Nova York está usando drones para coletar amostras de água e realizar testes mais seguros e baratos.
Para a maioria dos americanos, a água é um luxo a ser desfrutado sem pensar duas vezes. Mas, como diriam as comunidades carentes de água de Flint, Michigan, e de muitas outras pequenas cidades rurais dos Estados Unidos, o acesso à água potável nem sempre é uma garantia.
A Agência de Proteção Ambiental (EPA) regula quase 50.000 sistemas comunitários de água (CWSs) nos EUA. Em 2018, a agência relatou o monitoramento e relatórios de violações em mais de 30 por cento desses CWSs. A EPA agora quer reduzir o número de CWSs não conformes em pelo menos um quarto. E quer fazer isso antes do final de 2022.
É aqui que os drones entram em cena , atendendo à necessidade de uma tecnologia de amostragem de água de baixo custo e alta frequência para monitorar e melhorar nosso abastecimento de água.
A Reign Maker, uma empresa de Nova York especializada na construção de soluções customizadas de drones, tem trabalhado com o Departamento de Proteção Ambiental (DEP) da cidade de Nova York para o monitoramento eficiente de reservatórios e instalações de águas residuais desde 2014.
Alguns anos atrás, Jessica Chosid, CEO da Reign Maker, ouviu um vice-comissário expressando preocupação sobre as complexidades logísticas de manter-se em dia com os mandatos de amostragem de água da EPA. Ela decidiu apresentar um desafio à sua equipe de engenheiros aeroespaciais e mecânicos: construir uma ferramenta de amostragem de água que tornasse simples para os drones coletar amostras e fornecesse fácil gerenciamento de dados de água.
Hoje, a Reign Maker anunciou o lançamento do Nixie, um novo sistema de amostragem de água habilitado por drones e rastreamento de dados de sensor que promete reduzir o tempo de coleta de amostra de água em 75 por cento.
Por que a amostragem de água é importante: uma perspectiva global.
Garantir o acesso a água potável e saneamento para todos é um dos 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável estabelecidos pelas Nações Unidas. Alcançar essa meta não será fácil, considerando que uma em cada três pessoas no mundo não tem acesso a água potável.
“Os especialistas preveem uma escassez global de água potável nos tempos que virão”, brinca Chosid. “A água já começou a ser negociada no mercado de futuros.”
Entender o que está e o que não está presente em nossas águas é um dos primeiros passos para o desenvolvimento de políticas de proteção e distribuição de água.
A amostragem regular e quantitativa das águas superficiais permite que as comunidades locais e os gestores ambientais entendam melhor como os corpos d'água mudam em resposta à poluição e como protegê-los. Os especialistas em qualidade da água também exigem dados de amostragem frequentes para prever como as águas superficiais responderão a fatores como crescimento futuro ou mudanças climáticas.
E como Chosid aponta, “A necessidade de amostragem só aumentará no futuro próximo, com o crescimento populacional, desenvolvimento industrial e residencial, aumento das regulamentações de água e preocupações com a segurança nacional.
As técnicas tradicionais de amostragem de água não se acumulam.
Órgãos governamentais, entidades privadas, grupos de conservação de água, bem como serviços públicos e privados, têm uma variedade de métodos e equipamentos de amostragem de água da EPA à sua disposição. Isso inclui mergulhar um recipiente de amostra, colheres, bombas peristálticas, amostradores de profundidade discretos, baldes, bombas submersíveis e até mesmo amostradores automáticos.
O método usado em última análise é normalmente ditado pela localização física do investigador. Mas, idealmente, você deseja evitar a captura da água de superfície superior, uma vez que isso não é realmente característico do corpo d'água.
O problema é que a maioria das técnicas de amostragem de água consome tempo, é logisticamente complexa, exige muita mão-de-obra e depende muito do uso de barcos e tripulações. Eles também estão sujeitos a erros humanos.
“Embora muitos pensem que uma análise da qualidade da água começa no laboratório, ela realmente começa durante a coleta da amostra”, explica Chosid. “A coleta de amostras é extremamente importante porque a maioria dos erros durante a análise da qualidade da água ocorre nesta fase.”
Amostragem de água drone simplificada com Nixie.
Nixie é mais semelhante ao método de imersão que usa um recipiente de amostra. Apenas, ele usa drones em vez de barcos.
O dispositivo é projetado para conter garrafas de amostragem de água aprovadas pela EPA e pode facilmente mergulhar 2 pés em águas com até 5 nós de corrente. Esta capacidade permite que o Nixie exceda as diretrizes federais da EPA, garantindo que não colete apenas a camada superior da água.
O fluxo de trabalho também é bastante simples: você conecta o Nixie a um DJI M600 ou um drone M300 RTK e insere uma garrafa de coleta enquanto o robô voador paira perto de você. Depois disso, você navega com o drone para a área alvo e abaixa o Nixie abaixo da superfície da água. Assim que o processo de coleta estiver concluído, você recupera a garrafa de amostra da mesma maneira, enquanto o drone paira. Depois disso, é só 'substituir e repetir'.
As implantações iniciais do Nixie provaram que o dispositivo pode reduzir o tempo de amostragem de água em 75 por cento, diz Chosid.
“O DEP da cidade de Nova York coleta cerca de 30 amostras por dia, usando barcos, capitães e uma equipe de amostragem de três pessoas. Nixie pode pegar 120 amostras no mesmo turno de 7 horas. ”.
O Nixie não é apenas exponencialmente mais rápido, mas também muito mais consistente e eficiente do que os procedimentos tradicionais de amostragem de água.
Além de coletar amostras de qualidade da água, Nixie usa o GPS do drone para registrar dados de telemetria - coordenadas de tempo e localização. Essa etapa ajuda muito a melhorar a cadeia de custódia da amostra. Além disso, ter acesso aos registros históricos do GPS significa que o Nixie pode mergulhar exatamente no mesmo local das vezes anteriores para apresentar a imagem mais precisa da mudança da qualidade da água.
“E não vamos esquecer que a amostragem de água por drone com Nixie pode ser mobilizada imediatamente após um evento aquático crítico, mesmo em áreas onde pode não ser seguro para investigadores humanos se aventurarem fisicamente”, acrescenta Chosid rapidamente.
Curiosamente, a Reign Maker também está desenvolvendo o Nixie Advanced - um sistema baseado em sensor que eliminará a necessidade de coleta de amostra física por completo. O sistema testará mais de 20 parâmetros de água diferentes periodicamente e carregará automaticamente os dados em um painel de análise, com o objetivo de se tornar o primeiro banco de dados de água in-situ centralizado mundialmente.
Reduzindo custos com amostragem de água drone.
Mas como tudo isso pode se traduzir redução de custos? Chosid explica com um exemplo:
“A cidade de Nova York coleta 14.000 amostras de qualidade da água por ano. Em média, custa a NYC mais de US $ 100 por amostra. Com a amostragem de água do drone Nixie, o custo pode ser tão baixo quanto $ 10 por mergulho. ”
Basicamente, o Nixie é planejado como um produto passivo de receita de dados, fornecendo amostragem de água por drones e uma plataforma de aplicativo de gerenciamento de dados. Assim, quedas mais frequentes e coleta de dados permitem que o Reign Maker reduza significativamente os custos de amostragem para agências governamentais e concessionárias de água.
Como o ecossistema de drones DJI está impulsionando a inovação.
Todo esse trabalho crítico, diz Chosid, não poderia ter sido possível sem o DJI Payload SDK e o ecossistema de desenvolvedor, onde o único fator limitante é a própria imaginação do desenvolvedor .
“Como a maior parte da inovação no ecossistema de drones vem de desenvolvedores pequenos e ágeis, a tecnologia precisa ser acessível e facilmente escalonável.” E é exatamente isso que DJI está fazendo.
Embora o Nixie esteja previsto para ser adaptável a qualquer plataforma de drones de carga pesada nos tempos que estão por vir, Chosid diz que se concentrou nas plataformas M600 e M300 RTK para a integração inicial devido ao domínio do mercado dos produtos.
Ela enfatiza:
“O SDK aberto da DJI permite a integração perfeita da carga útil, o que é essencial para o desenvolvimento de tecnologia progressiva. Empresas emergentes como a nossa precisam de um sistema aberto para continuar a inovar no campo crítico da sustentabilidade da água. ”.
A sustentabilidade da água é de fato crucial para garantir que os americanos e o resto da população mundial tenham fácil acesso ao que é considerado um direito humano básico. Como as Nações Unidas identificam sucintamente , sem uma melhor gestão da água, a produção de alimentos sofrerá, milhões de pessoas continuarão a morrer de doenças relacionadas à água e haverá mais perdas na biodiversidade e na resiliência do ecossistema.
A amostragem de água por drone pode ser apenas um passo em direção a uma melhor avaliação das condições de qualidade da água, bem como das causas da deficiência, mas é definitivamente um passo na direção certa.
Fonte [DJI]
