كيف قمنا بطيران الطائرات بدون طيار عبر مدافن النفايات بحثًا عن تسرب الميثان


خريطة الطيران ، وهي نقاط ملحوظة بتركيزات الميثان تزيد عن 3000 جزء في المليون * م. وهذا كثير!

تخيل أن لديك مكبًا يدخن وينتن من وقت لآخر. هذا يرجع إلى حقيقة أنه خلال تسوس المواد العضوية تتشكل غازات مختلفة. في هذه الحالة ، لا يتشكل الميثان فحسب ، بل أيضًا غازات سامة تمامًا ، وبالتالي ، في بعض الأحيان ، يجب فحص مكبات النفايات الصلبة.

عادةً ما يتم ذلك بالتجول باستخدام كاشف الميثان القابل للارتداء ، لكن في الممارسة العملية يكون الأمر صعبًا للغاية ، لوقت طويل وعمومًا ليس ضروريًا لأصحاب المكبات.

ولكن هذا ضروري لحكومة المدينة أو السلطات البلدية أو المنطقة ، إلخ ، حيث يوجد مكب النفايات أو المكب المرخص به ، والمدافعون عن البيئة والأشخاص العاديون الذين يرغبون في استنشاق هواء نظيف.

تحظى خدمة القياس الآلي لمستوى الميثان باستخدام الطائرات بدون طيار بشعبية كبيرة في أوروبا.

قمنا مع شركائنا من شركة Pergamum بعمل مشترك في هذا الاتجاه وحصلنا على نتيجة مثيرة للاهتمام.

ما ينظم؟


الإطار التنظيمي لمدافن النفايات الصلبة - تعليمات لتصميم وتشغيل واستصلاح مدافن النفايات الصلبة المنزلية (التي وافقت عليها وزارة البناء في الاتحاد الروسي في 2 نوفمبر 1996) ، القواعد الصحية SP 2.1.7.1038-01 "المتطلبات الصحية لتصميم وصيانة مدافن النفايات الصلبة المنزلية النفايات "(تمت الموافقة عليها بموجب المرسوم الصادر عن رئيس طبيب الدولة الصحي في الاتحاد الروسي بتاريخ 30 مايو 2001 رقم 16) ، مفهوم إدارة النفايات الصلبة في الاتحاد الروسي MDS 13-8.2000 (تمت الموافقة عليه بقرار من مجلس Gosstroy للاتحاد الروسي بتاريخ 22 ديسمبر 1999 رقم 17) . AA 2.1.6.1032-01. 2.1.6. الهواء الجوي والهواء الداخلي ، وحماية الهواء الصحي. المتطلبات الصحية لضمان جودة الهواء الجوي في المناطق المأهولة بالسكان (التي وافق عليها كبير الأطباء الصحيين في الاتحاد الروسي في 05.17.2001).

التركيزات القصوى المسموح بها لهذه المجموعة من المستندات هي كما يلي:

مادة



MPC ، ملغم / م 3



الحد الأقصى واحد



المتوسط ​​اليومي



غبار غير سامة



0.5



0.15



كبريتيد الهيدروجين



0008



-



أول أكسيد الكربون



5.0



3.0



أكسيد النيتريك



0.4



0.06



الزئبق المعدني



-



0.0003



الميثان



-



50.0



غاز الأمونيا



0.2



0.04



البنزين



1.5



0.1



ثلاثي كلور الميثان



-



0.03



كلوريد الكربون 4



4.0



0.7



الكلوروبنزين



0.1



0.1


تكوين الغاز الحيوي النموذجي:


مادة



٪



الميثان ، CH 4



50-75



ثاني أكسيد الكربون ، ثاني أكسيد الكربون



25-50



النيتروجين ، N 2



0-10



الهيدروجين ، H 2



0-1



كبريتيد الهيدروجين ، H 2 S



0-3



الأكسجين ، O 2



0-2



يتم إطلاق الغاز الحيوي حتى عمر 12-15 عامًا ، وبعد السنة الثانية يكون الميثان فقط أو ثاني أكسيد الكربون فقط (أو خليط منهم).

كيف تبحث عن التسريبات الآن


للعثور على نقاط خروج الميثان في مدافن النفايات ، يتم استخدام زواحف الزحف. يأخذون محلل غاز محمول باليد (في عامة الناس - "متشمم") وشيء آخر يبدو وكأنه مظلة ، يختار رجل الخطاط مكانًا على أرض التدريب. إنه ينشئ قبة صغيرة هناك وينتظر تركيزًا معينًا من الغاز تحت القبة. يقيس مستوى التركيز باستخدام محلل الغاز ويلتقط قراءات الجهاز. بعد ذلك ، ينتقل إلى نقطة أخرى للقياس التالي. و هكذا.

العملية بسيطة للغاية ، ولكنها غير فعالة للغاية من حيث عدد القياسات التي يتم إجراؤها في كل وحدة زمنية. نضيف هنا العامل البشري وظروف العمل الجهنمية لعامل خطير يضطر إلى قضاء ساعات يتجول في نطاق النتن (ربما ، بعد كل شيء ، باستخدام معدات الوقاية الشخصية).

بدون طيار لمساعدتنا


في نهاية عام 2018 ، في معرض INTERGEO 2018 (فرانكفورت) ، تعرفنا على تقنية Pergamum وتجربتهم في مجال الطيران عبر مدافن النفايات الصلبة. بدأ الرجال باستخدام طائرة بدون طيار مع كاشف ليزر الميثان عن بعد مثبتة عليه للبحث عن التسريبات. تم تثبيت مسجل على متن الطائرة بدون طيار ، والذي يكتب جميع قراءات الكاشف. عند الانتهاء من الرحلة ، يتم نقل المعلومات من المسجل إلى الكمبيوتر في شكل بيانات جدولية للتحليل. إذا كان هناك زيادة في تركيز الميثان في مكان ما ، يتم إرسال الطائرة بدون طيار إلى هذه النقطة مرة أخرى لتصوير التسرب.

بحلول ذلك الوقت ، كان الرجال من Pergamum قد قاموا بالفعل بسلسلة من التحليق فوق مكبات النفايات الصلبة ، وأدركوا أن الطيران بشكل قانوني بسيط للغاية. لقد تحولت العملية التالية:

  1. يتم الاتفاق عادة على مثل هذه الرحلات الجوية بدون طيار في غضون أسبوعين بعد التقيد بالإجراءات القانونية: الحصول على إذن من مالك الإقليم ، والموافقة عليه من قبل سلطات الطيران وإدارة منطقة خطة الرحلة. يتم إرسال طلب لإعداد نظام الطيران المحلي إلى مركز المناطق (LC) قبل بدء العمل بثلاثة إلى خمسة أيام ، ويتم إرسال خطة الطيران في اليوم السابق لبدء العمل. في يوم بدء العمل ، من الضروري الاتصال بساعتين في LC ، قبل الإقلاع ، يتعين عليك الاتصال بجميع السلطات المسؤولة. يتم تحديد السلطات المسؤولة من خلال الخريطة المشتركة "المجال الجوي للاتحاد الروسي" (نائب رئيس الاتحاد الروسي). يبدو أن التغييرات ستحدث قريبًا ، وسيكون من الممكن الطيران على ارتفاعات تصل إلى 150 مترًا في خط البصر.
  2. في كل مرة تبدأ الرحلة بقياس اتجاه وسرعة الرياح ، الضغط الجوي. إذا كانت سرعة الرياح أكثر من أربعة أمتار في الثانية ، فلن تطير ، لأن النتيجة لا يمكن التنبؤ بها: يمكنك اكتشاف تسرب في المكان الخطأ (ضربة فعلية في الاتجاه المعاكس).
  3. مشغل الطائرة بدون طيار في الموقع نفسه يقلل من عدد المنعطفات ويحسب وقت الرحلة من حوالي 25 دقيقة. بشكل عام ، يمكنك تقليل وقت الرحلة من 5 إلى 20٪ ، حسب الأحوال الجوية.
  4. من الأفضل أن تبدأ الرحلات الجوية من الجانب الضيق بحيث يتم المسح في مهب الريح.
  5. ارتفاع الطائرة بدون طيار يكفي للبحث عن التسريبات - 15 متر.
  6. إذا كان هناك إذن للتصوير الجوي ، فيمكنك تصوير مكان الإخراج باستخدام جهاز تصوير حراري وفي النطاق المرئي.

بالمقارنة مع عمل الخطي - انفراج! لكن المكشاف الذي تستخدمه بيرجاموم في التحليق كان له عيب كبير: عدم وجود قناة اتصال بين الكاشف والمشغل أثناء الرحلة. يمكن الحصول على معلومات حول التسريبات فقط بعد هبوط الطائرة بدون طيار.

البرغم + CROC + SPH


بحلول وقت التعارف مع Pergamum ، كان لدى CROC للتو جهاز كمبيوتر على متن الطائرة لطائرة DJI Matrice 600 ، والتي يمكن أن تبث أيضًا القياس عن بُعد عبر DJI LightBridge 2. كان Pergam مهتمًا على الفور بالمنتج واقترح تكامل الوصلة الهابطة لمنتجهم - كاشف الميثان البعيد LMC للطائرة بدون طيار.

نتيجة لذلك ، كان هناك تطور مشترك بين CROC (روسيا) ، Pergam-Engineering (روسيا) و SPH Engineering (لاتفيا ، الشركة المصنعة لبرامج UGCS) - مجمع LMC G2 DL (Laser Methane Copter Generation 2 مع Downlink). هذا هو الجيل الثاني من مجمع الأجهزة والبرامج للكشف عن تسرب الميثان (CH4).

يشتمل الحل على طائرة DJI Matrice 600 بدون طيار مع كتلة إقلاع 11 كيلوجرام ، ومجهزة بكاشف ليزر الميثان عن بعد وجهاز كمبيوتر على متن الطائرة. يتيح لك البرنامج الجديد تسجيل مسار الرحلة بدقة على ارتفاع معين وبالسرعة اللازمة ، والرد على الفور في حالة تسرب الميثان ، وتحديد الموقع بدقة واتخاذ التدابير في الوقت المناسب.

الآن هذه العملية هي:

1. من أجل عدم تفويت جزء صغير من ملعب التدريب ، يتم إنشاء خطة الطيران في برنامج UgCS. يستغرق دقائق. في الوقت نفسه ، يمكنك القيام بذلك في مكتب دافئ ولا تجمد نفسك ... يديك.


خطة طيران بدون طيار في برنامج UgCS.

2. بعد ذلك ، يقوم المشغل بإعداد الطائرة بدون طيار عند نقطة الإقلاع في ملعب التدريب. ومن خلال تطبيق المحمول UgCS تطلق رحلة.


التركيز طبيعي.


تسرب الكشف.

3. علاوة على ذلك ، بفضل جهاز الكمبيوتر الخاص بنا ، يتم إرسال قراءات كاشف الميثان عبر الإنترنت إلى تطبيق الهاتف المحمول. في هذه الحالة ، يسجل الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة في حالة فقد الاتصال بالأرض جميع المؤشرات من الجهاز على بطاقة SD.

4. جميع المستويات الزائدة من تركيز الميثان يمكن وضع علامة على الفور على الخريطة. لم تعد تقضي وقتًا في إجراء عملية المعالجة لترجمة التسريب.

5. الربح!

تعليق البيئة CROC:
لا يوجد قانون ينص على أن المكب يجب أن يكتشف رسميًا أي تسريبات ، لكن الميثان هو أحد غازات الدفيئة ، وقد حرمنا غازات الدفيئة لمدة 20 عامًا. هناك بروتوكول كيوتو ، وفي إطار مشروع الهواء النظيف ، والذي يتعلق بالمشروع الوطني للبيئة ، من المرجح أن يكون هناك قانون بشأن الحصص. وسيبدأون في تداول هذه الحصص. ويجب أن تفهم كل شركة ما إذا كانت لديها القدرة على تقليل الانبعاثات أو التحكم فيها.

السلطة الإشرافية - Rosprirodnadzor. المكب نفسه هو هيكل هندسي ، وهذا هو ، يجب أن يخضع ل Glavgosexpertiza. هناك الرقابة الصناعية والبيئية. يتم تعيين تردد هذه السيطرة اعتمادا على الخطر ولكل أرض تدريب محددة. لنفترض أن المختبر يأتي كل ثلاثة أشهر ويقيس شيئًا - عادة ما يكون الماء والتربة والهواء. المدافن الجيدة ترتب خطوط أنابيب لغاز المكب وتستخدم هذا الغاز لتلبية احتياجاتها. عادة ما يكون هناك من 40 في المئة الميثان. إذا انفجرت ، ستكون هناك اتصالات مدمرة ، ربما خسائر بشرية ، طفرة قوية ... وبعد ذلك سترفع قضية جنائية ضد المالك. ولا أحد مهتم بهذا. طائرة بدون طيار في نفس كراسنويارسك ، على سبيل المثال ، سليمة للغاية من الناحية الاقتصادية. شخصان بالإضافة إلى حارس أمن يحمل مسدسًا (خطيرة - توجد دببة) ، وهي مركبة لجميع التضاريس تنفجر مرة واحدة كل 20-40 كم ، والإقامة ، وبدل الإقامة اليومي الشمالي.

يمكن استخدام طائرات بدون طيار الكثير حيث. حرق التدخل في القزم ، وري الحقل ، ورمي طوفًا على رجل غارق ، أو الطيران من خلال النار والعثور على جميع الأشخاص ، أو تعقب الصيادين أو البحث عن مزارع القنب ، أو عمل جرد في المستودع - هذا ما تريده. وبشكل عام ، كل ما تسمح به خيالك. نحن مهتمون بمهام جديدة ، ويمكننا ونرغب في محاولة حل مشكلتك. حسنًا ، إذا كان لديك مهمة البحث عن التسريبات ، فلدي مشروع رائد حول المشروع الأكثر إثارة للاهتمام. البريد - ALevandovskiy@croc.ru.

مراجع


Source: https://habr.com/ru/post/ar475736/


All Articles