Ontwerpverbeteringen voor de ‘Pacman’ van The Ocean Clean-up

Geplaatst op 21 mei 2019 om 12:36 uur
Ontwerpverbeteringen voor de ‘Pacman’ van The Ocean Clean-up
De eerste test met de plasticvanger van Boyan Slat is helaas mislukt. Eerst hield de vanger het plastic al niet vast en toen brak tot overmaat van ramp de drijfbuis af. Hoe komt dat? Door ontwerpfouten. En kan het ook beter? Ja zeker. In onderstaande blog zal ik laten zien hoe.

Door Erik van Vliet, Practical Solution


Plastic is een vrij slap materiaal dat slecht tegen een wisselende belasting kan. Dat is een nadeel. Anderzijds moet de constructie moet echter wel slap zijn om de golven te volgen. Daarom is kunststof juist weer een goede keuze. Plastic blijft helaas echter wel kwetsbaar voor een wisselende belasting.


De wisselende spanningen in het materiaal ontstaan door de golven. Met een juist ontwerp kunnen die echter laag gehouden worden. Door de golven ontstond er ook schade bij de zijdrijvers. Dit kan opgelost worden met een flexibelere bevestiging.


Het in de bovenlaag van het water drijvende plastic wordt alleen goed opgevangen als je de snelheid van de ‘Pacman' kan aanpassen aan wind en stroming. Je moet de snelheid goed kunnen regelen. Dit kan door de gebruikte drijfankers bijvoorbeeld met een intrekbare parachute uit te voeren (zie tekening ‘Ontwerpverbeteringen' rechtsboven bij dit artikel,  hier te downloaden als pdf).


De drijfconstructie is opgebouwd door buizen en strippen plastic aan elkaar te lassen. De drijfbuis moet op de golven blijven drijven om plastic goed te vangen en moet dus gemakkelijk met de golven mee kunnen vormen. De strip plastic aan de onderzijde van de buis dient om het plastic vangzeil aan te bevestigen.

drijfbuis

Tekening 'Breukprobleem'

 

Als een golf de buis zo buigt als in tekening ‘Breukprobleem, detail AAA' (  download 'breukprobleem drijfbuis' hier als pdf), kan er een grote dompkracht in de strip ontstaan en daardoor hoge trekspanningen bij die overgangen in de drijfbuis. Door dit soort effecten is de drijfbuis afgebroken. Dit had voorkomen kunnen worden door de strips op hun einden taps toe te laten lopen (langzaam slapper) en op enige afstand van elkaar te plaatsen, of door bijvoorbeeld spanbanden te gebruiken om het zeildoek aan de buis te bevestigen. Omdat een spanband over een deel van de buis draagt, geeft hij namelijk veel minder spanningspieken.


Om de levensduur van het vangsysteem te vergroten, moet elke krachtspiek voorkomen worden. Die ontstaat zeker ook bij de kabels (zie tekening Ontwerpverbeteringen). Door echter een gewicht met daaraan een drijver te gebruiken (in de tekening op de kruising van de staalkabels), kan de drijfbuis iets meer meebewegen als een golf ertegenaan klapt. Hierdoor nemen de spanningen daar ter plaatse af.

 
© Engineersonline.nl