SESAR propune un cadru pentru ca dronele urbane să fie evaluate după zgomot, vizibilitate, confidențialitate și impact asupra locuitorilor

Un nou white paper publicat de proiectul MUSE, finanțat prin SESAR Joint Undertaking, propune un cadru de evaluare a efectelor sociale și de mediu ale operațiunilor urbane cu drone, înainte ca acestea să fie extinse la scară largă în orașele europene. Documentul se concentrează pe felul în care dronele pot afecta calitatea vieții, prin zgomot, poluare vizuală, confidențialitate, acces la servicii, emisii, siguranță publică și impact asupra mediului.

Pe scurt

1. Proiectul MUSE propune un cadru de evaluare a impactului social și de mediu al dronelor urbane.

2. Cadrul include 41 de indicatori grupați în opt domenii de impact.

3. Indicatorii pot arăta cine este afectat, unde, când și în ce condiții.

4. Studiile de caz au fost realizate pe scenarii simulate în Madrid, pentru livrări de colete și livrări medicale de urgență între spitale.

5. Livrările medicale cu drone ar putea economisi 10-14 ore de transport pe zi în scenariile simulate.

U-space este sistemul digital și de reglementare care permite gestionarea sigură, eficientă și automatizată a traficului cu drone în spațiul aerian european. Urban Air Mobility, UAM, acoperă transportul aerian urban de pasageri și mărfuri, inclusiv livrări cu drone, transport medical, răspuns la urgențe și, în viitor, servicii de mobilitate aeriană în orașe.

MUSE pornește de la o problemă practică: dronele pot reduce timpii de livrare, pot ajuta spitalele, pot susține servicii de urgență și pot crea noi activități economice, dar acceptarea lor depinde de impactul asupra oamenilor care trăiesc în orașe. Studiile privind acceptarea socială a mobilității aeriene urbane arată că siguranța și zgomotul sunt printre primele preocupări ale cetățenilor, dar apar și alte teme: poluare vizuală, stres produs de trafic deasupra capului, securitate, viață privată și folosirea spațiului urban pentru zone de decolare și aterizare.

Documentul arată că indicatorii existenți sunt adesea prea generali. O formulă precum „numărul de persoane expuse la zgomot într-o zonă într-o anumită perioadă” nu surprinde suficient diferențele dintre cartiere, ore ale zilei, tipuri de populație, venituri, vârstă, activități zilnice sau modul în care oamenii folosesc spațiul public.

Cadrul MUSE introduce 41 de indicatori de performanță, grupați în opt domenii: zgomot, poluare vizuală, confidențialitate, acces și echitate, aspecte economice, emisii, faună și siguranță publică. Acești indicatori pot fi combinați cu factori geografici, temporali, demografici, socio-economici și comportamentali, pentru a arăta nu doar câți oameni sunt afectați, ci și ce categorii sunt afectate, în ce locuri și la ce ore.

Proiectul a dezvoltat și un cadru de sprijin pentru decizie. Acesta include modele și instrumente de simulare pentru generarea traseelor de zbor, calcularea indicatorilor, modelarea zgomotului și a poluării vizuale și cartografierea dinamică a populației. Metodologia folosește date anonimizate din rețele mobile, date GPS și imagini satelitare pentru a estima prezența populației în spații interioare și exterioare.

Instrumentele permit evaluarea impactului înainte de zbor. Autoritățile, operatorii de drone, furnizorii de servicii U-space și orașele pot compara rute, altitudini, densități de trafic și scenarii operaționale înainte ca serviciile să fie lansate. Scopul este alegerea unor opțiuni care reduc impactul asupra locuitorilor, fără a pierde beneficiile operaționale.

MUSE a testat cadrul pe două scenarii urbane în Madrid: livrări de colete și livrări medicale de urgență între spitale. Pentru livrările de colete, proiectul a comparat rute directe cu o rețea de zbor tip grilă, în care dronele urmează o structură prestabilită. Scenariile au luat în calcul drone DJI Matrice 600, zboruri între centre de distribuție și destinații sau vertiporturi, altitudini între 45 și 90 de metri și o capacitate de 60 de operațiuni pe oră pentru centrele de distribuție.

Rezultatele arată că alegerea rețelei de zbor schimbă tipul de impact. Rețeaua tip grilă, operată la altitudini mai mari, reduce numărul de persoane expuse la zgomot peste un anumit prag. Într-un exemplu calculat pentru intervalul 17.00-17.15, indicatorul NO-8 arată 18.683 de persoane afectate în scenariul cu rute directe și 13.717 persoane afectate în scenariul tip grilă.

Același avantaj la zgomot produce însă o problemă diferită. Dronele care zboară mai sus pot fi văzute de mai mulți oameni, deoarece devin vizibile pe o suprafață mai mare. MUSE arată că rețeaua tip grilă poate reduce expunerea la zgomot, dar poate crește expunerea vizuală. Pentru decidenți, planificarea rutelor trebuie să compare aceste efecte, nu să urmărească un singur indicator.

Pentru livrările medicale, scenariul a analizat rute între perechi de spitale din Madrid, cu zboruri la 105 și 120 de metri, pe baza unor statistici de intervenție de urgență din 2024. Au fost simulate 180 de zboruri pe zi, dintre care 87 cu DJI Matrice 600 și 93 cu RigiTech Eiger, cu până la 12 zboruri pe oră.

În scenariul medical, beneficiul principal este timpul economisit față de transportul rutier. Pentru DJI Matrice 600, reducerea medie este estimată la 7 minute pe zbor și 612,1 minute pe zi. Pentru RigiTech Eiger, reducerea medie este de 9,6 minute pe zbor și 890,3 minute pe zi. În total, scenariul indică economii zilnice de aproximativ 10-14 ore de transport pentru spitale.

Documentul arată că livrările medicale au o acceptare socială mai ridicată decât alte utilizări ale dronelor, cu niveluri care pot ajunge până la 80% în literatura analizată. În acest caz, numărul redus de zboruri face ca impactul de zgomot, poluare vizuală și confidențialitate să fie considerat neglijabil în scenariul analizat, în timp ce câștigul pentru servicii medicale este clar.

MUSE avertizează că extinderea dronelor urbane nu poate fi decisă doar pe baza eficienței. Zgomotul produs de drone are caracteristici diferite de zgomotul rutier, inclusiv tonalitate și expuneri repetate, și poate produce disconfort, stres, tulburări de somn, reducerea performanței cognitive și efecte asupra sănătății cardiovasculare în cazul expunerii prelungite.

Poluarea vizuală contează separat de zgomot. Prezența repetată a dronelor la joasă altitudine sau a vertiporturilor iluminate poate crea disconfort psihologic și sentimentul unei intruziuni în spațiul urban. Pentru confidențialitate, documentul arată că simpla vizibilitate a unei persoane din poziția dronei nu este suficientă pentru a evalua riscul. Contează dacă drona colectează, stochează, folosește sau transmite date vizuale.

Amplasarea vertiporturilor este una dintre cele mai dificile decizii. Cele mai bune locuri pentru captarea cererii se află adesea în zone dens populate, dar tocmai acolo impactul asupra locuitorilor este mai mare, iar spațiul disponibil este limitat. În zonele izolate sau mai slab conectate, nevoia de transport poate fi mai mare, dar modelul economic poate fi mai greu de susținut.

Documentul atrage atenția și asupra energiei. Serviciile UAM electrice pot reduce emisii față de moduri de transport mai poluante, dar vertiporturile vor cere rețele electrice puternice. Pentru încărcarea simultană a mai multor eVTOL-uri și alimentarea sistemelor asociate, este estimată o nevoie de cel puțin 1 MW capacitate la locație. Integrarea cu surse regenerabile și managementul smart-grid devin esențiale pentru sustenabilitate.

MUSE recomandă folosirea instrumentelor sale de către operatori, producători, autorități de aviație, asigurători, administrații locale, cercetători, reprezentanți ai cetățenilor și sectorul sănătății. Operatorii pot compara mai multe trasee înainte de zbor, producătorii pot testa modele de drone în scenarii realiste, iar autoritățile pot stabili praguri pentru zgomot, vizibilitate, confidențialitate și echitate.

Pentru municipalități și regiuni, cadrul oferă o bază pentru decizii de urbanism, transport, sănătate publică și date. Autoritățile pot vedea ce zone ar fi mai afectate, ce grupuri de populație ar suporta impactul și ce alternative pot reduce efectele negative. White paper-ul subliniază că administrațiile locale trebuie implicate în guvernanța spațiului aerian urban și în integrarea UAM în rețelele existente de transport.

MUSE nu stabilește praguri finale de acceptabilitate. Documentul spune că este nevoie de cercetări suplimentare, interviuri și sondaje pentru validarea indicatorilor și pentru înțelegerea nivelurilor de zgomot, vizibilitate sau expunere pe care cetățenii le pot accepta. Cercetarea viitoare trebuie să îmbunătățească modelarea zgomotului, cartografierea populației și integrarea datelor despre prezența oamenilor în spațiul urban.

SESAR JU prezintă white paper-ul ca un pas spre planificarea bazată pe dovezi a serviciilor urbane cu drone. Cadrul MUSE oferă autorităților și industriei instrumente pentru a proiecta operațiuni eficiente, dar și sustenabile, acceptabile social și mai bine integrate în orașele europene.