Απαντώντας στην πρόσκληση για περιβαλλοντικές απαντήσεις

Alex Balsey

Η ομάδα του έργου RDC θέτει στο USCGC Hollyhock μετά την ολοκλήρωση του τεστ πρότυπου συστήματος μετριασμού ανοικτής θάλασσας. Από αριστερά προς τα δεξιά, LT Charles Clark, Αλέξανδρος Balsley και Ακαδημία Ακτοφυλακής Cadet 2 / c Valerie Hines.)

Το πρωτότυπο του συστήματος μετριασμού της εσωτερικής ναυσιπλοΐας που δείχνει την ενσωμάτωση του υφάσματος X-Tex στο σχεδιασμό του φράγματος. Αυτό έχει ως στόχο να εκτρέψει το πετρέλαιο προς την ακτογραμμή για ευκολότερη ανάκτηση.

Previous Next

Το Λιμενικό Σώμα έχει αναπτύξει δύο ξεχωριστά πρωτότυπα συστημάτων μετριασμού ειδικά σχεδιασμένα για εσωτερικά και υπεράκτια περιβάλλοντα και τα εξέτασε στον ποταμό Kalamazoo και στη λίμνη Huron.

Όποτε υπάρχει ανάγκη για πετρέλαιο, θα υπάρχει πάντα κίνδυνος πετρελαιοκηλίδας. Αυτό δεν ισχύει λιγότερο για τις ασφαλτούχες άμμους, κοινώς γνωστές ως άμμος πετρελαίου ή άμμος πίσσας. Οι άμμοι πετρελαίου βρίσκονται κυρίως στην Αλμπέρτα του Καναδά και αποτελούνται από πίσσα, άμμο, πηλό και νερό. Είναι συνήθως παχύρρευστα, με υφή παρόμοια με το φυστικοβούτυρο. Οι πετρελαϊκές εταιρείες της Αλμπέρτα μεταφέρουν το προϊόν τους σε παράκτια διυλιστήρια εκτός της ηπειρωτικής Αλμπέρτα. Μία μέθοδος μεταφοράς περιλαμβάνει την προσθήκη αραιωτικών μέσων, όπως συμπυκνώματα φυσικού αερίου, σε άμμο πετρελαίου για τη μείωση του ιξώδους και τη διευκόλυνση της μεταφοράς μέσω σιδηροδρόμου ή αγωγού. Το νέο μείγμα προϊόντων ονομάζεται αραιωμένο άσφαλτο ή dilbit.

Σήμερα, οι επιστήμονες και οι ερευνητές συνεχίζουν να μελετούν τις ιδιότητες του dilbit καθώς και τη μοίρα και τη συμπεριφορά του εάν διαρρέουν στο περιβάλλον. Τα χαρακτηριστικά του Dilbit είναι παρόμοια με εκείνα του αργού πετρελαίου, αλλά η πραγματική εμπειρία στον κόσμο αποδεικνύει ότι συμπεριφέρεται διαφορετικά κατά τη διάρκεια ενός περιστατικού διαρροής. Το 2010, περίπου 877.000 έως 1 εκατομμύριο γαλόνια dilbit έπεσε στον ποταμό Kalamazoo από έναν αγωγό έκρηξης. Έχουν επηρεαστεί πάνω από 20 μίλια ακτογραμμής, γεγονός που την καθιστά μία από τις μεγαλύτερες πετρελαιοκηλίδες στην ιστορία των ΗΠΑ. Οι ανταποκριτές αντιμετώπισαν την άτυπη πρόκληση να προσπαθήσουν να μετριάσουν τις επιπτώσεις της κίνησης, βυθισμένου πετρελαίου. Οι Συντονιστές Επίγειων Υπηρεσιών Περιβαλλοντικής Προστασίας των ΗΠΑ (EPA) και οι Οργανισμοί Απομάκρυνσης Πετρελαιοκηλίδων (OSROs) επιχείρησαν διάφορες προσεγγίσεις για την ανάκτηση του κινούμενου, βυθισμένου πετρελαίου με ποικίλους βαθμούς επιτυχίας. Ήταν προφανές ότι χρειάστηκε μια καλύτερη προσέγγιση μετριασμού όχι μόνο για τις πετρελαιοκηλίδες στα ποτάμια και τα ρέματα, αλλά και για άλλες πιθανές διαρροές πετρελαιοειδών ή μη πλωτών πετρελαιοκηλίδων στα πλησιέστερα και μεγάλα περιβάλλοντα λίμνης.

• Βρίσκοντας έναν καλύτερο τρόπο

Το 2016, το Κέντρο Έρευνας και Ανάπτυξης των Ακτοφυλακών των ΗΠΑ (RDC) έλαβε αυτή την πρόκληση και άρχισε να εντοπίζει, να σχεδιάζει και να δοκιμάζει νέες μεθόδους αντιμετώπισης μη πετρελαιοφόρων πετρελαιοκηλίδων, συμπεριλαμβανομένου του εντοπισμού και απομάκρυνσης βυθισμένου πετρελαίου στο κάτω μέρος και αιωρούνται στη στήλη ύδατος. Με την υποστήριξη της χρηματοδότησης από την EPA μέσω του προγράμματος πρωτοβουλίας για την αποκατάσταση των μεγάλων λιμνών (GLRI), η Ακτοφυλακή ανέπτυξε δύο ξεχωριστά πρωτότυπα συστημάτων μετριασμού ειδικά σχεδιασμένα για περιβάλλοντα ανοικτής θάλασσας και ανοικτής θάλασσας και τα εξέτασε στον ποταμό Kalamazoo και στη λίμνη Huron αντίστοιχα.

Το πρωτότυπο του συστήματος μετριασμού της εσωτερικής ναυσιπλοΐας ήταν δοκιμή που εκτελέστηκε στην ανάντη περιοχή της λίμνης Morrow στο Kalamazoo, Μίτσιγκαν, τον Απρίλιο του 2018. Η τοποθεσία αυτή επιλέχθηκε λόγω της εγγύτητάς της στις Μεγάλες Λίμνες όπου οι ενδιαφερόμενοι φορείς της GLRI θα είχαν την ευκαιρία να παρατηρήσουν τον εξοπλισμό και να κάνουν ερωτήσεις της ομάδας του έργου. Η λίμνη Huron επελέγη ως τόπος δοκιμής για το πρωτότυπο του συστήματος offshore μετριασμού για τον ίδιο λόγο.

Το πρωτότυπο του συστήματος εσωτερικής μετριασμού περιλαμβάνει ένα φράγμα 75 ποδιών που αποτελείται από τρία ξεχωριστά τμήματα των 25 ποδιών συνδεδεμένα μεταξύ τους. Σχεδιάστηκε για να απομακρύνει το κινητό, βυθισμένο πετρέλαιο προς την ακτογραμμή, για χρήση σε ταχύτατα νερά με ρεύμα μέχρι 3 έως 4 κόμβους. Αυτός ο σχεδιασμός έχει σκοπό να επιτρέψει την ευκολότερη ανάκτηση του βυθισμένου πετρελαίου, καθώς θα εκτρέπεται σε μια περιοχή με ελάχιστο ρεύμα. Δύο τμήματα του φράγματος (συνολικά 50 ποδιών) είναι 3 πόδια ψηλά με το τελευταίο τμήμα (25 πόδια) πλησιέστερο προς την ακτογραμμή που έχει ύψος 2 ποδιών για να υπολογίζει το μειούμενο βάθος νερού και το χαμηλότερο ρεύμα. Η γωνία της ανάπτυξης φραγμού (ή της γωνίας εκτροπής) σε σχέση με την ακτογραμμή εξαρτάται από το ρεύμα του ποταμού. όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα, τόσο μικρότερη είναι η γωνία. Αυτό εξασφαλίζει ότι το ύφασμα του φράγματος δεν εκτίθεται σε ζημιογόνα επίπεδα πίεσης που ασκείται από το ρεύμα του ποταμού.

Το ίδιο το φράγμα αποτελείται από ύφασμα X-Tex και υλικό πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας (HDPE) με πτερύγια καθαρισμού που είναι άκαμπτα από λωρίδες από ίνες υάλου τόσο στην ανάντη όσο και στην προς τα κάτω πλευρά του φράγματος. Ο πρωταρχικός σκοπός του πτερυγίου πλύσης είναι να αποτρέψει το σχηματισμό πετρελαίου, το οποίο είναι πιθανό σε περιοχές υψηλού ρεύματος. Ο πυθμένας του φράγματος ζυγίζεται με αλυσίδες από χαλύβδινο σύνδεσμο ενώ η κορυφή είναι εφοδιασμένη με πλωτήρα για να διατηρεί το φράγμα όρθιο κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης.

Στον ποταμό Kalamazoo, η RDC εξέτασε δύο διαφορετικές μεθόδους αγκύρωσης για το σύστημα φραγής εσωτερικών πλωτών οδών, οι οποίες εξαρτώνται από τον τύπο υποστρώματος πυθμένα και το βάθος νερού. Εάν ο ποταμός είναι σχετικά ρηχός (κάτω από 10 πόδια) και έχει έναν αμμώδη πυθμένα, το ανάντη τμήμα του φράγματος μπορεί να αγκυρωθεί σε έναν άξονα που οδηγείται στον πυθμένα του ποταμού με το κατάντη άκρο συνδεδεμένο με ένα δέντρο ή άλλο κατάλληλο εξάρτημα στην ακτογραμμή . Σε βαθύτερα νερά ή περιοχές ποταμού με σκληρότερα υποστρώματα πυθμένα, το ανάντη άκρο του φράγματος μπορεί να αγκυρωθεί σε φράγμα Jersey με το άλλο άκρο του φράγματος να είναι συνδεδεμένο με την ακτογραμμή. Το RDC μπόρεσε να μάθει διδάγματα σχετικά με την ανάπτυξη και την ανάκτηση του φραγμού και παρακολούθησε διάφορες πτυχές της απόδοσης του φράκτη, όπως η θέση, η κίνηση, η ισορροπία και η ένταση χρησιμοποιώντας κυψέλες φορτίου, μονάδες GPS και βιντεοκάμερες.

• Έμμεση εστίαση

Μετά την ολοκλήρωση του δοκιμαστικού πεδίου του συστήματος εσωτερικών φραγμών στο Kalamazoo, η εστίαση μετατοπίστηκε στη δοκιμή του πρωτότυπου συστήματος αμβλώδους ρύπανσης στη λίμνη Huron κοντά στο Port Huron, Michigan. Αμερικανική ακτοφυλακή κοπής Το Hollyhock, ένα πλωτό ποδήλατο 225 ποδιών, χρησιμοποιήθηκε για να αναπτύξει το offshore πρωτότυπο, το οποίο σχεδιάστηκε ειδικά για περιβάλλοντα χαμηλότερου ρεύματος (κάτω των 2 κόμβων) και για το σκοπό της συλλογής πετρελαίου σε σχήμα "U" διαμόρφωση και όχι εκτροπής (όπως το σύστημα φραγής στα εσωτερικά σύνορα). Αυτό το πρωτότυπο αποτελείται από τέσσερα ξεχωριστά τμήματα των 50 ποδιών που συνδέθηκαν για συνολικό μήκος 200 ποδιών. Το ίδιο το φράγμα αποτελείται εξ ολοκλήρου από HDPE, έχει ύψος περίπου 3 πόδια και μπορεί να προσκολληθεί στον πάτο της λίμνης με άγκυρες και πηδάλια με βοήθεια από δύτες. Παρόμοια με το σύστημα φράγματος χερσαίων μεταφορών, το βάρος του φορτίζεται με χαλύβδινες αλυσίδες, αλλά η κορυφή συνδέεται με τους σημαντήρες έτσι ώστε το φράγμα να μπορεί να παραμείνει όρθιο καθώς αναπτύσσεται στον πυθμένα της λίμνης.

Κατά τη διάρκεια των τριών ημερών, τον Μάιο του 2018, η RDC εξέτασε την ανάπτυξη φραγμών σε δύο διαφορετικές θέσεις της λίμνης, μία σε περιοχή χαμηλής τάσης (λιγότερο από 1 κόμβο) και άλλη με ελαφρώς υψηλότερο ρεύμα. Το RDC συγκέντρωσε διδάγματα από την αξιοποίηση και ανάκτηση του φραγμού. Η απόδοση του φραγμού παρακολουθήθηκε με βιντεοκάμερες και όργανο σόναρ.

• Η σημερινή έρευνα αποδίδει τη στρατηγική αντίδρασης του αύριο

Η ΛΔΚ συνεχίζει να αναλύει τα ευρήματά της και θα παρουσιάσει προκαταρκτικά αποτελέσματα σε αυτά τα πρώτα δύο πρωτότυπα στη Νέα Ορλεάνη τον Νοέμβριο. Η RDC εργάζεται επίσης για την ανάπτυξη ενός τρίτου πρωτότυπου συστήματος μετριασμού της εσωτερικής ναυσιπλοΐας στον ίδιο τόπο στον ποταμό Kalamazoo τον Απρίλιο του 2019. Μετά την ολοκλήρωση της τρίτης και τελικής δοκιμής, η RDC θα αναφέρει ευρήματα και συστάσεις για καθένα από τα τρία πρωτότυπα. Η έκθεση θα τεθεί στη διάθεση του κοινού το Σεπτέμβριο του 2019.

Το RDC θα τερματίσει το έργο αναπτύσσοντας μια βοήθεια για την απασχόληση που θα περιγράφει τον εξοπλισμό και τις τακτικές που είναι χρήσιμες για την ανίχνευση, την παρακολούθηση και τις επιλογές απόκρισης για την απόκριση των προϊόντων άμμου πετρελαίου. Αυτό θα είναι διαθέσιμο για το κοινό το 2020 και θα παρέχει τις πλήρεις επιλογές για την αντιμετώπιση των απορριμμάτων προϊόντων πετρελαίου άμμου. Με την ανάπτυξη αυτών των τριών πρωτοτύπων για τον μετριασμό των επιπτώσεων της μετακίνησης, βυθισμένου πετρελαίου, το Λιμενικό Σώμα θα οπλισθεί με περισσότερες γνώσεις σχετικά με τις μεθόδους αντιμετώπισης αυτών των τύπων πετρελαιοκηλίδων.

Το Κέντρο Έρευνας και Ανάπτυξης της Ακτοφυλακής (RDC), που βρίσκεται στο New London του Κοννέκτικατ, είναι η εγκατάσταση της Ακτοφυλακής για την εκτέλεση έρευνας, ανάπτυξης, δοκιμών και αξιολόγησης για την υποστήριξη των κύριων αποστολών της υπηρεσίας. Η RDC είναι υπεύθυνη για την αξιολόγηση της σκοπιμότητας και της οικονομικής προσιτότητας των λύσεων εκτέλεσης αποστολών και την παροχή επιχειρησιακής ανάλυσης και διαχείρισης κινδύνου σε όλα τα στάδια της διαδικασίας απόκτησης. Η ΛΔΚ λειτουργεί επίσης μια Εγκατάσταση Δοκιμών για τη Θάλασσα στο Mobile, Αλαμπάμα.

Ο Alexander Balsley είναι περιβαλλοντικός μηχανικός και από το 2010 είναι διευθυντής έργου στο RDC. Ασχολείται πρωτίστως με το πρόγραμμα αντίδρασης πετρελαιοκηλίδας της RDC και είναι ειδικός σε αυτόν τον τομέα. Ο Balsley έχει πτυχίο MS στην περιβαλλοντική μηχανική από το Worcester Polytechnic Institute και BS στην αστική και περιβαλλοντική μηχανική από το Northeastern University. Είναι εγγεγραμμένος επαγγελματίας μηχανικός στη Μασαχουσέτη.

Το άρθρο αυτό εμφανίστηκε για πρώτη φορά στην έκδοση του Σεπτεμβρίου του περιοδικού MarineNews .