Gordijn van luchtbellen beschermen zeezoogdieren

Hun constructie is echter niet geheel onproblematisch voor het leven in zee. Daarom zorgt perslucht ervoor dat de geluidgevoelige dieren zo min mogelijk last krijgen van het enorme lawaai onder water die tijdens de bouw ontstaat.

Als je windenergie wilt, moet je naar de plaats gaan waar de wind waait. En dat is vooral daar op zee. Bijna 30 Duitse windparken zijn momenteel goedgekeurd. 26 in de Noordzee, drie in de Oostzee. In afwijking van wat er in de praktijk in andere Europese landen gebeurt,   worden de windmolenparken in Duitsland heel ver van de kust gebouwd, in gebieden met zeer diep water.

Om ervoor te zorgen dat de windturbines, die uiteindelijk een hoogte van ongeveer 150 meter zullen bereiken, stevig staan en bestand zijn tegen wind en golven, moeten hun fundamenten solide zijn. Dit betekent dat de zogenaamde funderingselementen diep in de zeebodem moeten worden verankerd met stalen heipalen. Ze worden meer dan 30 meter de bodem in gedreven. De bouw van dergelijke massieve bouwwerken onder water, creëren geluidsgolven die in het water worden overgedragen.

De open Noord- en Oostzee, de kusten en vooral de Waddenzee zijn echter belangrijke leefgebieden die het waard zijn om te worden beschermd voor tal van dier- en plantensoorten. De bouw van offshore windparken en de daaruit voortvloeiende geluidsoverlast kan een negatieve invloed hebben op deze habitats. Echter, alleen tijdens de bouwperiode zelf. In een studie van het offshore windpark Egmond aan Zee kwamen Nederlandse wetenschappers tot de conclusie dat windparken als geheel een positief effect hebben op de natuur. Volgens de onderzoekers is de biodiversiteit binnen het windpark groter dan in de omliggende Noordzee. Dit geldt met name voor zeedieren, die rust- en beschuttingsplaatsen vinden in de voltooide windparken. Negatieve effecten kunnen daarom alleen tijdens de bouw worden voorkomen.

Tijdens de bouw worden in het bijzonder bruinvissen getroffen. Bruinvissen zijn tandwalvissen tot 1,85 meter lang. Hun kleur is zwart aan de bovenkant en wit aan de onderkant. Zij zijn verwant aan de dolfijnen. Deze zeezoogdieren hebben een gehoorbereik van ongeveer 1 tot 150 kHz en oriënteren zich door middel van echografie. Elke stampende impact die optreedt wanneer de funderingselementen in de bodem  worden geslagen, veroorzaakt een geluidsgolf die mijlenver onder water te horen is. Dit kan leiden tot tijdelijk zo niet blijvend gehoorverlies en desoriëntatie bij de dieren.

Omdat de Duitse constructie een uitzondering was, waren er destijds geen effectieve maatregelen voor vermindering van lawaai die geïntegreerd konden worden in complexe installatielogistiek. In andere landen, die offshore windmolenparken al voor hun kusten in grotere mate hebben gebouwd, volstaat het voor de bouwvergunning om de zeezoogdieren tijdelijk tijdens het bouwproces op afstand te houden. Er worden bijvoorbeeld sonarboeien (zogenaamde pingers) gebruikt, die akoestische signalen afgeven om de zeezoogdieren uit de buurt te houden. Tegelijkertijd observeren walvisspotters de omgeving van het bouwgebied en de werking van de boeien.

De methode van geluidsisolatie met behulp van perslucht wordt gebruikt om het gevoelige gehoor van bruinvissen te beschermen.

Een effectief alternatief voor de Duitse constructie is het creëren van een luchtbellengordijn. Dit is gebaseerd op een eenvoudig natuurkundig fenomeen. Luchtbellen verminderen de snelheid en intensiteit van lawaai in de oceaan. Dit is bijvoorbeeld het resultaat van een wetenschappelijk onderzoek dat is uitgevoerd tijdens de bouw van de fundering voor het onderzoeksplatform FINO 3 ongeveer 80 km ten westen van het eiland Sylt. Het Instituut voor Statistiek en Dynamica van de Universiteit van Hannover begeleidde het grootschalig testen van de zogenaamde bubbelgordijnen.

“Gordijn van luchtbellen” wetenschappelijk (door BMU gefinancierd onderzoeksproject "Schall FINO 3", registratienummer 0325023A / 0325077). De studie toonde aan dat op deze manier op een afstand van 910 meter een geluidsreductie van 12 dB (breedbandniveau, SEL) en 14 dB (piekniveau, Lpeak) kon worden bereikt. Aldus vormt het luchtbellengordijn, dat rond het rammingspunt is geplaatst, een effectieve geluidsisolatie voor de omgeving is.

Om het luchtbellengordijn te creëren, worden de persluchtslangen eerst met een speciaal schip rond de onderwaterbouwplaats getrokken, die zijn uitgerust met sproeiers van verschillende groottes over de gehele lengte, zodat de gevormde bubbels in grootte variëren. Tegelijkertijd worden meerdere bouwcompressoren voor de productie van perslucht op schepen geïnstalleerd. Ze pompen perslucht in de slangen op de zeebodem. De perslucht ontsnapt door de sproeiers en stijgt op als een luchtbellengordijn. Dit bubbelgordijn is een obstakel voor de geluidsgolven. Hierdoor ontstaat een onderwatergeluidswal voor bruinvissen en andere zeedieren.

Het systeem wordt bijvoorbeeld gebruikt door het bedrijf Weyres-Offshore, dat het persluchtgordijn produceert met behulp van Kaeser Mobilair 350 en 250 compressoren. Het is voor het eerst getest tijdens de bouw van de meetmast voor het Noordsee-Oost-project in september 2011. Momenteel worden voorbereidingen getroffen voor de bouw van 48 funderingen voor dit project.

Weyres-Offshore gebruikt twee eigen schepen: Beka-3 en de Jestan-5 zijn elk uitgerust met twee 1100 m lange slangen. De slangen worden voor gebruik, reeds onder perslucht gezet, zodat ze al actief zijn bij het leggen.

Bij de bouw van de compressoren is ook rekening gehouden met milieuaspecten. Het compressorblok met het energiebesparende sigma profiel van de schroefrotoren haalt zijn vermogen uit een dieselmotor met een nominaal vermogen van 265 kW bij 1650 / min. Dankzij de lage roetvorming en de uitlaatgasreiniging met SCR-katalysator, die al voldoet aan de COM 3B-emissienorm, helpt dit ook om ervoor te zorgen dat de hele constructie zo milieuvriendelijk mogelijk is. Aldus kan de luchtbellensluier uit perslucht worden geactiveerd na het zogenaamde "optillen" van het installatievaartuig en kan deze direct na het heien worden opgehaald zonder de processen in het bouwproces van het windpark zelf te verstoren.

Nadat de funderingspalen zijn verankerd, bestaat er geen gevaar meer voor de bruinvissen dat hun gehoor wordt aangetast door het heien. De nieuwe persluchtmethode maakt het mogelijk om moderne technologie te gebruiken om de natuur te beschermen.  

Om de perslucht op te wekken zijn permanent meerdere mobiele Kaeser bouwcompressoren op het schip geïnstalleerd.