Om beter te begrijpen waar de plastic soep drijft, moet je onderzoek doen naar hoe het water zich op verschillende dieptes beweegt. Angeliki Laskari, onderzoeker Multiphase Systems bij de TU Delft bestudeert daarom de vloeistofdynamica, de kennis van de beweging en stroming van het water. Haar ultieme doel is om te helpen te voorspellen hoe plastic zich in het water verspreidt.
In het water dobberen grote stukken plastic rond, afkomstig van luchtbedden, tasjes en verpakkingsmateriaal. Onder het wateroppervlak valt het in piepkleine stukjes welhaast als sneeuwvlokjes naar beneden. Het gaat tussen de kleurrijke vissen, enorme schildpadden en zeekomkommers door naar de donkere bodem.
Dit plastic veroorzaakt grote overlast. Het vervuilt de zee en bedreigt het onderwaterleven. Vissen eten het en stikken erin of raken verstrikt in een stuk plastic. Golven en stromingen verspreiden het al snel over vele kilometers afstand. Je vindt het daardoor vrijwel overal. Soms drijft het op het water, een andere keer bereikt het de zeebodem.
Hoe kan het dat plastic op zoveel verschillende plekken terecht komt in het water? Dit heeft te maken met de zogeheten vloeistofdynamica, de kennis van de beweging en stroming van het water. Wetenschapper Angeliki Laskari van de faculteit ME van de TU Delft onderzoekt dit. "Ik probeer de bewegingen van water te begrijpen. Zodat we kunnen voorspellen hoe het plastic verspreidt."
Ik probeer de bewegingen van water te begrijpen. Zodat we kunnen voorspellen hoe het plastic verspreidt.
Gezonken plastic
Dat lijkt op het eerste gezicht eenvoudig. Een plastic zakje op het water zie je bijvoorbeeld zo drijven. Maar het is razend ingewikkeld. Want niks is eenvoudig te voorspellen op het water. Daar vind je niet alleen grote stukken plastic, zoals het zakje, maar ook micro-plastics. Piepkleine stukjes die het onderwaterleven verstoren. Het wordt meegenomen door golven, stromingen onder het wateroppervlak. “En ook de temperatuur en de aanwezigheid van bubbeltjes spelen een grote rol”, zegt Laskari.
Je moet daarom eerst een goede, fundamentele kennis hebben van hoe het water op allerlei dieptes beweegt en dan ook nog onder verschillende omstandigheden. Welk weer is het? Hoe warm is het op verschillende dieptes? Welke rol speelt turbulentie, de wervelingen onder water? “De wetenschap heeft al veel kennis verzameld, dus we hebben hier al wel ideeën over. Maar we zijn er nog niet. We moeten het nog beter begrijpen. Met name van de bewegingen onder het wateroppervlak. Dus bijvoorbeeld wanneer plastic is gezonken.”
Het ultieme doel is om te voorspellen waar het plastic terechtkomt. Wanneer bij Scheveningen een stuk verpakkingsmateriaal in de zee waait, dat je weet dat bepaalde delen in Den Helder en andere stukje in de buurt van Dover of misschien wel Boston komen.
Deeltjes in een pijp
In het lab van de faculteit ME doet Laskari veel experimenten. Ze maakt dan gebruik van een pijp waar niet alleen water in zit, maar ook bubbels en kleine deeltjes. “We willen weten hoe dit zich allemaal verplaatst onder verschillende omstandigheden. Als je er licht op schijnt dan zie je weinig door alle deeltjes. Daarom meten we wat er gebeurt met een ultrasound. Je kunt dit wel vergelijken met de technologie die gebruikt wordt om baby’s in de buik van de moeder in beeld te brengen. Met soortgelijke technologie brengen wij in beeld hoe alles zich verplaatst in de pijp.”
De interpretatie van deze beelden is echter lastig voor het blote oog. In het water beweegt alles voortdurend: allerlei deeltjes van verschillende formaten en ook nog luchtbelletjes. “We gebruiken daarom een algoritme, een rekenprogramma, dat nagaat hoe alles heeft bewogen. Zo kunnen we de snelheid, hoogte en concentratie van de deeltjes bekijken.”
Het ultieme doel is om te voorspellen waar het plastic terechtkomt. Wanneer bij Scheveningen een stuk verpakkingsmateriaal in de zee waait, dat je weet dat bepaalde delen in Den Helder en andere stukje in de buurt van Dover of misschien wel Boston komen. “Soms zien we heel veel deeltjes op een plek bij elkaar. Hoe komt dat toch? Ook dat willen we graag weten. Maar zover zijn we nog niet. Om een goede voorspelling te doen, moet je eerst begrijpen hoe al die bewegingen onder zee precies werken en hoe deeltjes daarop reageren.”
Spelen met water
Deze fundamentele kennis kan tot nog meer toepassingen leiden. Bijvoorbeeld voor drijvende zonnepanelen. “Ze worden op flexibele structuren geplaatst, zodat ze blijven drijven. Ik kijk ernaar hoe ze reageren op golven en hoe de stromingen eronder zijn. Ook hierbij willen we voorspellen hoe de zonnepanelen op het water onder verschillende weersomstandigheden reageren.”
Deze combinatie van fundamenteel onderzoek, naar hoe iets werkt, met praktische toepassingen spreekt Laskari het meest aan. “Het geeft me veel voldoening dat mijn werk maatschappelijk relevant is. Ik wil mijn steentje bijdragen aan iets dat de wereld beter maakt. Tegelijkertijd ben ik gefascineerd door hoe dingen precies werken. Daarom spreek ook de fundamentele kant mij aan.”
Dat Laskari met water werkt is geen toeval. Ze komt uit Griekenland, waar ze de zomers doorbracht op Serifos een van de vele eilanden die het land telt. “Overal was water. Mijn vader had een kleine boot, waar we vaak op vaarden. Ik was bijna elke dag aan het spelen in de buurt van de zee. Een van de redenen dat ik het geweldig vind om in Nederland te wonen is dat hier ook overal water is.”
Het onderwerp laat haar daarom maar niet los. “Het maakt me nog altijd nieuwsgierig. Water is nooit saai. Het verandert voortdurend. Dat maakt het zo lastig te voorspellen, want alles wat je erover wilt beweren moet je eerst heel goed bestuderen. Dat zorgt er juist voor dat het onderwerp me nog altijd bezighoudt.”
