Drijvende sensoren voorspellen plastic op Galapagos-stranden

Natuurkundigen Stefanie Ypma en Erik van Sebille ontwikkelen een app die park rangers op de Galapagos-eilanden elke dag vertelt waar ze plastic kunnen opruimen. De onderzoekers gebruiken drifters, drijvende sensoren, om een model te maken van de ingewikkelde zeestromingen in en rond de eilandengroep. Deze week zijn de eerste drifters vanaf een boot in zee losgelaten. De locatie van de drifters is live te volgen op een interactieve kaart. Het project is onderdeel van Plastic Pollution Free Galapagos, een samenwerking met de Galapagos Conservation Trust en partners.

“Oorspronkelijk zouden we afgelopen najaar al naar de Galapagos-eilanden reizen om de drifters daar zelf te deployen”, vertelt Stefanie Ypma. “Maar vanwege de pandemie kunnen we zelf niet naar de eilanden. Het bleek veel ingewikkelder dan we hadden verwacht om op afstand te regelen dat de drifters op de juiste plek terechtkomen. Ik ben echt weken aan het mailen en bellen geweest.”

Overboord gooien

Na alle administratieve omzwervingen is het nu eindelijk zover: de tewaterlating van de drifters. “Het is best een belangrijk moment in het project: we beginnen nu echt met het verzamelen van de data. Ergens is het jammer om er niet zelf bij te kunnen zijn, maar gelukkig krijgen we hulp van Inti Keith van de Charles Darwin Foundation, die op de Galapagos-eilanden aanwezig is. Zij zorgt ervoor dat de drifters in zee terechtkomen. Ik heb een kaartje voor ze gemaakt met de meest geschikte locaties om de drifters los te laten, en dan is het alleen een kwestie van de drifter aanzetten en overboord gooien. Het liefst in duo’s, want het is heel interessant om te kijken hoe ver van elkaar die twee drifters uiteindelijk terechtkomen. Die afstand is een belangrijk ingrediënt in ons model.”

Interactieve kaart

De drifters zijn live te volgen via een interactieve kaart op de projectwebsite, gemaakt door Samuel Klumpers, bachelorstudent Natuurkunde. “Per drifter kunnen we op afstand instellen hoe vaak hij zijn gps-locatie opslaat en hoe vaak hij de data naar de satelliet stuurt. Hoe meer gps-metingen, hoe preciezer de kaart, maar dan is ook de batterij sneller leeg. Daarin zoeken we dus een balans. Er zit geen grote accu in de de drifters, want ze moeten vrij klein en licht zijn. Hoe meer ze lijken op ‘echt’ oceaanplastic, hoe beter ons model uiteindelijk is.” De drifters hebben het formaat van een klein stapeltje ontbijtborden, zo’n 20 centimeter doorsnee en 5 centimeter dik, en wegen een halve kilo per stuk. De gps-locatie van de drifters wordt automatisch ingevoerd in een machine learning-model, dat als het ware ‘leert’ hoe de zeestromingen in en rond de eilandengroep werken.

Er spelen heel veel factoren mee als we de park rangers goed advies willen geven voor het opruimen van plastic: niet alleen oceaanstromingen, maar ook toegankelijkheid van de kustgebieden en impact op lokale flora en fauna.

Milieu-impact

Terwijl het model data verzamelt, werken de onderzoekers ondertussen al aan allerlei uitbreidingen met andere factoren die van belang zijn om goed te kunnen voorspellen waar het meeste plastic zal aanspoelen, zoals windrichting en -snelheid en getijden.

“Als we de park rangers goed advies willen geven voor het opruimen van plastic, speelt er bovendien nog veel meer mee. Allerlei kenmerken van de kustgebieden bijvoorbeeld. Er zijn veel verschillende soorten kustlijn daar: stranden, mangroves en rotsachtige kusten. Die zijn niet allemaal even goed toegankelijk. Op sommige plekken heeft het plastic een grotere milieu-impact, dus is het urgenter om snel op te ruimen. En er zijn ook plekken waar het opruimen juist erg verstorend is voor de lokale fauna, dus waar we park rangers minder vaak naartoe willen sturen.”

Dat is een flinke verlanglijst aan features. “We pakken het eigenlijk aan zoals wel vaker bij het ontwikkelen van software: we maken eerst de basis, en dan breiden we dat steeds uit met een extra feature. We werken daarin ook veel samen met studenten, die als afstudeerproject een van die features aan het model kunnen toevoegen.”

Crowdfunding

Iets anders dat op de verlanglijst staat: meer drifters, en onderzoek in andere jaargetijden. Van het onderzoeksbudget en de crowdfunding-campagne van het Ufonds hebben de onderzoekers 50 drifters kunnen aanschaffen. “Daar zijn we echt ontzettend blij mee. Maar: hoe meer drifters, hoe beter het model. En we weten dat de jaargetijden ook effect hebben op zeestromingen. Dus ik hoop dat we bijvoorbeeld over anderhalf jaar weer een nieuwe portie drifters kunnen loslaten om ons model verder te kunnen verfijnen.”