Το μεθάνιο είναι ένα κοινό και σημαντικό αέριο θερμοκηπίου με μεγάλη επίδραση στην παγκόσμια κλιματική αλλαγή. Με την εμβάθυνση των εργασιών προστασίας του περιβάλλοντος, το μεθάνιο (CH4), ως το κύριο αέριο του θερμοκηπίου, έχει καταστεί σημαντικός δείκτης προστασίας του περιβάλλοντος.
Ο ανιχνευτής μεθανίου έχει γίνει ένα από τα απαραίτητα εργαλεία στον τομέα του την προστασία του περιβάλλοντος λόγω της υψηλής ευαισθησίας, της απόδοσης σε πραγματικό χρόνο και της ακρίβειάς του. Η εμφάνισή του παίζει σημαντικό ρόλο και αξία στην περιβαλλοντική παρακολούθηση. Η εισαγωγή και η ευρεία εφαρμογή των ανιχνευτών μεθανίου έχουν βελτιώσει το επιστημονικό επίπεδο και την τεχνολογική αλυσίδα της τρέχουσας βιομηχανίας προστασίας του περιβάλλοντος.
Πλεονεκτήματα των ανιχνευτών διαρροής μεθανίου
Το UAV ανιχνευτής μεθανίου με λέιζερ είναι μια ελαφριά συσκευή UAV προσαρμοσμένη σε UAV. Έχει υψηλή ευαισθησία, γρήγορη απόκριση ανίχνευσης, χαμηλότερο κόστος και μειώνει τους λειτουργικούς κινδύνους.
Οι ανιχνευτές αερίου μεθανίου λέιζερ βασίζονται στην τεχνολογία φασματοσκοπίας απορρόφησης λέιζερ ημιαγωγών. Μπορούν να ανιχνεύσουν παραμέτρους όπως η συγκέντρωση αερίου μεθανίου σε διάφορα περιβάλλοντα με υψηλή ακρίβεια, γρήγορες αποκρίσεις, υψηλή αξιοπιστία και χαμηλό κόστος λειτουργίας. Σε σύγκριση με σταθερούς ανιχνευτές διαρροής αερίου, drones δεν είναι μόνο ένας πιο οικονομικός τρόπος επίλυσης του προβλήματος αλλά και ένας πιο αποτελεσματικός.
Οι εξαιρετικά ευαίσθητοι ανιχνευτές αερίου μεθανίου με λέιζερ μπορούν να εντοπίσουν ακόμη και μικροσκοπικές διαρροές από ύψος 300 μέτρων. Ο αισθητήρας είναι ευαίσθητος μόνο στο μεθάνιο, επομένως δεν υπάρχει πιθανότητα ψευδών μετρήσεων λόγω της παρουσίας άλλων αερίων. Επιπλέον, drones εξοπλισμένα με ανιχνευτές μεθανίου μπορούν να διεισδύσουν σε μικρούς χώρους στους οποίους δεν μπορούν να εισέλθουν οι εργαζόμενοι ή σε περιοχές με δείκτη υψηλού κινδύνου για να διασφαλιστεί η προσωπική ασφάλεια των εργαζομένων.
Στον τομέα της μέτρησης μεθανίου που βασίζεται σε UAV, επικρατούν δύο κύριες μεθοδολογίες. Μια μέθοδος είναι ο αισθητήρας που βασίζεται σε λέιζερ (TDLAS – Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy), ο οποίος μετράει την απορρόφηση CH4 εντός της στήλης αέρα μεταξύ του αισθητήρα και του εδάφους. Η δεύτερη είναι η προσέγγιση «sniffer», η οποία αναλύει τη συγκέντρωση μεθανίου σε δείγματα αέρα που λαμβάνονται στο επίπεδο ή κοντά στο έδαφος. Ενώ και οι δύο μέθοδοι προσφέρουν ακρίβεια, οι διαδικασίες συλλογής δεδομένων τους ποικίλλουν σημαντικά.
Όταν χρησιμοποιείται ένας αισθητήρας "sniffer", η μονάδα ακολουθεί έναν σωλήνα απευθείας στο έδαφος ή κοντά, αναρροφώντας ενεργά αέρα κατά τη διάρκεια της πτήσης. Αυτή η προσέγγιση αποδίδει συμβατικές μετρήσεις συγκέντρωσης μεθανίου σε καθορισμένες τοποθεσίες αποστολής, με ρυθμό δειγματοληψίας x μετρήσεων ανά y χρονικό πλαίσιο.
Αντίθετα, οι αισθητήρες που βασίζονται σε λέιζερ εκτελούν ένα σχολαστικό σχέδιο πλέγματος, πάνω από 20 μέτρα στο επίπεδο του εδάφους. Ο αισθητήρας χρησιμοποιεί την τεχνολογία TDLAS για την απόκτηση δεδομένων.
Οι προκλήσεις της ανίχνευσης UAV-Μεθάνιου
Η χρήση αισθητήρων που βασίζονται σε UAV θέτει πολλές προκλήσεις, με την ασφάλεια να είναι πρωταρχικής σημασίας. Και οι δύο μεθοδολογίες συνεπάγονται κινδύνους για την ασφάλεια λόγω πτήσεων UAV σε χαμηλό ύψος. Ωστόσο, η χρήση ενός αισθητήρα sniffer εισάγει πρόσθετες πολυπλοκότητες. Αυτά περιλαμβάνουν τον κίνδυνο να πιάσει η μονάδα αντικείμενα στο έδαφος και τις δυσκολίες διατήρησης της ακρίβειας υψομέτρου, ιδιαίτερα σε περιοχές με κυμαινόμενα υψόμετρα.
Επιπλέον, τα drones sniffer καλύπτουν λιγότερο έδαφος σε σύγκριση με τα drones lidar. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υλικοτεχνικά εμπόδια, όπως η διαχείριση της μπαταρίας και οι παρατεταμένοι χρόνοι ολοκλήρωσης του έργου. Για να διασφαλιστούν αξιόπιστα δεδομένα ανίχνευσης μεθανίου, είναι επιτακτική ανάγκη να ελαχιστοποιηθεί το χρονοδιάγραμμα για τη συλλογή δεδομένων για τον μετριασμό των περιβαλλοντικών επιδράσεων.
Παρά τις ανησυχίες, οι αισθητήρες που βασίζονται σε λέιζερ προσφέρουν ξεχωριστά πλεονεκτήματα. Ενώ οι πιλότοι πρέπει να είναι προσεκτικοί για να αποφύγουν τις συγκρούσεις με εμπόδια όπως η ηλεκτρική υποδομή κοινής ωφέλειας, η απουσία επαφής με το έδαφος μειώνει ορισμένους κινδύνους. Επιπλέον, η χρήση υψομέτρου λέιζερ ενισχύει την ασφάλεια διατηρώντας ένα σταθερό υψόμετρο πάνω από το επίπεδο του εδάφους.
Τα δεδομένα του ανιχνευτή διαρροής μεθανίου υποβάλλονται σε γεωαναφορά και ενσωματώνονται απρόσκοπτα σε συστήματα GIS. Χρησιμοποιώντας παρεμβολή με σταθμισμένη αντίστροφη απόσταση, μπορούν να δημιουργηθούν χάρτες hot-spot που επισημαίνουν περιοχές υψηλής συγκέντρωσης μεθανίου, με την επιλογή να επικαλύπτονται τα υπάρχοντα δίκτυα συστημάτων αερίου από αρχεία CAD. Συγκεκριμένα, τα συστήματα ανίχνευσης μεθανίου που βασίζονται σε UAV προσφέρουν μεγαλύτερη εγγύτητα σε πηγές εκπομπών, ελαχιστοποιώντας τον αντίκτυπο των ταχυτήτων του ανέμου στην ακρίβεια των δεδομένων.
Η εξέταση της κατεύθυνσης και της ταχύτητας του ανέμου είναι καθοριστικής σημασίας κατά την ανάλυση δεδομένων. Τα δεδομένα διανύσματος ανέμου είναι σημαντικά για την αποφυγή «διπλής καταμέτρησης» των λοφίων μεθανίου. Η καταγραφή των καιρικών προτύπων βοηθά στη διασφάλιση ακριβών αξιολογήσεων των εκπομπών μεθανίου, διευκολύνοντας στοχευμένες προσπάθειες μετριασμού.
Οι συνοδευτικοί χάρτες θερμότητας ανίχνευσης μεθανίου, αν και δεν είναι θερμικής φύσης, εντοπίζουν αποτελεσματικά συστάδες μεθανίου. Επιπλέον, η επικάλυψη αυτών των δεδομένων σε υπάρχοντα συστήματα συλλογής και ελέγχου αερίου CAD διευκολύνει τον εντοπισμό διαρροών μεθανίου. Αυτό μπορεί να εξουσιοδοτήσει τους χειριστές του χώρου να εφαρμόσουν έγκαιρα μέτρα μετριασμού.
Συμπέρασμα
Η ανίχνευση μεθανίου με UAV αντιπροσωπεύει μια αλλαγή παραδείγματος στην περιβαλλοντική επιτήρηση. Παρουσιάζει ένα συνδυασμό οικονομικής απόδοσης, λειτουργικής απόδοσης και απαράμιλλης ανάλυσης στην ανίχνευση εκπομπών μεθανίου που αλλάζει το παιχνίδι.
Καθώς αυτή η τεχνολογία ωριμάζει, ο μετασχηματιστικός αντίκτυπός της στον εντοπισμό πηγών μεθανίου και στην ενορχήστρωση στοχευμένων στρατηγικών μετριασμού θα είναι σημαντικός. Τελικά, θα βοηθήσει στον μετριασμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των εκπομπών μεθανίου. Με συνεχή καινοτομία και βελτίωση, τα UAV μπορεί να φέρουν επανάσταση στην παρακολούθηση του μεθανίου. Ως εκ τούτου, ενδέχεται να αναδειχθούν ως απαραίτητοι σύμμαχοι στον παγκόσμιο αγώνα κατά της κλιματικής αλλαγής, προαναγγέλλοντας ένα μέλλον που χαρακτηρίζεται από ενισχυμένη περιβαλλοντική διαχείριση και βιωσιμότητα.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://www.iotforall.com/using-drones-for-methane-detection-enhancing-environmental-compliance
