Che cos’è l’imaging iperspettrale? Applicazioni nella classificazione dei rifiuti

Che cos’è l’imaging iperspettrale? Applicazioni nella classificazione dei rifiuti

Che cos’è l’imaging iperspettrale? Applicazioni nella classificazione dei rifiuti

L’imaging iperspettrale (HSI) è uno strumento potente che analizza diversi spettri luminosi per identificare e quantificare la composizione dei materiali, creando immagini dettagliate e pixelizzate. L’uso di apposite fotocamere e sensori consente di raccogliere informazioni approfondite sulla composizione e sulle caratteristiche degli oggetti e dei materiali destinati al riciclo, facilitando un processo di selezione più accurato, efficiente e sostenibile.

Le apparecchiature PICVISA sono dotate di tecnologia HSI con NIR (near infrared – vicino infrarosso), che combina la capacità dell’imaging iperspettrale di catturare informazioni spaziali con quella della spettroscopia NIR di ottenere dati chimici. Sempre all’avanguardia, i nostri sistemi di visione artificiale ad alta precisione permettono di identificare e separare i materiali in base alla loro composizione chimica, forma e colore.

Come viene interpretata l’immagine iperspettrale (HSI)

L’imaging iperspettrale cattura e analizza centinaia di bande spettrali dell’intero spettro elettromagnetico – dal visibile all’infrarosso fino all’ultravioletto – identificando i materiali con una precisione superiore a quella della fotografia tradizionale. L’elevata risoluzione spettrale consente di riconoscere e analizzare le impronte digitali uniche (firme spettrali) dei materiali, includendo dettagli invisibili all’occhio umano, e agevolando così il processo di selezione nel riciclo dei rifiuti.

Rispetto alle fotocamere monocromatiche, che generano immagini in scala di grigi, le fotocamere a colori combinano tre immagini, rispettivamente per i valori del rosso, del verde e del blu. Le immagini RGB hanno quindi il triplo dei dati. Le fotocamere multispettrali ampliano ulteriormente questa dimensione, acquisendo informazioni su diverse lunghezze d’onda.

Gli strumenti iperspettrali, invece, possono includere l’intero spettro elettromagnetico in bande adiacenti; sono dotati di sensori in grado di percepire centinaia di lunghezze d’onda dentro e fuori lo spettro visibile. L’imaging iperspettrale si distingue per la registrazione precisa, affidabile e in tempo reale di informazioni chimiche o fisiche (Fonte: bcnvision.es).

Vantaggi dell’imaging iperspettrale

Rispetto alle tecnologie multispettrali, quelle iperspettrali offrono vantaggi superiori derivanti principalmente dalla maggiore risoluzione spettrale, che consente un’identificazione più precisa dei materiali e la rilevazione di variazioni molto sottili.

Vantaggi principali della visione iperspettrale:

Telerilevamento senza contatto. Esamina i materiali senza necessità di interazione fisica e senza danneggiarli.

Informazioni dettagliate. Le fotocamere iperspettrali catturano centinaia di bande di dati, rivelando la composizione chimica e molecolare di ogni pixel dell’immagine.

Identificazione di sostanze invisibili. Permette di rilevare e classificare materiali e composti invisibili all’occhio umano – fondamentale per scoprire contaminanti, impurità o difetti.

Analisi in tempo reale. Le ispezioni con risultati immediati aumentano l’efficienza operativa.

Alta precisione. Fornisce dati dettagliati che facilitano analisi qualitative e quantitative molto affidabili. Con la microscopia iperspettrale è inoltre possibile ottenere informazioni chimiche e fisiche su scala microscopica.

Ampia varietà di applicazioni. L’estensione oltre lo spettro visibile permette l’utilizzo della tecnologia in numerosi settori produttivi.

Facile integrazione. Consente l’inserimento rapido nelle linee di processo esistenti e favorisce l’automazione delle attività.

Applicazioni dell’HSI

La tecnologia di imaging iperspettrale sta diventando fondamentale in molte industrie, ad esempio:

Medicina: offre informazioni essenziali per migliorare diagnosi e trattamenti.

Difesa, sicurezza e forense: identifica bersagli camuffati invisibili all’occhio o alla visione termica, con rilevamento possibile fino a 1,5 km.

Agricoltura: analisi dello stato di salute e della composizione delle colture.

Monitoraggio ambientale: identifica e quantifica qualità dell’acqua, presenza di sedimenti, salute della vegetazione, inquinanti, ecc.

Mineralogia: consente di identificare e mappare minerali senza necessità di escavazione.

Imaging iperspettrale nel riciclo e nella selezione dei rifiuti

Nel settore del riciclo, l’imaging iperspettrale migliora significativamente il processo di selezione dei rifiuti, consentendo di rilevare e separare con elevata precisione e velocità diverse tipologie di materiali per la selezione automatizzata.

Applicazioni chiave:

Separazione dei rifiuti: facilita la selezione di carta, vetro, metalli, frammenti plastici, ecc., nei flussi di rifiuti urbani e nei detriti da demolizione.

Classificazione delle plastiche: identifica e separa vari polimeri, anche in miscele complesse.

Rilevamento dei contaminanti: individua materiali non riciclabili all’interno dei flussi di riciclo, garantendo la purezza dei materiali recuperati.

Recupero di metalli e composti di valore: nel riciclo dei rifiuti elettronici consente l’identificazione e separazione di metalli preziosi.

Classificazione dei rifiuti organici: aiuta a separarli dagli inorganici migliorando l’efficienza del trattamento.

Analisi non distruttive in tempo reale: consente la caratterizzazione dei materiali senza danneggiarli.

Sfide e opportunità

Permangono comunque alcune sfide. Per questo motivo la ricerca e sviluppo nel campo dell’imaging iperspettrale prosegue senza sosta, con progressi nei sensori iperspettrali miniaturizzati e a basso costo e nei sensori avanzati basati su piattaforme spaziali. Una delle principali sfide riguarda la gestione dell’enorme volume di dati raccolti, che ne rende complessa l’analisi.

Attualmente si sta lavorando a una revisione completa di piattaforme, sensori e fotocamere per l’elaborazione e l’analisi dei dati iperspettrali. I progressi in questa tecnologia sono essenziali per promuovere un’economia circolare e contribuire a un futuro più sostenibile.

In PICVISA abbiamo scelto di adottare questa preziosa tecnologia di imaging spettrale nei nostri impianti, in linea con il nostro forte impegno verso l’innovazione e l’utilizzo degli strumenti più avanzati nel settore del riciclo.