MIIP 006 Het meten van baggerpluimen met een aquatische drone

Delft

13.06.2017

MIIP, MIIP 2017

Alle sectoren

MIIP 006; Real-time baggerpluimen meten op en onder de waterlijn door ontwerp, vervaardiging en inzet van een Aquatic Drone.

“Tijdens het baggeren is nauwkeurige informatie van de omgeving van groot belang voor de operatie, zeker wanneer de werkzaamheden plaatsvinden in kwetsbare ecosystemen. Met name baggerpluimen (zowel bij de het ontgraven door sleepkopzuigers en snijkopzuigers als bij het overvloeien door sleephopperzuigers) zijn in sommige gebieden reden tot zorg. In deze gebieden mag de vertroebeling van het water rond het baggerwerk vaak niet boven een bepaalde grens uitkomen omdat hoge sedimentconcentraties het aquatisch leven in de omgeving kunnen aantasten. Monitoring vraagt om een uitgebreide en kostbare meetcampagne tijdens het werk. Bovendien dient men op voorhand, bij de aanbesteding van het project, al inzicht te geven in de milieu-impact van het werk. Baggerpluimen dienen dus niet alleen te kunnen worden gemeten, maar ook te kunnen worden voorspeld. Er is dus een tweetal problemen voor het werken in kwetsbare ecosystemen: het meten van pluimen en het voorspellen van pluimen.
 
In dit project zal de focus liggen op de oppervlaktepluimen en pluimen net onder de waterlijn die tijdens het baggeren worden gegenereerd. Recent onderzoek van De Wit (2015) en De Crop (2015) heeft een tweetal CFD modellen opgeleverd waarmee de pluimen van sleephopperzuigers rond de waterlijn kunnen worden voorspeld. Echter, de kwaliteit van de uitkomst van de modellen wordt in grote mate bepaald door de validatie. Voor validatie is data nodig, en data uit het veld is zeer schaars.
 
Het opzetten van een meetcampagne tijdens het werk en voor validatie van computermodellen is erg kostbaar. Daarom willen we de mogelijkheid verkennen van het gebruik van een aquatische drone dat tegen lage kosten kan worden ingezet in zowel de monitoring van lopende projecten en wetenschappelijke studies.

 

Het gebruik van aquatische drones voor metingen aan waterkwaliteit is volop in ontwikkeling. Diverse onderzoeksinstituten gebruiken deze apparatuur voor het meten in slecht toegankelijke gebieden (Simetti et al., 2016; Ferreira et al., 2009). In Nederland is er ook al langere tijd aandacht voor autonoom varen. Het betreft hier zowel onderzoek naar het autonomiseren van schepen als het ontwerpen van drones die diverse werkzaamheden kunnen verrichten, zoals bijvoorbeeld in de Dronehaven van de RDM Campus.

Deze technologie kan worden ingezet om het meten tijdens baggerwerkzaamheden naar een hoger niveau te tillen: veiliger werken, meer metingen, constante kwaliteit, het opschalen van de vloot is eenvoudig en de units zijn flexibel inzetbaar door het inzetten van diverse meetinstrumenten op hetzelfde platform. Het op grote schaal kunnen monitoren van pluimvorming tijdens baggerwerkzaamheden, waarbij de drones gedetailleerde data vergaren, maakt het mogelijk dat baggerwerkzaamheden nauwlettender dan ooit tevoren kunnen worden gemonitord en dat er een solide dataset ten grondslag komt te liggen aan de numerieke modellen voor pluimvoorspelling.