Rivieren brengen water naar dorpen en steden, maar vervoeren ook veel plastic naar oceanen. Waar komt al dat plastic precies vandaan, en hoe verspreidt het zich? Marlein Geraeds, masterstudente Hydraulic Engineering, liep stage bij The Ocean Cleanup en onderzocht hoe je met drones plastic kunt monitoren in de Klang-rivier van Maleisië.
Mensenwerk
Het is duidelijk dat de hoeveelheid plastic in rivieren een groot probleem vormt, maar niemand weet precies wat de omvang van het probleem is. Marlein vertelt: “Er zijn wel telmethodes om de hoeveelheid plastic in een rivier te meten, maar tot nu toe kon dat alleen vanaf bruggen. Daarbij zijn er dan mensen nodig die een groot deel van de dag op de brug staan om al het plastic dat langs drijft te tellen.” Voor het in kaart brengen van de hoeveelheid plastic in een rivier, zijn we nu dus aangewezen op goede infrastructuur en getrainde vrijwilligers. Dat levert een probleem op, aangezien rivieren niet alleen maar door steden stromen, maar ook onherbergzame gebieden passeren. Marlein en haar begeleider Tim bedachten samen dat drones hier een uitkomst voor zouden kunnen bieden, en begonnen helemaal bij het begin. Tim: “Er is nu nog geen standaardmethode voor het meten van plastic in rivieren. We vonden het belangrijk dat we met dit project zouden bijdragen aan een methode die in de toekomst over de hele wereld te gebruiken is.” Daarom gebruikte het tweetal voor het onderzoek een simpele drone die voor iedereen verkrijgbaar is en maakte er met behulp van aanpassingen in de software een plasticmonitor van.
In Nederland werden de eerste testvluchten uitgevoerd, waarbij vooral de vlieghoogte van de drone een belangrijke factor was. Marlein: “We wilden weten op welke vlieghoogte de resolutie van de beelden nog goed genoeg was en hoe de vliegroute er uit zou moeten zien. Alleen was het hier in Nederland moeilijk om te testen, omdat er geen constante aanvoer van plastic is.” In Maleisië, bij de Klang-rivier, is dat wel anders. “De eerste keer dat ik de rivier zag, ben ik enorm geschrokken. Ik wist dat het erg was, maar hier had ik echt niet op gerekend.” Er zijn wel initiatieven van de lokale bevolking om plastic uit de rivier te halen, maar het is een intensieve klus. Het is ook bijna niet te doen, omdat de rivier elke dag weer nieuw plastic aanvoert. Tim: “Door de stroom van het plastic over de hele rivier in beeld te brengen met behulp van drones, kan uiteindelijk ook beter worden nagedacht over eventuele oplossingen. Als we weten waar het plastic in de rivier terechtkomt, kunnen we op die specifieke plekken inzetten op preventie.”
Onderzoek
De drone werd door Marlein zo ingesteld dat hij op meerdere plekken boven de rivier veertien seconden lang bleef hangen en daar meerdere foto’s achter elkaar maakte. Door de stukken plastic op de foto’s te markeren kan de hoeveelheid plastic en de stroomsnelheid in de rivier bepaald worden, wat samen de ‘plastic flux’ wordt genoemd. De flux die gemeten werd met behulp van de drone, werd vervolgens vergeleken met de tellingen die gelijktijdig vanaf de brug werden gedaan door vrijwilligers. Marlein: “De metingen van de drone zijn niet één op één te vergelijken met de tellingen vanaf de brug, maar je ziet wel duidelijk dat de tellingen en de metingen dezelfde trends volgen.” Precies dat is wat uiteindelijk tot de publicatie van het onderzoek van Marlein heeft geleid. Met dit onderzoek in Maleisië hebben Marlein en Tim aangetoond dat het mogelijk is om een normale drone in te zetten voor het monitoren van plastic in rivieren.
Hoe nu verder?
Het monitoren met drones is veelbelovend, maar er is nog een lange weg te gaan voordat de software beschikbaar is om over de hele wereld te verspreiden. Marlein: “We hebben nu meer dan 10.000 foto’s zelf moeten bekijken en het plastic met de hand moeten markeren. Uiteindelijk zal daarvoor beeldherkenning ontwikkeld moeten worden, die alle stukjes plastic automatisch herkent.” De drone bleek daarnaast nog moeite te hebben met verschillende weersomstandigheden, een beetje wind kon al funest zijn voor de metingen. Tim: “Al dat soort haken en ogen zullen uiteindelijk opgelost moeten worden, maar het is gaaf hoe ver Marlein tijdens dit onderzoeksproject is gekomen.”
Terwijl Marlein druk bezig is met afstuderen, heeft Tim weer nieuwe studentenprojecten in de planning staan. “We gaan naar Zuid-Spanje om verder te experimenteren met het meten van plastic in rivieren. Uiteindelijk zullen we door alle puzzelstukjes bij elkaar te leggen, een goede standaardmethode voor het monitoren kunnen ontwikkelen. In samenwerking met andere wetenschappers, overheden en andere organisaties kan dan bepaald worden wat de volgende stappen gaan worden.”
Gepubliceerd: november 2019
Foto's: Florent Beauverd
Wim Uijttewaal
Tim van Emmerik
Marlein Geraeds
Eerder verscheen het verhaal van Wim Uijttewaal en Peter Rem over hun onderzoek naar plastic in rivieren. Dit is het verhaal van Marlein Geraeds, masterstudente Hydraulic Engineering aan de TU Delft. Zij deed haar onderzoek in samenwerking met The Ocean Cleanup en haar begeleiders Wim Uijttewaal (professor Experimental Hydraulics) en Tim van Emmerik (alumnus en gepromoveerd aan de TU Delft, inmiddels assistent professor Hydrologic Sensing aan de Universiteit van Wageningen.
