Os drones que voam ao redor têm sido pontos quentes nos últimos anos, desde a fotografia aérea inicial, passando pela iluminação, variando entre drones, drones até o Ano Novo, todos os tipos de sinos e assobios.
Recentemente, designers coreanos trouxeram um novo conceito ao drone UVC-LED para desinfecção de estações de metrô.
Assim que a notícia foi divulgada, os pequenos parceiros do setor conversaram sobre o assunto: "Quando nosso aplicativo UVCLED ainda está sendo lançado em várias caixas e dispensadores de água, outros já brincam no céu". Esse novo cenário de aplicativo é extravagante ou prático?
De fato, esse tipo de produto que parece um truque não é a primeira vez na indústria.
Em 2017, quando a NIKKISO anunciou o módulo de esterilização de água UVC-LED com fluxo de 120LPM, muitas pessoas sentiram que este é apenas um vaso que mostra a força da pesquisa e desenvolvimento. O alto preço pode convencer o mundo a recuar.
No entanto, as informações mais recentes indicam que, após a otimização contínua e um experimento de campo de um ano, este produto abriu um avanço na esterilização da água da aquicultura e está entrando no campo da esterilização da água em fábricas e piscinas.
O motivo é muito simples: este produto captura a comida crua do povo Daiwa que ama produtos aquáticos. O processo de aquicultura deve ser esterilizado. Este é o mercado que resolveu a dor dos produtos tradicionais de esterilização da água com lâmpadas de mercúrio: o aumento da temperatura da água afeta o valor do pH da água e afeta os produtos aquáticos. O sabor e a reação com os minerais da água do mar afetam o uso de incrustações na superfície do vidro.
Os mesmos custos de desempenho e ciclo de vida das lâmpadas de mercúrio, melhores vendas de aquicultura e menores custos de manutenção são uma manifestação direta de seus benefícios econômicos.
Para o drone na minha frente, também farei uma análise simples dos três aspectos do ponto de dor, viabilidade técnica e benefício econômico. Espero poder jogar um tijolo para atrair jade e pensar juntos.
01 Um produto resolve três pontos problemáticos
A maneira atual de desinfetar estações de metrô é esta:
• Para o ar interno, a ventilação e a filtragem são usadas principalmente para melhorar a qualidade do ar. O sistema de ar condicionado de algumas estações adota equipamentos de filtragem de média eficiência baseados em eletricidade estática de alta tensão. É necessário limpar, desmontar e desinfetar o sistema de ar condicionado regularmente.
• Pulverize ou limpe manualmente o desinfetante em pontos-chave, como corrimãos, assentos, bilheteiras e escadas rolantes, nas quais o corpo humano freqüentemente toca. O desinfetante tem um efeito de morte rápido e de longo prazo em várias bactérias patogênicas e não é corrosivo para as instalações da cabine.
Os métodos de desinfecção acima têm os seguintes pontos problemáticos:
• Dependência excessiva de ventilação mecânica. A esterilização do ciclo do vento é baseada no princípio da diluição, e a presença de ângulos mortos mal ventilados dificulta a remoção completa dos microorganismos nocivos em um curto período de tempo.
• Micróbios tendem a se multiplicar mais rápido que matar. A disseminação de vírus e bactérias está intimamente relacionada à temperatura e umidade. O ambiente da estação é adequado para o crescimento da maioria dos patógenos e o duto de ar do sistema de ar condicionado se torna um viveiro para a reprodução microbiana. O sistema de ventilação originalmente usado para esterilização tornou-se uma ferramenta para a transmissão de germes.
• Falta de capacidade de responder com rapidez e segurança a emergências como surtos de doenças infecciosas malignas.
O salão da estação de metrô precisa introduzir um ou mais métodos de desinfecção para lidar com os riscos acima. O drone de desinfecção UVC-LED é uma boa escolha:
• Introduzir esse método mais direcionado de desinfecção para garantir a desinfecção em condições de ventilação inadequada ou em pontos mortos. Aumentar a taxa de esterilização pode efetivamente inibir a rápida propagação de microorganismos nocivos.
• Adequado para desinfecção superficial de locais importantes, resíduos não-tóxicos e odores, sem intervenção manual, pode obter muito trabalho repetitivo durante a interrupção do metrô. O planejamento do caminho pode realizar a operação coordenada de vários drones para desinfetar todo o espaço sem ângulo morto.
• Uma resposta de emergência segura. O UVC-LED tem um efeito matador eficaz em vírus infecciosos de alto risco, como SARS, MERS e gripe. Em caso de emergência, o drone pode ser o primeiro a entrar no espaço onde vírus de alto risco podem existir para observação e desinfecção a qualquer momento. Para impedir a propagação do vírus, o drone pode ser concentrado no local designado para destruição após a conclusão da tarefa.
A cobertura do metrô na Coréia do Sul é alta e a densidade das estações de metrô é alta. O MERS que eclodiu antes foi mesmo desinfetado por toda a cidade. Acredito que, na busca de novas maneiras de esterilizar locais públicos, eles pensam cada vez mais urgentemente que os chineses. O drone de desinfecção UVC-LED resolve três pontos de dor ao mesmo tempo, o que não é possível com outros métodos de desinfecção. Deste ponto de vista, o surgimento desse conceito não é infundado.
02 Eficiência e resistência da fonte de luz tornam-se gargalos
Como plataforma de montagem do módulo de esterilização, o desempenho do drone está intimamente relacionado ao efeito de esterilização. O módulo da fonte de luz UVC-LED precisa ser combinado com o módulo correspondente de dissipação de calor e fonte de alimentação, que possui certos requisitos na capacidade de carga e fonte de alimentação do drone. Usei uma marca bem conhecida nacional, o drone aéreo de quatro rotores com um peso de decolagem de 1400g como objeto de transformação, para avaliar a capacidade de esterilização.
Supondo que o módulo de esterilização UVC-LED seja usado em vez do módulo original de gravação e transmissão de imagens, o peso de toda a máquina permanece inalterado. No entanto, devido ao aumento do consumo de energia, a duração da bateria precisa ser reavaliada. O drone tem uma capacidade de bateria de 90Wh e uma duração de bateria de 30 min. Ou seja, o consumo de energia de toda a máquina é de cerca de 180W. Após a remoção do módulo de disparo e mapeamento, o consumo de energia do motor do drone e do sistema de controle de vôo é de cerca de 140W. O consumo de energia do recém-adicionado módulo de esterilização UVC-LED é calculado de acordo com 100W. O consumo total de energia do UAV modificado é de 240W. Quando a bateria tem o mesmo peso de decolagem, a vida útil da bateria é reduzida para 20 minutos.
Com relação à posição de posicionamento do módulo da fonte de luz UVC-LED, já que o centro do drone é um local de coleta de baterias, dispositivos de controle de vôo e vários tipos de sensores, obviamente não é adequado para alojar o módulo da fonte de luz. É uma boa maneira de dispersar o módulo da fonte de luz nas proximidades dos quatro rotores no diagrama conceitual. Ao dispersar a fonte de calor, o fluxo de vento do rotor também pode ajudar a dissipar o calor. Além disso, esse projeto também é benéfico para aumentar o alcance da iluminação e a uniformidade da luz.
A distância entre eixos deste drone é de 350 mm, e o tamanho e a posição de instalação dos quatro módulos de fonte de luz UVC-LED são mostrados na posição amarela. De acordo com o cálculo da eficiência de conversão fotoelétrica de 4%, a potência da luz de cada módulo de fonte de luz é de 1000mw, o ângulo de saída da luz é de 30 graus e a transmitância da luz do ar é calculada de 80% / m. A simulação óptica mostra que a área de iluminação a uma distância de 1 m (a superfície receptora mais baixa) é de 0,65 metros quadrados e a intensidade média da luz é de 0,5 mw / cm2.
Estudos de pares mostraram que as mesmas doses de UV para influenza comum e vírus MRSA são 7mJ / cm2 e 18mJ / cm2, respectivamente, na mesma taxa de morte de 99,99%. Se o vírus da gripe for usado como padrão de desinfecção, um drone poderá atingir cerca de 1 metro cúbico de desinfecção espacial em 15 segundos e um drone poderá atingir 80 metros cúbicos de espaço durante a vida. Um corredor comum de estação de metrô é calculado de acordo com uma área de 10.000 metros quadrados e uma altura média de 5 metros. É necessário despachar 600 tipos de drones para obter a desinfecção completa de toda a estação de metrô.
Supondo que o WPE da fonte UVC-LED seja duplicado, o tempo de vida do drone é duplicado e o efeito de esterilização é reduzido adequadamente. Espera-se que o número de drones em uma estação de metrô caia para menos de 100.
Em resumo, o drone de desinfecção UVC-LED é tecnicamente viável, mas o espaço de esterilização de uma estação é atualmente estressante para ele, e talvez uma enfermaria seja mais adequada para ele.
03 Método de esterilização de espaço, que economiza energia e não economiza
Para garantir a qualidade do ar interno, o equipamento de ventilação da estação de metrô está em operação por muitos anos. Referindo-se ao modo de ventilação na tabela abaixo, o consumo de energia do equipamento de ventilação também é de 6,6kW durante o período de interrupção e o consumo de energia aumenta ano a ano à medida que o tempo de execução aumenta.
Com as capacidades técnicas existentes, o uso de drones UVC-LED para obter a esterilização de uma estação de metrô requer um total de 600 triagens, um consumo total de energia de 5,4 kWh. À medida que a eficiência da fonte de luz aumenta, esse valor continua a diminuir.
Não é difícil descobrir que o drone UVC-LED é uma maneira mais eficiente e econômica de esterilizar o espaço do metrô. No entanto, essa maneira de economizar eletricidade não economiza dinheiro.
Com a melhoria da eficiência do UVC-LED no futuro, o avanço dos materiais da bateria, mesmo combinados com a tecnologia de carregamento sem fio, pode reduzir significativamente o número de drones necessários para a desinfecção do espaço. Além disso, o UAV também pode realizar monitoramento de segurança em tempo parcial e auxiliar na verificação manual dos perigos ocultos das instalações de carros e ferrovias. Naquele momento, o conceito poderia produzir benefícios econômicos reais.