Sluizen vormen belangrijke knelpunten in onze waterwegen. Schepen liggen gemiddeld vier à vijf uur te wachten tot ze verder kunnen.

Dr.ir. Jarit de Gijt, senior adviseur bij Gemeentewerken Rotterdam en associate professor aan de TU Delft, ontwikkelde een revolutionair concept om die wachtrijen te doen verdwijnen. Hij bedacht een sluis zonder deuren, maar met een enorme hoeveelheid gel, waar de schepen doorheen worden getrokken van het ene waterniveau naar het andere. Studenten van de Hogeschool Rotterdam hebben de werking van deze gelsluis inmiddels op laboratoriumschaal bewezen.

‘Aan het begin werden we voor gek verklaard’, vertelt De Gijt. ‘We wilden immers twee tegenstrijdige dingen; water keren en schepen doorlaten.’ Drie afstudeerders aan de Hogeschool Rotterdam, ing. Bob Heester, ing. Nick Reijmers en ing. Matthijs van Joolingen, testten gedurende twee maanden tientallen gels met verschillende samenstellingen. Zij kwamen uiteindelijk uit op een mengsel van gelatine en bariet. Hiermee bleek het concept in het laboratorium te werken. ‘De schepen komen er goed door en waterverlies is er niet. Wel is het zo dat je vrij grote afmetingen nodig hebt. De helling moet namelijk vrij flauw zijn, anders kan een schip potentieel breken’, aldus De Gijt.

De afmetingen van de gelsluis zijn afhankelijk van het verschil in waterniveau dat moet worden overwonnen. De ontwerpers hebben gewerkt met een lengte van 3,5 km. De gel steekt alleen in het middelste deel (1220 meter) boven het water uit. De ruimte daarvoor en daarachter geldt als ‘op- en afrit’, waar de gel onder een zeer flauwe hoek (1 graad) oploopt.

De schepen komen niet op eigen kracht door de gel heen. Een installatie op de wal trekt ze er met een snelheid van vier kilometer per uur doorheen. ‘Schepen zijn er in een uurtje doorheen, in plaats van de gebruikelijke vier tot vijf uur’, meldt De Gijt. Het plan voorziet in het gebruik van waterkracht om de schepen voort te trekken. Een waterstroom wordt langs een turbine van hoog naar laag geleid, waarmee voldoende energie wordt opgewekt voor het aandrijven van de trekinstallatie.

De druk die op een schip komt te staan als het tegen de gel vaart, is vergelijkbaar met een watergolf bij windkracht vijf en ligt daarmee ruim binnen de veiligheidsnormen. Door de grotere opwaartse kracht komt een schip in de gel hoger te liggen dan in het water. Ook dit valt binnen de wettelijke eisen.

Tijdens alle scheepspassages komen heel wat stukken gel los van de grote pudding. De Gijt wil dit opvangen en naar een recycle-installatie langs de kant brengen, die steeds nieuw materiaal voor de gelsluis aanlevert. Ondanks deze omslachtige operatie, denkt de ontwerper niet dat de kosten voor het operen van de gelsluis ruim uitkomen boven die van een traditionele sluis. ‘De ordegrootte van de kosten is vergelijkbaar.’

Zoetwaterverlies

Behalve de minder lange wachttijden, ziet De Gijt nog een voordeel van de gelsluis. ‘Als hij wordt toegepast op de overgang van zoet naar zout water, is er veel minder zoetwaterverlies dan bij een reguliere sluis.’ In droge zomers wordt de zoetwatervoorziening bemoeilijkt door het binnendringen van zout zeewater in de rivieren. Vooral voor de landbouwgewassen is dit een groot probleem.

De grote afmetingen zorgen uiteraard voor het grootste nadeel, geeft ook de Gijt toe. ‘We moeten nog aan een aantal dingen sleutelen, waaronder de helling, om te kijken of we het kleiner kunnen maken.’

Nu de werking op labschaal is gebleken, willen de betrokkenen een stapje verder gaan. ‘We willen nu een grotere proef, het liefst op locatie. We zijn hierover inmiddels met verschillende partijen in

gesprek. Dat is nog in een pril stadium, maar we hebben goede hoop. Er liggen voor verschillende sectoren fantastische kansen om hun innovatieve kracht te tonen, niet alleen voor de waterbouw, maar ook voor de chemie in het produceren van de gel’, aldus De Gijt.

Erkenning van buitenaf is er ook al. De drie Rotterdamse afstudeerders wonnen met hun ontwerp de Vitae Talent Award 2011.