Le navi da carico portano nei nostri porti le cose che le persone desiderano e di cui hanno bisogno. Ma portano anche inquinamento atmosferico. E quando bruciano a buon mercato, carburante fangoso, le loro emissioni includono livelli pericolosamente elevati di ossidi di zolfo e di azoto, che insieme al particolato, formano una miscela tossica che danneggia la salute respiratoria e circolatoria.

Nel 2014, i regolatori statali hanno approvato la California Sulphur Rule, che richiede alle navi di bruciare carburante più pulito entro 200 miglia nautiche dalla costa. L'applicazione rimane una sfida. Per adesso, alcuni ufficiali del California Air Resources Board controllano a caso il carburante delle navi al molo, uno sforzo dispendioso in termini di tempo e manodopera che significa che solo due navi possono essere ispezionate al giorno. Nel frattempo, il consiglio ne proietta più di 6, 600 navi da carico da attraccare all'anno dal 2021 al 2032. E perché a buon mercato, il carburante illegale può far risparmiare centinaia di migliaia di dollari per viaggio, c'è un forte incentivo a violare la legge statale e simili leggi federali.

Ma, secondo un nuovo rapporto prodotto dagli studenti di scienze ambientali dell'UCLA, la tecnologia può venire in soccorso. Il rapporto rileva in particolare che potenti sensori montati su droni su scala industriale che possono volare nel pennacchio di scarico di una nave per rilevare se il carburante bruciato rientra nei limiti legali.

Il rapporto faceva parte del praticantato senior dell'UCLA Institute of the Environment and Sustainability, in cui piccole squadre di studenti, sotto la guida dei consiglieri di facoltà, lavorare su un progetto di un anno per conto dei clienti per risolvere i problemi del mondo reale.

"Questo è il tipo di progetto che esemplifica ciò che il Practicum fa così bene, " disse Noah Garrison, direttore del programma. "Dà ai nostri studenti la possibilità di assumere un ruolo guida nella risoluzione di gravi problemi ambientali a livello locale e globale, il tutto mentre apprendi le abilità da scienziati ed esperti di politica attraverso l'ampia gamma di programmi di ricerca dell'UCLA."

Questo team ha collaborato con il gruppo ADEPT, Inc., un'azienda tecnologica focalizzata sull'ambiente, per scoprire come l'applicazione potenziata dai droni della California Sulphur Rule potrebbe influire sulla salute pubblica. Hanno modellato i risultati per due scenari:uno in cui le navi imbrogliavano a un tasso del 10%, un tasso simile all'incidenza documentata di violazioni nelle acque europee, e uno scenario "pulito" che presupponeva un'applicazione effettiva e la piena conformità. Le stime sono che dal 20 al 25 percento delle navi violano gli standard attuali, secondo ADEPT.

Una maggiore applicazione del monitoraggio aereo potrebbe evitare ogni anno 55 decessi dovuti all'inquinamento atmosferico nelle comunità portuali di Wilmington, Carson, West Long Beach e San Pedro, gli studenti ricercatori hanno proiettato. Oltre a salvare vite, ci sarebbe anche un risparmio di circa 600 milioni di dollari in spese mediche. Secondo questi primi riscontri, ogni anno una migliore applicazione impedirebbe circa 2, 600 casi di asma e 1, 200 casi di morbilità asmatica, o attacchi acuti che richiedono visite al pronto soccorso o ospedalizzazione.

"Quando le navi bruciano il combustibile ad alto tenore di zolfo vicino alla costa, stanno aumentando il particolato nell'aria al largo delle coste e nelle comunità più vicine ai porti commerciali, spesso svantaggiati, "ha detto Ryan Hallman, un neolaureato UCLA e autore principale della ricerca.

Un'altra scoperta chiave è stata che i modellisti della qualità dell'aria che lavorano per i distretti della qualità dell'aria con navi oceaniche hanno erroneamente assunto la piena conformità degli operatori navali alla California Rule. Il falso presupposto sottovaluta l'effettivo inquinamento atmosferico che le comunità svantaggiate vicino ai porti devono sopportare e impedisce l'adozione di contromisure efficaci.

Hanno anche scoperto che la motivazione finanziaria degli operatori navali a imbrogliare fa impallidire le attuali sanzioni che i trasgressori delle regole potrebbero dover pagare in caso di bassa probabilità di essere scoperti. In tribunale, le multe sono state solo $7, da 500 a $ 10, 000 al giorno in porto.

Un sistema di sensori montato su drone è stato dimostrato al porto di Los Angeles il 7 maggio Giornata mondiale dell'asma, per una folla di curiosi e leader tra cui Mary Nichols, presidente del California Air Resources Board. Il drone a sei eliche, pilotato da Flying Lion, Inc., volò nel pennacchio di scarico della T.S. Golden Bear, una nave scuola gestita dalla California State University Maritime Academy.

"Far rispettare le leggi antinquinamento in mare è nella migliore delle ipotesi difficile, ma è assolutamente essenziale per proteggere la salute delle persone nelle comunità costiere, "disse Nichols, che è anche professore in residenza presso la UCLA School of Law. "Ogni volta che troviamo una tecnologia che promette di rilevare violazioni e ritenere responsabili gli armatori, vogliamo metterlo alla prova".

L'accesso all'Orso d'Oro doveva essere approvato da un certo numero di alti funzionari pubblici, dalla sicurezza del porto ai responsabili della nave stessa. Il processo è durato mesi, ma l'intero processo di sniffare i pennacchi ha richiesto meno di 10 minuti dal decollo all'atterraggio. Ma ancora più importante, ha fornito risultati accurati che hanno mostrato che la nave stava bruciando carburante "pulito" entro i limiti normativi.

Oltre alla ricerca sulla salute pubblica, gli studenti hanno presentato la tecnologia a una varietà di parti interessate, compreso il porto di Long Beach e una serie di agenzie per la qualità dell'aria. In un incontro a San Francisco, il distretto di gestione della qualità dell'aria della Bay Area ha impegnato $ 275, 000 per cofinanziare un progetto dimostrativo che avrebbe testato come adattare le tecnologie alle normative legali della California, geografica, esigenze di sicurezza e protezione.

Alex Spataru, CEO del Gruppo Adept, Inc., ha detto che l'applicazione dei droni si ripaga già da sola in paesi con molti porti come la Norvegia, Singapore, Danimarca e Paesi Bassi. In Danimarca, l'inquinamento atmosferico da zolfo è diminuito del 50% da quando è stato implementato il monitoraggio aereo delle navi oceaniche cinque anni fa.

I futuri team di ricerca degli studenti dell'UCLA esamineranno più in profondità la tecnologia dei sensori, inquinamento da particolato e impatti sulla salute pubblica. Se tutto va bene, metodi simili potrebbero essere estesi per proteggere le comunità costiere lungo l'intera costa occidentale degli Stati Uniti.

"Possiamo eliminare le violazioni in modo conveniente con tecnologie comprovate, creare risultati positivi per la salute pubblica in tutta la California, in particolare nelle comunità più vulnerabili, " disse Spataru.