Beheersing van het lozen van afvalstoffen op zee

B E H E E R S I N G VAN H E T LOZEN VAN A F

-V A L S T O F F E N OP Z E E .

M . C . M e i j e r

R a p p o r t n o . 4 1 2 - P

M a a r t 1 9 7 5

p u b l i k a t i e

Delft University of Technology Ship Hydromechanics Laboratory IVlekelweg 2

2628 CD Delft The Netherlands Phone 015 - 78 68 82

beheersing van het lozen van afvalstoffen

zee

4

_{M.C. Meijer}

inleiding

In onze maatschappij spelen vloeistoffen een grote rol. Behalve water dat we drin-ken, water waarin we baden, water waarmee we afval wegspoelen naar de zee en de zee waarop wij varen, gebrui-ken we olie, als brandstof en grondstof, en chemicaliën en gassen in vloeibare vorm voor vele doeleinden. Al die vloei-stof moet worden vervoerd. Hoewel dat ten dele via pijpleidingen kan, is het schip het meest aangewezen vervoermid-del. Dat dit zo is, komt vooral door de grote flexibiliteit van het schip. Het kan naar elke gewenste haven worden gediri-geerd en dë lading kan in vrij ruime mate worden gevarieerd. Bij dit laatste voor chemicaliën belangrijke aspect, treedt een probleem op, nl. voordat een nieuwe lading kan worden ingenomen moeten de tanks worden schoonge-maakt en dat betekent: wassen. Grote fabrieken die chemicaliën verwer-ken, houden grote hoeveelheden vloei-stoffen zoals zuren en zouten over. Deze vloeistoffen mogen niet in'het grondwa-ter worden geloosd in verband met de drinkwatervoorziening; ze moeten wor-den afgevoerd en elders worwor-den verwij-derd.

Het is altijd een menselijke gewoonte geweest om afval in water te laten ver-dwijnen; men meende het dan kwijt te zijn. Waarom zouden schepen dan niet hun afval eenvoudig in de zee lozen en

* Laboratorium van Scheepsbouwkunde T H -Delft.

waarom zouden de fabrieken hun zuren dan niet met schepen naar zee afvoe-ren?

We hebben geleidelijk aan gemerkt dat die grote zee ook vuil kan worden; dat zij de steeds groter wordende toevloed van vreemde stoffen niet zo maar, van-zelfsprekend kan verwerken; dat er ster-ke concentraties optreden die een be-dreiging vormen voor zeedieren, algen en bacteriën, die deel uitmaken van de voedselkringloop op de aarde en die we dus niet kunnen missen.

Regeringen hebben ingezien dat er regels moeten worden gesteld om ook op zee het milieu te beschermen. Via de Vere-nigde Naties heeft de I.M.C.O. (Interna-tional Maritime Consultative Organisa-tion) de opdracht gekregen om hiervoor de voorschriften op te stellen.

Zo op het eerste gezicht lijkt een verbod van lozingen op zee voor de hand te liggen, maar al gauw doet zich de vraag voor, waar men de zaken dan wél moet laten. Aan de wal is weinig anders moge-lijk dan verbranding, hetgeen dan weer luchtverontreiniging ten gevolge heeft. Ook is het voor de scheepvaart, die toch al moeite heeft het hoofd boven water te houden, weinig aantrekkelijk om kostbare tijd in dure havens te verdoen aan schoonmaakwerk. Het is veel econo-mischer om al het waswerk te verrichten tijdens de vaart van de loshaven naar de laadhaven. Ook is de vraag gerezen of alle te lozen produkten even schadelijk zijn, dus, of een eventueel algemeen ver-bod wel noodzakelijk is.

De scheepvaart heeft duidelijk belang bij een goede ontwikkeling van de regle-mentering. Daarom trachten de reders-verenigingen, internationaal verbonden in de 'International Chamber of Ship-ping' (ICS), hanteerbare voorschriften voor procedures te reahseren, in over-eenstemming met de internationaal vast-gestelde criteria voor het voorkomen van schadelijke verontreinigingen van de zee. Om de verschillende belangen van haar leden zo goed mogelijk te beharti-gen, heeft de ICS een aantal werkcom-missies ingesteld, waarvan het 'Chemical Carriers Panel' er één is. Dit 'panel' kreeg de opdracht de problemen te be-studeren rondom het lozen vanaf chemi-caliëntankers en zo mogelijk een plan voor gecontroleerd lozen op te stellen. Voor dit panel zijn vooral de volgende punten van belang:

— een indeling naar giftigheid van de gebruikelijke, te vervoeren chemica-liën, in klassen, die met de letters A, B, C en D worden aangeduid; — de mate waarin die stoffen na enige

tijd in het zeewater mogen voorko-men.

Voor dit laatste punt geldt het volgende onderscheid:

A. produkten die in het geheel niet mogen worden geloosd, omdat zij bio-accumulatief zijn;

B. produkten die binnen een week worden afgebroken, moeten vrij snel een concentratie bereiken van ten hoogste 1 deel per miljoen de-len zeewater;

nautisch technisch tijdschrift

Maandblad van de Stichting De Zee waarin samenwerken Koninklijke Nederlandse Redersvereniging,

Vereniging van Kapiteins en Officieren ter Koopvaardij ( V K O ) , Nederlandse Vereniging van Kapiteins Grote Vaart

en het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut.

Redactie:

H.G. van den Berg ir. P.J. Brandenburg ir. A. Doyer drs. C . G . Korevaar J . N . F . Lameijer (voorzitter) H. Melissen (secretaris) G. J . Sonnenberg H. M. van der Weele

Redactiesecre tariaa t:

Carnegieplein 5, Postbus 375, Den Haag, tel. 070-646814

Abonnementen:

Stam Tijdschriften b.v.. Postbus 375, Den Haag, tel. 070-646814

Postgirorekening 273700 Abonnementsgeld ƒ 37,50 per jaar Losse nummers ƒ 4 ,

-Abonnementen kunnen alleen bij jaareinde eindigen en worden stUzwijgend verlengd, indien niet vóór 1 december een opzegging is ontvangen.

Advertenties:

stam Tijdschriften b.v.. Postbus 375, Den Haag, tel. 070-646814

Bij contract speciaal tarief

de zee

a c c e n t - n u m m e r s

De inhoud van dit derde aceent-nummer is vrijwel geheel gewijd aan algemene scheepvaart-onderwerpen. Het jongst-leden april- en mei-nummer handelden nagenoeg geheel over resp. naidisehe en technische zaken.

Bij wijze van proef zullen ook de volgende tmmmers van deze jaargang accent-mumners zijn. Het acceiit zal beurte-lings liggen op resp. nautische, technische en algemene onderwerpen van het scheepvaartgebeuren. Met dit aecent-nutnmer is de cyclus dus voor de eerste maal rond. Het volgende nummer zal weer een nautisch accent hebben.

De redactie is van mening dat zij met het uitgeven van accent-ninnmers de in de onderscheiden gebieden geïnteres-seerde lezers .beter zal kunnen informeren.

Tegen het einde van dit jaar zal er onder de lezers een enquête worden gehouden. Hieruit zou o.a. tnoeten blijken of de verschijning van acceiit-nummers op prijs wordt ge-steld en of voortzetting ervan gewenst is.

vierde jaargang, juni 1975

inhoud 6

Beheersing van het lozen van afvalstoffen op zee

Chemicaliëntankers kunnen overblijfselen van lading met een soortelijke massa die ongeveer gelijk is aan die van zeewater zodanig over-boord pompen dat een goede menging met het omringende water ontstaat als de lozing geschiedt in de grenslaag of in de volgstroom van het schip. Er zijn modelproeven gedaan en er is een formule ontwikkeld.

blz. 154

Tankwassen, oorzaak van tankerexplosies Hogedruk-waterstralen waarmee tankwanden worden schoongewassen kunnen onder be-paalde omstandigheden door hun comprime-rende werking zelfontbranding van gassen ver-oorzaken. In dit artikel is het opladings- en neutraUsatiemechanisme beschreven en zijn ontladingen aan uitsteeksels, ontsteekmecha-nismen en voorkómen van gevaarlijke

ontla-blz. 159

Uitspraak van de Raad voor de Scheepvaart blz. 162

Numerieke berekening van golven in de Noordzee

Het KNMI heeft nu ook een numerieke me-thode ontwikkeld waaruit langs zuiver mathe-matische weg golfvoorspellingen kunnen wor-den berekend. De berekeningen zijn wel van dien aard dat er een snelle computer voor nodig is. Aangegeven is hoe de berekening verloopt. Tenslotte is aan de hand van een reeks figuren die het verloop van een zware noorderstorm tonen een voorbeeld uitge-werkt.

blz. 167

Breuken in schepen

In 1943 werd de scheepsbouwwereld opge-schrikt door het plotseling in tweeën breken van een rustig aan de kade liggende tanker die

gelijke gebeurtenissen hebben het onderzoek van lasconstructies, brosse breuken en andere fysische en mechanische aspecten sterk ver-sneld. De breukmechanica heeft zich in nog geen 20 jaar tot een zelfstandige en omvangrij-ke tak van wetenschap ontwikomvangrij-keld.

blz. 175 Examenopgaven blz. 176 Stabiliteitsberekening blz. 177 Algemeen scheepvaartnieuws blz. 179

C. wegens de geringe giftigheid mag de concentratie 10 delen per miljoen bereiken

D. voor vrij ongevaariijke stoffen geldt alleen een dumping-verbod. Voor het gestelde probleem zijn dus al-leen de B-en C-produkten interessant. We zullen de volgens de concentratiecri-teria aan te houden grenswaarden sym-boliseren als: resp.:

Cpeak = 10'^ en Cpeak = 10"^

De criteria zijn gebaseerd op een uit-spraak van biologen die geconstateerd hebben dat een kortstondige blootstel-ling van zeeorganismen aan hogere con-centraties kan worden aanvaard, maar dat de grenswaarde toch spoedig moet zijn bereikt. Hiermee was voor het panel het probleem gereduceerd tot de vraag of bij lozing vanaf een schip binnen re-delijke tijd voldoende menging zou op-treden en hoe men eventueel een opti-male menging zou kunnen bereiken. Andere vragen, zoals betreffende de hoeveelheden chemicaliën die in een schip weggespoeld moeten worden en de manier, waarop dit moet geschieden, blijven buiten het bestek van dit artikel. We beperken ons dus tot de verdunning die we bij een schip kunnen vei-wachten.

proefnemingen

De waarschijnlijk oudste proeven met betrekkipg tot de menging van uit sche-pen geloosde vloeistoffen zijn uitge-voerd door het Waterloopkundig Labo-ratorium in Delft en gepubliceerd op een congres van de F.A.O. in Rome. Het ging om de lozing van afval uit de che-mische industrie. De gedachte was dat een maximale menging zou worden ver-kregen als het lozen in de shpstroom achter de schroef plaats zou hebben. De analyse van de proeven berustte op een theorie van Reichart over de spreiding van een waterstraal in een bassin. Een deel van de proeven was op ware grootte uitgevoerd. In de beschouwingen waren verschihen in dichtheid van de vloeistof-fen betrokken.

De Noorse leden van het ICS-panel, die het genoemde onderzoek waarschijnlijk niet kenden, gingen samen met het atoominstituut in KjeUer aan het experi-menteren. Zij maakten gebruik van een radio-actieve 'tracer' in water, die door een slang overboord werd gepompt. Met een Geiger-teher kon de concentratie van de tracer na lozing in zee vanaf een meetschip worden gemeten.

Het viel op, dat lozing op enige afstand naast het schip vrijwel geen verdunning van het tracer-mengsel opleverde.

Blijk-baar was het ontvangende zeewater daar te weinig verstoord door het passerende schip.

Bij een tweede proef werd de slang dicht tegen de huid van het achterschip ge-houden. In deze toestand werd er wel een zeer behoorlijke menging met het ontvangende water waargenomen. Door sommigen werd aangenomen dat nu het mengsel in het schroefwater was terecht-gekomen, waardoor de menging zou kunnen worden verklaard. Anderen we-zen er op dat de menging plaats kon vinden doordat de lozing gebeurde in de grenslaag van de stroming langs de scheepshuid.

Op grond van de meetresultaten produ-ceerden de Noorse leden van het panel een eenvoudige formule voor de optre-dende verdunning, waarbij de stelling werd verkondigd dat de actief bij de menging betrokken waterhoeveelheid in zee, gelijk kon worden gesteld aan het produkt van de afgelegde weg, de breed-te en de diepgang van het schip. De stelling werd verdedigd door te wijzen op de overeenstemming met de meetre-sultaten. De tijdsduur die nodig was ge-weest om tot dat resultaat te komen, is in de analyse echter wat stiefmoederlijk behandeld.

Aan Nederlandse zijde vroeg men zich af of de formule wel voldoende gegrond was. Samen met eveneens voorgestelde formules voor het definiëren van de hoe-veelheid te lozen stoffen, leken de klei-nere Nederlandse schepen in het nadeel te komen ten opzichte van de grotere Noren. Dit laatste kon op zichzelf geen reden zijn om de formule te veranderen, maar men wilde wel graag overtuigd zijn van de redelijkheid van de voorschriften waaraan men zich zou moeten onder-werpen. Men vroeg zich af of het niet beter zou zijn de veel ingewikkeldere schroefstraaltheorie te hanteren öf an-ders tenminste de hoeveelheid ontvan-gende water op de schroefafmetingen te betrekken.

Een desbetreffende vraag aan de schrij-ver van dit artikel leidde tot het uitspre-ken van de volgende stellingen:

1. de schroefwerking op zichzelf heeft in principe geen deel aan de menging; 2. de menging vindt voor het overgrote deel plaats in de turbulente grenslaag tegen de scheepsromp en in de daar-uit ontstane volgstroom en voor een relatief klein deel in de turbulentie die in de grenslaag van de schroefbla-den ontstaat;

3. door de schroefwerking wordt ten dele een schijnbare verdunning ver-kregen, doordat de meting een ge-middelde concentratie oplevert in plaats van de maximale.

Deze stellingen worden later verklaard. Het ging er nu om een formule op te stellen, die - beter gefundeerd dan de Noorse — als grondslag kon dienen voor aan boord te hanteren voorschriften bij het lozen van de chemicaliën.

Terecht stelden de Noren dat de formu-le eenvoudig moest zijn, maar dat neemt niet weg dat een wetenschappelijke basis onontbeerlijk is, ook al om hem te kun-nen verdedigen in IMCO-verband. Om zo'n basis te vinden, zullen we eerst de beweging van het water bekijken waarin de verdunning plaats moet vinden, dat is: rondom het schip.

de waterbeweging rondom een

scliip

potentiaalstroming

Doordat een schip zich door het water verplaatst, zal dat water in beweging moeten komen om ruimte vóór het schip te maken en om de vrijgekomen ruimte weer op te vullen. De stroming die hierdoor ontstaat is in goede benade-ring wiskundig te beschrijven met de hulp van de 'potentiaaltheorie'. Aan vóór- en achtersteven worden 'stuwpun-ten' gevonden, waar het water door het schip wordt meegenomen. Vóór het voorste en achter het achterste stuw-punt wordt het water vooruit bewogen; tussen de stuwpunten, langs de romp beweegt het achterwaarts. De stroming geschiedt in principe volmaakt gladjes en er is geen enkele reden om meng-ei-genschappen bij deze 'potenriaalstro-ming' te vermoeden.

de grenslaag

Het water dat dicht langs de romp naar achteren stroomt, verkeert in minder ideale omstandigheden dan in de poten-tiaaltheorie wordt aangenomen. Behalve dat het een snelheid achteruit heeft, glijdt de romp er met de volle scheeps-snelheid langs naar voren. Deze toestand blijkt aan het aanrakingsoppervlak on-mogelijk te zijn. De watermoleculen die contact maken met de romp, worden door die romp volledig meegesleurd. Ook de watermoleculen onderling glij-den niet wrijvingsloos langs elkaar. In de potentiaaltheorie wordt aangenomen dat dit wèl wrijvingsloos gebeurt. De waterlagen oefenen wrijvingskrachten op elkaar uit, waardoor bewegingsener-gie van de scheepswand uit naar buiten toe wordt overgedragen.' Het gebied waar duidelijk sprake is van deze ener-gie-overdracht, noemen we de 'grens-laag' (zie figuur 1).

onderzoek te doen. De resultaten hier-van zijn door John Mercier en anderen gepubhceerd. Helaas bleek het onder-zoek met een even klein model te zijn uitgevoerd als in Delft, waardoor toch weer wat twijfel moest blijven bestaan over de toepasbaarheid van de resultaten vanwege het toch wel kleine getal van Reynolds. Toch is er van dit werk erg veel te leren, vooral omtrent de juiste plaats van lozing in de achterste coffer-dam voor de machinekamer. Ook werd aangetoond dat de uitstroomsnelheid uit de loospoorten een bepaald deel van de scheepssnelheid niet mocht overschrij-den als men het afval binnen de grens-laag wilde houden.

Misschien het belangrijkste is overigens de opvatting die de onderzoekers lieten blijken in hun presentatie:.... het is voor het gestelde probleem niet belangrijk hoe de juiste verhoudingen zijn van het schip dat het afval loost. We mogen alle afmetingen van het schip vertegenwoor-digd denken door één lineaire maat... We kiezen hiervoor de lengte (L). Momenteel wordt er nog een serie mo-delproeven uitgewerkt. Deze proeven zijn uitgevoerd met een veel groter mo-del, waarvan de lengte ongeveer zeven meter bedraagt. Hiermee moet het mo-gelijk zijn om een indruk te krijgen van het eventuele schaaleffect bij de kleine modellen. Verder zijn er nog enige vra-gen te beantwoorden, zoals:

— is de verdunningscapaciteit van een schip op te voeren door uit meer poor-ten tegelijk te lozen; hiermee zou een meer efficiënte vulling van de volg-stroom kunnen worden verwacht; — kan de invloed van de diepgang van het schip of van de schroefstraal werke-lijk worden verwaarloosd?

Mercier had voor de schroefstraal toch wel enige invloed gevonden, maar vooral hierbij is het schaaleffect een onzekere factor.

De proeven zijn uitgevoerd door het Waterloopkundig Laboratorium in de sleeptank van het Nederlands Scheeps-bouwkundig Proefstation in Wagenin-gen. Rond de tafel zitten verder het Nederlands Maritiem Instituut, Rijkswa-terstaat de Koninklijke Nederlandse Re-dersvereniging en de Technische Hoge-school Delft.

Figuur 2. Diagram van de meetresulta-ten met de hoogste concentradewaarden waaruit een formule voor de grenswaar-den kan worgrenswaar-den afgeleid.

verwerking van de proeven

De proeven hebben zonneklaar aange-toond dat er geen sprake van is dat voor dicht achter het schip de Noorse formule kan worden gebruikt. Maar wat dan wèl?

We moeten eerst de vraag beantwoorden hoe we de resultaten van de proeven zinvol kunnen rangschikken, opdat een duidelijk beeld ontstaat.

Uit de hydrodynamica zijn vele metin-gen aan turbulente grenslametin-gen bekend. Daarbij is gebleken dat een logarith-misch of exponentieel verband het meest bruikbare is, met het getal van Reynolds als belangrijkste parameter. In ons geval lijkt het getal van Reynolds echter niet direct bruikbaar, omdat de positie in de volgstroom waar A^^,, of liever Cpg^fc wordt beschouwd, van nog groter belang is en we niet te veel para-meters tegelijk kunnen bekijken. We ne-men deze positie (x) in relatie tot de lengte (L) van het schip en omdat x voor de zeedieren minder belangrijk is dan de tijd ( f ) gedurende welke de con-centratie hoog is, vervangen we x door het produkt: V.t, zodat we als variabele gaan gebruiken: V.t j L.

We zoeken hierbij het logarithmisch ver-band met de effectieve wijdte van de volgstroom, dus:

log als functie van log {V.t / L), waarin:

^vv ^Cd-Qdl

Cpeatc-V-We zetten nu alle, zo op het oog hoogste in de volgstroom gemeten concentraties van de geloosde stof uit in een diagram (zoals in figuur 2).

Laag in het diagram zijn de punten met hoge concentraties. De laagste punten geven dus feitelijk de piekwaarden aan. Links in de figuur staan de dicht achter het schip gemeten punten; rechts staan die concentraties die gemeten zijn lang na het passeren van het schip.

We zien in de figuur dat — als we een enkele uitschieter buiten beschouwing laten — er een vrij rechtlijnige

afschei-A

granslaag

ding te trekken is tussen het gebied waar meetpunten liggen en waar deze ontbre-ken. We menen nu dat deze rechte lijn een goede maat is voor de van plaats tot plaats verschillende 'effectieve meng-doorsnede' van de volgstroom. Hiermee kan naar believen de maximale concen-tratie of de verdunning worden bere-kend die men bij de lozing wil kennen. Het is jammer dat er nog enige twijfel is over de juistheid van de uitwerking van de proeven met de 'Esso Slagen'. De punten kunnen evenwel niet lager in het diagram komen te liggen, wel hoger. Van de milieukant bekeken ligt de lijn dus aan de veilige kant. Gehoopt wordt dat de onlangs gehouden modelproeven nog enige extra informatie over dit mid-dengebied zullen opleveren.

Met de gevonden lijn uit figuur 2 is dus een formule voor de piekconcentratie in de volgstroom in relatie tot de geloosde concentratie gevonden. De praktijk vraagt een omkering van het probleem, namelijk: bij een gegeven piekconcentra-tie is het de vraag hoeveel afval per tijdseenheid mag worden geloosd. We vinden hiervoor de volgende formu-le:

Cd-Qd = 0,002- Cpeak- t'''\

Het produkt Cd-Qa stelt de feitelijke snelheid voor waarmee de hoeveelheid puur (dus onverdund) afval wordt weg-gepompt. Het lijkt misschien wat vreemd dat blijkbaar de verdunning die vooraf aan boord ontstaat door het was-sen, geheel onbelangrijk is voor het eind-resultaat. Toch is het waar, zolang de hoeveelheid spoelwater klein b l i j f t ten opzichte van de hoeveelheid water die in de volgstroom aan de verdunning deel-neemt. Dat dit veel moet zijn, is duide-lijk als we bedenken dat het gaat om te bereiken piekconcentraties van 10'^ a

IO"''.

Deze piekconcentratie mogen we als ge-geven in de formule invoeren. Voor een bepaald schip is de lengte L ook bekend, terwijl de snelheid V tijdens elke lozing

beheersing van het lozen van af\",ilstoffen .<?P zee i

met het scheepslog kan worden geme-ten.

Deze snelheid is als variabele interessant voor het probleem. We zullen er daarom even bij stil blijven staan.

Er .zijn twee kanten aan de snelheid. In de eerste plaats bepaalt hij samen met de lengte het getal van Reynolds en dus het karakter van de grenslaag en van de volgstroom. Bij een schip op ware groot-te wordt het turbulengroot-te karakgroot-ter echgroot-ter al vastgelegd bij een snelheid die in de orde van grootte ligt van 0,01 knopen. Deze kant mogen we gerust vergeten, als we maar verlangen dat het schip vaart. De tweede kant houdt verband met het feit dat de snelheid van het schip ten dele in evenwicht wordt gehouden door de snelheid van uitpompen van het af-valwater. Nemen we V constant aan tij-dens de gehele lozingsoperatie en nemen we aan dat deze een tijd T in beslag neemt, dan kunnen we de formule door vermenigvuldigen met T omzetten in een formule voor de totale hoeveelheid puur lozingsprodukt die is verpompt:

(ca.Qci.T) = 0,002.Cpeak-t°'^. L''\V°-\ S.

Hierin is s = V.T de totale door het schip afgelegde weg tijdens het lozen. Het resterende aandeel van de snelheid in de formule komt, zoals we ons herin-neren, voort uit de plaats (ten opzichte van het schip) in de volgstroom, waar de gewenste piekconcentratie is bereikt. De plaats zelf is niet interessant, wel de tijd die verloopt voordat de concentratie is bereikt; vandaar dat we x door K/" had-den vervangen. Het blijkt dus dat in een gegeven traject meer kan worden ge-loosd als de snelheid groter is. Dit ligt ook voor de hand, want in dezelfde tijd bereikt een waterdeeltje een plaats waar de wijdte van de volgstroom groter is. De tijd (r) gedurende welke het milieu aan hogere concentraties mag worden blootgesteld, is een arbitraire grootheid.

Er is in het Chemical Carriers Panel een grafiek opgedoken waaruit de overle-vingskans moet blijken die zee-organis-men hebben als zij gedurende bepaalde tijden aan giftige stoffen worden bloot-gesteld. Volgens deze grafiek valt het allemaal wel mee en kunnen we met een gerust geweten de willekeurige waarde :

t = 5 min. als richtwaarde aannemen om

er eventuele voorschriften op te baseren. De grote onzekerheid die besloten ligt in de willekeurige keuze van t verlangt een bijzonder grote veiligheidsmarge, die we hiermee dan ook menen te hebben aan-gehouden. Aan de andere kant houdt dit echter ook in dat het zinloos is om te gaan marchanderen over het exacte ver-loop van de lijn in figuur 2.

Het lijkt daarom ook weinig zinvol om de precieze invloed van de verhoudingen van de scheepsafmetingen of van de be-ladingstoestand te willen weten. Ook de invloed van het Reynolds getal, die zich zou moeten uiten in afwijkingen van de rechte lijn per schip, lijkt, gezien de groepering van de punten, niet van be-lang.

Voor de wetshandhaving en het boord-bedrijf is dit eigenlijk maar een gelukki-ge omstandigheid, want die zijn zeker niet gebaat bij nauwe toleranties en in-gewikkelde formules.

Toch moeten we ons goed realiseren dat het diagram van figuur 2 logarithmisch is, dat wil zeggen: dat een kleine ver-schuiving naar boven niet slechts een kleine toevoeging bij de concentratie m aar de vermenigvuldiging met een factor betekent.

We kunnen de formule voor elk gewenst doel omvormen door de gewenste gege-vens in te vullen; en er zijn vele diagram-men voor presentatie en voor praktisch gebruik denkbaar. We zullen een derge-lijke presentatie aan anderen overlaten.

niet beschouwde variabelen

In de voorgaande beschouwingen heb-ben we ons bij het zoeken naar een mengformule beperkt tot het geval waarin de te lozen chemicaliën vrijwel dezelfde soortelijke massa hebben als het ontvangende water. In het onder-handen zijnde onderzoek wordt ook ge-keken naar mogelijke afwijkingen die ontstaan als de vloeistoffen belangrijk zwaarder of lichter zijn. Bij oplosbare stoffen worden eigenlijk geen proble-men verwacht, omdat de diffusie het rnengproces effectief zal voltooien. Of dit ook geldt voor onoplosbare stoffen die zich mogelijk aan het wateropper-vlak of op de bodem weer verzamelen, valt op dit ogenblik niet te zeggen.

conclusies

1. Chemicaliëntankers kunnen overblijf-selen van lading met een soortelijke massa die ongeveer gelijk is aan die van zeewater zodanig overboord pompen dat een goede menging met het omringende water ontstaat als de lozing geschiedt in de grenslaag of in de volgstroom van het schip.

2. De maximale concentratie in het mengsel is afhankelijk van de afstand van de meetplaats tot het schip en dus van de tijd die verloopt tussen lozing en meting van een bepaald monster.

3. Bij gegeven waarde Cpeak van de con-centratie die na een bepaalde tijd t moet zijn bereikt, is de hoeveelheid chemische stof die gedurende een be-paald traject s mag worden geloosd evenredig te stellen aan de snelheid tot de macht 0,4.

4. De scheepsgrootte mag worden voor-gesteld door de enkele karakteristie-ke maat: L.

5. De dimensionering van de lozings-pomp mag worden gebaseerd op de formule:

cdQd=om-cpeak- f ° ' ^ L ' ' ^ F ' • ^

6. Het heeft geen zin om kleine toleran-ties aan te leggen of meer variabelen in te voeren.

naschrift

Van de zeer onlangs uitgevoerde model-proeven waarvan in het voorgaande spra-ke was, kunnen op de valreep reeds eni-ge voorzichtieni-ge conclusies worden eni-geeni-ge- gege-ven.

In de eerste plaats lijken de resultaten er op te wijzen dat voor het onderzochte model de tijd in de formule niet tot de macht 0,4 maar tot de macht 2/3 moet worden verheven; de meetpunten, inge-zet in figuur 2, geven namelijk een stijler verloop te zien.

De rangschikking van de punten ten op-zichte van die der andere modellen en schepen, doet vermoeden dat er inder-daad enig schaaleffect is; in die zin dat de kleine modellen een iets te gunstig beeld geven van de mengeigenschappen. Het in de formule invoeren van de diep-gang van het schip, afhankelijk van de belandingstoestand, moet worden ontra-den omdat de invloed ervan onduidelijk is.

Door uit beide zijden van een schip ge-lijktijdig te lozen, kan enige verbetering van de menging worden verkregen. Over het geheel genomen lijkt het er op dat de nieuw vei-worven inzichten niet zodanig zijn dat de voorgestelde formule

zal worden veranderd. • 153

Tankwassen,

oorzaak van tankerexplosies

ir. D. van der Meer*

In december 1969 werd de wereld van de tankvaart opgeschrikt door drie ex-plosies die binnen een tijdsbestek van 17 dagen drie supertankers van 210 000 ton zeer ernstig beschadigden (fig. 1). Hierbij verloren enkele mensen het leven en zonk het nederiandse schip Marpessa. Vele mogelijke oorzaken die tot deze explosies geleid zouden kunnen hebben heeft men onderzocht. Enkele hiervan zijn: roken, sabotage, oververhitting van leidingen, vonken door vallende metalen delen, elektrostatica en zelfontbranding van gassen als gevolg van comprimering door de hoge-druk waterstralen waar-mee de tankwanden werden schoon ge-wassen. Dit wassen was overigens wat de drie schepen gemeen hadden gehad tijdens de explosies en het was dus lo-gisch dat naarstig gezocht werd naar het verband tussen het wassen en het moge-lijk optreden van een ontsteking in een explosief gasmengsel.

H E T T A N K W A S S E N

Waarom wordt er gewassen? Hiervoor zijn verschillende redenen te noemen: • Na het lossen van de ruwe olie zijn de tankwanden bedekt met een dikke laag van een olie/was-mengsel. De hoeveel-heid kan tot ongeveer een half procent van de lading oplopen. Wassen werd nodig geacht om te voorkomen dat de laag na elke reis aangroeide. Dit zou verlies van transportcapaciteit beteke-nen.

• Bij een dokbeurt waarbij in de tanks gewerkt moet worden dienen deze schoon te zijn. Ze mogen geen explosief gasmengsel bevatten en dit mengsel mag uiteraard ook niet tijdens de werkzaam-heden ontstaan. Dit geldt overigens na-tuurlijk niet alleen bij een dokbeurt maar ook bij normale onderhoudswerk-zaamheden.

• Tijdens de reis naar de laadhaven wordt een deel van de tanks gewassen om ze vervolgens met schoon ballastwa-ter te kunnen vullen. Dit schone ballast-water kan dan zonder milieuproblemen geloosd worden in de laadhaven.

waterkanonnen

Het wassen gebeurt met waterkanonnen, waarvan er twee typen bestaan: perma-nent opgestelde machines met een hoge doorzet of kleinere 'portable' machines. De permanent opgestelde waterkanon-nen zoals die aan boord van de drie schepen werden gebruikt steken onge-veer 5 m diep in de tank. De spuitkop met een tipdiameter van 6,5 cm en een inwendige diameter van 4 cm, is één meter lang en kan zowel horizontaal als verticaal bewegen. Tijdens een wascy-clus wordt een schroefvormige beweging uitgevoerd met een horizontale draai-snelheid van één omwenteling per mi-nuut. Achtereenvolgens worden de

bo-Figuur 1. Tankerontploffmg.

dem, de wanden en de top gewassen. Een wascyclus duurt een uur. Een wa-terkanon verspuit per uur ongeveer

180 m^ water onder een persdruk van ongeveer 10 atm. De snelheid van de waterstraal bedraagt ongeveer 40 m/s. Figuur 2 geeft een goed beeld van de relatieve grootte van de tank van een VLCC en de zich daarin bevindende apparatuur en structuren (volume 24 000 m^, lengte 50 m , breedte 20 m, diepte 25 m. De tank is onderverdeeld in twee compartimenten gescheiden door een opengewerkte verstevigings-wand).

omstandigheden tijdens het

was-sen

Men streeft er over het algemeen naar tijdens het wassen te werken in een niet explosieve atmosfeer. Hiertoe kan men

* Koninklijke/Shell - Laboratorium, Amster-dam (Shell Research B V ) .