Dronă echipată cu senzori MOX de detectare a gazelor

August 2019

 

SNAV poate detecta concentrații foarte mici de gaze, de exemplu monoxid de carbon (CO) sau metan (CH4), și alți compuși organici volatili (etanol, acetonă, benzen etc.)

În locurile greu accesibile din clădirile dărâmate în urma unui cutremur sau de o explozie este foarte periculos să pătrundă echipe de salvare pentru descoperirea potențialelor victime umane sau pentru depistarea scurgerilor de gaze din conductele avariate. Doi cercetători spanioli (Santiago Marco și Javier Burgués) de la Facultatea de Fizică a Universității din Barcelona (UB) și de la Institutul de Bioinginerie din Catalonia (IBEC) au găsit soluția pentru a înlătura acest risc. Ei au modificat o dronă de foarte mici dimensiuni (sUAV, small Unmanned Aerial Vehicle), sau nanodronă, și au echipat-o cu senzori de gax MOX (metal oxide sensor), care pot detecta concentrații foarte mici de gaze, cum ar fi de exemplu monoxid de carbon (CO) sau metan (CH4), și alți compuși organici volatili, numiți pe scurt COV, (etanol, acetonă, benzen etc.). O verificare a prezenței acestor substanțe toxice și periculoase se impune înainte de intrarea persoanelor din echipele de salvare și cea mai sigură metodă este trimiterea unei drone cu senzori speciali. Sensibilitatea de detectare ajunge „până la o parte pe milion de volum (ppmv, one part per million in volume) în funcție de substanță și de senzorul utilizat” și se poate determina exact locul de unde provine un gaz „prin urmărirea nivelului de concentrație în diferite părți ale unei încăperi”, după cum se arată pe site-ul newatlas.com, care preia informația din articolul celor doi cercetători din publicația Sensors*. Noul concept a fost numit SNAV (Smelling Nano Aerial Vehicle) și se bazează pe mini drona Crazyflie 2.0**, un quadcopter (UAV cu patru elice) mic și ușor, de numai 27 de grame, disponibil pe piață și care poate fi achiziționat on-line. „Nanodronele sunt platforme operaționale pilotate de la distanță și care cântăresc mai puțin de două sute cincizeci de grame” (ub.edu/web/ub/) și tehnologia lor este folosită în tot mai multe aplicații. Opțiunea de a folosi nanodrone înseamnă o nouă abilitate, aceea de a ocoli obstacole, cum sunt, de exemplu, scările interioare, și oferă rapiditatea de deplasare într-un spațiu închis, reiese din declarația lui Santiago Marco. În situațiile create după un cutremur sau după o explozie, pentru a găsi persoane în clădirile prăbușite, echipele de salvare folosesc, de cele mai multe ori, câini dresați și instruiți special. Pentru detectarea scurgerilor de gaze, sau pentru „localizarea pe baza unor semnale chimice”, se mai folosesc uneori și roboți tereștri, dar, „astăzi, posibilitatea de a folosi roboți aerieni autonomi este opțiunea care trebuie avută în vedere atât pe termen scurt cât și pe termen lung”, scrie pe site-ul amintit mai sus. Nanodrona SNAV navighează autonom și este localizată utilizând o serie de transmițătoare de radio-frecvență, deoarce în interiorul unei clădiri sistemul GPS nu poate urmări semnalele de la sateliți. În general, controlul dronelor care zboară pe distanțe mari, în spații libere, se bazează pe un sistem de navigație GPS, dar pentru dispozitivele care zboară în interior nu este o opțiune viabilă. Pe site-ul newatlas.com se precizează că „în studiile efectuate cu succes până în prezent, șase transmițătoare au fost plasate în locații cunoscute din interiorul unei clădiri, în timp ce altul a fost montat pe SNAV, pentru a comunica cu celelalte șase”. Poziția a fost cunoscută în orice moment, dar nanodrona a putut zbura și în locații date la comandă. Față de alte aparate mai mari, sau față de o persoană echipată cu mască de gaze, SNAV poate traversa pereții prin găuri sau prin fisuri. Poate opera în spații destul de largi, de aproximativ 160 de metri pătrați, pentru a descoperi sursa de emisie chimică, chiar dacă aceasta este ascunsă sau în zone greu accesibile, plafoane, sisteme de conducte de aer etc. Echipa de cercetători UB-IBEC a utilizat și aplicat tehnici și proceduri speciale pentru a elimina efectele negative ale turbulențelor produse de rotoarele dronei, pentru a nu perturba semnalele transmise de senzori și pentru a se obține informații utile.


* Sensors este cea mai importantă revistă din lume privind noutățile din știința și tehnologia senzorilor și biosenzorilor. Este o publicație de referință pentru acest domeniu.

** Crazyflie 2.0 este a doua versiune a dronei Crazyflie, cea lansată în 2013. Crazyflie 2.0 este un quadcopter de dimensiuni reduse, poate fi ținută în palmă (vezi imaginea), cântărește 27 de grame și este controlată wireless. Conform specificațiilor tehnice, are un timp de zbor de 7 minute și un timp de încărcare de 40 de minute.

Tags