DEL065 11200461 en 11200841 Plastic afvangen uit rivieren en kanalen met behulp van een bellenscherm

Geplaatst op: 29 maart 2021

Aanleiding van het project

Grote hoeveelheden plastic worden via de rivieren afgevoerd naar de oceanen met als
gevolg milieuvervuiling en gevaar voor de gezondheid van mens en dier. Het idee is dat een bellenscherm in de rivier het plastic bij elkaar kan drijven, zodat dit vervolgens afgevangen kan worden.

Dit project combineert bestaande techniek met een nieuwe toepassing, welke additioneel onderzoek behoeft. De huidige kennis van bellenschermen is ontoereikend om de ontwerpparameters voor deze specifieke toepassing uit af te leiden. Zo is er bijvoorbeeld meer kennis nodig over de benodigde luchtdebieten, vorming van stroompatronen (en hiermee opvanglocaties voor het verzamelde afval), en wat de invloed van stroming in rivieren is op het bellenscherm.

Doel van het project

1. Het verkrijgen van voldoende begrip over de fysica achter het gebruik van
bellenschermen om plastic af te vangen, met als doel een pilot in de rivier goed in
te kunnen richten.
Dit betreft de fysica met duidelijke invloed op de ontwerpparameters zoals
luchtdruk, luchtdebiet en opstelling in de rivier in relatie tot stroming en
stroomsnelheid. Dit deel van de pilot zal januari-juni 2017 plaatsvinden.
2. Het opstellen van een monitoringsplan voor het afvangen van plastic afval in de
rivier.
Dit betreft een monitoringsplan dat de monitoring van de hoeveelheid
opgevangen afval en de werking van het bellenscherm in de rivier zal omvatten.
Dit monitoringsplan zal zomer 2017 worden afgerond.
3. Het testen van het bellenscherm in een rivieromgeving in combinatie met het
monitoren van plasticafvang.
Zomer 2017 zal een pilot uitgevoerd worden met een bellenscherm in de rivier,
welke gemonitord wordt door Deltares volgens het opgestelde monitoringsplan.
De opgedane kennis draagt bij aan een groter begrip van de mate van vervuiling
van de Nederlandse rivieren, alsmede aan het verbeteren van de methode om
afval uit de rivier te verwijderen, en het verminderen van het plastic probleem.
De TKI aanvraag focust zich op financiering van de kennisontwikkeling, ten behoeve van
de ontwikkeling van duurzame economische activiteit in water om emissie en
verontreiniging van plastic in rivieren en uiteindelijk estuaria, zeeën en oceanen terug te
dringen. Dit sluit aan bij het K&I Cluster ‘Duurzaam gebruik estuaria, zeeën en oceanen’
zoals beschreven in de Kennis- en Innovatieagenda Deltatechnologie 2016-2019. De
daadwerkelijke bekostiging van de aanleg van het bellenscherm voor deze pilot valt
buiten deze aanvraag.
De doelen zoals beschreven in deze paragraaf sluiten aan bij de doelstellingen van de
Kennis- en Innovatieagenda Deltatechnologie om gezamenlijke kennisontwikkeling te
bevorderen in innovaties die het leven in de Nederlandse en andere Delta’s

Uitgevoerde activiteiten

De activiteiten kunnen als volgt worden beschreven voor de drie doelstellingen zoals
benoemd in de voorgaande beschrijving. Alle activiteiten zullen in 2017 plaatsvinden.
Doel 1 ‘Het verkrijgen van voldoende begrip over de fysica achter het gebruik van
bellenschermen om plastic af te vangen, met als doel een pilot in de rivier goed in te
kunnen richten.’
1.1 CFD (Computational Fluid Dynamics) ter dimensionering van labtesten en een
eerste begrip van de werking van een bellenscherm om plastic af te vangen;
1.2 Testen in een stroomgoot bij Deltares om de ontwerpparameters te onderzoeken
en de CFD te verifiëren;
1.3 CFD om op basis van de resultaten uit de eerste twee fasen om de opstelling in de
rivier te dimensioneren en de ontwerpparameters te bepalen.
Doel 2 ‘Het opstellen van een monitoringsplan voor het afvangen van plastic afval in de
rivier.’
2.1 Ontwerp installatie bellenscherm in de rivier op basis van resultaten CFD en testen
in de stroomgoot (TGBB in kind);
2.2 Opstellen van een monitoringsplan ten behoeve van monitoring plastic afvang.
Doel 3 ‘Het testen van het bellenscherm in een rivieromgeving in combinatie met het
monitoren van plasticafvang.’
3.1 Plaatsing monitoringsapparatuur volgens monitoringsplan;
3.2 Monitoring afvalverzameling gedurende de loop van de pilot in de rivier;
3.3 Analyse en rapportage over de verzamelde data gedurende de pilot
3.4 Evaluatie werking bellenscherm in een rivieromgeving
Ad 1.1
Het doel van deze stap is om begrip te krijgen van de invloed van stroming op het
bellenscherm en het door het bellenscherm gecreëerde (lokale) stromingspatroon. Er
wordt gefocust op de stroompatronen, plastic zal niet meegenomen worden in de
simulatie. Daarnaast zal er literatuuronderzoek plaatsvinden om een gefundeerde
inschatting van het benodigde luchtdebiet te maken.
Er wordt een aantal berekeningen uitgevoerd aan een bellenscherm dat in een goot is
geplaatst.

Gerealiseerde resultaten

Het project geeft beide projectpartners inzicht in de inzetbaarheid van een bellenscherm
voor het afvangen van plastic uit de rivier.

Het project draagt bij aan:
• het vaststellen van achterliggende fysica van het tegenhouden van zwerfafval (m.n. plastic) in rivieren door middel van een bellenscherm;
• het bepalen van de ontwerpparameters van bellenschermen voor zwerfafval (m.n. plastic) in rivieren;
• het vaststellen van de hoeveelheid plastic die door de Nederlandse rivier stroomt;
• het vaststellen van de mate van effectiviteit van een bellenscherm op het afvangen van zwerfafval (m.n. plastic) in rivieren voor toepassing nationaal en internationaal;

Daarnaast zal het project bijdragen aan het genereren van aandacht, budget en het opstellen van meetbare doelen omtrent het (plastic) zwerfaval probleem in Nederlandse rivieren bij Rijkswaterstaat en andere waterbeheerders, door met hen in gesprek te gaan. RWS is al betrokken bij dit proces door het uitvoeren van de proef in de IJssel te faciliteren.

Dit project kan de opmaat zijn tot verdere samenwerking tussen Deltares, de waterbeheerders en The Great Bubble Barrier, om zwerfafval in rivieren te monitoren, af te vangen en de impact op het marine leven te verminderen.

Innovativiteit

Dit project is innovatief op maatschappelijk vlak en op het gebied van de kennisvraag.
Het maatschappelijk probleem dat plastic afval in open water oplevert is bijna niet te
bevatten; grotere delen plastic afval veroorzaken met name schade voor het rivier- en
zeeleven, waar het aangezien wordt voor voedsel, of dieren er verstrikt in raken.
Naar mate plastic langer in het water ligt breekt het onder invloed van zonlicht af in
steeds kleiner wordende deeltjes. Deze deeltjes trekken in kankerverwekkende stoffen
aan in open water, maar worden inmiddels ook al overal in de menselijke voedselketen
teruggevonden; de zogenaamde microplastics komen voor in ons drinkwater, bier, koffie
en zelfs in honing wordt het teruggevonden.
Buiten preventie en de recent gelanceerde ‘Ocean Clean-up’ zijn er nog weinig
oplossingen om plastic afval in het water af te vangen. En geen enkele oplossing maakt
het mogelijk over de gehele breedte en diepte van een rivier afval tegen te houden en
naar de kant te drijven. Het bellenscherm zoals bedacht door The Great Bubble Barrier
zou hierin een doorbraak kunnen betekenen. Dat willen we met deze pilot onderzoeken.
Daarnaast onderzoekt dit project een volledig nieuwe applicatie voor bellenschermen.
Voor “standaard” toepassing van bellenschermen is veel van de fysica bekend. Het idee is nu om een bellenscherm onder totaal andere omstandigheden toe te passen, waardoor
er onderzoek benodigd is om uit te vinden hoe deze applicatie tot een succes gemaakt
kan worden. De beschikbare kennis kan niet 1 op 1 vertaald worden naar de nieuwe
applicatie

Valorisatie

Er zal continu via verschillende media worden gecommuniceerd over inzichten en
resultaten (zie p.11), met als doel bewustwording te creeren/vergroten, zowel bij het
brede publiek als de belanghebbende instanties en overheden. Bewustwording vormt
namelijk de basis voor verdere aandacht voor de problematiek.
In het overleg met RWS zal worden ingezet op twee sporen: ten eerste het verkennen van
de grootte van de problematiek (hoeveel en wat voor soort plastic is aanwezig in de
rivieren?) en ten tweede aan het werken aan de oplossing ervan, en de rol die de bubble
barrier daarin kan spelen. Bij het opschalen van de bubble barrier zullen daarnaast ook
gemeenten en evt grondeigenaren betrokken worden. De bubble barrier kan op
verschillende plekken in diverse rivieren, maar vooral ook in kanalen (zowel voor
binnenvaart als in de stad) gedurende lange periodes worden toegepast. Er is dus een
groot potentieel.
De baten zijn maatschappij-breed, maar specifiek voor RWS, omliggende gemeenten,
aannemers, recreanten en natuurlijk de ecologie – zowel in de rivieren als uiteindelijk in
de zeeën en oceanen. In een later stadium kan ook nog verkend worden op welke wijze
het opgeviste plastic weer in een productiecyclus kan worden opgenomen en zo nieuwe
waarde kan genereren.

Link naar projectresultaten…