Flexibler Lastkahn - Flexible barge
Ein flexibler Lastkahn ist ein Stoffkahn (nicht starr) für den Transport von Frischwasser oder anderen flüssigen Schüttgütern wie Chemikalien oder Öl.
Geschichte
Ein solcher Lastkahn heißt Dracone Barge, der 1956 erfunden wurde. Andere ähnliche Geräte sind der Spragg Bag, der in den 1980er Jahren erfunden wurde, der von Nordic Water Supply Ende der 1990er Jahre vorgeschlagene Wassersack und der neuere modulare REFRESH-Wassersack, der in den 2010er Jahren entwickelt wurde. Terry Spragg (1941 - 2020) aus Manhattan Beach, Kalifornien , baut flexible Stoffkähne für den Transport von Frischwasser und ist der Grund, warum sein Produkt als "Spragg Bag" bezeichnet wird. In den 1970er Jahren war Spragg ein Förderer von Eisbergen als große Süßwasserquelle, erkannte jedoch bald, dass dies unpraktisch war. Ab den 1980er Jahren setzte er seine Fähigkeiten in die Entwicklung der Wassersacktechnologie ein. Spragg hat in den letzten zwanzig Jahren mit seinen Mitarbeitern daran gearbeitet und es perfektioniert. Der erste Feldtest seines Wassersacks fand im Dezember 1990 statt. Der Wassersack war 75 Meter lang und enthielt ungefähr 3.000 Kubikmeter Frischwasser. Es wurde vom Hafen von Port Angeles im Bundesstaat Washington abgeschleppt. Ein weiterer Test wurde 1996 mit einer 160 km langen Reise von Port Angeles nach Seattle, Washington, durchgeführt . Dieser Test endete am 29. April, als der Stoff eines der beiden Beutel unter Schlepptau einen Riss entwickelte. Spragg sagt, sein nächstes Ziel sei es, eine weitere Demonstration einer Testreise zwischen Nord- und Südkalifornien und eine Demonstration der Wassersacktechnologie im Nahen Osten sowie auf der ganzen Welt durchzuführen. Es gibt verschiedene Gründe, warum es schwierig war, Unterstützung für den Nachweis der Lebensfähigkeit der Wassersacktechnologie in Kalifornien und auf der ganzen Welt zu erhalten. Spragg behauptet, wenn zwei Wassersäcke zum ersten Mal in der Geschichte unter der Golden Gate Bridge vorbeifahren, werden die Medien die ganze Welt darüber informieren. Ein Roman, Wasser, Krieg und Frieden, wurde fertiggestellt, in dem die Lösungen der Wassersacktechnologie für die komplexen politischen Probleme im Zusammenhang mit Wasserproblemen im Nahen Osten, in den USA und weltweit detailliert beschrieben werden.
Das norwegische Unternehmen Nordic Water Supply entwickelte 1997 im Rahmen einer Vereinbarung mit der türkischen Regierung einen Beutel mit 10.800 m 3 zum Transport von Süßwasser nach Nordzypern . Innerhalb von zwei Jahren mussten jährlich mindestens 7 Mio. m 3 Wasser zu einem Preis von 2,7 Mio. EUR pro Jahr geliefert werden, wobei das Volumen im Laufe der Zeit zunahm. Der tatsächliche Transport belief sich jedoch in vier Jahren nur auf 4 Mio. m 3, und der Vertrag war abgeschlossen von den türkischen Behörden eingestellt. Infolgedessen ging NWS aus dem Geschäft und wurde 2003 von der Osloer Börse dekotiert. Die Wassersacktechnologie von NSW wurde vom Monohakobi Institute of Technology in Japan übernommen.
Der REFRESH-Wassersack wurde von einem Konsortium aus Unternehmen und Forschungsinstituten aus Griechenland, Spanien, Italien, der Türkei und der Tschechischen Republik im Rahmen von zwei europäischen RP7-Projekten entwickelt , REFRESH (von 2010 bis 2012) und dem Follow-up XXL-REFRESH (von) 2013 bis 2015). Das erste Projekt konzentrierte sich auf die Validierung des Konzepts des modularen Wassersacks. Das Unternehmen entwickelte einen kleinen Prototyp mit einer Kapazität von 200 m 3 , der 2012 in Griechenland getestet wurde. Das zweite Projekt konzentrierte sich auf das Scale-up und die teilweise Neugestaltung des REFRESH-Systems. Am Ende des zweiten Projekts erreichte das REFRESH-Wassersackkonzept den kommerziellen Maßstab und ein 2500 m 3 großes System aus fünf 500 m 3 Modulen wurde 2015 vor Spanien getestet. Die Länge des Wassersacks betrug 60 m.
Das REFRESH-Konzept unterscheidet sich von den zuvor vorgeschlagenen Konzepten für Wassersäcke, die auf riesigen monolithischen Behältern (wie von Nordic Water Supply vorgeschlagen) oder "Zügen" kleinerer Behälter basieren, die jeweils in sich selbst versiegelt sind (wie der Spragg-Beutel). Der REFRESH-Wassersack besteht aus einer Reihe von Modulen, von denen jedes ein an beiden Basen offener Zylinder ist, der durch wasserdichte Reißverschlüsse verbunden ist. Dies ermöglicht es, alle "trockenen" Operationen am Boden auf der Ebene einzelner Module durchzuführen, wodurch die Handhabungsprobleme von monolithischen Containern überwunden werden und das Navigationsverhalten in Bezug auf die "Züge" verbundener Taschen verbessert wird.
Technologie
1995 zugeordnet Spragg Patente (5.413.065 # und # 5.488.921) zeigen , dass die Erfindungen beziehen sich auf eine flexible Gewebe Barge - Technik oder Kombination von mehreren Kähnen aus einem Gummi hergestellt Polyurethanmaterial. Der Hauptkörperteil eines flexiblen Stoffkahns hat eine zylindrische Form. Der Lastkahn kann allein oder als mehrere miteinander verbundene flexible Stoffkähne verwendet werden, die unter extremen Bedingungen durch den offenen Ozean gezogen werden können. Die Patente erklären weiter, dass das Ziel von Spraggs Erfindungen ein praktisches Wasserversorgungssystem für frisches Trinkwasser ist, das an trockene Regionen weltweit geliefert werden kann, in denen es an Trinkwasser mangelt .
Eines der flexiblen Stoffkahnkonzepte zielt auf ein wirtschaftliches Frischwassersystem ab, das erheblich billiger ist als Entsalzungsanlagen , starre Schiffe , Tankwagen , konventionelle Lastkähne , Aquädukte oder Pipeline-Transporte . Wassersäcke sind wirtschaftlicher und umweltfreundlicher als die Entsalzung von Meeren und Ozeanen.
Der flexible Stoffkahn ist ein schwimmender Kunststoffbehälter . Es kann zusammen mit einem Befestigungssystem mit anderen flexiblen Stoffkähnen verbunden werden, um einen "Zug" herzustellen. Die "Wassersäcke", die manchmal als Luftballons oder Blasen bezeichnet werden, bestehen aus einem Vinylfutter in einem stärkeren Materialnetz. Es ist eine Art "Gewebewasserleitung", wenn mehrere für den Transport von Flüssigkeiten mit dem Schlepper durch Meere oder offene Ozeane zu entfernten Orten aneinandergereiht sind.
Reißverschluss
Reißverschlüsse spielen eine wichtige Rolle bei der Erweiterung der Kapazität des Wassersacks über das hinaus, was mit einem einzigen Textilstück praktisch erreichbar ist. Die Konzepte Spragg und REFRESH verfügen beide über prominente Reißverschlüsse, wenn auch mit einem grundlegenden Unterschied in ihrer Funktion.
Im Spragg-Design werden große Wassersäcke wie Güterwagen in einer "Zug" -Methode miteinander verbunden , um die Menge der gleichzeitig gelieferten Flüssigkeiten zu erhöhen. Es wird geschätzt, dass die flexiblen Lastkähne einen Durchmesser von 14 Metern und eine Länge von 150 Metern haben und bis zu 17.000 Kubikmeter Frischwasser oder eine andere transportable Flüssigkeit aufnehmen können. Theoretisch könnten bis zu 50 bis 60 "Wassersäcke" miteinander verbunden und abgeschleppt werden, obwohl ein solcher Test bisher nicht durchgeführt wurde.
Ingenieure schlagen vor, dass der Stoffkahn einen "Zug" von 17.000 m 3 Flüssigkeiten aufnehmen kann.
Ein Reißverschlusskupplungssystem ist zehnmal stärker als das, was ein Schlepper mit 4.300 PS zieht. Laborde Marine schätzt, dass ein Schlepper mit 4.300 PS und einem Pollerzug von 110.000 Pfund einen "Zug" von etwa fünfzig flexiblen Lastkähnen mit einem Gewicht von bis zu 1.300.000 Tonnen ziehen kann. Die "Zug" -Geschwindigkeit würde ungefähr 3 Knoten betragen. Dies sind mehr als 8.600.000 hl Süßwasser oder andere Flüssigkeiten pro Fahrt.
Im REFRESH-Design wird der Container selbst ausgehend von planaren Stoffschnitten an Land montiert. Reißverschlüsse verlaufen entlang des gesamten Stoffumfangs und ermöglichen das Verbinden einer unbestimmten Anzahl von Modulen. Da nicht jedes Modul für sich geschlossen ist, müssen die Reißverschlüsse wasserdicht sein, damit kein Meerwasser eindringt.
Erfindung
Die grundlegende Erfindung ist eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Abgabe großer Mengen an Frischwasser (700.000 bis 4.500.000 US-Gallonen (17.000 m 3 ) in jedem Beutel) in einer für Ozeane und große Meere typischen feindlichen Wind- und Wellenumgebung. Da Süßwasser leichter als Meerwasser ist , schwimmen die gefüllten "Blasen" (wie sie manchmal genannt werden) oben, ähnlich wie Eisberge , mit wenig über der Oberfläche und am meisten unter der Oberfläche. Frisches Wasser kann aus Flüssen entnommen werden, bevor es in salzige Meere oder Ozeane mündet, was dann das Laichen von Lachsen nicht beeinträchtigen würde .
Das zugehörige Kupplungs- und Reißverschlusspatent beschreibt, dass, um wirtschaftlich machbar zu sein, mehrere solcher flexiblen Lastkähne gleichzeitig gezogen werden sollten. Je größer das Wasservolumen ist, das pro Fahrt geliefert werden kann, desto besser ist die Wirtschaftlichkeit. Diese Reihe von Lastkähnen besteht typischerweise aus Lastkähnen mit einer Größe von 25 bis 50 Fuß (15 m) Durchmesser und einer Länge von jeweils 200 bis 800 Fuß (240 m).
Das einzigartige Merkmal des Spragg-Beutelsystems ist nicht das große Wasservolumen in jedem Beutel, sondern der so genannte stärkste Reißverschluss der Welt (hergestellt von der italienischen Firma Ziplast), mit dem mehrere Beutel in langen Zügen miteinander verbunden werden können. Der große Verbindungsreißverschluss kann manuell oder ferngesteuert mit Funksignalen bedient werden. Die Schnur solcher flexibler Stoff- "Wassersäcke" kann über einen verstärkten Stoffnasenkegel, an dem eine Schleppleine angebracht ist, mit einem Lastkahn verbunden sein.
Das REFRESH-Schema wird durch einen ebenfalls von Ziplast entwickelten Spezialreißverschluss ermöglicht, der ein völlig anderes Design für die Zahneingriffe verwendet, um die Festigkeit des ursprünglichen "Spragg" -Reißverschlusses beizubehalten und gleichzeitig die Wasserdichtigkeit zu erhöhen. Tests des spanischen Forschungszentrums AIMPLAS haben bestätigt, dass der Reißverschluss auch unter Spannung wasserdicht bleibt.
Jeder "Wassersack" ist im Allgemeinen zu 80-90% gefüllt (so dass er nicht steif ist und sich beim Drehen an Verformungen anpassen kann) und ist oben flach.
Wirtschaft
Ein Reporter aus der Region San Francisco schreibt, dass die Waterbag-Technologie eine wirtschaftliche Frischwasserversorgung des Distrikts Monterey Peninsula und eine Lösung für den Süßwassermangel in der Region ermöglichen würde. Er berichtet, dass die durchschnittliche vierköpfige Familie einen Hektar Wasser pro Jahr verbraucht. Die Lieferung mit herkömmlichen Methoden kostet über 1000 US-Dollar. Die gleiche Menge Wasser, die von Spragg Bags geliefert wird, würde jedoch etwa 30% weniger kosten. Ein anderer Zeitungsreporter erklärt, dass das Abschleppen von Spragg-Wassersäcken umweltfreundlich und wirtschaftlicher ist als das Tragen von Wasser in Schiffen oder Wassertankwagen oder sogar die Verwendung herkömmlicher starrer Rohrleitungen. Ein Artikel in der Juli-Ausgabe des ECONOMIST Magazine aus dem Jahr 2008 erklärt, dass weltweit genug Wasser für alle vorhanden ist, die meisten jedoch häufig zur falschen Zeit am falschen Ort sind und der Transport einfach zu teuer ist.
Die Waterbag-Technologie bietet eine einfache und kostengünstige Lösung für das Problem des heutigen teuren konventionellen Wassertransports. Es beseitigt die Schwierigkeit, Wasser über große Entfernungen zu transportieren, indem der Ozean als Transportmittel verwendet wird. Wassersäcke senken die Kapitalkosten und Betriebskosten für den Transport von Frischwasser von Ort zu Ort erheblich. Wenn ein Zug nur ein oder zwei Güterwagen gleichzeitig bewegen könnte und nicht in einem Zug mit Dutzenden von Güterwagen gleichzeitig, wäre er nicht sehr effizient und extrem teuer. Das Verknüpfen von Wassersäcken zu "Zügen" von Wassersackketten und das Bewegen durch den Ozean erhöht die Wirtschaftlichkeit des Wassertransports und macht ihn zu einer praktikablen Option.
Die Kosten für den Transport von Wasser 300 bis 800 Meilen (1.300 km) durch den Ozean, basierend auf Lieferungen von 5 Millionen US-Gallonen pro Tag (19.000 m 3 / d) bis 10 Millionen US-Gallonen pro Tag (38.000 m 3 / d), betragen Schätzungen zufolge zwischen 350 und 450 US-Dollar pro Hektar, abhängig von der Länge der Reise und der Menge des pro Fahrt gelieferten Wassers. Durch Erhöhen der pro Tag in jedem Wassersackzug gelieferten Wassermenge können die Kosten für das gelieferte Wasser erheblich gesenkt werden. Sobald sich die Zuverlässigkeit des Wassersack-Liefersystems als wirtschaftlich und zuverlässig erwiesen hat, müssen nur noch mehr Wassersäcke in die Züge und mehr Züge in das System eingebaut werden, um die an ausgewählte Standorte gelieferte Wassermenge zu erhöhen und gleichzeitig die Menge zu verringern die Kosten für das gelieferte Wasser. Aufgrund der zunehmenden Zuverlässigkeit des Wassersack-Liefersystems im Laufe der Zeit sollte es möglich sein, 100.000 Morgen pro Jahr wirtschaftlich an viele Küstenorte auf der ganzen Welt zu liefern.
Laut dem Erfinder des Spragg-Beutels würden die Gesamtkosten für die Lieferung von Frischwasser entlang der kalifornischen Küste mit seiner Waterbag-Technologie über eine Entfernung von 1.300 km von British Columbia nach Monterey etwa 966 USD pro Morgen und Jahr betragen. Keith Spain zeigt dann in einer Studie für einen Master of Arts in einer Analyse, dass es den Bewohnern der Monterey-Halbinsel etwa 1.134 USD pro Morgen Fuß sparen würde, wenn sie sonst eine Entsalzungsanlage verwenden würden . Für die Steuerzahler von Monterey bedeutet dies eine Einsparung von über 19 Millionen US-Dollar pro Jahr. Diese Zahl geht von einer Nutzung von ungefähr 21.000.000 m 3 pro Jahr aus (17.000 x 1.134 USD = 19.278.000 USD Einsparungen).
Anwendungen
Eine Anwendung ist im Nahen Osten zu sehen, wo große Mengen an Süßwasser, die in der türkischen Region verfügbar sind, an andere Orte rund um das Mittelmeer geliefert werden könnten, an denen ein extremer Mangel an trinkbarem Süßwasser besteht, wie Israel und Gaza. Spragg glaubt, dass die Lieferung von frischem Trinkwasser an wasserarme Nationen den Weltfrieden fördern kann.
Der israelische Präsident Shimon Peres hat einen Brief zur Unterstützung einer Demonstration der Spragg-Bag-Technologie im Mittelmeer geschrieben, um den Frieden im Nahen Osten zu fördern. In diesem Brief erklärt Präsident Peres: "Der als Roman verfasste Entwurf von WASSER, KRIEG UND FRIEDEN ist meines Erachtens ein origineller Ansatz, um dieses schwerwiegende Problem und seine Lösungen hervorzuheben, die den Weg zu einer besseren und friedlicheren Region ebnen werden Die Bemühungen, eine Demonstrationsreise zu unternehmen, um uns alle sowohl hinsichtlich der technologischen Rentabilität als auch der Kosten aufzuklären, werden sicherlich dazu beitragen, das kritische Dilemma zu bewältigen. "
Er weist auch darauf hin, dass die Verwendung von durch das Mittelmeer gezogenen Wassersäcken viel wirtschaftlicher wäre als der Transport von Wasser durch Rohrleitungssysteme. Diese Ansicht wird vom REFRESH-Konsortium geteilt.
Es wurde vorgeschlagen, Wassersäcke für Notfälle zu verwenden, um die Entsalzungsanlagen der Länder des Golfkooperationsrates entlang der gesamten Küste des Persischen Golfs miteinander zu verbinden.
Eine weitere Anwendung ist die regelmäßige Lieferung von Frischwasser über große Entfernungen.
Vorgeschlagene Routen umfassen vom Bundesstaat Washington in trockene Regionen Südkaliforniens, vom Mad River in Nordkalifornien in die Region San Francisco und von Südchile nach Atacama . Andere Anwendungen sind, dass es:
- könnte verwendet werden, um Wasser durch das Sacramento River Delta nach einem Erdbeben und einem katastrophalen Deichkollaps zu bewegen, der die Wasserversorgung Südkaliforniens für bis zu zwei Jahre oder länger unterbrechen könnte.
- könnte große Mengen an Regenwasser und / oder recyceltem Wasser in Gebiete liefern , die mehr Süßwasser benötigen, um niedrigere Wasserstände und steigenden Salzgehalt auszugleichen.
- könnte weltweit vorpositioniert sein, um große Mengen an frischem Trinkwasser für eine schnelle Lieferung nach einer Naturkatastrophe zu lagern.
Spragg hat vorgeschlagen, Wasser aus dem Manavgat in der Türkei über das Mittelmeer nach Israel und in den Gazastreifen zu liefern , wo ein extremer Wassermangel herrscht, der derzeit von der Weltbank überprüft wird .
Spragg hat der australischen Regierung vorgeschlagen, frisches Trinkwasser in loser Schüttung mithilfe seiner Wassersacktechnologie auf städtische Wasserversorgungen mit Engpässen anzuwenden. Es würde eine wirtschaftlich solide neue Industrie für den Frischwassertransport schaffen. Eine Analyse der wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile der Wassersacktechnologie unter Verwendung der Meeresströmungen vom Tully River nach Brisbane, Queensland, wurde abgeschlossen. An der Goldküste wird die Entsalzungsanlage in Tugan gebaut, um täglich 120 Megaliter Trinkwasser zu einem Preis von rund 1,2 Milliarden US-Dollar zu liefern . Durch den Betrieb der Entsalzungsanlage in Tugan werden jährlich 235.000 Tonnen CO 2 -Treibhausgase erzeugt . Vorläufige Kostenschätzungen deuten darauf hin, dass die Verwendung der Wassersacktechnologie zur Lieferung der gleichen Menge Wasser vom Tully River an die Goldküste 30-mal billiger sein kann als die Entsalzung, und dass die Wassersacktechnologie 60-mal weniger Treibhausgas ausstößt. Diese Zahlen deuten darauf hin, dass die Waterbag-Technologie Wasser zu wesentlich geringeren Kosten liefern würde als die geplante Pipeline vom Burdekin River nach Brisbane, die voraussichtlich etwa 7,5 Milliarden US-Dollar für die Infrastruktur und etwa 250 Millionen US-Dollar für den jährlichen Betrieb kosten wird.
Spragg hat dem Weißen Haus die Idee eines Friedensangebots im Nahen Osten vorgeschlagen, indem 20 bis 30 seiner Wassersäcke mit frischem Wasser versorgt und von der Türkei zu den Palästinensern und Israelis transportiert werden. Die Technologie könnte auch für die Sammlung von Abwässern, Regenwasser und Abwasser in Australien zur Verarbeitung und Wiederverwendung verwendet werden.
Siehe auch
Fußnoten
Quellen
- Barlow, Maude, Blaues Gold: Der Kampf gegen den Unternehmensdiebstahl des Wassers der Welt , Earthscan, 2003, ISBN 1-84407-024-7
- Fridell, Ron, Schutz der Wasserversorgung der Erde, Lerner Publications, 2008, ISBN 0-8225-7557-4
- Gleick, Peter H.; Das Wasser der Welt: der Zweijahresbericht über Süßwasserressourcen, Band 1998, S. 203-205, Spragg Waterbags , ISBN 1-55963-592-4
- Lawrence Journal-World - 27. April 1996; Riesige Wassersäcke schlugen vor, den Durst eines trockenen Planeten zu stillen
- McCabe, Michael, San Francisco Chronicle, 6. August 1999; Voller Löcher oder in der Tasche
- Snitow, Alan, Durst: Bekämpfung des Unternehmensdiebstahls unseres Wassers , Verlag John Wiley and Sons, 2007, ISBN 0-7879-8458-2
- Westneat, Danny, The San Diego Union - Tribüne, San Diego, Kalifornien: 28. April 1996. p. A-3, Er hofft, dass die Idee eines Wassersacks schweben wird. 'Fabric Pipeline' könnte weltweit den Durst stillen , [1,2 Edition]