Beantwortung der Forderung nach Umweltfragen

Alex Balsey

Das RDC-Projektteam stellt auf USCGC Hollyhock nach Abschluss des Prototyp-Tests des Offshore-Abschwächungssystems. Von links nach rechts, LT Charles Clark, Alexander Balsley und Coast Guard Academy Cadet 2 / c Valerie Hines.)

Der Prototyp des Binning Mitigation Systems, der die Einbindung des X-Tex-Gewebes in das Barrieredesign zeigt. Dies soll das Öl zur leichteren Erholung in Richtung der Küste ablenken.

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Die Küstenwache hat zwei separate Ableitungssystem-Prototypen entwickelt, die speziell für Binnen- und Offshore-Umgebungen entwickelt wurden, und sie im Kalamazoo River und Lake Huron getestet.

Wann immer Öl benötigt wird, besteht immer die Gefahr von Ölverschmutzungen. Dies gilt nicht weniger für bituminöse Sande, die allgemein als Ölsand oder Teersand bekannt sind. Ölsande werden hauptsächlich in Alberta, Kanada, gefunden und bestehen aus Bitumen, Sand, Ton und Wasser. Sie sind typischerweise viskos, mit einer Erdnussbutter ähnlichen Textur. Albertas Ölgesellschaften transportieren ihre Produkte zu Küstenraffinerien außerhalb des Binnenlandes Alberta. Eine Transportmethode beinhaltet das Hinzufügen von Verdünnungsmitteln, wie beispielsweise Erdgaskondensaten, zu Ölsanden, um die Viskosität zu verringern und den Transport mittels Schiene oder Pipeline zu erleichtern. Die neue Produktmischung heißt verdünntes Bitumen oder Dilbit.

Heute erforschen Wissenschaftler und Forscher die Eigenschaften von Dilbit sowie dessen Verhalten und Verhalten, wenn sie in die Umwelt gelangen. Die Eigenschaften von Dilbit ähneln denen von Rohöl, aber reale Erfahrungen zeigen, dass es sich während eines Störfalles anders verhält. Im Jahr 2010 flossen rund 877.000 bis 1 Million Gallonen Dilbit aus einer geplatzten Pipeline in den Kalamazoo River. Über 20 Meilen Küste waren betroffen, was es zu einem der größten Ölverschmutzungen in der Geschichte der USA macht. Die Responder standen vor der atypischen Herausforderung, die Auswirkungen von sich bewegendem, versunkenem Öl zu mildern. Die On-Scene Coordinators und Oil Spill Removal Organizations (OSROs) der US-Umweltbehörde EPA (Environmental Protection Agency) versuchten mehrere Ansätze, um das sich bewegende, versunkene Öl mit unterschiedlichem Erfolg wiederzuerlangen. Es war offensichtlich, dass ein besserer Mitigationsansatz nicht nur für Ölverschmutzungen in Flüssen und Bächen erforderlich war, sondern auch für andere potentielle Dilbit- oder nicht-schwimmende Ölverschmutzungen in der Nähe von Nearshore- und großen Seen.

• Einen besseren Weg finden

Im Jahr 2016 nahm das Forschungs- und Entwicklungszentrum der US-Küstenwache (RDC) diese Herausforderung an und begann mit Projekten zur Identifizierung, Konstruktion und Erprobung neuer Methoden zur Reaktion auf nicht schwimmende Ölverschmutzungen, einschließlich der Erkennung und Entfernung von versunkenem Öl auf dem Meeresgrund in der Wassersäule suspendiert. Mit finanzieller Unterstützung der EPA durch das Great Lakes Restoration Initiative (GLRI) -Programm entwickelte die Küstenwache zwei separate Ableitungssystemprototypen, die speziell für Binnen- und Offshore-Umgebungen entwickelt wurden, und erprobte sie im Kalamazoo River bzw. Lake Huron.

Der Prototyp des Binnentauschsystems wurde im April 2018 im Upstream-Abschnitt des Morrow Lake in Kalamazoo, Michigan, getestet. Dieser Standort wurde aufgrund seiner Nähe zu den Großen Seen ausgewählt, wo die GLRI-Stakeholder die Ausrüstung beobachten und Fragen stellen konnten des Projektteams. Der Lake Huron wurde aus demselben Grund als Teststandort für den Prototyp des Offshore-Abschwächungssystems ausgewählt.

Der Prototyp des Binnenschadensminderungssystems umfasst eine 75-Fuß-Barriere, die aus drei separaten 25-Fuß-Segmenten besteht, die miteinander verbunden sind. Es wurde entwickelt, um bewegtes, eingesunkenes Öl in Richtung der Küste abzulenken, für den Einsatz in schnellen Gewässern mit einer Strömung von 3 bis 4 Knoten. Dieses Design soll eine leichtere Rückgewinnung von eingesunkenem Öl ermöglichen, da es in einen Bereich mit minimaler Strömung abgeleitet wird. Zwei Segmente der Barriere (insgesamt 50 Fuß) sind 3 Fuß hoch, wobei das letzte Segment (25 Fuß) der Küstenlinie 2 Fuß hoch ist, um der abnehmenden Wassertiefe und dem niedrigeren Strom Rechnung zu tragen. Der Öffnungswinkel der Barriere (oder der Ablenkungswinkel) relativ zur Küstenlinie ist abhängig von der Stromstärke des Flusses; je höher der Strom, desto weniger der Winkel. Dies stellt sicher, dass das Gewebematerial der Barriere keinem schädlichen Druck ausgesetzt ist, der von der Strömung ausgeübt wird.

Die Barriere selbst besteht aus X-Tex-Gewebe und hochdichtem Polyethylen (HDPE) -Material mit Kolkklappen, die durch Glasfaserstreifen sowohl auf der stromaufwärtigen als auch auf der stromabwärtigen Seite der Barriere starr gemacht sind. Der Hauptzweck der Kolkklappe besteht darin, das Mitreißen von Öl zu verhindern, was in Bereichen mit hoher Stromstärke wahrscheinlich ist. Der Boden der Barriere ist mit Stahlgliederketten beschwert, während die Oberseite mit Flotation ausgestattet ist, um die Barriere während der Entfaltung aufrecht zu halten.

Im Rivers River Kalamazoo hat RDC zwei verschiedene Verankerungsmethoden für das Binnenbarrierensystem getestet, die vom Bodentyp und der Wassertiefe abhängig sind. Wenn der Fluss relativ flach ist (weniger als 10 Fuß) und einen sandigen Boden hat, kann der stromaufwärtige Abschnitt der Barriere an einem Pfosten verankert werden, der in den Flussboden getrieben wird, wobei das stromabwärtige Ende an einen Baum oder eine andere geeignete Befestigung an der Küste gebunden ist . In tieferen Gewässern oder Flussgebieten mit härteren Bodensubstraten kann das stromaufwärtige Ende der Barriere an einer Jersey-Barriere verankert werden, während das andere Ende der Barriere mit der Küstenlinie verbunden ist. RDC war in der Lage, Lehren über den Einsatz und das Auffinden der Barriere zu ziehen und überwachte verschiedene Aspekte der Barriere einschließlich Position, Bewegung, Durchhang, Kolk und Spannung mithilfe von Wägezellen, GPS-Geräten (Global Positioning System) und Videokameras.

• Offshore-Fokus

Nach Abschluss des Feldtests in Binnentorbarsystem in Kalamazoo verlagerte sich der Schwerpunkt auf die Erprobung des Offshore-Milderungssystem-Prototyps im Lake Huron in der Nähe von Port Huron, Michigan. Die US-Küstenwache Cutter Hollyhock, eine 225 Fuß lange Hochseeboje, wurde für den Einsatz des Offshore-Prototyps verwendet, der speziell für Umgebungen mit niedriger Strömung (weniger als 2 Knoten) und zum Sammeln von Öl in "U-Form" konzipiert wurde. Konfiguration statt Ablenkung (wie das Binnenbarrierensystem). Dieser Prototyp besteht aus vier separaten 50-Fuß-Abschnitten, die über eine Gesamtlänge von 200 Fuß verbunden waren. Die Barriere selbst besteht komplett aus HDPE, ist etwa 3 Fuß hoch und kann mit Hilfe von Tauchern mit Ankern und Pfählen am Seeboden befestigt werden. Ähnlich dem Binnenbarrierensystem ist es mit Stahlgliederketten beschwert, aber die Oberseite ist an Bojen gebunden, so dass die Barriere aufrecht bleiben kann, wenn sie auf den Seeboden gesetzt wird.

Im Laufe von drei Tagen im Mai 2018 testete RDC die Barrierefreisetzung an zwei verschiedenen Stellen des Sees, einen in einem Bereich mit geringer Strömung (weniger als 1 Knoten) und einen anderen mit etwas höherer Strömung. RDC sammelte Erkenntnisse darüber, wie die Barriere am besten eingesetzt und abgerufen werden kann. Die Leistung der Barriere wurde mit Videokameras und einem Sonarinstrument überwacht.

• Die heutige Forschung liefert die Antwortstrategie von morgen

RDC analysiert weiterhin seine Ergebnisse und wird im November vorläufige Ergebnisse zu den ersten beiden Prototypen in New Orleans präsentieren. RDC arbeitet auch daran, im April 2019 einen dritten Prototypen eines Systems zur Abschreckung von Binnenschiffen am selben Standort im Kalamazoo River zu entwickeln. Nach Abschluss des dritten und letzten Tests wird RDC Ergebnisse und Empfehlungen zu jedem der drei Prototypen vorlegen. Der Bericht wird im September 2019 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

RDC wird das Projekt beenden, indem es eine Arbeitshilfe entwickelt, die Ausrüstung und Taktiken beschreibt, die für die Erkennung, Überwachung und Reaktionsmöglichkeiten auf die Reaktion von Ölsandprodukten nützlich sind. Diese wird der Öffentlichkeit im Jahr 2020 zur Verfügung stehen und alle Möglichkeiten bieten, auf Ölsandprodukte zu reagieren. Mit der Entwicklung dieser drei Prototypen zur Minderung der Auswirkungen von bewegtem, versunkenem Öl wird die Küstenwache mit einem besseren Wissen über Methoden zur Bekämpfung dieser Art von Ölverschmutzungen ausgestattet sein.

Das Forschungs- und Entwicklungszentrum der Küstenwache (RDC) in New London, Connecticut, ist die Einrichtung der Küstenwache für Forschung, Entwicklung, Test und Evaluierung zur Unterstützung der wichtigsten Missionen des Dienstes. RDC ist verantwortlich für die Bewertung der Durchführbarkeit und Erschwinglichkeit von Missionsausführungslösungen und für die Bereitstellung von Betriebs- und Risikomanagementanalysen in allen Phasen des Akquisitionsprozesses. RDC betreibt auch eine Maritime Test Facility in Mobile, Alabama.

Alexander Balsley ist Umweltingenieur und seit 2010 Projektmanager bei RDC. Er ist in erster Linie am Oil-Spill-Response-Programm von RDC beteiligt und Experte auf diesem Gebiet. Balsley hat einen MS in Environmental Engineering vom Worcester Polytechnic Institute und einen BS in Bau- und Umweltingenieurwissenschaften von der Northeastern University. Er ist ein registrierter professioneller Ingenieur in Massachusetts.

Dieser Artikel erschien erstmals in der Septemberausgabe des MarineNews Magazins.