Imponerende oppfinnelse av litauiske forskere: de skapte en enhet som oppdager ekstremt farlige prosesser på jordens overflate og i søppelfyllinger

I 2016-2021 ble doktoravhandlingen «Anvendelse av ubemannede luftfartøysystemer for overvåking og modellering av metandispersjon i et deponi» utarbeidet. og forsvarte i 2021. i oktober. Forsvaret av oppgaven falt nesten sammen med 2021. COP26 Glasgow Climate Conference, der mer enn 80 land har bidratt til 30 % forpliktelse til USA (USA) og EU (EU) innen slutten av dette tiåret. redusere metanutslipp.

Metangass, som uttalt på Glasgow-konferansen, er kanskje det største onde når det gjelder global oppvarming. Ifølge Ursula von der Leyen, president for EU-kommisjonen (EC), utgjør metanutslipp rundt 30 % av utslippene. global oppvarming siden 1800-tallet. industrielle revolusjon.

På spørsmål om hvorfor han hadde valgt metan til forskningen. I. Daugėla sier at han ønsket å bruke sin eksisterende ekspertise innen måleteknikk til naturvitenskapelig forskning.
«Det kom bare til meg da. Fordi det er farlig: brannfarlig og eksplosiv gass, sier I. Daugėla.

Overvåkingen var bevæpnet med teknologi

Oppsummer den praktiske betydningen av forskningsresultatene.

«Deponier inspiseres vanligvis på de samme utvalgte punktene et par ganger i året. Med den foreslåtte metoden kan undersøkelser utføres oftere ved å observere spesifikke områder eller punkter (ikke nødvendigvis forhåndsvalgt) identifisert av fjernmetoden. Ved utvalgte eller fjernbestemte metanutslippspunkter i deponiet foreslås det å måle gassmengden med en utviklet sensor, som kan integreres i dronen eller festes til mottakerskiltet for Global Positioning System (GPS),» heter det i avhandlingen.

I tillegg kan forskningsresultatene med ubemannede luftfartøyer suppleres med visuelt materiale: fotografier, ortofotografiske og overflaterelieffmodeller.

Dette var målet med avhandlingen: hvordan identifisere mulig kilde til metanforurensning i hele området ved hjelp av moderne teknologi.

RGB (rød, grønn, blå), NIR (nær infrarød) og TIR (termisk infrarød) sensorer gir bilder av søppelfyllingen og miljøet i målbart, metrisk digitalt rom.

«Det er mye mer objektivt enn å undersøke for eksempel 6 punkter å si at det ikke er lekkasjer og at du kan sove rolig. Forskningen vår lar oss sove mye roligere, konkluderer forskeren.
Fordelene med droner: nøyaktig, rask og billig

Når vi snakker om forskningsarbeidet hans, sier dr. I. Daugėla sier at hun allerede har forstått at muligheten for å bruke droner mer utbredt i praksis «ikke er utelukket». 2015 VILNIUS TECH Master of Measurement Engineering bidro til utarbeidelsen av kartmaterialet for Vilnius Western Bypass, som endelig ble ferdigstilt i 2016. i desember. Droner ble også brukt til dette arbeidet.
«Før jeg begynte på doktorgradsstudiet, eksperimenterte jeg med droner i Litauen og kartleggingsmulighetene. Et av forsøkene var å fotografere det lukkede Kariotiškės-deponiet. Senere gjentok jeg det arbeidet et år senere, og da ble det en del av oppgaveeksperimentene, sier forskeren.

I. Daugėla forklarer fordelene med å bruke UAV, og sier at landmålere måler området hver 15. meter (dette er den ekstreme størrelsen som er tillatt), og det undersøkte området med droner reduseres til 5 cm eller bare 2 cm.

Det er også viktig at det i Litauen er vanskelig å bruke materiale som enkelt kan hentes fra satellitter, fordi det er for overskyet og det observerte området er synlig i for store blokker.
«For eksempel, hvis gass som lekket fra en liten lomme brøt gjennom deponilaget på et veldig lite punkt, vil vi ikke bestemme det punktet fra satellitten. Plasseringen av satellittskaden blir slått sammen med andre ruter på bildet og oppdaget. gjenstander eller fenomener av ukjent størrelse med en nøyaktighet på flere hundre meter eller til og med kilometer,” forklarer I. Daugėla.

Han understreker at droner blir lettere å kontrollere på grunn av teknologiske fremskritt, og at dataene de samler inn blir lettere og lettere ved å kombinere sensorer med fly i systemer for å utføre bestemte oppgaver.
«Droner er ekstremt mobile, og for eksempel høykvalitets, relativt lyssterke RGB-kameraer er innebygd i settene, som koster rundt 1000 euro. «Når du flyr trygt, er kostnadene vanligvis de samme som å lade batteriene, sier forskeren. .

Det øynene ikke ser – fanger kameraene

Han forteller at det var viktig i forskningen å bruke hyperspektrale kameraer som bryter bildet ned i svært små elementer og fanger opp spektre som ikke kan ses av det gjennomsnittlige menneskelige øyet.

«Et slikt bilde kan reflektere ulike kjemiske elementer. Hvis det for eksempel oppdages en gasslekkasje, er det mulig å se en farge som kan fange opp en tilstrekkelig stor metanlekkasje,» forklarer I. Daugėla.

Disse mer nøyaktige testene gjøres kun i laboratorier.

Et annet viktig aspekt ved avhandlingen er å teste de spesielle kameraene som brukes til å beregne Plant Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), som viser om planter vokser vellykket på et bestemt sted. Da Kariotiškės-deponiet ble stengt, ble det plantet.

«Ved å fotografere og beregne NDVI med en drone kan vi finne ut hvor planter har det bra og hvor de blir dårligere. Det er flere utslipp som forstyrrer planters naturlige aktivitet. Men når metan samler seg, samler det seg andre gasser som de er skadelig for planteutviklingen», påpeker forskeren fra VILNIUS TECH.

Ideelt sett forblir deponigass under jorden

På deponiet Kariotiškės nær Vilnius er det nødvendig å gjennomføre regelmessig overvåking og kontrollere minst et par ganger i året om gassene som slippes ut ikke overstiger forurensningsnivåene som er foreskrevet i loven.
– Så langt har vi ikke funnet sprekker eller brudd, deponiet er stengt i henhold til alle EU-krav og alt går bra, sier oppgavens forfatter.
Deponiet Kariotiškės ble plantet og stengt i 2008 og har samlet rundt 3 millioner tonn jord over flere tiår. tonn avfall.

De slipper ut den såkalte deponigassblandingen, hvor hovedkomponentene er CO2 og metan. Bortsett fra en liten mengde andre gasser, dannes CO2 og metan i omtrent like proporsjoner, f.eks i underkant av 50 %.

«Det er best om mikroorganismer i deponier bryter ned gasser som dannes under nedbrytning av organisk materiale, først og fremst matavfall. All deponigass ville ha det bedre å holde seg under jorden, og i verste fall bare for CO2-utslipp,» forklarer I. Daugėla.

Det er flere stengte deponier i Litauen og de slipper ut metangass tre tiår etter stenging.

Metangass finnes også i våtmarker og storfegårder.