Fermele de lactate ar putea gestiona emisiile de metan cu ajutorul dronelor. Care e mecanismul?

Fermele de lactate produc două lucruri în cantități mari: lapte și excremente. Laptele ajunge în delicatese precum ciocolata cu lapte și sandviciuri cu brânză la grătar, iar excrementele sunt pur și simplu depozitate.

Fermierii de lactate depozitează fecalele în iazuri artificiale numite lagune de gunoi de grajd, unde microbii anaerobi le descompun în metan, un puternic gaz cu efect de seră.

Metanul reține cu 80% mai multă căldură în atmosferă decât dioxidul de carbon, contribuind la aproximativ un sfert din schimbările climatice de până în prezent. Tractul digestiv al vacii produce, de asemenea, metan și îl eliberează atunci când vaca râgâie.

Aproximativ 50% din metanul pe care îl emite California provine din fermele de lactate. Pentru a îndeplini obiectivele climatice stricte, statul a propus modalități de reglementare a emisiilor de metan din produse lactate.

Dar aceste eforturi se confruntă cu o mare problemă: în prezent nu există o modalitate fiabilă pentru fermierii de lactate de a măsura cantitatea de metan produsă în ferma lor, scrie Phys.org.

Fermele de lactate nu au instrumente facile de a măsura emisiile de metan

Cantitatea de metan produsă depinde de numărul de vaci, de dieta lor, de vreme și de cât de umed este depozitat gunoiul de grajd. Estimările cu privire la cantitatea de metan produsă de o fermă sunt, prin urmare, incerte. Măsurătorile efectuate prin satelit sau aeronave dau estimările cele mai precise, dar aceste instrumente sunt costisitoare și nu funcționează întotdeauna la nivelul fermelor individuale.

Javier Gonzalez-Rocha, de la UC Riverside, vrea să schimbe asta. El lucrează cu profesorul de inginerie mecanică Akula Venkatram și cu profesorul de științe ale mediului Francesca Hopkins pentru a dezvolta sisteme robotice aeriene care pot cuantifica emisiile de metan direct pe o anumită instalație de produse lactate.

Pentru a atinge acest obiectiv, Gonzalez-Rocha a dezvoltat o nouă metodă pentru extragerea estimărilor vitezei vântului din perturbațiile cauzate de acesta în mișcarea unei drone. Acest algoritm a fost adaptat la un sistem de „mostre de aer” bazat pe drone, dezvoltat de profesorul de inginerie de mediu Don Collins și studentul absolvent Zihan Zhu.

Care este rolul dronelor?

O mostră de aer este similară cu o mostră de gheață, o bucată de gheață scoasă dintr-un ghețar, care poate dezvălui modificări ale compoziției atmosferice în timp.

Prin combinarea vitezei vântului și a capacităților de măsurare a mostrei de aer, dronele pot ajuta la detectarea, localizarea și estimarea emisiilor de metan la scări spațiale fine, altfel greu de rezolvat folosind tehnici standard de măsurare a compoziției vântului și a aerului.

Capacitatea dronelor de a pluti și de a fi manevrate în medii dificile, în care aeronavelor convenționale cu aripi fixe le-ar fi dificil să opereze, oferă, de asemenea, noi posibilități pentru obținerea de observații țintite ale gazelor cu efect de seră din atmosfera inferioară.

Noi metode pentru cuantificarea surselor de emisie

Munca condusă de Gonzalez-Rocha și Zhu va aduce în curând noi descoperiri care abordează fiabilitatea măsurătorilor atmosferice bazate pe drone în comparație cu senzorii convenționali de vânt și compoziție a aerului.

Gonzalez-Rocha testează dronele la locul de operațiuni agricole al UCR și la fermele de lactate din California, unde le folosește pentru a măsura concentrațiile de metan la diferite distanțe în direcția vântului față de sursele de emisie.

Înțelegerea modului în care variază concentrațiile de metan în diferite locații din direcția vântului este esențială pentru cuantificarea surselor de emisie.

Deși tehnicile dezvoltate de Gonzalez-Rocha și Zhu sunt în stadiul incipient, rămâne un potențial mare de îmbunătățire a preciziei măsurătorilor bazate pe drone.

Lucrările aflate în desfășurare explorează un sistem de mostră de aer cu mai multe intrări pentru a eșantiona compoziția aerului la mai multe înălțimi simultan, în timp ce drona se mișcă pe o adiere de metan. Cercetătorii cred că sunt pe un curs favorabil pentru ca fermierii să folosească această tehnologie în următorii 5-10 ani.

Vă recomandăm să citiți și:

Mai multe specii de cactus, în pragul dispariției din cauza încălzirii globale

De ce au dispărut ghețarii uriași din trecut? Noi indicii despre cum va arăta viitorul

Schimbările climatice vor produce „o reorganizare dramatică a vieții pe Pământ”

„Ultima șansă de a vedea Antarctica”. De ce tot mai mulți turiști vizitează continentul înghețat?