Luchtbelschermen
Een van de manieren om geluid te verminderen, is met behulp van luchtbelschermen. Het onderzoeksproject genaamd Bubbles JIP, een Joint Industry Project, heeft tot doel de maatregelen voor het verminderen van onderwatergeluid te verbeteren, met name gericht op het gebruik van luchtbelschermen bij de bouw van offshore windprojecten. Erik-Jan de Ridder, senior projectmanager bij MARIN, draagt bij aan dit project. "Deze luchtbelschermen worden gegenereerd met behulp van een slang die op de zeebodem is geplaatst in een lus rond de locatie van het heien; Luchtdrukpompen op een ondersteuningsvaartuig drukken de slang samen. Via openingen in de slang komen luchtbellen in het water terecht, en zo wordt een luchtbelscherm gegenereerd," zegt hij.
De fundamentele kennis van de werkingsmechanismen van luchtbelschermen is bekend, maar de koppeling aan de offshore omgeving is beperkt. De huidige toepassing van luchtbelschermen is voornamelijk gebaseerd op ervaring uit eerdere bouwprojecten voor offshore windenergie. Het is echter niet volledig begrepen wat het effect is van externe factoren, zoals stroming, golven, … wat leidt tot variaties in de prestaties van luchtbelschermen. Voor offshore aannemers en (hernieuwbare) energiebedrijven zou een beter begrip een verbeterde engineering van luchtbelschermen mogelijk maken, resulterend in lagere risico's/kosten en geluidsniveaus voor de lokale omgeving."
Hoewel experimenteel bewezen, bereikt de huidige bubbeltechnologie zijn grenzen, vooral met de toenemende omvang van windturbines en waterdieptes. Bubbles JIP probeert de impact van deze grenzen te verminderen door variabelen zoals druk, slanglengte, compressoren, spuitmonden, bubbelgrootte, en invloeden van stroming, golfactie, en zout water te onderzoeken. Een beter begrip van deze mechanismen zal resulteren in efficiëntere luchtschermen, wat op zijn beurt zal leiden tot een betere controle van geluidsniveaus en het voldoen aan specifieke geluidseisen van de overheid.
Near-field en far-field
Erik-Jan de Ridder maakt onderscheid tussen geluidsbeheersing in het near-field en far-field tijdens het heien. "Nearfield-systemen richten zich rechtstreeks op de bron, terwijl far-field-systemen een bepaalde afstand handhaven tussen de geluidsbron en geluidsbeheersing," zegt hij. Luchtbelschermen worden gebruikt voor geluidsbeheersing in het far-field.
Een luchtbelscherm voor geluidsbeheersing onder water werkt door een stroom luchtbellen in het water vrij te laten, wat een barrière creëert die geluidsgolven absorbeert en verspreidt, waardoor onderwatergeluidsniveaus effectief worden verminderd. Omdat geluid zich efficiënter door water verplaatst dan door lucht, verstoren de bellen de overdracht van geluidsgolven, waardoor hun intensiteit en impact op het zeeleven en onderwateromgevingen verminderen.
Best practice
Het project omvatte het valideren van bestaande computermodellen en experimentele metingen in een gecontroleerde zoetwateromgeving in een bassin bij MARIN. Daarnaast hebben we tests uitgevoerd in de haven van IHC in Rotterdam."
De belangrijkste bevindingen, leerpunten en aanbevelingen om de werking van de luchtbelschermen te verbeteren, werden verzameld in een eerste versie van een best practices-document. Bovendien concludeerden de partners dat het onderwerp complexer was dan aanvankelijk verwacht en dat aanvullend onderzoek nodig is om de fysica van een luchtbelscherm in verschillende omgevingscondities volledig te begrijpen.
Afhankelijk van de locatie moeten de luchtbelschermen anders worden ontworpen. Bubbles JIP maakt een betere schatting mogelijk van wat nodig is om geluid vooraf te beperken. Het voorkomt verrassingen en mogelijk vertragingen tijdens de installatie van windmolenparken.
-
Voor een gedetailleerder begrip van meerfasenstromen toegepast op luchtbelschermen wilden we een volledig beeld krijgen van een luchtbelscherm. Daarom hadden we veel metingen nodig die zowel in tijd als ruimte waren verspreid. Dit was nog niet eerder gedaan op de schaal die we voor ogen hadden. Daarom heeft MARIN een nieuw meetinstrument ontwikkeld voor dit project, dat nu ook wordt gebruikt voor andere projecten.
Samenwerkingen
Bubbles JIP (Joint Industry Project) maakt deel uit van het TKI Offshore Energy-programma en werd uitgevoerd in nauwe samenwerking met industriële partners en onderzoeksinstellingen. TNO leverde expertise op het gebied van akoestiek, terwijl de TU Delft gespecialiseerd was in het modelleren van proces systemen en ook bijdroeg aan akoestisch onderzoek, en MARIN was verantwoordelijk voor hydrodynamische expertise. De industriële partners namen actief deel aan het project door volledige schaalgegevens te verstrekken, middelgrote tests uit te voeren en de bevindingen samen te vatten in een best practice document.
In het Bubbles JIP-project hebben we veel gegevens verzameld en inzichten verkregen. Er zijn echter nog veel onzekerheden. Daarom willen we dieper ingaan op deze gegevens om een nog beter begrip te krijgen in een vervolgproject." Erik-Jan de Ridder benadrukt de noodzaak van grootschalige metingen om de effectiviteit van luchtbelschermen op zee te testen. "We zijn nu op zoek naar partners voor deze volgende fase."
Dus, als je de impact van de installatie van offshore windmolenparken op het zeeleven wilt minimaliseren, en als je betrokken wilt zijn bij dit vervolgproject over geluidsvermindering met luchtbelschermen? Neem contact op met Erik Jan de Ridder.
Dit artikel maakt deel uit van de serie Project in Beeld. Bekijk hier meer projecten.