Duizenden jaren lang waren zeilen de efficiëntste manier om schepen voort te sturen, tot een eeuw geleden, toen de scheepsmotor met schroef het roer overnam. Maar het zeil maakt een hypermoderne comeback. Een groeiende vloot van cruise- en vrachtschepen maakt gebruik van de wind voor voortstuwing.
Wind Assisted Ship Propulsion (WASP) is een verzamelnaam voor technieken waarbij de wind vijf tot vijftien procent aan brandstof bespaart – en soms kan de motor zelfs helemaal uit. Binnen het Europese Horizon-onderzoeksproject Optiwise onderzocht Niklas van Duinen, onderzoeker en projectmanager Human Factors bij MARIN, het Solid Sail-systeem.
‘Dat bestaat uit flexibele panelen die de wind vangen’, vertelt Van Duinen. De Franse scheepswerf Chantiers d’Atlantique ontwikkelde het systeem. Iedere eenheid bestaat uit een mast en twee zeilen, op een onderstel dat 360 graden kan draaien en kan kantelen zodat het schip onder een brug door kan varen.
Cruiseschip en simulator
Drie van zulke eenheden worden geïnstalleerd op het cruiseschip *Orient Express*, dat onder meer op de Middellandse Zee zal varen. Van Duinen: ‘Voor een dergelijk ontwerp onderzochten we het effect van het toevoegen van het systeem op operationele veranderingen aan boord. Denk hierbij aan veiligheid, training, procedures, effectiviteit van het systeem, besluitvorming, situationeel bewustzijn en het niveau van automatisering.’ Voor praktijkervaring lieten twee kapiteins virtueel “zeilen” in MARIN’s Seven Oceans Simulator Centre, in de grote kantelbare Large Motion Simulator. ‘In het begin was varen wat onwennig. Eerst gingen ze vol gas van A naar B, maar geleidelijk kregen ze meer gevoel voor het zeilen en planden ze hun routes zo dat ze meer brandstof konden besparen.’ Tijdens deze simulaties gebruikten onderzoekers observaties en eye-tracking om te zien hoe operators informatie gebruikten bij het nemen van beslissingen.
Human Factors en gebruiksvriendelijkheid
Een belangrijk onderdeel van het onderzoek was de gebruikersinterface waarmee de bemanning de zeilen kan bedienen en kiezen tussen automatische of handmatige instellingen. ‘De oorspronkelijke interface was heel technisch en gaf veel informatie, wat het niet erg overzichtelijk of intuïtief maakte,’ zegt Van Duinen. ‘Met een mensgerichte ontwerpmethodiek onderzochten we welke informatie echt belangrijk is voor de operator en hoe je die het beste kunt presenteren. Wij ontwikkelden een vereenvoudigde versie, met nadruk op de belangrijkste informatie.’ Windvoortstuwing verandert de vaarwijze ingrijpend – van reisvoorbereiding en windgestuurde route-aanpassingen tot duidelijke procedures om veiligheid en efficiëntie te borgen. Automatisering met handmatige opties zorgt ervoor dat de bemanning de controle behoudt.
Ervaring en toekomst
Binnen het Optiwise-project testte MARIN ook andere ontwerpen, zoals het Ocean Wings-systeem (met dubbele verticale panelen) en de Flettner-rotor van het Britse Anemoi – een draaiende verticale buis die voortstuwing dwars op de windrichting oplevert dankzij het aerodynamische Magnus-effect. Volgens de klimaatdoelen van de Internationale Maritieme Organisatie (IMO) moet in 2050 de netto-uitstoot van de scheepvaart nul zijn. Om dat te bereiken zijn naast betere interfaces ook ondersteunende maatregelen nodig, zoals aangepaste routeplanners en regelgeving. ‘Op drukke zeeën als de Noordzee varen schepen in een verkeersscheidingsstelsel, vergelijkbaar met rijbanen op een snelweg,’ zegt Van Duinen. ‘Kun je die zeilend ook gebruiken? En hoe dan?’ Antwoorden op zulke vragen zijn nodig, nu WASP de wind in de zeilen krijgt.