Mapa de vuelo, se marcan los puntos con concentraciones de metano superiores a 3 ppm*m. ¡Y eso es mucho!
Imagina que tienes un vertedero que echa humo y apesta de vez en cuando. Esto se debe al hecho de que se forman varios gases durante la descomposición de la materia orgánica. En este caso, no solo se forma metano, sino también gases completamente tóxicos, por lo que a veces es necesario examinar los vertederos de desechos sólidos.
Esto generalmente se hace a pie con un detector de metano portátil, pero en la práctica es muy difícil, requiere mucho tiempo y, por lo general, los propietarios de vertederos no lo necesitan.
Pero es necesario para el gobierno de la ciudad, autoridades municipales, regiones, etc., donde se encuentra el vertedero o vertedero autorizado, los ambientalistas y la gente común que quiere respirar aire limpio.
El servicio de medición automatizada del nivel de metano mediante drones tiene una gran demanda en Europa.
Nosotros, con nuestros socios de la empresa. , realizó un trabajo conjunto en esta dirección y obtuvo un interesante resultado.
¿Qué está regulado?
El marco regulatorio para vertederos de desechos sólidos: instrucciones para el diseño, operación y recuperación de vertederos para desechos sólidos municipales (aprobado por el Ministerio de Construcción de la Federación Rusa el 2 de noviembre de 1996), normas sanitarias SP 2.1.7.1038-01 "Higiene requisitos para la construcción y mantenimiento de vertederos para desechos domésticos sólidos” (aprobado por el Decreto del Médico Jefe Estatal de Sanidad de la Federación Rusa del 30 de mayo de 2001 No. 16), el concepto de gestión de desechos domésticos sólidos en la Federación Rusa MDS 13-8.2000 (aprobado por el Decreto de la Junta de Gosstroy de la Federación Rusa del 22 de diciembre de 1999 No. 17), SanPiN 2.1.6.1032-01. 2.1.6. Aire atmosférico y aire interior, protección del aire sanitario. Requisitos de higiene para garantizar la calidad del aire atmosférico en áreas pobladas (aprobado por el Jefe de Estado Sanitario de la Federación Rusa el 17.05.2001 de mayo de XNUMX).
Las concentraciones máximas permitidas para este conjunto de documentos son las siguientes:
sustancia
CAM, mg/m3
Máximo una vez
Promedio diario
Polvo no tóxico
0,5
0,15
Sulfuro de hidrógeno
0,008
-
Monóxido de carbono
5,0
3,0
Óxido nítrico
0,4
0,06
metal mercurio
-
0,0003
Metano
-
50,0
Amoníaco
0,2
0,04
Benceno
1,5
0,1
triclorometano
-
0,03
cloruro de 4 carbonos
4,0
0,7
El clorobenceno
0,1
0,1
Composición típica de biogás:
sustancia
%
Metano, CH4
50-75
dióxido de carbono, CO2
25-50
Nitrógeno, N2
0-10
Hidrógeno, H2
0-1
Sulfuro de hidrógeno, H2S
0-3
Oxígeno, O2
0-2
El biogás se libera hasta los 12-15 años, y después del segundo año, principalmente solo metano o solo dióxido de carbono (o una mezcla de ambos).
Cómo buscar fugas ahora
Para encontrar lugares de liberación de metano en los vertederos, se utiliza el trabajo de orugas. Toman un analizador de gas de mano (en la gente común, "olfateador") y otra cosa que parece un paraguas, el rastreador elige un lugar en el vertedero. Instala allí una pequeña cúpula y espera a que se acumule una cierta concentración de gas debajo de la cúpula. Mide el nivel de concentración utilizando un analizador de gases y registra las lecturas del dispositivo. Después de eso, se mueve a otro punto para la siguiente medición. Etcétera.
El proceso es bastante simple, pero muy ineficiente en cuanto al número de mediciones realizadas por unidad de tiempo. Agreguemos aquí el factor humano y las condiciones de trabajo infernales del liniero, que se ve obligado a caminar durante horas por el apestoso campo de entrenamiento (probablemente aún usando equipo de protección personal).
Drone para ayudarnos
A finales de 2018, en la feria INTERGEO 2018 (Frankfurt), conocimos la tecnología de Pergamum y su experiencia en el vuelo de drones sobre vertederos. Los muchachos comenzaron a usar un dron con un detector de metano láser remoto instalado para buscar fugas. Se instaló un registrador a bordo del dron, que registra todas las lecturas del detector. Al finalizar el vuelo, la información del registrador se transfiere a la computadora en forma de datos tabulares para su análisis. Si en algún lugar hay un exceso de concentración de metano, el dron se envía nuevamente a este punto para fotografiar el lugar de la fuga.
Para ese momento, los muchachos de Pérgamo ya habían realizado una serie de sobrevuelos de vertederos de desechos sólidos, y se dieron cuenta de que era bastante simple volar legalmente. Esto resultó en el siguiente proceso:
- Dichos sobrevuelos de drones suelen acordarse dentro de las dos semanas siguientes al cumplimiento de los trámites legales: obtener el permiso del dueño del territorio, aprobado por las autoridades aeronáuticas y la administración del área del plan de vuelo. La solicitud para el establecimiento de un régimen de vuelo local se envía al centro de zona (AC) de tres a cinco días antes del inicio de los trabajos, el plan de vuelo se envía el día anterior al inicio de los trabajos. El día del inicio del trabajo, debe llamar al SC con dos horas de anticipación, antes del despegue debe llamar a todas las autoridades responsables. Las autoridades responsables se determinan de acuerdo con el mapa general "Espacio aéreo de la Federación Rusa" (VP RF). Parece que los cambios saldrán pronto, y será posible volar a altitudes de hasta 150 metros dentro de la línea de visión.
- Cada vez que el vuelo comienza con la medición de la dirección y la velocidad del viento, la presión atmosférica. Si la velocidad del viento es superior a cuatro metros por segundo, entonces no vuelan, porque el resultado es impredecible: puede detectar una fuga en el lugar equivocado (físicamente la soplará hacia el otro lado).
- El operador del dron en el lugar minimiza el número de giros y calcula un tiempo de vuelo de aproximadamente 25 minutos. En general, es posible reducir el tiempo de vuelo del 5 al 20%, dependiendo de las condiciones climáticas.
- Es mejor comenzar los vuelos desde el lado de sotavento para que la exploración se realice a favor del viento.
- La altura de vuelo del dron suficiente para buscar fugas es de 15 metros.
- Si hay permiso para la fotografía aérea, puede fotografiar el lugar de liberación con una cámara termográfica y en el rango visible.
En comparación con el trabajo de los rastreadores, ¡un gran avance! Pero había un inconveniente importante en el funcionamiento del detector utilizado por Pergamum para los sobrevuelos: la ausencia de un canal de comunicación entre el detector y el operador durante el vuelo. La información sobre las fugas solo se pudo obtener después de que aterrizara el dron.
Pérgamo + CROC + SPH
Cuando conocieron a Pergamum, CROC acababa de recibir una computadora a bordo para el dron DJI Matrice 600, que también podía transmitir telemetría a través de DJI LightBridge 2. Pergamum se interesó de inmediato en el producto y se ofreció a realizar una integración de enlace descendente para su producto, el detector remoto de metano LMC para el dron.
Como resultado, apareció un desarrollo conjunto de CROC (Rusia), Pergam-Engineering (Rusia) y SPH Engineering (Letonia, fabricante de software UGCS): el complejo LMC G2 DL (Laser Methane Copter Generation 2 with Downlink). Esta es la segunda generación del sistema de hardware y software para la detección de fugas de metano (CH4).
La solución incluye un dron DJI Matrice 600 con un peso de despegue de 11 kilogramos, equipado con un detector de metano láser remoto y una computadora a bordo. El nuevo software le permite registrar con precisión la ruta de vuelo a una altura determinada y a la velocidad requerida, responder instantáneamente en caso de detección de una fuga de metano, localizar con precisión el lugar y tomar medidas oportunas.
Ahora el proceso es así:
1. Para no perder ni una pequeña parte del polígono, el plan de vuelo se crea en el software UgCS. Toma minutos. Al mismo tiempo, puedes hacerlo en una oficina cálida y no congelarte... las manos.
Plan de vuelo del dron en el software UgCS.
2. A continuación, el operador prepara el dron en el punto de despegue del campo de entrenamiento. Y a través de la aplicación móvil UgCS lanza el vuelo.
La concentración es normal.
Fuga detectada.
3. Además, gracias a nuestra computadora de a bordo, las lecturas del detector de metano se envían en línea a la aplicación móvil. Al mismo tiempo, la computadora de a bordo registra todas las lecturas del dispositivo en la tarjeta SD en caso de pérdida de comunicación con tierra.
4. Todos los excesos del nivel de concentración de metano se pueden marcar inmediatamente en el mapa. Ya no pierde tiempo en el posprocesamiento para localizar la fuga.
5 Beneficio!
Comentario ecologista de la CROC:
No existe una ley que establezca que un vertedero debe registrar oficialmente cualquier fuga, pero el metano es un gas de efecto invernadero y hemos prohibido los gases de efecto invernadero durante 20 años. Está el Protocolo de Kioto, y en el marco del proyecto Aire Limpio, que pertenece al proyecto nacional de Ecología, muy probablemente habrá una ley de cuotas. Y estas cuotas serán negociadas. Y cada empresa debe comprender si tiene la capacidad de minimizar o controlar las emisiones.
La autoridad supervisora es Rosprirodnadzor. El vertedero en sí es una estructura de ingeniería, es decir, debe pasar la Glavgosexpertiza. Hay producción y control ambiental. La frecuencia de este control se establece en función de la peligrosidad y de cada vertedero en concreto. Supongamos que un laboratorio viene cada tres meses y mide algo, generalmente agua, suelo, aire. Los buenos vertederos organizan tuberías para el gas de vertedero y utilizan este gas para sus propias necesidades. Por lo general, hay del 40 por ciento de metano. Si explota, habrá comunicaciones destruidas, posiblemente bajas humanas, una liberación poderosa... Y luego se abrirá un proceso penal contra el propietario. Y a nadie le interesa. Un dron en el mismo Krasnoyarsk, por ejemplo, está muy justificado económicamente. Dos personas más un guardia con un arma (en serio, hay osos), un vehículo todo terreno que se descompone cada 20-40 km, alojamiento, asignaciones diarias del norte.
Los drones se pueden utilizar en muchos lugares. Queme estática en un carro, riegue un campo, arroje una balsa a un hombre que se está ahogando, vuele a través de un incendio y encuentre a todas las personas, rastree a los cazadores furtivos o busque plantaciones de cáñamo, haga un inventario en un almacén: es todo lo que desea. Y en general, todo lo que tu imaginación te permita. Nos interesan los nuevos retos, y podemos y queremos intentar solucionar tu problema. Bueno, si tienes la tarea de encontrar fugas, tengo un proyecto piloto para la más interesante. Correo - [email protected].
referencias
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Fuente: habr.com