Hangplek voor haaien

,,Ben je de haaien aan het voeren?” Het is de zoveelste opmerking die Martijn Klabbers naar zijn hoofd krijgt. De civielstudent legt opnieuw uit dat hij die sinaasappels in het water gooit om de stroming te meten. Zijn verklaring is reden voor nog meer vragen van de schoolkinderen. ,,Ik vind al die vragen vreselijk. En die kinderen staan ook altijd in de weg”, zegt Klabbers. Hij probeert zich zo veel mogelijk te verschuilen achter de medewerker van het Laboratorium voor Vloeistofmechanica, die hem helpt met zijn metingen.

Klabbers’ afstudeeropdracht is niet bepaald alledaags. Hij brengt hele dagen door in de klamme hitte van de Amazonehal van de Rotterdamse Diergaarde Blijdorp. De stroming in het haaienbassin moet in kaart worden gebracht. Hoewel het een voorlopig proefaquarium is, toch nog altijd een bak water van vijftien bij zes meter. Blijdorp werkt inmiddels aan een veel grotere vissenbak: het Oceanium.

De Atlantische Mensenhaaien die onder Klabbers hun baantjes trekken, zijn vorig jaar voor de Amerikaanse Oostkust gevangen. De dieren zijn nu een halve meter lang. Maar uiteindelijk worden ze een meter of drie, schrijft het Blijdorp Blad. Vreten ze ook mensen? ,,Dat is voorgekomen.”

Vrijwel geen enkele dierentuin in de wereld heeft ervaring met de Atlantische Mensenhaai. Ze zijn namelijk moeilijk te houden, want het zijn zogenaamde ‘vrijzwemmende vissen’. Dat betekent dat ze altijd moeten zwemmen, en nooit even rust kunnen nemen. Want dan stikken ze, omdat ze zelf niet in staat zijn water langs hun kieuwen te pompen.

Stroming is voor de dieren daarom erg belangrijk. Blijdorp wilde graag weten welke stroming de haaien het prettigst vinden. Houden ze van flinke turbulentie? Raken ze bij bepaalde stromingen gedesoriënteerd waardoor ze tegen de wand van het aquarium botsen? ,,Daar is maar weinig van bekend”, zegt Klabbers.

Als je de voorkeuren van de haaien wilt bestuderen, moet je natuurlijk wel precies weten hoe de stroming in de bak eruit ziet. De dierentuin stapte eind vorig jaar daarom naar de faculteit Civiele Techniek in Delft. Of ze een apparaatje konden lenen om de stroming te meten? Dat bleek een stuk ingewikkelder dan Blijdorp dacht: er werd besloten een afstudeerder op het project te zetten.
Sinaasappels

,,Ik houd van vissen. Als ik ergens een aquarium zie, blijf ik staan om te kijken”, vertelt Klabbers. De student-assistent bij Vloeistofmechanica kreeg de opdracht dan ook. ,,Ik kreeg gelijk zin in mijn afstuderen”, vertelt hij nu.

,,Ik wilde eerst puur door rekenen een theoretisch modelopstellen. Maar daar bleek de stroming veel te complex voor.” Het water stroomde namelijk op verschillende plaatsen het aquarium in en uit. De belangrijkste toevoer was een cilindervormige buis. Aan het uiteinde daarvan bleek erg veel turbulentie op te treden. Klabbers: ,,Dat gaf problemen bij het model.”

Klabbers besloot de stroming eerst door metingen in kaart te brengen. Aan de hand van deze ‘ijkpunten’ zou hij vervolgens alsnog een model kunnen afleiden. Maar ook het meten bleek geen sinecure. Veel gevoelige meetapparatuur is niet bestand tegen de uitwerpselen en voedselresten in het aquarium. Daar kwam bij dat Blijdorp de nodige voorwaarden stelde: zowel de dieren als het publiek mochten geen hinder ondervinden van de metingen. ,,Die haaien zijn de troeteldiertjes van de dierentuin. De oppassers hielden goed in de gaten of ze niet gestresst zouden worden.”

In het Laboratorium voor Vloeistofmechanica onderzocht Klabbers alle bestaande meetmethoden en hun eigenschappen. Uiteindelijk koos hij er twee uit, waarmee hij aan de slag ging.

Hij nam de nieuwe digitale camera van Civiele Techniek mee naar de dierentuin, en bevestigde deze aan het plafond boven het haaienbassin. Vervolgens gooide hij sinaasappels in het water. De camera maakte elke seconde een beeldje. Met het urenlange filmmateriaal en een computerprogramma kon hij uit de sinaasappelbanen de hele stroming afleiden.

De theorie was simpel, maar de werkelijkheid bleek weerbarstiger. Allereerst moest Klabbers al zijn doe-het-zelf kwaliteiten uit de kast halen om de camera aan het plafond te hangen. Bovendien kon de camera nooit de hele bak overzien. Klabbers verdeelde het aquarium daarom in achttien denkbeeldige sectoren die hij apart filmde. Aan de rand van zo’n sector raakte het computerprogramma soms in de problemen: een sinaasappel die vertrok en één die de sector binnenkwam werden voor dezelfde aangezien. Dat leverde soms idiote stromingspatronen op.
Turbulentie

Ook de soepschildpadden die de bak met de haaien deelden, wilden de sinaasappels wel eens een mep geven. Klabbers balanceerde op een houten balk boven het water om de beesten met zachte hand te verjagen. En de bezoekers aan de kant, die vermaakten zich uitstekend.

Na dagenlang meten kreeg Klabbers zo een redelijk beeld van de gemiddelde stroming in het haaienbassin. Maar er was één probleem: de turbulentie was met de sinaasappels niet te meten. Door hun te grote gewicht hadden de lokale, chaotische waterbewegingen nauwelijks invloed op hun baan. En juist die turbulentie zou wel eens grote invloed kunnen hebben op het welbevinden van de haaien.

Daarom haalde Klabbers een tweede meetmethode uit de kast: EMS (elektromagnetische snelheidsmeter). Het water stroomt door het magnetisch veld van het instrumentje en wekt zo een inductiespanning op. Hoe sneller de stroming, hoe hoger de spanning. Omdat de EMS-probe een hoge meetfrequentie heeft,kon ook de turbulentie goed gemeten worden.

Klabbers mat met het EMS-instrument alleen daar waar hij veel turbulentie verwachtte. Hij schoof de meetresultaten van de sinaasappels en die van de EMS-meter vervolgens over elkaar. En voilà: Blijdorp had een redelijk beeld van de stroming in de haaienbak.

Klabbers was inmiddels zo lang bezig dat hij geen tijd meer had voor zijn aanvankelijke plan: een wiskundig model afleiden uit de meetgegevens. Klabbers: ,,Daar gaat een volgende afstudeerder nu aan werken.” Het voordeel van een model is dat je uit kunt rekenen wat het effect zal zijn van een extra instroomopening of een muurtje in het bassin zonder alle metingen opnieuw te hoeven verrichten. ,,Ik denk dat andere dierentuinen ook wel geïnteresseerd zijn in zo’n model”, zegt Klabbers. ,,Want dat bestaat nog niet.”

Met Klabbers’ stromingskaart in de hand observeren de oppassers van Blijdorp nu het zwemgedrag van de haaien: op welke plek komen ze vaak, welke plaatsen mijden ze?

Bij de bouw van het nieuwe Oceanium gaat Blijdorp de kennis over de relatie tussen stroming en gedrag gebruiken. Botsingen met de aquariumwand kunnen zo veel mogelijk voorkomen worden. Daarnaast hebben vissen wel eens de vervelende gewoonte zich op te houden op plaatsen waar het publiek ze slecht kan zien. Dat euvel is straks wellicht verleden tijd: een ‘haaivriendelijke’ stroming zorgt er gewoon voor dat de dieren hun tanden pal voor vervelende schoolklassen ontbloten

,,Ben je de haaien aan het voeren?” Het is de zoveelste opmerking die Martijn Klabbers naar zijn hoofd krijgt. De civielstudent legt opnieuw uit dat hij die sinaasappels in het water gooit om de stroming te meten. Zijn verklaring is reden voor nog meer vragen van de schoolkinderen. ,,Ik vind al die vragen vreselijk. En die kinderen staan ook altijd in de weg”, zegt Klabbers. Hij probeert zich zo veel mogelijk te verschuilen achter de medewerker van het Laboratorium voor Vloeistofmechanica, die hem helpt met zijn metingen.

Klabbers’ afstudeeropdracht is niet bepaald alledaags. Hij brengt hele dagen door in de klamme hitte van de Amazonehal van de Rotterdamse Diergaarde Blijdorp. De stroming in het haaienbassin moet in kaart worden gebracht. Hoewel het een voorlopig proefaquarium is, toch nog altijd een bak water van vijftien bij zes meter. Blijdorp werkt inmiddels aan een veel grotere vissenbak: het Oceanium.

De Atlantische Mensenhaaien die onder Klabbers hun baantjes trekken, zijn vorig jaar voor de Amerikaanse Oostkust gevangen. De dieren zijn nu een halve meter lang. Maar uiteindelijk worden ze een meter of drie, schrijft het Blijdorp Blad. Vreten ze ook mensen? ,,Dat is voorgekomen.”

Vrijwel geen enkele dierentuin in de wereld heeft ervaring met de Atlantische Mensenhaai. Ze zijn namelijk moeilijk te houden, want het zijn zogenaamde ‘vrijzwemmende vissen’. Dat betekent dat ze altijd moeten zwemmen, en nooit even rust kunnen nemen. Want dan stikken ze, omdat ze zelf niet in staat zijn water langs hun kieuwen te pompen.

Stroming is voor de dieren daarom erg belangrijk. Blijdorp wilde graag weten welke stroming de haaien het prettigst vinden. Houden ze van flinke turbulentie? Raken ze bij bepaalde stromingen gedesoriënteerd waardoor ze tegen de wand van het aquarium botsen? ,,Daar is maar weinig van bekend”, zegt Klabbers.

Als je de voorkeuren van de haaien wilt bestuderen, moet je natuurlijk wel precies weten hoe de stroming in de bak eruit ziet. De dierentuin stapte eind vorig jaar daarom naar de faculteit Civiele Techniek in Delft. Of ze een apparaatje konden lenen om de stroming te meten? Dat bleek een stuk ingewikkelder dan Blijdorp dacht: er werd besloten een afstudeerder op het project te zetten.
Sinaasappels

,,Ik houd van vissen. Als ik ergens een aquarium zie, blijf ik staan om te kijken”, vertelt Klabbers. De student-assistent bij Vloeistofmechanica kreeg de opdracht dan ook. ,,Ik kreeg gelijk zin in mijn afstuderen”, vertelt hij nu.

,,Ik wilde eerst puur door rekenen een theoretisch modelopstellen. Maar daar bleek de stroming veel te complex voor.” Het water stroomde namelijk op verschillende plaatsen het aquarium in en uit. De belangrijkste toevoer was een cilindervormige buis. Aan het uiteinde daarvan bleek erg veel turbulentie op te treden. Klabbers: ,,Dat gaf problemen bij het model.”

Klabbers besloot de stroming eerst door metingen in kaart te brengen. Aan de hand van deze ‘ijkpunten’ zou hij vervolgens alsnog een model kunnen afleiden. Maar ook het meten bleek geen sinecure. Veel gevoelige meetapparatuur is niet bestand tegen de uitwerpselen en voedselresten in het aquarium. Daar kwam bij dat Blijdorp de nodige voorwaarden stelde: zowel de dieren als het publiek mochten geen hinder ondervinden van de metingen. ,,Die haaien zijn de troeteldiertjes van de dierentuin. De oppassers hielden goed in de gaten of ze niet gestresst zouden worden.”

In het Laboratorium voor Vloeistofmechanica onderzocht Klabbers alle bestaande meetmethoden en hun eigenschappen. Uiteindelijk koos hij er twee uit, waarmee hij aan de slag ging.

Hij nam de nieuwe digitale camera van Civiele Techniek mee naar de dierentuin, en bevestigde deze aan het plafond boven het haaienbassin. Vervolgens gooide hij sinaasappels in het water. De camera maakte elke seconde een beeldje. Met het urenlange filmmateriaal en een computerprogramma kon hij uit de sinaasappelbanen de hele stroming afleiden.

De theorie was simpel, maar de werkelijkheid bleek weerbarstiger. Allereerst moest Klabbers al zijn doe-het-zelf kwaliteiten uit de kast halen om de camera aan het plafond te hangen. Bovendien kon de camera nooit de hele bak overzien. Klabbers verdeelde het aquarium daarom in achttien denkbeeldige sectoren die hij apart filmde. Aan de rand van zo’n sector raakte het computerprogramma soms in de problemen: een sinaasappel die vertrok en één die de sector binnenkwam werden voor dezelfde aangezien. Dat leverde soms idiote stromingspatronen op.
Turbulentie

Ook de soepschildpadden die de bak met de haaien deelden, wilden de sinaasappels wel eens een mep geven. Klabbers balanceerde op een houten balk boven het water om de beesten met zachte hand te verjagen. En de bezoekers aan de kant, die vermaakten zich uitstekend.

Na dagenlang meten kreeg Klabbers zo een redelijk beeld van de gemiddelde stroming in het haaienbassin. Maar er was één probleem: de turbulentie was met de sinaasappels niet te meten. Door hun te grote gewicht hadden de lokale, chaotische waterbewegingen nauwelijks invloed op hun baan. En juist die turbulentie zou wel eens grote invloed kunnen hebben op het welbevinden van de haaien.

Daarom haalde Klabbers een tweede meetmethode uit de kast: EMS (elektromagnetische snelheidsmeter). Het water stroomt door het magnetisch veld van het instrumentje en wekt zo een inductiespanning op. Hoe sneller de stroming, hoe hoger de spanning. Omdat de EMS-probe een hoge meetfrequentie heeft,kon ook de turbulentie goed gemeten worden.

Klabbers mat met het EMS-instrument alleen daar waar hij veel turbulentie verwachtte. Hij schoof de meetresultaten van de sinaasappels en die van de EMS-meter vervolgens over elkaar. En voilà: Blijdorp had een redelijk beeld van de stroming in de haaienbak.

Klabbers was inmiddels zo lang bezig dat hij geen tijd meer had voor zijn aanvankelijke plan: een wiskundig model afleiden uit de meetgegevens. Klabbers: ,,Daar gaat een volgende afstudeerder nu aan werken.” Het voordeel van een model is dat je uit kunt rekenen wat het effect zal zijn van een extra instroomopening of een muurtje in het bassin zonder alle metingen opnieuw te hoeven verrichten. ,,Ik denk dat andere dierentuinen ook wel geïnteresseerd zijn in zo’n model”, zegt Klabbers. ,,Want dat bestaat nog niet.”

Met Klabbers’ stromingskaart in de hand observeren de oppassers van Blijdorp nu het zwemgedrag van de haaien: op welke plek komen ze vaak, welke plaatsen mijden ze?

Bij de bouw van het nieuwe Oceanium gaat Blijdorp de kennis over de relatie tussen stroming en gedrag gebruiken. Botsingen met de aquariumwand kunnen zo veel mogelijk voorkomen worden. Daarnaast hebben vissen wel eens de vervelende gewoonte zich op te houden op plaatsen waar het publiek ze slecht kan zien. Dat euvel is straks wellicht verleden tijd: een ‘haaivriendelijke’ stroming zorgt er gewoon voor dat de dieren hun tanden pal voor vervelende schoolklassen ontbloten