Erik te Roller

Delft/Vlissingen

Bij de door Damen in samenwerking met TNO en het topinstituut voor materialen M21 ontwikkelde Scheldehuid is de kans op het ontstaan van een lek bij een botsing twee keer zo klein als bij dubbelwandige scheepsrompen.

De vinding, die uit een zogenoemde Y-constructie tussen buiten- en binnenwand bestaat, is in eerste instantie ontwikkeld voor binnenvaarttankers. Enkele nieuwe tankers zijn al uitgerust met de verstevigde romp en toepassing van de Y-constructie in marineschepen ligt in het verschiet.

De Scheldehuid is in eerste instantie gericht op het minimaliseren van de schade bij botsing met een ander schip. ‘Een rots is uiteraard veel harder en scherper dan een scheepsboeg’, zegt Broekhuijsen over het Concordia-ongeluk. ‘We hebben met de Y-frame ook proeven gedaan met hardere indentors met een goed resultaat, maar of daarmee een dergelijk ongeluk voorkomen had kunnen worden, zal nader onderzocht moeten worden.’

De eerste experimenten met het Y-frame dateren van 1997. Toen voerde TNO in opdracht van Japanse scheepsbouwers botsingsproeven uit met verschillende types scheeprompen door er met een boot op in te varen.

‘De Schelde bood toen een alternatief concept aan: een dubbelwandige scheepsromp met een Y-frame van binnen’, aldus Broekhuijsen. ‘Het Y-frame is een vinding van wijlen Hans Ludolphij van Damen. Hij verwonderde zich over de stevigheid van de rietstengels in zijn tuin, sneed ze door, bestudeerde de inwendige structuur en kwam zo op het idee van een Y-frame. De TNO-onderzoekers verwachtten bij de botsingstest met de Y-frame een groot gat, maar zagen slechts een deuk. Ze geloofden hun ogen niet, maar herhaalden de proef met hetzelfde resultaat.’

De Japanners kozen uiteindelijk voor het ontwikkelen van een ander soort scheepsboeg, bestaande uit een soort kreukelzone waarmee het schip dat op een ander schip invaart de klap grotendeels opvangt. Maar Damen koos voor het versterken van de zijwanden van het schip en zette samen met TNO en M21 de ontwikkeling voort.

Dat resulteerde in de Scheldehuid, waarbij de buitenhuid van het schip niet vastzit op verticale spanten, maar op horizontale Y-vormige profielen, die aan damwanden doen denken. Hierbij zitten de twee takken van de gekantelde Y aan de buitenwand vast en de T-vormige poot aan verticale H-vormige spanten. Bij botsing wordt de Y samengedrukt, waardoor de twee takken naar buiten wijken. De scheepshuid rekt op, maar scheurt niet, althans minder gemakkelijk. ‘Je kunt het vergelijken met een auto die in de vangrail belandt: de botsing wordt opgevangen door een groot deel van de rail, die hierbij vervormt’, legt Broekhuijsen uit. ‘Overigens hebben we de Y-vormige verstijvers dunner gemaakt dan de scheepswand om te voorkoen dat ze bij een aanvaring niet verbuigen, maar door de scheepswand heen prikken.’

Binnenvaartschepen met een Scheldehuid zijn niet veel zwaarder dan conventionele dubbelwandige binnenvaartschepen, maar wel duurder. ‘Bij de keuze van reders voor de Scheldehuid geeft niet zozeer de hogere veiligheid de doorslag als wel het economisch voordeel’, vertelt Broekhuijsen.

‘Vanwege de geringere kans op het ontstaan van lekken mogen ze namelijk grotere tanks gebruiken. Vroeger mochten de tanks niet groter zijn dan 380 m³, waardoor conventionele binnenvaarttankers al gauw 24 tanks hebben. Nu mogen de tanks twee keer zo groot zijn, waardoor het aantal tanks per schip de helft minder kan zijn. Dat scheelt twaalf dompelpompen, het nodige leidingwerk en coatings. Dus minder investeringen en lagere onderhoudskosten.’

Verder verloopt het laden en lossen van bijvoorbeeld brandbare vloeistoffen sneller en veiliger doordat laders en lossers de helft minder tanks hoeven aan te sluiten en af te koppelen, vertelt Broekhuijsen. ‘Met minder tanks vermindert de kans op fouten’, legt hij uit. ‘De Scheldehuid is weliswaar duurder in aanschaf, maar de reders verdienen dat weer terug met lagere investeringen in pompen en coatings en vooral lagere operationele kosten.’

Damen Schelde Naval Shipbuilding zelf bouwt alleen marineschepen. De werf maakt de Scheldehuid dan ook niet zelf, maar licentieert de kennis hiervoor via Rensen-Driessen Scheepsmakelaardij aan verschillende werven. Inmiddels zijn er al 24 licenties verkocht. Momenteel zijn er veertien schepen met Y-frame in aanbouw en varen er al een aantal rond.

Het lijkt logisch om het Y-frame ook toe te passen in nieuwe zeeschepen, maar voor de zeevaart gelden geen regels die reders aansporen te investeren in sterkere rompen. ‘Voor zeeschepen geldt geen maximale tankgrootte, zodat alleen het voordeel van hogere veiligheid overblijft’, aldus Broekhuijsen. ‘Kennelijk vinden de reders het risico van aanvaringen niet groot genoeg om over te gaan op Y-frames in nieuwe schepen.’

Daar komt bij dat zeeschepen moeilijker van een romp met een Y-frame voorzien kunnen worden vanwege de dubbelgekromde plaatvormen. ‘Toch verdient dit meer aandacht, want ook op volle zee vinden regelmatig aanvaringen plaats en ook dubbelwandige scheepswanden gaan daarbij veel sneller kapot dan wanden met een Y-frame’, stelt Broekhuijsen.

Damen Schelde Naval Shipbuilding gebruikt de kennis van Y-frames opgedaan met binnenvaartschepen nu bij het ontwikkelen van de toepassing van Y-frames in marineschepen.

Bij de marine gaat het niet alleen om de bescherming tegen aanvaringen, maar ook tegen aanslagen met kleine boten volgeladen met explosieven, vergelijkbaar met de aanslag op de USS Cole in de Golf van Aden in 2000.

‘Het gaat erom de schepen beter bestand te maken tegen nabije explosies. Inmiddels is al duidelijk dat een wand met een Y-frame de energie van zo’n explosie kan absorberen zonder te scheuren’, aldus Broekhuijsen. ‘Met topinstituut M2i kijken we hoe we het frame voor toepassing bij de marine verder kunnen verbeteren. M2i heeft hierbij alle technische universiteiten in Nederland ingeschakeld en de universiteit van Cambridge in Engeland.’

Constructie zou ook extra bescherming kunnen bieden voor cruiseschepen