Optimizingthe placement of cleanup systems for marine plastic debris : Amulti-objective approach

• Main Authors: Karlsson, Stina, Nordén, Anisa
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Optimeringslära och systemteori 2018
• Subjects: Computational Mathematics; Beräkningsmatematik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-229974

Marine plastic pollution is a pervasive problem and is estimated to only increase over the coming years. The realization of this has made several actors take action, of which one is the Danish Hydraulic Institute. Their simulation software MIKE allows for particle tracking in water environments, making it possible to forecast the movement of marine plastic debris. In addition to this, new advancements in marine plastic cleanup technology arise the following question; where are cleanup systems to be placed in order to remove as much plastic as possible? This study presents a mathematical model which, in combination with simulations of marine plastic debris movement, aims to nd the optimal placement of cleanup systems alongside coastal areas. In addition to solely place the systems to maximize the amount of collected plastic particles, minimizing the plastic particles' impact on sensitive areas is also considered. This is achieved by proposing a multi-objective optimization model. The obtained results present the optimal cleanup system placement in the pilot case of Jakarta Bay, Indonesia. === Marina plastföroreningar ar ett stort problem som enbart uppskattas öka under de kommande aren. Detta har fatt flera aktörer att vidta åtgärder, varav en ar Danish Hydraulic Institute. Deras mjukvara MIKE tillåter spårning av partiklar i vattenmiljöer, vilket gör det möjligt att förutse hur marint plastskräp kommer röra sig. Dessutom har nya teknologiska framsteg inom upprensning av marin plast gett upphov till följande frågeställning; vart ska man placera uppsamlingsenheter för att ta bort sa mycket plast som möjligt? Denna studie presenterar en matematisk modell som, i kombination med simuleringar av plastpartiklars rörelse i vatten, ämnar hitta den optimala placeringen av uppsamlingsenheter längs kustnätverk. Utöver att bara placera systemen för att maximera mängden uppsamlad plast, är minimeringen av plastens inverkan på känsliga områden också i fokus. Detta uppnås genom att skapa en multi-objektiv optimeringsmodell. Resultaten presenterar de optimala placeringarna av uppsamlingsenheter för Jakarta Bay, Indonesien.