Exotische ballast overboord

Een leeg vrachtschip dat een vrachtje gaat halen neemt ballastwater op uit zee, voor de diepgang. Ongemerkt pompt het schip zo ook zeeleven op, dat bij lozen van ballastwater in de haven van aankomst verdwijnt.

De reuzenkrab uit Japan is het meest recente voorbeeld van een exoot die zo is meegereisd naar de Noordzee. De krab richt samen met ander exotisch zeeleven een slachting aan onder onze ‘eigen’ zeedieren. Nieuwe wetgeving verbiedt daarom binnenkort het lozen van ballastwater in Noord-Europese wateren, om verdere exotenverspreiding te voorkomen.

Een ballastloos schip zou dan een uitkomst zijn. “De nieuwe wetgeving was net in de maak toen we het ballastloze schip bedachten”, zegt prof.ir. Arie Aalbers van de sectie ontwerpen van schepen. “Bij ons was de insteek om een schip economischer te laten varen, met minder gewicht. Maar de nieuwe regelgeving maakte ons ontwerp ook ecologisch aantrekkelijk.”

Aalbers brainstormde met economen van de Erasmus Universiteit in Rotterdam over een vrachtschipontwerp. Dit schip moest binnen een werkweek van Delfzijl naar Finland kunnen varen en weer terug. “Een schip zonder ballastwater is veel lichter”, zegt Aalbers. “Op de heenweg kan het daardoor twee knopen sneller varen, op een totale snelheid van veertien knopen.” (een knoop is 1,85 kilometer per uur)

Bij een recente ontwerpwedstrijd hadden twee voormalige TU’ers gewonnen met een vergelijkbaar concept. De scheepsbouwers werken nu met het duo samen aan een ballastloos schip met voldoende diepgang. Die diepgang is nodig, omdat de boeg anders te hard op het water klapt, het zogenaamde slamming.

“We hebben een romp met een holte eronder, zodat het schip toch genoeg in het water zakt”, zegt Aalbers. “De holte levert iets meer wrijvingsweerstand. Maar die weerstand kunnen we met veertig procent terugdringen, door luchtbellen onder de romp te blazen met een compressor. Die bellen blijven in de holte hangen en hier glijdt het schip dan over.”
Testbassin

Bij het Marin in Wageningen, ’s lands grootste maritieme testbassin, laten zij hun schip nu in digitale vorm een weerstandstest doen. “Het Marin werkt met het simulatieprogramma ‘Rapid'”, zegt Aalbers. Daarmee kun je de omstroming en golfvorming simuleren op een nieuw ontworpen vorm, die we in de computer invoeren. Op basis van die tests kunnen we zien of onze romp niet te veel golfvorming en dus weerstand en energieverlies veroorzaakt.” In maart moet een schaalmodel in het waterbassin van het Marin worden getest met echte golven.

Het ballastloze schip wordt ontworpen met twee nieuwe ontwerpprograqmma’s voor schepen; ‘Delftship’ en ‘Delftbase’. De sectie ontwerpen voor schepen heeft zeven jaar aan de verfijning van die programma’s gewerkt.

Delftship kan de stabiliteit, massa en wrijvingsweerstand van een scheepsvorm vlot doorrekenen. Delftbase levert het totaalplaatje voor de systemen in het schip. Waar moet de machinekamer bijvoorbeeld komen om het zwaartepunt op de juiste plek te houden? Maar Delftbase rekent ook het brandstofverbruik van een schip door.

“Met de programma’s kunnen we vlot meer experimentele scheepsvormen op bruikbaarheid doorrekenen”, zegt Aalbers. “Delftship is vergelijkbaar met ontwerpprogramma’s voor auto’s. Het kan een compartiment van een schip driedimensionaal uitrekken als rubber. Als je van zo’n compartiment het zwaartepunt en de massa weet, kan je dankzij Delftship meteen voor het hele schip de massa en stabiliteit berekenen. Dat scheelt enorm veel rekentijd.”

De sectie ontwerp van schepen focust zich expres op meer experimentele scheepsvormen en geautomatiseerd 3D-ontwerp. “De Europese markt ligt in de innovatieve hoek”, zegt Aalbers. “De meeste conventionele scheepsbouw is al naar Oost-Europa verdwenen of China. Eén van de manieren waarop de Nederlandse scheepsbouw nog kan overleven is door zich op exclusiviteit te richten.”

De reuzenkrab uit Japan is de meest recente exoot die via ballastwater is meegereisd naar de Noordzee. De krab richt samen met ander exotisch zeeleven een slachting aan onder onze ‘eigen’ zeedieren.

Een leeg vrachtschip dat een vrachtje gaat halen neemt ballastwater op uit zee, voor de diepgang. Ongemerkt pompt het schip zo ook zeeleven op, dat bij lozen van ballastwater in de haven van aankomst verdwijnt.

De reuzenkrab uit Japan is het meest recente voorbeeld van een exoot die zo is meegereisd naar de Noordzee. De krab richt samen met ander exotisch zeeleven een slachting aan onder onze ‘eigen’ zeedieren. Nieuwe wetgeving verbiedt daarom binnenkort het lozen van ballastwater in Noord-Europese wateren, om verdere exotenverspreiding te voorkomen.

Een ballastloos schip zou dan een uitkomst zijn. “De nieuwe wetgeving was net in de maak toen we het ballastloze schip bedachten”, zegt prof.ir. Arie Aalbers van de sectie ontwerpen van schepen. “Bij ons was de insteek om een schip economischer te laten varen, met minder gewicht. Maar de nieuwe regelgeving maakte ons ontwerp ook ecologisch aantrekkelijk.”

Aalbers brainstormde met economen van de Erasmus Universiteit in Rotterdam over een vrachtschipontwerp. Dit schip moest binnen een werkweek van Delfzijl naar Finland kunnen varen en weer terug. “Een schip zonder ballastwater is veel lichter”, zegt Aalbers. “Op de heenweg kan het daardoor twee knopen sneller varen, op een totale snelheid van veertien knopen.” (een knoop is 1,85 kilometer per uur)

Bij een recente ontwerpwedstrijd hadden twee voormalige TU’ers gewonnen met een vergelijkbaar concept. De scheepsbouwers werken nu met het duo samen aan een ballastloos schip met voldoende diepgang. Die diepgang is nodig, omdat de boeg anders te hard op het water klapt, het zogenaamde slamming.

“We hebben een romp met een holte eronder, zodat het schip toch genoeg in het water zakt”, zegt Aalbers. “De holte levert iets meer wrijvingsweerstand. Maar die weerstand kunnen we met veertig procent terugdringen, door luchtbellen onder de romp te blazen met een compressor. Die bellen blijven in de holte hangen en hier glijdt het schip dan over.”
Testbassin

Bij het Marin in Wageningen, ’s lands grootste maritieme testbassin, laten zij hun schip nu in digitale vorm een weerstandstest doen. “Het Marin werkt met het simulatieprogramma ‘Rapid'”, zegt Aalbers. Daarmee kun je de omstroming en golfvorming simuleren op een nieuw ontworpen vorm, die we in de computer invoeren. Op basis van die tests kunnen we zien of onze romp niet te veel golfvorming en dus weerstand en energieverlies veroorzaakt.” In maart moet een schaalmodel in het waterbassin van het Marin worden getest met echte golven.

Het ballastloze schip wordt ontworpen met twee nieuwe ontwerpprograqmma’s voor schepen; ‘Delftship’ en ‘Delftbase’. De sectie ontwerpen voor schepen heeft zeven jaar aan de verfijning van die programma’s gewerkt.

Delftship kan de stabiliteit, massa en wrijvingsweerstand van een scheepsvorm vlot doorrekenen. Delftbase levert het totaalplaatje voor de systemen in het schip. Waar moet de machinekamer bijvoorbeeld komen om het zwaartepunt op de juiste plek te houden? Maar Delftbase rekent ook het brandstofverbruik van een schip door.

“Met de programma’s kunnen we vlot meer experimentele scheepsvormen op bruikbaarheid doorrekenen”, zegt Aalbers. “Delftship is vergelijkbaar met ontwerpprogramma’s voor auto’s. Het kan een compartiment van een schip driedimensionaal uitrekken als rubber. Als je van zo’n compartiment het zwaartepunt en de massa weet, kan je dankzij Delftship meteen voor het hele schip de massa en stabiliteit berekenen. Dat scheelt enorm veel rekentijd.”

De sectie ontwerp van schepen focust zich expres op meer experimentele scheepsvormen en geautomatiseerd 3D-ontwerp. “De Europese markt ligt in de innovatieve hoek”, zegt Aalbers. “De meeste conventionele scheepsbouw is al naar Oost-Europa verdwenen of China. Eén van de manieren waarop de Nederlandse scheepsbouw nog kan overleven is door zich op exclusiviteit te richten.”

De reuzenkrab uit Japan is de meest recente exoot die via ballastwater is meegereisd naar de Noordzee. De krab richt samen met ander exotisch zeeleven een slachting aan onder onze ‘eigen’ zeedieren.