In IJmuiden bouwt aannemersconsortium OpenIJ in opdracht van Rijkswaterstaat aan de grootste zeesluis ter wereld. In opdracht van OpenIJ realiseert Bosch Rexroth de aandrijftechniek voor de enorme sluisdeuren. Samen met de aandrijvingen van de 32 nivelleerschuiven in de sluisdeuren en de speciaal hiervoor ontwikkelde cilinders maakt dit een aandrijfproject van een uniek formaat.
Om ruimte te bieden aan steeds groter wordende zeeschepen wordt sinds 2016 in IJmuiden gewerkt aan de bouw van de grootste zeesluis ter wereld. De nieuwe sluis wordt 500 meter lang, 70 meter breed en 18 meter diep. Het project is een samenwerkingsverband van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, de provincie Noord-Holland, de gemeente Amsterdam, Port of Amsterdam en de gemeente Velsen. Aannemersconsortium OpenIJ bouwt de nieuwe zeesluis in opdracht van Rijkswaterstaat. Naar verwachting wordt de sluis begin 2022 in gebruik genomen.
Slim luciferdoosje
Rijkswaterstaat heeft dit DBFM-project gegund aan het aannemersconsortium OpenIJ, bestaande uit BAM-PGGM, VolkerWessels en DIF. Voor de ontwikkeling en de realisatie van de aandrijftechniek heeft het aannemersconsortium Bosch Rexroth ingeschakeld. “Eigenlijk is het alsof we een olifant in een luciferdoosje stoppen. Een slim luciferdoosje welteverstaan. We hebben namelijk een aandrijving ontwikkeld waarbij de deuren in een relatief zeer beperkte ruimte worden aangedreven door hydromotoren die een bijzonder groot koppel aankunnen.”
6800 ton per deur
Aan het woord is Patrick Hendriks, als Manager Sales Industrial Applications bij Bosch Rexroth nauw betrokken bij het project. Hij legt uit wat de sluis in IJmuiden op aandrijfgebied zo indrukwekkend maakt. “Elke sluisdeur wordt hydraulisch in beweging gezet met zogeheten bonkelaars in een bovenrolwagen. De bonkelaars grijpen in op een stalen pennenbaan in de kade. Zo’n bovenrolwagen komt bij roldeuren natuurlijk wel vaker voor, maar hier in IJmuiden zit de aandrijfeenheid op de wagen zelf. Dat bespaart ruimte, omdat we hydromotoren hebben toegepast. Die zijn immers een stuk compacter dan elektromotoren met tandwielkastoverbrengingen.”
Inclusief het gewicht van het water verplaatst de aandrijving straks zo’n 6800 ton per deur. Daarvoor maakt Bosch Rexroth gebruik van zes hydromotoren per deur, die de deur gecontroleerd openduwen en dichttrekken. Daarnaast levert het Boxtelse bedrijf ook de hydraulische aggregaten in de bovenrolwagen, het leidingwerk tussen de aggregaten en de hydromotoren en de aandrijftechniek voor de reservedeur inclusief aandrijvingen van de 16 nivelleerschuiven in deze reserve sluisdeur.
“Het is alsof we een olifant in een luciferdoosje stoppen”
Nivelleren op de juiste snelheid
Ook de nivelleerschuiven in de sluisdeuren – zestien per deur – vroegen om de combinatie van kracht en intelligentie. Voor het nivelleren van het water werken de meeste sluizen immers met omloopriolen, maar voor de zeesluis in IJmuiden is gekozen voor nivelleerschuiven in de sluisdeuren. Ook weer een ruimtebesparend concept, dat daarnaast aanzienlijk scheelt in bouwtijd en kosten. Marcel van den Hurk, Application Engineer bij Bosch Rexroth, legt uit wat dat voor de aandrijftechniek betekent: “Hierbij moeten we rekening houden met een bijzonder effect. Bij de vermenging van grote hoeveelheden zout en zoet water komen op bepaalde snelheden namelijk enorme stromingskrachten vrij. Die hebben natuurlijk een groot effect op de troskrachten, iets wat de schepen in de sluis niet kunnen hebben. De nivelleersnelheid van de nivelleerschuiven is dus van groot belang, waarbij we ook moeten voorkomen dat er een stickslipeffect ontstaat.” Met complexe simulatietechniek hebben Van den Hurk en zijn collega’s heel exact het juiste gedrag kunnen bepalen. Een aandrijfsysteem met per deur (onder andere) zestien pompen en zestien cilinders gaat ervoor zorgen dat de schuiven op de juiste snelheid open en dicht gaan. Van den Hurk: “Hiervoor werken we met aangepaste cilinderdiameters, specifieke olievolumes en nauwkeurig berekende smoringen, waardoor de drukwisseling gedempt wordt. Het is een techniek die we wel vaker toepassen, maar bij nivelleerschuiven gebeurt dit nog niet. Zeker niet met zulke enorme krachten.”
Veiligheid
Naast kracht levert Bosch Rexroth dus ook de nodige intelligentie voor de sluis. Een belangrijk aspect daarbij is veiligheid: de deuren moeten bij een noodstop direct tot stilstand komen. Bovendien mogen ze niet onverwachts open of dicht gaan. En ook de beschikbaarheid van de aandrijving is van belang. “Daarom hebben we tal van sensoren in het systeem toegepast”, aldus Hendriks. “Van beweging tot en met oliekwaliteit en lekolie: alles wordt nauwlettend gemonitord. Daarmee is OpenIJ in alle opzichten een aandrijfproject van formaat.”
In cijfers
Aantal sluisdeuren: 3 (waarvan 1 reserve)
Gewicht per sluisdeur: 2400 ton
Afmetingen sluisdeuren: 72 x 24 x 11 meter
Aantal nivelleerschuiven: 48 in totaal, 16 per deur
Afmetingen nivelleerschuiven: 3 x 3 meter
Totale verplaatsbare massa
(deuren inclusief water): 6800 ton
Openings-/sluitingstijd: 4,5 minuten
Gepland onderhoud: 70 uur per jaar
Ongepland onderhoud: 18 uur per jaar
Duur deurwissel: 24 uur (maximaal)
Per sluisdeur, ten behoeve van aandrijving sluisdeur: 6 hydromotoren (35200 cc/omw)
V = 2 x 1700 L
P = 6 x 110 kW
Q = 6 x 323 l/min
p = 180 bar
Per sluisdeur, ten behoeve van het nivelleren: 16 cilinders (Ø220- Ø140-3100)
V = 4 x 500 L
P = 16 x 4 kW
Q= 16 x 15 l/min
p = 100 bar
