Delftse ‘Pelikaandrone’ moet waterkwaliteit in Nederland gaan bewaken

Om de waterkwaliteit in ons land te bewaken worden er vaak en op veel locaties watermonsters genomen. Dat is een tijdsintensief en daardoor kostbaar proces. Onderzoekers van de TU Delft denken een oplossing gevonden te hebben: hun ‘Pelikaandrone’ kan watermonsters nemen en deze direct analyseren. Onlangs werd de drone getest in het natuurgebied Marker Wadden.

Watermonsters nemen

Nu nog worden watermonsters handmatig vanaf de wal of een vaartuig genomen en naar het laboratorium gestuurd voor microscopisch onderzoek. Niet alleen is dat relatief kostbaar en arbeidsintensief, ook kan de de kwaliteit van het monster negatief beïnvloed worden door het transport naar het lab. Bovendien verandert de waterkwaliteit vaak zo snel dat het wenselijk is om vaker te kunnen meten.

Om sneller, goedkoper en vaker water te kunnen bemonsteren ontwikkelen onderzoekers van de TU Delft een waterdichte drone die automatisch kan landen op het water. “Uiteindelijk moet de zelfs een duik kunnen nemen en op die manier ook onder water monsters nemen: vandaar de naam Pelikaandrone”, aldus Kevin van Hecke van het Micro Air Vehicle Lab (MAVLab) van de TU Delft.

Autonoom monitoren

Op de Pelikaandrone is een hyperspectrale camera gemonteerd. Daarmee kunnen ‘verdachte’ plekken met veel algengroei worden opgespoord. Aan de hand van deze beelden wordt bepaald waar de drone watermonsters moet gaan nemen. De drone landt vervolgens op deze locaties op het water en neemt een aantal monsters.

Deze monsters worden na terugkeer van de drone automatisch en direct geanalyseerd in een zogenaamde flowcytometer. Dit is een meetinstrument waarmee algen en andere micro-organismen worden geteld en gefotografeerd. De gegevens worden automatisch verwerkt en online opgeslagen. Hierdoor wordt verslechtering van het monster zoveel mogelijk voorkomen. Bij terugkomst laadt de drone zichzelf op in een laadstation.

Van Hecke: “De Pelikaandrone kan de monitoring van waterkwaliteit sterk verbeteren en de kosten verlagen. Er kan veel sneller en efficiënter worden gecontroleerd op bijvoorbeeld blauwalg. De combinatie van drone en flowcytometrie zorgt ervoor dat de waterkwaliteit autonoom en in real time gemonitord kan worden. Ons plan is om uiteindelijk ook onder water proefmonsters te nemen met de drone.”

Testvluchten

In de zomer van 2019 werden verschillende testvluchten uitgevoerd bij een kleine recreatieplas in de buurt van Leiden. Vorige week bemonsterde de Pelikaandrone het Markermeer, nabij de nieuw aangelegde Marker Wadden. De data van deze testen worden door wetenschappers gevalideerd met andere bronnen.

Marker Wadden is een ‘Living Lab’ waarin onderzoekers van het Kennis en Innovatieprogramma Marker Wadden (KIMA) praktijkproeven uitvoeren. Waterkwaliteitsbeheer rond dit nieuw aangelegde natuurgebied is nog volop in onderzoek, zodat dit een unieke omgeving biedt om de nieuwe technologie van de Pelikaandrone te ontwikkelen.

Samenwerking

Het Pelikaandrone project is een initiatief van Rijkswaterstaat, het MAVLab van de TU Delft en CytoBuoy, met als doel het vergaand automatiseren van watermonitoring. De Delftse startup Mapture.ai levert het laadstation voor dit project.

Op dit moment is het alleen nog mogelijk om een monster van de oppervlakte te nemen, maar het plan is om de drone op termijn ook te laten duiken. Specifiek wordt er in dit project gefocust op blauwalgproblematiek, maar de technologie is volgens de onderzoekers breder inzetbaar.

(bron: TU Delft)