Управление мусорными полигонами: как дроны способны помочь в реализации “мусорной реформы” в России

В январе 2019 года в России стартовала так называемая “мусорная реформа”. В этом месяце ей исполняется ровно два года. Проблема мусора и его утилизации представляется очень сложной, затратной по времени и предпринимаемым усилиям, однако за два года мы уже можем проследить определенные тенденции, сложившиеся в сфере управления мусорными отходами. В сегодняшней статье мы рассмотрим роль беспилотных летательных аппаратов в этом деле, приведем примеры их использования в российских регионах, а также обратимся к зарубежному опыту привлечения дронов. 

Суть российской “мусорной реформы”

Для начала определим в общих чертах, на что нацелена мусорная реформа в РФ. Вот основные ее положения и задачи:

• управление твердыми коммунальными отходами возлагается на регионы;
• вывоз ТКО региональными операторами;
• внедрение повсеместной практики сортировки мусора с целью его дальнейшей частичной переработки;
• создание современных мусорных полигонов на территории страны, ответственный подход к захоронению неперерабатываемых ТКО.

По сравнению с рядом развитых западных государств, до настоящего момента в России переработка мусора была очень незначительной. Отсутствие должного внимания к “мусорной теме” сказалось на том, что о сортировке мусора в большинстве городов (а тем более в сельской местности) даже не слышали. За два года действия реформы в России зарегистрировано 178 действующих региональных операторов, которые обращаются с ТКО.

Тем не менее, все еще острым остается вопрос правильного захоронения и переработки мусора. Каждый житель планеты ежедневно оставляет после себя бытовой мусор. За последние десятилетия бытового мусора в России становится все больше. Виной тому и применение упаковочных материалов из дешевого, но при этом не экологичного сырья, философия потребления, сложившаяся в современном развитом обществе. Сегодня ясно одно: управлять мусорными отходами по старинке уже невозможно. Технологическая составляющая видится крайне значимой в данном вопросе.

Российский опыт использования дронов в вопросе сбора мусора

За два года действия реформы к проблеме незаконных свалок в России начали относиться с особым пристрастием. Говорить о повсеместном привлечении беспилотных летательных технологий к управлению отходами в нашей стране, конечно, пока еще рано, но ряд шагов в этом направлении мы видим уже сегодня.

Пожалуй, самой распространенной целью использования БПЛА является контроль за незаконным вывозом мусора и организацией стихийных несанкционированных свалок. В разных регионах России созданные с января 2019 года региональные операторы, а также местные власти, отвечающие за жизнедеятельность и благоустройство городских образований, привлекают дроны к отслеживанию правонарушителей. Приведем несколько примеров того, как это происходит в разных регионах страны.

Выявление несанкционированных свалок

Одним из первых российских регионов, который отчитался о применении дронов для борьбы с нелегальными свалками, стала Астраханская область. Так, властями города Ахтубинска были закуплены дроны с установленными на их борту камерами ночного видения. Чиновники, занятые в сфере жилищно-коммунального хозяйства, по роду своей деятельности уже в курсе того, где граждане привыкли нелегально организовывать свалки. Осенью 2019 года они организовали временный патруль, издалека следящий за такими местами. Всякий раз, замечая в бинокль подозрительный грузовой автомобиль, подъезжающий к месту незаконного вывоза мусора, они поднимали в воздух коптер. С воздуха он делал фото, доказывающие нелегальный вывоз отходов на место, а также фиксировал номера машины нарушителей. В объектив камеры дрона с невысокого расстояния попадали и лица самих нарушителей. Далее на место в оперативном порядке выезжала группа уполномоченных чиновников, которая составляла акт о правонарушении. На основании такого акта местный суд в большинстве случаев выносил решение о взыскании штрафа с правонарушителей. 

Ахтубинские чиновники также рассказали и о том, что их коптеры регулярно патрулировали различные районы города в выходные дни, когда чаще всего происходит несанкционированный вывоз строительного мусора, образующегося у граждан в ходе ремонта квартир. Несколько раз нарушителей удавалось задержать ещё до того, как они выбрасывали мусор на несанкционированной свалке.

Измерение размеров свалок и цикла их жизнедеятельности с воздуха

В Екатеринбурге дроны не просто фиксируют факт наличия незаконной свалки, но и выполняют необходимые замеры с воздуха. По словам специалистов, раньше на такие мероприятия уходило много времени, ведь для определения размеров и глубины завалов нужно было забираться на вершину кучи и высчитывать все с помощью тахеометра. Сегодня специальная программа на дроне за считанные минуты способна рассчитать размеры мусорной кучи, на основании чего будет ясно, сколько техники будет нужно для устранения свалки и какой штраф грозит лицам, складировавшим отходы в этом месте.

Определенные подвижки наблюдаются и в научных разработках, призванных помочь российским региональным операторам, занимающимся управлением мусорными полигонами. Так, один из ведущих технических вузов Перми (ПНИПУ) предложил методику расчета безопасности мест захоронения ТКО. Согласно разработке специалистов университета, состояние экологии в районе полигонов можно будет регулярно проверять, задействуя в исследованиях возможности БПЛА. 

При помощи тепловизоров можно наблюдать за тем, какое тепло исходит от места захоронения ТКО. Собранные данные помогут выявить районы проседания массива захоронения ввиду происходящего разложения мусора, что поможет в дальнейшем безопасном управлении полигоном. Это предотвратит и минимизирует риски экологических катастроф и позволит выйти но новый, более качественный уровень взаимодействия с ТКО. 

Как дроны могут помочь в управлении отходами

Несмотря на то, что сегодня в России на БПЛА в мусорной отрасли возложена, главным образом, надзорная функция, беспилотные технологии не стоят на месте и могут предложить гораздо большее число сценариев для привлечения дронов. 

Инспектирование с воздуха при помощи беспилотных аппаратов уже давно применяется в ряде развитых государств для управления отходами. Традиционные методы инспектирования в этом деле будут проигрывать инновациям ввиду дороговизны, времязатратности и ограниченности первых. Да и проводить их более-менее регулярно вряд ли будет возможно. В то же время вам необходимо располагать точными и актуальными данными для эффективного управления объемом ячеек на полигоне, отслеживания их наполняемости на еженедельном или ежемесячном уровне и гарантии того, что отходы в ячейках укомплектованы самым оптимальным способом. 

Развитие технологий БПЛА превратило дроны в доступный инструмент для работы на мусорных захоронениях. Беспилотники больше не рассматриваются как какая-то дорогая игрушка, а стали вполне обыденным “прибором” сродни GPS-навигатору. Для управления коптером не нужно никакого специального учебного оборудования или доболнительного персонала. Наличие разработанных приложений и программ для дронов и вовсе облегчит выполнение миссий, сбор и обработку данных. Обычно инспектирование полигона с последующей обработкой данных занимает не более пары часов. Множество режимов полета на промышленных дронах гарантируют плавное и безопасное парение коптера в воздухе и высокое качество снимков.

Ряд стран и компаний во всем мире активно пользуются БПЛА для управления отходами. Ниже мы перечислим самые популярные направления, в которых могут помочь дроны.

Сбор мусора

Наверное, это направление еще далеко до реализации в России, однако такие страны, как Испания, уже применяют дроны для сбора мусора. В частности, испанская практика оказалась эффективной там, где традиционный сбор мусора был затруднен. Речь идет о пляжах, где песок усложняет проезд техники. Таким образом, испанцы посчитали, что для них будет менее ресурсозатратно доверить сбор мусора с побережья при помощи дронов. 

Благодаря своей компактности и исключительным полетным характеристикам дроны патрулируют в общественных местах. Коптер без труда может распознать пустую упаковку, выброшенную на аллее парка, и затем поднять ее. Бесконтактны способ сбора мусора как никогда актуален в современной действительности, поэтому вполне может стать распространенной практикой в ближайшие годы.

Мониторинг утилизации отходов

Именно к этому направлению можно отнести разработки пермских ученых, о которых мы упоминали ранее. При помощи дронов компании, занимающиеся управлением ТКО, могут следить за качеством подземных вод в области размещения мусорных захоронений и за экологической ситуацией в целом. Также это касается и мониторинга очистных водоемов, ведь на основании полученных данных можно наладить наиболее оптимальный метод утилизации.

Мониторинг мусорных полигонов

Управление и мониторинг мусорных полигонов может быть достаточно сложным процессом, в котором необходим этап планирования, наличия специализированного оборудования, а также выполнение всех мероприятий согласно существующему законодательству. Такой процесс ставит своей целью создание захоронений отходов, которые не будут влиять на экологию близлежащих территорий и не будут загрязнять подземные воды. Инженеры-экологи могут использовать дроны для мониторинга полигонов. Беспилотные платформы будут собирать данные разного рода о функционировании полигона в режиме реального времени. Для этого понадобятся снимки высокого разрешения с камер коптеров, на основе которых при использовании таких программ, как DJI Terra, можно будет создать 3D-модель захоронения отходов. Такие решения окажутся на порядок бюджетнее и безопаснее традиционного инспектирования и сбора данных на территории полигонов. 

Расчет вместимости мест захоронения отходов

Согласно экологическим нормам, мусорные полигоны не должны представлять собой огромную гору отходов до небес, а быть ниже определенного уровня. Исходя из этих показателей, компания, отвечающая за обслуживание полигона, может выбрать определенные ячейки, которые при необходимости можно переполнить. Однако процесс этого отбора и компоновки мусора в ячейках должен быть выверен, дабы не вызвать в результате экологическую катастрофу в районе мусорного полигона. Таким образом, крайне важно наути такой метод, который позволит провести точные замеры вместимости мусорных ячеек полигона. Дроны могут помочь расчитать возможность переполнения выбранных ячеек, а также понять, в каком месте отходы могут быть в большей степени утрамбованы. Для всех этих измерений используются датчики изображений, на основе данных с которых далее строится 3D-модель для визуализации внутреннего пространства в ячейках. Такие данные помогают организациям в мусорной отрасли и далее следить за циклом жизнедеятельности полигона. С помощью беспилотных платформ сегодня все чаще составляются точные карты полигонов захоронения ТКО, чтобы компании, занимающиеся обслуживанием этих объектов, были уверены в соблюдении всех норм законодательства. 

Очистка линий электропередачи

На сегодняшний день известно о китайском опыте применения дронов для очистки линий электропередачи. Так, одна из энергетических компаний Китая использует дроны для сжигания мелкого мусора (пластиковых пакетов, воздушных змеев и так любимых в Китае бумажных летающих фонариков), застрявшего в проводах. Этот метод представляется китайцам более безопасным, чем отправка рабочих на очистку высоковольтных линий на большой высоте. Конечно, такое применение беспилотных аппаратов должно разрешаться местным законодательством, однако сложившаяся зарубежная практика кажется довольно интересной и многообещающей.

Как видно, потенциал использования дронов для управления мусорными полигонами и контролем за выбросом отходов очень высок. “Мусорная реформа” в России только набирает обороты, а значит привлечение инноваций в эту сферу является только вопросом времени.