Heien met water

Sinds 2010 zijn Fistuca BV, een spinoff van de TU Eindhoven, Van Oord en TNO, bezig met de ontwikkeling van BLUE Piling Technology. Dit is een innovatieve techniek om grote buispalen, stiller en kosteneffectiever op zee in de bodem te heien. Deze revolutionaire offshore heitechniek: BLUE Piling wordt momenteel op een werf Van Oord op schaal getest.

Het grootste deel van de offshore windmolens is gefundeerd op grote stalen buispalen, de zogenaamde monopiles. Het installeren van deze monopiles gebeurt op dit moment hoofdzakelijk met hydraulische heiblokken, wat veel onderwatergeluid produceert. Omdat dit mogelijk schadelijk is voor het zeeleven worden er daarom in verschillende landen eisen gesteld aan het maximale geluidsniveau en / of de periode waarbinnen geheid mag worden.

Het vernieuwende aan BLUE Piling Technology is om niet langer een zwaar stalen valblok te gebruiken om palen in de grond te heien maar in plaats daarvan, een kolom water te gebruiken om een heikracht op te wekken. Het principe werkt als volgt: een buis wordt onderaan afgesloten door een stalen plaat. Bovenop deze afscheiding wordt in een verbrandingskamer een gasmengsel gepompt. De buis staat verder vol met water. Vervolgens wordt het gasmengsel ontstoken. Door de massatraagheid van de waterkolom kan het gas minder snel uitzetten dan het verbrandt, hierdoor neemt de druk van het gas toe. Deze druk duwt zowel de waterkolom omhoog, als de paal omlaag. Vervolgens valt de waterkolom weer omlaag en levert een tweede klap bovenop de paal.

De grote oppervlakte waarop deze druk werkt zorgt voor een zeer hoge kracht om de paal in de grond te slaan, dit maakt de techniek bijzonder geschikt voor grote buisdiameters. De lange duur van de kracht en de geleidelijkere opbouw hiervan, vergeleken met conventionele heiblokken, zal zorgen voor een grotere zakking per slag en minder spanningswisselingen. De verwachting is dat het inbrengen van de paal op deze wijze aanzienlijk stiller kan zijn en minder vermoeiing in de paal zal opleveren. Dit kan op termijn een belangrijke kostenreductie van de fundering van een windmolen op zee bewerkstelligen.

Met de subsidie ondersteunt het TKI Wind op Zee een project van twee jaar waarin TNO, Van Oord en Fistuca BV de techniek in stappen ontwikkelen.

In augustus 2013 is de eerste test in het water verricht waarbij een tweetal buizen in het water is geheid. TNO heeft hierbij uitgebreide geluidsmetingen verricht en zal deze metingen onder andere verwerken in een geluidsmodel om het geluid bij offshore heien onder verschillende condities te kunnen voorspellen.

De resultaten van de testen waren zeer positief, er is een zeer significante geluidsreductie gemeten ten opzichte van de traditionele techniek. Tevens zijn de gemeten versnellingen en spanningen in de buis zeer laag vergeleken met conventioneel heien.

Op basis van deze metingen is Fistuca BV momenteel de techniek aan het opschalen om in 2014 wederom te testen op een veel grotere schaal. Als deze testen goed verlopen is de verwachting dat de techniek in 2015 op de markt wordt gebracht.

Meer… TNO