Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen Transporttechnologie
P.A. van Gaelen en N. Kuijken Meten van mors bij de overslag van stortgoed - deel II
Experimentele opdracht, Rapport 2007.TEL.7186, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
Inleiding
Bij de op- en overslag van bulkmateriaal wordt meer en meer aandacht gevraagd voor mors-, stof- en geluidsoverlast. Omdat er onduidelijkheid was over de regels en omdat het ontbrak aan betrouwbare cijfers over mate van mors, is in 2006 een project gestart met 12 bulkbedrijven, Rijkswaterstaat, NIEMA, Syntens, Erasmus Universiteit Rotterdam en de TU Delft naar de directe mors in oppervlaktewater.
In de doctoraalopdracht van Van Wijngaarden [M.J. van Wijngaarden "Mors op het oppervlaktewater. Een model ter beoordeling van de effectiviteit van morsmaatregelen, rapport 2006.TL.7100] is onderzoek gedaan naar de kosteneffectiviteit van mogelijke morsmaatregelen. Er is een methode opgezet die de effectiviteit bepaalt. Om de methode te kunnen toepassen moet er echter eerst duidelijkheid gecreëerd worden over de hoeveelheid mors die ontstaat bij het overslaan van bulkmateriaal en hoeveel mors er in het water terecht komt.
Medio 2007 is een eerste experimenteel onderzoek uitgevoerd om te bepalen hoeveel mors er ontstaat [O.C. Maan en C. Kok "Meten van mors bij de overslag van stortgoed", rapport 2007.TEL.7182]. Er is voor gekozen om het onderzoek te beperken tot steenkool. De reden dat gestart is met onderzoek naar in het bijzonder deze commodity, is dat het door een groot deel van de participerende bedrijven in grote hoeveelheden overgeslagen wordt. Een meetplan is opgezet en twee oriënterende metingen zijn verricht bij OVET B.V. in Terneuzen en EMO B.V. in Rotterdam. Dit rapport is het uitgangspunt geweest voor dit onderzoek.
Het doel van dit onderzoek is de hoeveelheid mors te meten die bij de overslag van steenkolen in het oppervlaktewater gemorst wordt. Het meetplan uit het voorgaande rapport is geëvalueerd en vervolgens aangescherpt. Hierbij zijn zoveel mogelijk factoren van invloed meegenomen om een zo volledig mogelijk beeld te krijgen. Daarnaast is gezocht naar de afhankelijkheid van de samenstelling en korrelgrootteverdeling van de mors ten opzichte van de korrelgrootteverdeling van de steenkolen aanwezig in het schip.
Methodiek
Voor het onderzoek zijn 13 metingen uitgevoerd bij 5 overslagbedrijven. Dit waren Rietlanden stuwadoors, OBA, RBT, EMO en Corus. Door deze bedrijven wordt gewerkt met brugkranen of met drijvende kranen. Tijdens de metingen werd gestreefd naar constante omstandigheden; een vol ruim en metingen van 2 à 3 uur. Afhankelijk van de situatie en de baan die de grijper van de kraan maakt, worden meetgebieden uitgezet op het schip, het ponton, de kade en binnenvaartschip, zie figuur 1. Hier is na de duur van de meting, waarin het aantal cycli van de kraan wordt geregistreerd, de massa mors bepaald. Door het aantal cycli te vermenigvuldigen met de inhoud van de grijper is benaderd hoeveel ton kolen er totaal is overgeslagen tijdens de meting. De mors die gevallen is op de meetgebieden wordt uitgedrukt in het GaKu kental: de massa mors per vierkante meter oppervlak per kiloton overgeslagen kolen (kg/(m2.kton)). De GaKu wordt vervolgens uitgezet over de baan die de grijper maakt vanaf het ruim naar trechter, opslag of binnenvaartschip. Op deze manier kan de waarde van de GaKu geïnterpoleerd worden ter hoogte van de vrije wateroppervlakken in de baan. Om de absolute mors per meting te bepalen wordt de GaKu vermenigvuldigd met het wateroppervlak en de overgeslagen hoeveelheid kolen tijdens de meting.
Figure 1: Schematische weergave meetsituatie
vullingsgraad van de grijper, de vullingsgraad van het ruim, de constructie van kranen, schades en ander oponthoud meegenomen in de beoordeling van de mate van mors.
Op basis van de jaarproductie en de mors van een meting is berekend wat de hoeveelheid mors per jaar is. Deze is gebaseerd op de bij die metingen heersende omstandigheden zoals weer, wateroppervlak en situatie.
De waarde van mors op jaarbasis binnen een bedrijf lopen erg uiteen. Dit komt doordat de meetsituaties en invloedsfactoren, die met de jaarproductie wordt vermenigvuldigd, per meting erg van elkaar verschillen.
Conclusies
Op basis van de dertien metingen zijn de volgende conclusies geformuleerd.
De mors die op jaarbasis ontstaat, is procentueel erg weinig ten opzichte van de overslag op jaarbasis. Dit is in de ordegrootte van enkele 10-6 procenten. Er is geen relatie tussen de overslag op jaarbasis en de mors per vaste hoeveelheid overgeslagen kolen, deze correlatie is nul. Er is aangetoond dat bij metingen met een groot wateroppervlak niet automatisch meer gemorst wordt. Bij deze metingen is vooral gewerkt met drijfkranen en is over het algemeen zelfs minder gemorst.
De verhouding in overslag per uur en de mors in het water tussen de 2 kraansoorten is niet evenredig. De capaciteit per uur is een factor 1,5 hoger bij portaalkranen ten opzichte van drijfkranen terwijl er tweemaal zoveel wordt gemorst.
Er zijn meer metingen nodig dan de dertien metingen uitgevoerd in dit onderzoek om uitschieters vast te stellen en met zekerheid eenduidige conclusies te trekken. Er is nu dusdanig veel variatie in de variabelen dat er meer meetgegevens nodig zijn. Als er een aantal metingen buiten een boordeling vallen is het van belang voldoende vergelijkingsmateriaal over te houden voor een analyse. De beoordeling van de gegevens van de metingen per bedrijf leiden niet tot het tegendeel van bovenstaande conclusie en geven geen nieuwe inzichten over het totaal.
De betrouwbaarheid van de metingen aan de mors is onderzocht. Bij de berekeningen bij brugkranen is deze rond de 14% en van de metingen bij drijfkranen is deze rond de 16%. De voornaamste reden van dit verschil is het inschatten van de baan die de grijper maakt. De afwijking van 14% tot 16% is veel kleiner dan de orde van grootte van de verschillen tussen de metingen. Dit betekent dat de afwijking in relatie tot de berekende hoeveelheden mors toelaatbaar is en de betrouwbaarheid goed.
In het onderzoek is verder specifieker gekeken naar de korrelgrootteverdeling van de kolen in het ruim en de mors op de meetgebieden. Van 5 metingen zijn de korrelgrootteverdelingen bepaald aan de hand van een zeefonderzoek. Deze zijn vergeleken met de korrelgrootteverdeling van de kolen in het ruim. Daarnaast zijn de verdelingen onderling met elkaar vergeleken. Over het geheel bleken de gegevens te leiden tot de volgende drie conclusies.
Er is naar verhouding meer fijne kolendeeltjes gemorst, waardoor de korrelgrootte van de mors gemiddeld lager ligt dan die van de kolen in het ruim. De korrelgrootteverdeling van de mors verschuift over het algemeen naar grotere korrelgroottes naarmate de meetgebieden zich verder van het ruim bevinden.
De combinatie kraan, operator en grijper lijkt een bepaalde eigen korrelgrootte te morsen. Er is geen specifieke deeltjesgrootte te noemen die vaker is gemorst dan andere.
Aanbevelingen
Naar aanleiding van de ervaringen van dit onderzoek zijn een aantal aanbevelingen voor verder onderzoek gedaan.
Het hoogteverschil tussen het dek van het schip en de kade zou bij volgende metingen geregistreerd moeten worden. Dit hoogteverschil heeft invloed op de manier van vallen van de kolen, de korrelgrootteverdeling en de berekening van de mors in het water.
Het heeft de voorkeur om alle metingen te plannen bij ruimen waaruit nog niet is gelost. Zo kan er sneller begonnen worden met meten en blijft deze conditie constant.
Gegevens van de omstandigheden en factoren dienen zoveel mogelijk tijdens de meetdag verkregen te worden.
Er zijn meer metingen nodig dan de 13 uitgevoerd in dit onderzoek als de gehele situatie mee wordt genomen in de beoordeling. Er is dan dusdanig veel variatie in de variabelen om eenduidige conclusies te trekken.
Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
