Het vernieuwde vliegtuig van het KBIN
Een nieuwe “take‐off” voor het Belgische programma ter observatie van de Noordzee vanuit de lucht 5 februari 2013
Geschiedenis In 1990 startte de Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee, departement van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (BMM‐KBIN, Federaal Wetenschapsbeleid) met de observatie van de Noordzee vanuit de lucht. Dit initiatief werd toen door alle Noordzeelanden samen genomen, om het hoofd te bieden aan de illegale olielozingen, die onaanvaardbaar hoog waren. De hoofdopdracht van het Belgische toezichtsvliegtuig was dus van in het begin de opsporing en vaststelling van illegale zeevervuiling door schepen. Voor de praktische organisatie van dit luchttoezicht werkte de BMM toen samen met het Ministerie van Defensie. Jarenlang gebeurde dit samen met de School voor het Licht Vliegwezen in Brasschaat van de Belgische Landmacht, die piloten leverde en ook verkenningsvliegtuigen (Type: Britten Norman Islander). Hiermee werden op regelmatige basis controlevluchten georganiseerd boven zee. In 1991 werd één van deze militaire verkenningsvliegtuigen, de BN02, uitgerust met speciale sensoren voor de detectie en observatie van olielozingen: een radar, een UV‐camera, een IR‐camera en een videocamera. In 2004 werden de verkenningsvliegtuigen van Defensie uit omloop genomen en werd het vliegtuig BN02 overgedragen aan het KBIN. Het werd daarbij omgevormd naar “burgerlijke status”, en kreeg ook een nieuwe naam: OO‐MMM. Maar ook na 2004 bleef de BMM nauw samenwerken met Defensie: zij leveren nog steeds de piloten voor het luchttoezicht. Bovendien zorgt Defensie, gezien vliegen boven zee niet zonder risico is, voor de professionele veiligheidsuitrusting en de veiligheidstrainingen. Ondertussen heeft het toezichtsvliegtuig van de BMM er al meer dan 9000 vlieguren opzitten, maar blijft het volledig technisch betrouwbaar. Na 20 jaar luchttoezicht drong een vernieuwing van de apparatuur zich op. Het voorbije jaar 2012 werd het vliegtuig zo uitgerust met een gloednieuw, volledig geïntegreerd radar‐teledetectiesysteem. Voor de financiering hiervan werd beroep gedaan op de Nationale Loterij die omwille van het maatschappelijke belang van een goed beheerd marien milieu, mee aan boord stapte van dit project en een budget van 900.000 euro ter beschikking stelde.
De taken van het luchttoezicht Gedurende de laatste 20 jaar zijn de taken van luchttoezicht enorm uitgebreid. De kerntaak blijft nog steeds de opsporing en vaststelling van illegale zeeverontreiniging door schepen. Maar waar vroeger heel vaak grote illegale olielozingen werden geobserveerd, merken we nu een sterke verschuiving naar kleinere olielozingen, en meer lozingen van chemische stoffen. Dit is een complexe materie die continue opvolging vereist, maar waar de BMM al ruime ervaring in heeft opgebouwd. En wat de toekomst brengt? De eerste testvluchten om luchtvervuiling van schepen te meten, zijn ondertussen gepland. Een belangrijke nevenopdracht voor het vliegtuig op het gebied van zeeverontreiniging is ook het leveren van bijstand vanuit de lucht tijdens de bestrijding van accidentele olievervuiling op zee, na een scheepsongeval. Het werd al snel duidelijk dat een speciaal uitgerust vliegtuig, bemand met BMM‐ operatoren getraind in luchttoezicht en zeewetenschappen, veel meer kon bieden en andere opdrachten boven zee kon uitvoeren.
Daarom voert de BMM in opdracht van de Vlaamse Dienst voor Zeevisserij, al meerdere jaren controle op visserijactiviteiten uit. Andere taken voor het toezichtsvliegtuig zijn de opvolging van de zand‐ en grindwinningsactiviteiten en de observatie van scheepsactiviteiten in samenwerking met Scheepvaartpolitie. Ook de opvolging van specifieke milieuvoorwaarden gekoppeld aan de windmolenparken en aquacultuurzones in zee, behoort nu tot de opdrachten van ons vliegtuig. Ten slotte worden ook steeds vaker wetenschappelijke fenomenen vanuit de lucht bestudeerd: tellingen van bruinvissen en zeehonden, observaties van algenbloei, zeefronten of zandbanken. Op internationaal vlak neemt het vliegtuig jaarlijks deel aan een aantal oefeningen en opdrachten in een samenwerkingskader met andere Noordzeelanden en de Europese Unie, genaamd het Bonn Akkoord. Zo zijn er internationale oefeningen waarbij olievlekken en de bestrijding ervan gesimuleerd worden en waarbij het begeleiden van bestrijdingseenheden vanuit de lucht kan worden geoefend. Het vliegtuig neemt ook regelmatig deel aan internationale, grootschalige luchttoezichtsoperaties boven drukke scheepvaartroutes (CEPCO‐operaties) en draagt jaarlijks zijn steentje bij aan de internationale controle van de offshore boorplatformen in het centrale deel van de Noordzee (Tour d’Horizon‐operaties).
De resultaten van 20 jaar observaties boven zee
Aangezien de BMM al 20 jaar observatievluchten uitvoert boven zee, werd een uitgebreide databank van observaties van olieverontreinigingen opgebouwd. Na statistische analyse van deze gegevens is gebleken dat het aantal waargenomen gevallen van olieverontreinigingen de laatste 20 jaar sterk gedaald is. De talrijke beleidsmaatregelen op nationaal en internationaal niveau, waaronder de ontradende controlevluchten, hebben dus een duidelijk effect op zee. Bij een diepere analyse van de jarenlange gegevens door de BMM, viel al snel op dat deze daling niet hetzelfde was voor het aantal lozingen per jaar, de totale verontreinigde oppervlakte en het totaal verontreinigde volume, en niet zozeer continu maar eerder stapsgewijs over de jaren heen. Twee cruciale beleidsmaatregelen hebben voor de meest zichtbare impact op het terrein gezorgd. Zo werd in 1999 de Noordzee door de Internationale Maritieme Organisatie erkend als ‘Special Area’ voor olielozingen door schepen, waardoor van dan af de strengste internationale lozingsnormen gelden. Hierdoor verminderde het aantal verontreinigingen en ook de verontreinigde oppervlakte na 1999 plots met de helft. Het totale volume van de waargenomen olie daalde ook na 1999, maar minder opvallend. Een tweede belangrijke beleidsmaatregel was de goedkeuring van de Europese Havenontvangstrichtlijn, die pas ten volle in de Europese havens uitgewerkt was rond 2004‐2005. Vanaf dan werden alle zeeschepen verplicht om hun olieafvalresten af te zetten in Europese aanloophavens, waardoor het voor schepen wel erg moeilijk werd om nog grote olievolumes illegaal in zee te lozen. De BMM heeft aangetoond dat deze beleidsmaatregel een duidelijke invloed had op olieverontreinigingen met een groot volume. In de periode na 2004‐2005 zijn de jaarlijks waargenomen olievolumes immers significant gedaald met bijna 90 %.
Figuur 1: Evolutie van het aantal geobserveerde operationele olieverontreinigingen per vlieguur van 1991 tot 2012. Voor de jaren 1991, 2005 en 2006 zijn geen volledige gevens beschikbaar.
In 2012 heeft de BMM 176 vlieguren besteed aan luchttoezicht boven de Noordzee in het kader van de Belgische Kustwacht. Hiervan werden 114 vlieguren specifiek gebruikt voor het toezicht op vervuiling op zee en langs de Belgische kust. Tijdens deze nationale toezichtsvluchten werden 11 vervuilingen waargenomen: 5 operationele olievervuilingen (waarvan 4 in Belgische wateren en 1 in naburige Britse wateren), 1 vermoedelijk illegale chemische lozing, 2 vervuilingen van ongekende aard, maar vermoedelijk chemisch of plantaardig van oorsprong, 3 (legale) lozingen van plantaardige olie (1x) en chemicaliën (Marpol Bijlage 2, Cat Y stoffen) (2x). Het verband tussen een illegale vervuiling en een lozend schip werd 2 keer gelegd. Het eerste geval betrof een minerale olielozing in Belgische wateren door een Belgisch vaartuig. De vaststelling werd onmiddellijk gerapporteerd aan de bevoegde diensten en een proces‐ verbaal werd opgesteld en overmaakt aan het Parket. Het tweede geval betrof een verdachte Marpol annex II lozing van een chemische stof in Belgische wateren, afkomstig van een Maltese chemicaliëntanker. Onmiddellijk na de observatie werd een havenonderzoek in de volgende aanloophaven in Nederland aangevraagd. Met de bevindingen van dit onderzoek stelde de BMM een proces‐verbaal van vaststelling op ten laste van de chemicaliëntanker dat vervolgens werd overgemaakt aan het bevoegde Parket. Tenslotte werden tijdens de transit, de opstijgings‐ en landingsprocedures 3 olievervuilingen waargenomen in de haven van Antwerpen en 1 in de haven van Zeebrugge; deze werden telkens ter opvolging gerapporteerd aan de Scheepvaartpolitie.
Figuur 2: Evolutie van het jaarlijks aantal waargenomen olieverontreinigingen van 1991 tot 2012. Voor de jaren 1991, 2005 en 2006 zijn geen volledige gevens beschikbaar.
Sinds 1991 kwam het vliegtuig ook 20 keer succesvol tussen bij scheepvaartongevallen met (risico voor) zeeverontreiniging. Hierbij werd telkens vanuit de lucht een evaluatie gemaakt van de ernst van de accidentele verontreiniging en de bedreiging voor de kust. Het vliegtuig moest ook meermaals vanuit de lucht bestrijdingsschepen naar de grotere delen van olievlekken begeleiden. Zo werd het vliegtuig ingezet tijdens de scheepsongevallen met de ‘British Trent’ in 1993, de aanvaring tussen de ‘Carina’ en de ‘Samia’ in 1995, de stranding van de ‘Heinrich Behrman’ in 2001 en het ongeluk met de ‘Tricolor’ in 2002‐2003. Voor dit laatste incident werden over een periode van meer dan een jaar, meer dan 50 accidentele olievlekken waargenomen.
Modellering, een perfecte aanvulling van het luchttoezicht Modellering zit diep verweven in de fundamenten van de BMM: we gebruiken mathematische modellen voor de voorspelling van tal van variabelen: golfhoogte, stromingen, temperatuur, saliniteit, ... Daarnaast heeft de BMM ook modellen ontwikkeld voor de opvolging van oppervlaktevervuiling of andere drijvende objecten. Dit driftmodel wordt operationeel gebruikt in geval van incidenten op zee. Bij modellering van olieverontreinigingen wordt het traject van de verontreiniging gesimuleerd. Omdat olie op de oppervlakte drijft, is het traject onderhevig aan wind en stroming, en afhankelijk van de dikte van de laag. Er kan zowel in de toekomst (forecast) als in het verleden (backtrack) gemodelleerd worden. De voorspelling kan gebruikt worden om de mogelijke impact van een olievlek en de bedreiging voor de kust te bepalen, de backtracking kan gebruikt worden om te achterhalen wat (of wie) de oorsprong van de vervuiling was. Recent werd een internettoepassing van het driftmodel ontwikkeld: zo kunnen de operatoren van de BMM en de Kustwachtcentrale, dag en nacht een simulatie van de verontreiniging uitvoeren om een incident op zee te evalueren. Dit levert informatie op, om het risico voor het stranden van de olie in te schatten, of om de olievervuiling bij bestrijdingsoperaties exact te lokaliseren.
Figuur 3: Voorbeeld van een drift model
In het verleden is herhaaldelijk aangetoond dat de observaties vanuit het vliegtuig, aangevuld met een simulatie die het afdrijven en gedrag van een zeevervuiling over meerdere dagen kan voorspellen, tot cruciale informatie leidt voor de Belgische autoriteiten om de ernst van een incident in te schatten en de correcte beslissingen over de aanpak ervan te kunnen nemen.
BMM als Kustwachtpartner België heeft in tegenstelling tot sommige andere landen geen centrale ‘Kustwacht’ als aparte dienst, maar veeleer een overkoepelende Kustwachtstructuur opgebouwd uit 17 verschillende Vlaamse en federale overheidsdiensten. Het Federale Wetenschapsbeleid, en dus ook de BMM, is één van die Kustwachtpartners en heeft als voornaamste taken, naast het toezicht vanuit de lucht, het verlenen van wetenschappelijk en milieuadvies bij noodplanning op zee en bij een reëel incident, het wetenschappelijk monitoren van de impact van een milieunoodgeval op zee, het goedkeuren van het gebruik van chemische bestrijdingsmiddelen, het verlenen van expertenadvies in de vervolging van vervuilers, de milieubeoordeling van en toezicht op vergunningsplichtige activiteiten op zee, het ter beschikking stellen van operationele mathematische modellen, enz. Sinds de oprichting van de Belgische kustwachtstructuur heeft de BMM zich akkoord verklaard om waarnemingen van allerhande activiteiten of fenomenen op zee die van belang kunnen zijn voor andere overheidsdiensten, dadelijk en systematisch te rapporteren via de Kustwachtcentrale, zelfs indien het waarnemingen zijn die niet onmiddellijk iets met de bevoegdheden of taken van de BMM te maken hebben. Op die manier raakt de BMM meer en meer verweven in deze overkoepelende structuur en werken we steeds beter samen met andere op zee bevoegde overheidsdiensten (Scheepvaartpolitie, Defensie, Douane, federale Milieudiensten, Vlaamse Dienst voor Zeevisserij, Maritiem Reddings‐ en Coordinatie Centrum). Zo kunnen we de Belgische zeegebieden efficiënter beheren en beter beschermen.
Technische kenmerken van de vernieuwing 1.Teledetectiesysteem Het voormalige sensor‐ of teledetectiesysteem aan boord van ons vliegtuig heeft na 20 jaar intensief gebruik meer dan haar dienst bewezen. De Side Looking Airborne Radar (SLAR) die essentieel is voor detectie van zeeverontreinigingen, was dan ook dringend aan vervanging toe. Ook de andere sensoren, de infrarood, ultraviolet en videocamera, waren niet meer aangepast aan deze (digitale) tijd. Afgezien van de SLAR‐antennes werd het volledige teledetectiesysteem daarom vernieuwd door de firma OPTIMARE uit Duitsland. Het nieuwe teledetectiesysteem integreert de bediening, visualisatie, en dataopslag van de verschillende sensoren in één controle‐eenheid, een zeer performante computer met een gespecialiseerd softwarepakket, genaamd MEDUSA. In dit MEDUSA‐systeem worden de SLAR, een AIS‐ontvanger (Automatic Identifcation System voor schepen), een videocamera, een digitaal fototoestel en een infraroodcamera samengebracht. Het is perfect mogelijk om in de toekomst nieuwe sensoren te integreren zoals een ‘sniffer’‐sensor (die zwavelemissies door schepen kan “ruiken”) of een FLIR‐nachtcamera. Daarnaast wordt de controle‐eenheid ook gebruikt voor het weergeven van een digitale nautische kaart met AIS‐gegevens zodat de positie en identiteit van schepen op de kaart kan weergegeven worden van op een afstand van 60 km. Dit is een technologische ontwikkeling die niet alleen de veiligheid op zee verhoogt, maar ook ons overzicht bij de controletaken op zee merkbaar verbetert. Verder kunnen de communicaties met schepen via Marine VHF of SATcom nu ook digitaal opgenomen worden, wat de bewijsvoering tegen illegale vervuilers alleen maar ten goede komt. MEDUSA maakt gebruik van de moderne luchtvaartinstrumenten die in een volledig vernieuwde cockpit werden ingebouwd, om ondermeer de locatie, snelheid, en hoogte van het vliegtuig, en de windsnelheid te bepalen.
Figuur 4: Integratie van de visualisatie en bediening van sensorbeelden
Het teledetectiesysteem is uitgerust met een nieuwe radar, de SLAR. De sensor zendt signalen uit, en vangt ze weer op na weerkaatsing op een object (schip) of het wateroppervlak. Hij kan ook de aanwezigheid van een olievlek opmerken want olie dempt de weerkaatsing van het signaal. De Deense firma TERMA zorgde voor de vernieuwing van de SLAR‐sensor. De nieuwe ‘Terma SLAR 9000 transceiver’ laat toe om bij normale weersomstandigheden op zee tot gemiddeld 20 km langs weerskanten van het vliegtuig olievlekken te detecteren. Bij ideale omstandigheden kunnen olievlekken tot op maximaal 80 km langs weerszijden nog detecteerbaar zijn.
Figuur 5: Foto (boven) en SLAR-beeld van gedetecteerde lozing.
2. Cockpit Ook de oude navigatie‐instrumenten in de cockpit van het vliegtuig moesten vervangen worden door een modernere versie. Hiervoor werd beroep gedaan op de expertise van de Belgische firma ASP Avionics. Er werden twee Garmin GTN650 GPS‐toestellen en een Garmin G600 flight display geïnstalleerd, nodig voor plaatsbepaling en vluchtroutering, alsook een geïntegreerde satelliettelefoon. De communicatie tussen het vliegtuig en de begane grond verloopt nu veel vlotter, wat de informatieoverdracht en reactietijd bij noodgevallen aanzienlijk zal verkorten. Daarnaast is het ook mogelijk om in vlucht weerinformatie van de route of de bestemming op te vragen. Verder werden er nog een aantal extra instrumenten voor verbetering van de vliegveiligheid toegevoegd zoals een Stormscope (voor de detectie van onweer) en een Traffic Avoidance System (voor detectie van andere vliegtuigen). Ten slotte werd voor de piloten vooraan nog een extra beeldscherm ingebouwd, zodat zij kunnen volgen wat de operatoren achteraan het vliegtuig op hun scherm zien. 3. Technische fiche 3.1. Vliegtuig Type: Britten Norman Islander Call sign: OO‐MMM Lengte: 10,9 m Vleugelwijdte: 14,02 m Hoogte: 3,77 m 2 motoren Lycoming (300 pk) Gemiddelde kruissnelheid: 120 knopen Autonomie: 5 uur 3.2. Radar Type: Terma SLAR 9000 Reikwijdte: 20/20 nm (normale optie) tot 40/40 nm (74 km) Resolutiecel op de grond: 35‐75 m Met geo‐referentie per pixel van het Flight Management System 3.3. IR‐sensor Type: FLIR A645 Resolutie: 650x480 pixels FOV lens: 45 ° 3.4. Videocamera Sony FDR‐FX7 Brandpuntafstand (35 mm equivalent): 37,4 ‐748 mm (16/9) 45,7‐914 mm (4/3) Maximale resolutie: 1080i Optische zoom: x20 3.5. GPS‐plaatsbepaling en Flight Management System Type GPS: Garmin GTN650 (x2) Type FMS: Garmin G600 Data‐export van lengtegraad, breedtegraad, koers, vliegsnelheid, windrichting, windsnelheid, tijd, datum, barometrische hoogte en vlieghoeken naar controle‐eenheid Ingebouwde Airband VHF radio Nauwkeurigheid: 1 m
3.6. Digitale camera Type: Nikon D300S met Nikon GP‐1 GPS‐ontvanger Lens: VR18‐200 mm 3.7. Controle‐eenheid Type: Optimare Medusa System Integratie en controle van sensoren en sensorbeelden Uitgerust met elektronische nautische kaart en Comar SLR200 AIS‐ontvanger
3.8. Radar altimeter Type: Bendix King KRA405B Data‐export van hoogte naar controle‐eenheid Nauwkeurigheid: 1 m
