埋め立て地内でドローンを飛ばし、メタン漏れを探した方法

フライトマップでは、メタン濃度が 3 ppm*m を超える地点がマークされています。 それはたくさんあります！

時々煙が出て悪臭を放つ埋立地があると想像してください。 これは、有機物が腐るとさまざまなガスが発生するためです。 これはメタンだけでなく、完全に有毒なガスも生成するため、固形廃棄物の埋め立て地を検査する必要がある場合があります。

これは通常、ウェアラブルメタン検出器を使用して徒歩で行われますが、実際には非常に困難で時間がかかり、一般に埋立地所有者にとっては特に必要ありません。

しかし、これは、埋め立て地または認可された埋め立て地が位置する市政府、自治体当局、地域など、環境保護活動家、そしてきれいな空気を吸いたい一般の人々によって必要とされています。

ドローンを使った自動メタン濃度測定サービスは欧州で大きな需要がある。

私たちは、社内のパートナーとともに ペルガモン、この方向で共同研究を実施し、興味深い結果を得ました。

それは何によって規制されていますか?

固形廃棄物埋め立て地の規制枠組みは、家庭用固形廃棄物の埋め立て地の設計、運営、および埋め立てに関する指示 (2 年 1996 月 2.1.7.1038 日にロシア連邦建設省によって承認)、衛生規則 SP 01-30「衛生的」です。家庭用固形廃棄物の埋め立て地の設計と維持に関する要件「廃棄物」（2001 年 16 月 13 日付けロシア連邦首席衛生医師決議第 8.2000 号により承認）、ロシア連邦における固形廃棄物管理の概念MDS 22-1999 (17 年 2.1.6.1032 月 01 日付ロシア連邦国家建設委員会理事会決議第 2.1.6 号により承認)、SanPiN 17.05.2001-XNUMX。 XNUMX. 大気と室内空気、衛生的な空気の保護。 人口密集地域の大気の質を確保するための衛生要件 (XNUMX 年 XNUMX 月 XNUMX 日にロシア連邦の主任国家衛生医師によって承認)。

この一連の文書の最大許容濃度は次のとおりです。

物質

MPC、mg/m3

最大 XNUMX 回

毎日の平均

粉塵は無毒です

0,5

0,15

硫化水素

0,008

-

一酸化炭素

5,0

3,0

一酸化窒素

0,4

0,06

水銀金属

-

0,0003

メタン

-

50,0

アンモニア

0,2

0,04

ベンゼン

1,5

0,1

トリクロロメタン

-

0,03

4-塩化炭素

4,0

0,7

クロロベンゼン

0,1

0,1

バイオガスの典型的な組成:

物質

%

メタン、CH4

50-75

二酸化炭素、CO2

25-50

窒素、N2

0-10

水素、H2

0-1

硫化水素、H2S

0-3

酸素、O2

0-2

バイオガスは 12 ～ 15 年間放出され、XNUMX 年目以降は主にメタンのみ、または二酸化炭素のみ (または両方の混合物) になります。

今すぐ漏れを探す方法

埋め立て地でメタン放出場所を見つけるには、ラインマンの労働力が使われます。 彼らは手持ち式のガス分析計（一般的な用語では「探知器」）と傘のようなものを手に取り、ラインマンは試験場の場所を選択します。 彼はそこに小さなドームを設置し、一定濃度のガスがドームの下に溜まるのを待ちます。 ガス分析計を使用して濃度レベルを測定し、装置の読み取り値を記録します。 この後、次の測定のために別のポイントに移動します。 等々。

このプロセスは非常に単純ですが、単位時間あたりに取得される測定数の点で非常に非効率的です。 ここに人的要因と、悪臭を放つ試験場の周りを何時間も歩き回らなければならないラインマンの地獄のような労働条件を加えてみましょう（おそらくまだ個人用保護具を使用しているでしょう）。

ドローンが私たちを助けてくれる

2018年末、INTERGEO 2018展示会（フランクフルト）で、私たちはPergamのテクノロジーと、固形廃棄物埋め立て地上空でドローンを飛行させる経験を知りました。 彼らは、遠隔レーザーメタン検出器を搭載したドローンを使用して漏れを捜索し始めた。 ドローンにはロガーが搭載されており、すべての探知機の測定値が記録されます。 飛行が完了すると、ロガーからの情報は分析用の表データの形式でコンピューターに転送されます。 どこかでメタン濃度が過剰になった場合、ドローンが再びその地点に送られ、漏洩現場の写真が撮影されます。

その時までに、ペルガモンから来た人たちはすでに固形廃棄物埋め立て地の上空を何度も飛行しており、合法的に飛行するのは非常に簡単であることに気づきました。 結果は次のようなプロセスになりました。

1. このようなドローン飛行は、通常、法的手続きを遵守した上で150週間前に承認されます。つまり、領土の所有者から許可を取得し、航空当局と飛行計画区域の管理者によって承認されます。 現地飛行計画の設定申請書は作業開始の XNUMX ～ XNUMX 日前にゾーンセンター (ZC) に送信され、飛行計画は作業開始の前日に送信されます。 作業開始日には、XNUMX 時間前に管制センターに電話し、離陸前にすべての責任当局に電話する必要があります。 責任当局は、一般地図「ロシア連邦の空域」（RF VP）に従って決定されます。 近々変更が出るそうで、目視可能な高度XNUMXメートルまで飛行できるようになるそうです。
2. 毎回のフライトは風向と風速、気圧を計測することから始まります。 風速が毎秒 XNUMX メートルを超える場合、結果は予測不可能であるため、飛行しません。間違った場所で漏れが検出される可能性があります (物理的に反対方向に吹き飛ばされます)。
3. 現場のドローン操縦者は旋回数を最小限に抑え、飛行時間を約25分と計算した。 一般に、気象条件にもよりますが、飛行時間を 5 ～ 20% 短縮することが可能です。
4. スキャンが風下で行われるように、風下側から飛行を開始することをお勧めします。
5. ドローンの飛行高度は、漏れを探すのに十分な15メートルです。
6. 航空写真撮影の許可があれば、放流現場を赤外線カメラで可視範囲で撮影することができます。

ラインマンの仕事と比較すると、画期的な進歩です。 しかし、ペルガモンが飛行に使用した探知機の操作には重大な欠点がありました。それは、飛行中に探知機とオペレーターの間に通信チャネルが存在しないことです。 漏洩に関する情報はドローンが着陸した後にのみ入手できた。

ペルガモン + KROK + SPH

私たちが Pergam に会ったとき、CROC は DJI Matrice 600 ドローン用のオンボード コンピューターを入手したばかりで、DJI LightBridge 2 経由でテレメトリをブロードキャストすることもできました。Pergam はすぐに製品に興味を持ち、自社製品のダウンリンク統合を申し出ました。 - ドローン用の LMC リモート メタン検出器。

その結果、CROC (ロシア)、Pergam-Engineering (ロシア)、SPH Engineering (ラトビア、UGCS ソフトウェアのメーカー) による共同開発、つまり LMC G2 DL (ダウンリンク付きレーザー メタン コプター 第 2 世代) 複合体が誕生しました。 これは、メタン (CH4) 漏れを検出するための第 XNUMX 世代のハードウェアおよびソフトウェア システムです。

このソリューションには、離陸重量 600 キログラムの DJI Matrice 11 ドローンが含まれており、リモート レーザー メタン検出器とオンボード コンピューターが装備されています。 新しいソフトウェアを使用すると、指定された高度と必要な速度で飛行経路を正確に登録し、メタン漏れが検出された場合に即座に反応し、位置を正確に特定してタイムリーな措置を講じることができます。

現在のプロセスは次のようになります。

1. 訓練場のほんの一部でも見逃さないように、飛行計画は UgCS ソフトウェアで作成されます。 数分かかります。 同時に、暖かいオフィスで行うことができ、手が凍ることはありません。

UgCS ソフトウェアでのドローン飛行計画。

2. 次に、オペレーターは訓練場の離陸地点でドローンを準備します。 そして、UgCS モバイル アプリケーションを通じてフライトを開始します。

集中力は普通です。

漏れが検出されました。

3. 次に、オンボード コンピューターのおかげで、メタン検出器の測定値がオンラインでモバイル アプリケーションに送信されます。 同時に、地面との接続が失われた場合、車載コンピュータはデバイスからのすべての測定値を SD カードに記録します。

4. メタン濃度レベルの超過はすべて、地図上に即座にマークできます。 漏れ箇所を特定するための後処理に時間を無駄にする必要はもうありません。

5. 利益を得る!

CROC生態学者からのコメント:

埋め立て地が漏洩を公式に記録しなければならないという法律はありませんが、メタンは温室効果ガスであり、我が国では温室効果ガスの使用が 20 年間禁止されています。 京都議定書があり、エコロジー国家プロジェクトに属するクリーン・エア・プロジェクトの枠組みの中で、割り当てに関する法律が制定される可能性が高い。 そして、これらの割り当ては取引され始めるでしょう。 そしてすべての企業は、排出量を最小限に抑えたり制御したりする能力があるかどうかを理解する必要があります。

監督当局はロスプリロドナゾルである。 埋め立て地自体は工学的構造物であり、Glavgosexpertiza を経る必要があります。 生産管理と環境管理があります。 この制御の頻度は、危険性と特定の埋立地ごとに応じて設定されます。 40 か月ごとに研究所が来て、何か (通常は水、土壌、空気) を測定するとします。 優良な埋立地は、埋立地ガス用の独自のパイプラインを手配し、このガスを自社のニーズに合わせて使用​​します。 通常、メタンは 20 パーセント存在します。 それが爆発した場合、通信は破壊され、おそらく人的被害が発生し、強力な釈放が行われるでしょう...そして所有者に対して刑事訴訟が起こされるでしょう。 そして誰もこれに興味がありません。 たとえば、クラスノヤルスクでのドローンは経済的に非常に正当化されています。 40 人に加えて、銃を持った警備員 (マジでクマがいるよ)、XNUMX ～ XNUMX km ごとに故障する全地形万能車、宿泊施設、北部の日当。

ドローンはさまざまな場所で使用できます。 台車に積んだゴミを燃やしたり、畑に水をまいたり、溺れている人にいかだを投げたり、火の中を飛んで全員を見つけたり、密猟者を追跡したり、麻農園を探したり、倉庫の在庫を調べたり、何でもできます。 そして一般的には、あなたの想像力が許すすべてのものです。 私たちは新しい問題に興味があり、問題の解決に努めることができますし、そうしたいと考えています。 そうですね、リークを見つけるというタスクがある場合は、最も興味深いものについてパイロット プロジェクトを開始します。 郵便 - [メール保護].

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出所： habr.com