Deining om plastic; KRITIEK OP OVERMAAT KUNSTSTOF IN DISCOVERY

De oorzaak van de averij met de Discovery is nog een raadsel. Discussies over de ideale catamaran laaien weer op. Maar over een ding lijkt men het eens, de Stena-boot bevat wel erg veel plastic. De nieuwe neus is van aluminium.

Eén ding staat vast: de averij die de boeg van de veerboot Discovery het afgelopen weekend opliep in de storm op de Noordzee is geen reclame voor de toepassing van kunststof in de scheepsbouw. Van binnenuit ziet de schade aan de neus er niet zo dramatisch uit, vooral niet omdat aan het waterdichte schot pal achter de neus nog geen stripje of boutje verbogen is. Zelfs de schuingeplaatste aluminium stempels die deel uitmaakten van de versteviging van de aerodynamische neus staan nog strak in het gelid. Maar op bijna alle plaatsen heeft de verlijming tussen de 'honeycomb'-platen en de metalen stempels losgelaten. De lijm hechtte zo te zien beter aan het plastic dan aan het aluminium.

Vanaf de kade bieden de over de volle breedte van het schip loshangende kunststofplaten een beroerd gezicht. Stena-directeur W. de Lange heeft zijn buik vol van het plastic. “Ik heb deze week van Stena geëist dat het kunststof van de neus wordt vervangen door een aluminium constructie. Daardoor wordt de neus acht ton zwaarder, maar je kunt uit alles afleiden dat een behoorlijke aluminium-constructie de klap wèl goed had opgevangen. En in ieder geval is die veel sneller te repareren.”

Het is stil geworden rond de Stena-terminal in Hoek van Holland. Van rampentoerisme is geen sprake, af en toe arriveren nog opgewekte gegadigden voor een trip naar Harwich. In zijn kantoor, met uitzicht op de Discovery (maar niet op haar neus), probeert De Lange het commerciële drama te verwerken. “Dat je zes tot acht weken uit de vaart bent terwijl er met de zeewaardigheid van de Discovery helemaal niets mis is!” Een vervangend schip wordt niet binnen tien dagen verwacht.

De oorzaak van de averij is nog grotendeels een raadsel. Uit de 'black box' van de Discovery blijkt dat de kapitein al flink vaart had geminderd voor de klap kwam. Hij voer niet 40 knopen (73 km/u) zoals is beweerd, maar was al terug naar zo'n 34 tot 26 knopen (rond de 55 km/u). Wind en zee kwamen van achteren, de wind was al enigszins aan het afnemen tot 8 Beaufort en had bij het aanlopen en afmeren in Harwich geen probleem opgeleverd. Ook op de terugreis naar de Hoek, waaraan door machinemoeilijkheden met ruim twee uur vertraging werd begonnen, had de achteroplopende zee tot aan de klap geen enkele keer moeilijkheden opgeleverd. Camera's met schijnwerpers die ten behoeve van de boordwerktuigkundige continu opnames maken van de plaats waar de boeg door het water snijdt brachten niets verontrustends op de monitor.

Meetboeien hebben aangegeven dat de golven die bewuste nacht wat hoger opliepen dan het KNMI voorspelde, maar niet op de plaats waar de schade ontstond. Uit een fax die het KNMI aan het begin van de avond naar de Discovery stuurde was af te leiden dat de significante golfhoogte in het oostelijk deel van de Noordzee rond 21.00 uur UTC (22.00 uur Nederlandse tijd) op de kritische waarde van 4,0 meter zou komen. Maar dankzij de vertraging zou die plaats pas gepasseerd worden als de golfhoogte er was teruggezakt naar 3,9 meter. De Britse MetOffice gaf op verzoek een second opinion (in tabelvorm) die een significante golfhoogte van 2,8 tot 2,9 meter (halverwege de route) als waarschijnlijk noemde.

CHUTES

De Scheepvaartinspectie staat toe dat er gevaren wordt tot 4.0 meter golfhoogte. De Lange legt uit dat het niet de reddingsmiddelen zijn die beperkingen aan de golfhoogte opleggen, zoals Lloyds List (17 oktober 1997) suggereert, maar de maximale belasting waaraan men het schip wenst te onderwerpen. De Discovery steunt voor de evacuatie op het soort glijbanen ('chutes') dat bekend is van passagiersvliegtuigen. Het schip moet snel ontruimd kunnen worden omdat het voornamelijk uit aluminium bestaat en aluminium minder brandwerend is dan staal. Maar de chutes zijn betrouwbaar gebleken bij hoge zee en sterke wind.

De Lange verwacht niet dat de Discovery als gevolg van het ongeluk een lagere golfhoogte-limiet krijgt opgelegd. “Waarschijnlijk is de les dat de snelheid bij een zo hoge, van achter komende zee nog verder moet worden teruggebracht.” Tezijnertijd doet mogelijk de Raad voor de scheepvaart daarover een uitspraak.

Niet ver van het Stena-kantoor tracht ook de gelauwerde, gepensioneerde scheepsbouwer ir. E. Vossnack meer inzicht te krijgen in het ongeluk met de Discovery. Op verzoek stuurt hij een karrevracht literatuur over het scheepsontwerp. De grote snelle 'catamaran' (dat is een schip met een dubbele romp: een twin hull) heeft in de vakpers veel aandacht gekregen. De door het Zweedse Stena Rederi gepatenteerde scheepsromp kenmerkt zich door drijvers die grotendeels onder water liggen. De smalle verbinding tussen drijvers en dek is aan de voorzijde messcherp, maar loopt naar achteren breed uit. Het drijfvermogen is daardoor aan de achterzijde geconcentreerd, wat een voorlijke ligging van het 'pitch centre' met zich meebrengt. Pitching is een roterende beweging, het zogenaamde stampen, met het pitch centre als virtueel centrum van die beweging. Het ontwerp van de boot wordt aangeduid als semi-SWATH (small waterplane area twin hull).

In de twee drijvers bevinden zich de twee kleine en twee grote gasturbines voor de aandrijving van de waterjets die het schip een snelheid tot 42 knopen, ruim 75 km/u, kunnen geven. Het schip heeft geen roer, maar wordt gestuurd door de waterjets te verdraaien, zoals bij moderne raketaandrijving.

De literatuur is lovend over het ontwerp en maakt alleen een voorbehoud ten aanzien van Stena's optimisme over de commerciële exploitatie. De catamaran vaart met een kleine bemanning, maar is peperduur en zuipt brandstof. Vossnack voegde daar deze week als bezwaar aan toe dat de zeewaardigheid groter had kunnen zijn als nog een derde drijflichaam, middenvoor, in de constructie was opgenomen. Dan zou een zogeheten 'wave piercing catamaran' zijn ontstaan die, de golven klievend, minder van hoge zeeën te lijden zou hebben.

Zijn visie wordt bestreden door de Delftse hoogleraar scheepshydromechanica dr.ir. J.A. Pinkster. “Wave piercing is één van de twee filosofieën, maar het is niet zaligmakend. Ook daarbij hebben zich problemen voorgedaan. De andere oplossing is een catamaran te bouwen waarvan het dek gegarandeerd niet de zee induikt. Dat is bij de Discovery niet goed gegaan en dàt - en niet de schade aan de neus - zien wij hier als Stena's grootste probleem. Dit soort constructies is er absoluut niet op berekend om groen water (massief water) over zich heen te krijgen. De 'air gap' tussen de onderzijde van het dek en de golftoppen, behoort altijd groot genoeg te zijn.”

AVERECHTS

Wat die neus betreft valt niet eens uit te sluiten dat een sterkere constructie averechts had gewerkt. Nu heeft de verbrijzeling veel botsingsenergie geabsorbeerd, een sterke neus had waarschijnlijk een zwaardere schok door het schip gejaagd, met alle gevolgen van dien. Nu al schoven er een aantal personenauto's tegen elkaar. Dat de personenauto's niet vast stonden heeft enige verbazing gewekt maar volgens De Lange is dat uitdrukkelijk toegestaan en ook algemeen gebruikelijk bij roll-on-roll-off schepen. “Ze kùnnen niet eens vast, we hebben ook nooit eerder moeilijkheden gehad. We plaatsen bij zwaar weer wel eens rubberblokken voor de wielen.”

De vakgroep van Pinkster doet al jaren onderzoek aan de invloed van golven op het gedrag van snelle, grote catamarans. Een belangrijke conclusie van een binnenkort te verschijnen proefschrift is dat de theorie het gedrag nog steeds niet volledig kan voorspellen. Proeven met schaalmodellen in sleeptanks, zoals die van de TU Delft zelf en de meer geavanceerde van het Marin in Wageningen, blijven daarom onmisbaar. Pinkster: “Het lijkt mij in alle gevallen gewenst dat voortdurend wordt geregistreerd hoe groot tijdens het varen de 'air gap' tussen dek en golftoppen blijft. Dan kan de snelheid op tijd worden aangepast.” Maar eigenlijk moet het model een aanvaring met water uitsluiten: een Amerikaanse marine-catamaran die niet vrij bleef van de zee is uit de vaart genomen. De Lange meldt dat de Stena-catamarans binnenkort worden uitgerust met radarapparatuur ('Wavex') die een schatting maakt van de hoogte van de zeegolven tot op 700 meter voor het schip.

In zijn eigen Delftse werkhal, waar hij vermoeiings- en valproeven kan uitvoeren, toont hoogleraar scheepsconstructies ir. B. Boon zich kritisch over de gulle toepassing van kunststof in de Discovery. Na reeksen valproeven gaat Boon zelf nog niet graag verder dan het gebruik van kunststof in eenvoudige constructies waaruit het plastic desgewenst zonder veel moeite weer is te verwijderen. “Je ziet dat men veel te snel geneigd is ook al gecompliceerde constructies in kunststof uit te voeren.”

Het is de Delftse ingenieurs niet ontgaan dat de Discovery niet alleen haar neus heeft geschonden, maar inmiddels ook haar beide kunststof kimkielen (stabilisatie vinnen) grotendeels heeft verloren en dat de plastic neuzen van de drijvers voortdurend moeten worden gerepareerd. De Lange zelf is er bitter weinig over te spreken, de falende kimkielen noemt hij zelfs een ontwerpfout. Het liefst laat hij alle kunststof door aluminium vervangen.