Een bellenscherm voor een plasticvrije Waddenzee
Innovatieve bellenschermen voor schoner oppervlaktewater
Het Amsterdamse bedrijf The Great Bubble Barrier plaatst inventieve bellenschermen die plastic zwerfvuil en microplastics uit het watersysteem filtreren. Achter de Tsjerk Hiddesluizen in het Harlinger Van Harinxmakanaal* is de nieuwste Bubble Barrier geïnstalleerd, in combinatie met een DAAS-debietsysteem dat watergedrag in kaart helpt te brengen. Goed voor een schonere Waddenzee.
Nederlandse rivieren, kanalen en vaarten transporteren dagelijks ongeveer 27 kilo plastic zakjes, bandenrubber, verfdeeltjes, pellets en kunstgraskorrels naar zee, een proces waarin plasticresten fragmenteren tot microplastics (<5 mm). Het RIVM schat de microplasticsemissie in het Nederlands stroomgebied jaarlijks op meer dan 10.000 kiloton, een cijfer dat gelijk staat aan het gewicht van ongeveer 990 Eiffeltorens. Deze synthetische polymeren hebben de eigenschap nauwelijks af te breken, lossen zeer slecht in water op en komen in het zeemilieu terecht. De plasticresten slaan neer in de bodem, hopen zich op in sediment en bedreigen de mariene voedselketen, inclusief de mens.
Een Bubble Barrier als afvangcentrale
Schoner oppervlaktewater is in Nederland een doelopdracht, vooral op plekken waar waterwegen en industriële agglomeraties zich concentreren. Hoe borg je de kwaliteit van een zoetwatersysteem op een manier die scheepvaart doorvaart blijft bieden, dat goed aansluit bij de praktijk van waterschappen en drinkwaterbedrijven, dat kosteneffectief te beheren is en die de natuurlijke systeemhydrologie niet verstoort? The Great Bubble Barrier heeft het antwoord: met een Bubble Barrier.
”Je kunt de Bubble Barrier zien als een onderwatergordijn,” legt Louis Le Duc uit, die als ingenieur Onderzoek en Ontwikkeling bij The Great Bubble Barrier betrokken is bij de implementatie en verbetering van de vernieuwende waterbehandelingstechnologie. ”Een Bubble Barrier bestaat uit een diagonale buis op de bodem met kleine gaatjes, die luchtbellen creëert wanneer er perslucht doorheen wordt geblazen. Deze bellen drijven door opwaartse druk naar het oppervlak en nemen hierbij het plastic mee.
De diagonale ligging van de buis zorgt er voor dat het plastic naar de zijkant van de waterweg wordt geduwd, waar het eenvoudig kan worden opgevangen. Dat is afhankelijk van veel factoren, zoals de ligging, diepte, wind en stroming. De unieke toegevoegde waarde van onze technologie schuilt in de fijnregeling van het samenspel tussen slangen, de hoek van de buis, hoeveel lucht nodig is om effectieve luchtbellen te creëren en hoe je die lucht op de juiste plek gaat opwekken.”
Dynamische bellenproductie in Harlingen
Sinds 23 mei 2024 heeft de Gemeente Harlingen een bellenscherm voor de uitwaterende sluizen van het Van Harinxmakanaal geïnstalleerd. Precies op de locatie waar de Waddenzee begint en het kanaal ophoudt: na 37,5 km Friese waterweg door agrarisch gebied, langs industrie en dwars door steden en dorpen. De ambitie? Werelderfgoed Waddenzee vrijwaren van microplasticvervuiling: een kwetsbaar intergetijdengebied dat geldt als kraamkamer van vissoorten, foerageergebied is voor tien tot twaalf miljoen vogels en unieke zoute plantensoorten herbergt.
Om de inzichten uit het bellenscherm te optimaliseren, wordt het systeem in het Van Harinxmakanaal gecombineerd met de Debietdata As A Service-technologie van River Insight, kortweg DAAS. De Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) in het station biedt The Great Bubble Barrier real-time stroommetingen en data over het waterniveau in het kanaal. Essentiële waterdata is dankzij een veilig Low Power Wide Area Network (LPWAN) direct beschikbaar en stelt het team in staat op afstand te zien hoe het watersysteem functioneert. Deze werkwijze verbetert monitoring, minimaliseert onderhoud en garandeert dat de Bubble Barrier energie-efficiënt kan worden ingezet. Het station wekt zelf zonne-energie op en is zelfvoorzienend.
”Het past bij onze visie. In Harlingen willen we op termijn een dynamisch sturingssysteem integreren, waarbij we op basis van actuele data over waterbewegingen de luchttoevoer in het bellenscherm kunnen aanpassen,” zegt Le Duc. ”Dat watergedrag willen we in kaart brengen, modelleren en integreren in software die het systeem aanstuurt. Het bellenscherm wordt dan een duurzaam, lerend systeem en kan zelf reageren op veranderingen.”
Amsterdam breidt Bubble Barriers uit
Het succes van The Great Bubble Barrier in Harlingen staat niet op zichzelf. Al in 2019 werd een eerste bellenscherm geïnstalleerd in het Westerdokkanaal in Amsterdam, waar jaarlijks meer dan een ton plasticvervuiling in water wordt opgevangen. ”Daarnaast heeft The Great Bubble Barrier ook projecten lopen in Katwijk, het Portugese Vila do Conde, in samenwerking met het EU-project MAELSTROM, en zijn er gesprekken met waterbeheerders in Nederland, maar ook in Azië en in de Verenigde Staten,” zegt Le Duc.
De Gemeente Amsterdam zoekt op dit moment met partners Waterschap Amstel, Gooi en Vecht en het bedrijf Waternet actief naar nieuwe stadslocaties voor extra bellenschermen. Het illustreert de impact, maar ook de goede schaalbaarheid van de technologie: ruim 86% van het drijvende materiaal wordt door de barrière onderschept.
”Bij gematigde stroomsnelheden op de beoogde locatie werkt onze oplossing ongekend effectief. Het betekent dat onze technologie van toegevoegde waarde kan zijn in het duurzaam waterbeheer in allerlei omgevingen, van stedelijke kanalen tot landelijke rivieren.”
Wetenschappelijk onderzoek
Samenwerkingen met lokale partners en wetenschappelijke instituten, zoals Deltares, zijn van cruciaal belang voor het ontwikkelen van innovatieve waterbehandelingstechnologie. Uitgebreide tests en datamodelleringen moeten de effectiviteit van de technologie continu verbeteren, maar garanderen ook dat de systemen volledig zijn aangepast aan specifieke omstandigheden in het water.
”We hebben in de labs van Deltares verschillende tests uitgevoerd om de effectiviteit van slangen en luchtdruk te meten en te waarborgen. Deze samenwerking helpt ons ook om beter te begrijpen welke bijkomende voordelen de technologie heeft, zoals het bevorderen van biodiversiteit door meer toegevoegde zuurstof, of het tegengaan van zoutwaterindringing.”
Na installatie van een barrière gaat het onderzoek gewoon door. Het is gebruikelijk dat lokale partners zeker een jaar lang een monitoringproject uitvoeren om de plasticvangst en invloeden van de bellenschermen in de waterkolom te meten. ”Dat gebeurt ook in Harlingen, in een onderzoek naar de migratie van glasalen. Het eindrapport verschijnt binnenkort en belooft goed nieuws.”
Onderzoek en datamodellering helpen ook de technische functionaliteit van componenten te verfijnen. Zo wordt met het DAAS-systeem van River Insight een basis gelegd voor meer kennis over ruwe stroomsnelheden in het Van Harinxmakanaal.
Met het grootste bellenscherm van 235 meter in Portugal zijn de grenzen van de technologie nog niet bereikt. De maaswijdte van het opvangsysteem is in principe ontwikkeld voor plasticdeeltjes vanaf één millimeter. Maar daar stopt The Great Bubble Barrier niet.
”We werken er hard aan om die grenzen verder te verruimen, maar zoeken ook naar integratie met geheel nieuwe functionaliteiten. Het integreren van sonar, sensoren of camera’s voor het vinden en opsporen van microplastics kan afval mogelijk sneller en beter detecteren. Dan heb je een technologie die een effectieve en milieupositieve oplossing biedt voor plasticvervuiling in het water, microplastics afvangt en helpt de waterkwaliteit te monitoren, wat op zichzelf van grote waarde is.”
Nederland waterland plasticvrij
In Nederland groeit het bewustzijn dat een extra inspanning nodig is om plastics uit de ecologische keten te filteren en de bestaande plasticvervuiling te laten verdwijnen.
Polyethyleen tassen bij de supermarkt kosten sinds 1 januari 2016 geld, folies en verpakkingen zijn steeds vaker biologisch afbreekbaar, de polypropyleen dop op de frisdrankfles zit verplicht vast en sinds 1 januari 2021 is er statiegeld op PET-flesjes. Het zijn inspanningen die deel uitmaken van pan-Europees beleid tegen plastic zwerfafval en microplastics. Rijkswaterstaat onderzoekt de haalbaarheid van nieuwe programma’s voor het opruimen van plastic zwerfvuil op oevers en in de waterkolom. In het kader van het OSPAR-verdrag ** (Oslo-Paris Conventie, verdrag voor de bescherming van het mariene milieu in het noordoostelijk deel van de Atlantische Oceaan) wordt – onder meer – gekeken naar het verbeteren van duurzaam lozingsbeheer, bewustwording en vuilverwerking.
Het programma ‘Plasticvrije Rivieren’ ondersteunt gemeenten bij het nemen van maatregelen tegen plastic zwerfafval en loopt tot eind 2025. Want het plastic dat niet in het water terechtkomt hoeft niet te worden opgeruimd. In Nederland is de aanpak van alle zwerfafval een jaarlijkse kostenpost voor gemeenten van rond de 280 miljoen euro.
Kijk voor meer informatie op de website van The Great Bubble Barrier.
*Bubble Barrier Harlingen is een initiatief van de Gemeente Harlingen, de Provincie Fryslân, Rijkswaterstaat, Port of Harlingen, de Gemeente Leeuwarden, de Gemeente Waadhoeke en wordt gesteund door het Waddenfonds.
**Het OSPAR-verdrag beschermt het mariene milieu in de Noordoost-Atlantische Oceaan en is belangrijk voor afstemming van Noordzeebeleid. The Great Bubble Barrier maakt enkel gebruik van de OSPAR-methode om de plasticvangst met Bubble Barriers te monitoren. Dit is een protocol ontwikkeld door OSPAR om plastic in meer dan 100 categorieën onder te verdelen.
