Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Marine Litter Analysis Robot (concept)
1. Source:
Marine Litter Harvesting
- Project: Floating Horizon
- Dipl. Ing. Dipl. Des.
Ralph Schneider
2. Source:
Content
Research
Concept
Modeling
Imagine Next Step
Project Floating Horizon, 19.03.2012 2
3. Source:
Research
Project Floating Horizon, 19.03.2012 3
4. ElectricJellyfish pictures underwater photos.jpg (JPEG-Grafik, 1600x1200 Pixel) (2009). Online verfügbar unter http://thundafunda.com/33/underwater-animals-fish/ElectricJellyfish%20pictures%20underwater%20photos.jpg, zuletzt aktualisiert am 12.04.2009.
nationalgeographics (Hg.) (2010): verschmutzung-10512.jpg (JPEG-Grafik, 633x412 Pixel). Online verfügbar unter http://www.nationalgeographic.de/thumbnails/lightbox/12/05/01/verschmutzung-10512.jpg, zuletzt aktualisiert am 23.11.2010, zuletzt geprüft am 05.12.2010.
Stiv Wilson (2007): turtle_plasticbag_w800_edited4.JPG (JPEG-Grafik, 798x509 Pixel). Online verfügbar unter http://img.wendmag.com/uploads/turtle_plasticbag_w800_edited4.JPG, zuletzt aktualisiert am 30.06.2008, zuletzt geprüft am 24.11.2010.
Source: gda_world_map_small.jpg (JPEG-Grafik, 3754x2919 Pixel) (2008). Online verfügbar unter http://www.gebco.net/data_and_products/gebco_world_map/images/gda_world_map_small.jpg, zuletzt aktualisiert am 29.04.2008, zuletzt geprüft am 04.11.2010.
Focal point Ocean
70% of our planet
is covered with water
Habitat for 80%
of the global biosphere
Project Floating Horizon, 19.03.2012 4
5. Source: TheOilDrumm.com (2010): 5030425137_dc570fe90d.jpg. Online verfügbar unter http://farm5.static.flickr.com/4147/5030425137_dc570fe90d.jpg, zuletzt aktualisiert am 27.09.2010, zuletzt geprüft am 25.10.2010.
Focal point Ocean
_ Our Benefits from the Ocean:
_ Largest Co2 - Consumer: - 10 Gt. Co2 / a
_ Largest O2 - Producer: + 50%
_ Food Source
_ Climate regulator
_ Our Emissions cause:
_ Rising temperatures
_ Acidification
_ Waste Particles
_ Our Consumption causes:
_ Empty with live full with waste.
_ The Result:
_ 30% reduction of calcium carbonate based
plankton
_ 24% loss of marine biodiversity
Project Floating Horizon, 19.03.2012 5
6. Source:
Marine Debris in the history
Twenty Thousand Leagues
Under the Sea
by Jules Verne’s, 1870
Chapter 12 - The Sargasso Sea,
P.276:
Above us, huddled among the remnants of keels or undersides,
brown weeds, there floated bulwarks staved in and so
objects originating from all weighed down with seashells
over: tree trunks ripped from and barnacles, they couldn't rise
the Rocky Mountains or the to the surface of the ocean.
Andes and sent floating down www.feedbooks.com/book/182.pdf
the Amazon or the Mississippi,
numerous pieces of wreckage,
Project Floating Horizon, 19.03.2012 6
7. WWF (2010). WWF - Living Planet Report. Biodiversity, biocapacity and development, World Wide Fund of Nature, Gland, Switzerland, Online verfügbar unter http://assets.panda.org/downloads/lpr2010.pdf, zuletzt aktualisiert am
16.09.2010, zuletzt geprüft am 09.11.2010.
Source: TheOilDrumm.com (2010): 5030425137_dc570fe90d.jpg. Online verfügbar unter http://farm5.static.flickr.com/4147/5030425137_dc570fe90d.jpg, zuletzt aktualisiert am 27.09.2010, zuletzt geprüft am 25.10.2010.
We consume to much today and tomorrow
_ 2012:
_ 7 Billion humans
_ 140% consumption of earth
equivalent per year
_ 50% of it by the 7% global richest
_ 60% carbon based consumption
_ 2030:
_ 8,3 Billion humans
_ 50% more Energy
_ Urge for equal rights
_ How much will we reduce per
person?
_ Risk of over-compensation
Project Floating Horizon, 19.03.2012 7
8. cameraflyer (Hg.) (2009): plastic-patch.jpg (JPEG-Grafik, 553x369 Pixel). Online verfügbar unter http://hd2o.tv/flog/wp-content/uploads/2009/04/plastic-patch.jpg, zuletzt aktualisiert am 02.04.2009, zuletzt geprüft am 05.12.2010.
DeepSeaNews (2010): manta_tow_SEAPLEX.jpg. Online verfügbar unter http://deepseanews.com/wp-content/uploads/2010/08/Manta_tow_SEAPLEX.jpg, zuletzt aktualisiert am 09.08.2010, zuletzt geprüft am 11.11.2010.
Craig McClain (2010): article.jpeg (JPEG-Grafik, 370x255 Pixel). Herausgegeben von DeepSeaNews. Online verfügbar unter http://deepseanews.com/wp-content/uploads/2010/11/article.jpeg, zuletzt aktualisiert am 14.11.2010, zuletzt
Source: geprüft am 05.12.2010.
The face of 3 Million Tons of Waste
_ 80% of the waste is land based
_ „...6.4 million tons of marine litter each year“...
_ „...13,000 pieces ... on every square kilometer”
_ „...15% of this waste remains in the water, 70% seabed, 15% on the shore.”
_ 90% of the sustaining waste are polymers.
_ The majority of Plastics (LDPE, HDPE und Polystyrene) are lighter than water
and stay
_ at the surface.
_ Plastics pellets (nurdles) 3-5mm.
_ Deviation of scale:
_ 39% --- > 1 mm
Tsunami
_ 35% --- 1 - 0,5 mm
_ 17% --- 0,5 - 0,3 mm Waste?
_ 10% --- 0,3 - 0 mm
Project Floating Horizon, 19.03.2012 8
9. Greenpeace (Hg.) (2010): Doch kein Bohrstopp in der Tiefsee? Bundesregierung macht Rückzieher! - Greenpeace, Nachrichten zum Th ema Öl. Online verfügbar unter http://www.greenpeace.de/themen/oel/nachrichten/artikel/
doch_kein_bohrstopp_in_der_tiefsee_bundesregierung _macht_rueckzieher/, zuletzt geprüft am 20.11.2010.
SaidaOnline (2009): eating fi sh.jpg. Online verfügbar unter http://www.saidaonline.com/en/newsgfx/eating%20fi sh.jpg, zuletzt aktualisiert am 05.03.2009, zuletzt geprüft am 11.11.2010.
Source: bp_logo1.jpg (JPEG-Grafi k, 1248x1720 Pixel) - Skaliert (48%) (2008). Online verfügbar unter http://www.cartype.com/pics/1315/full/bp_logo1.jpg, zuletzt aktualisiert am 31.03.2008, zuletzt geprüft am 20.11.2010.
Waste -
Our daily-dose of damage
_ Animals & Biosphere
_ Humans
_ Value Chains
_ Brands
Project Floating Horizon, 19.03.2012 9
10. -lampe.jpg (JPEG-Grafik -lampe.jpg [Stand: 06. Dezember 2010].
Plastic To Oil Machine. Online verfügbar unter http://thecoolgadgets.com/blest-company-plastic-to-oil-machine-home-plastic-recycling-made-easy/, zuletzt geprüft am 15.11.2010
Source: Rosenkranz, Doris et al. (2000): Konsum. Soziologische, ökonomische und psychologische Perspektiven.Opladen: Leske + Budrich (= Lehrtexte Soziologie).
The circular economy is
a long way to go.
Project Floating Horizon, 19.03.2012 10
11. Source: http://www.marinelittersolutions.com/
What can be done?
Understand:
_ Research for Facts
Avoid:
_ Raising Awareness
_ Promoting best Policies
_ Spreading Knowledge
_ Preventing Pellet Losses
_ Operation Clean Sweep
_ Reduce the entry of new litter into the waterways.
_ Educate different behavior
Recover: Get rid of the waste that is & will be in the ocean.
_ Fresh water cleaning
_ Beach clean days.
_ Offshore – cleaning Waste Free Ocean (euPC)
Project Floating Horizon, 19.03.2012 11
14. Sea_morze_ fale_waves_Baltic.jpg (2006). Online verfügbar unter http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Sea_morze_ fale_waves_Baltic.jpg, zuletzt aktualisiert am 28.12.2006, zuletzt geprüft am 07.12.2010.
Seaplex (Hg.) (2009): avg-winds.png. Online verfügbar unter http://seaplex.files.wordpress.com/2009/07/avg-winds.png, zuletzt aktualisiert am 28.07.2009, zuletzt geprüft am 07.12.2010.
Source: IPRC Climate (Hg.) (2008): Tracking Ocean Debris. Online verfügbar unter http://5gyres.org/media/Tracking _Ocean_Debris_2008.pdf, zuletzt aktualisiert am 20.01.2009, zuletzt geprüft am 07.12.2010.
Solution Requirements (Excerpt)
Core-Targets: constant movement
_ 2.000.000 km2 surface coverage in a sufficient _ Cut and stab resistant (obstacles, ships or live
time. forms)
_ Avoid the damage to live-forms; Fishes, Animals,
Plankton, Humans. Wish - List:
_ Collect more waste than you produce. _ Generate work for people.
_ Positive energy calculation
Requirements:
_ Positive resource calculation
_ Fouling, settling
_ UV, salt water, temperature range, high waves and
Project Floating Horizon, 19.03.2012 25
15. National Instruments (Hg.) (2007): Testing Control Strategies on a Combine Harvester with NI LabVIEW Real-Time, PXI - Solutions - National Instruments. Online verfügbar unter http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-688, zuletzt aktualisiert am
01.01.2007, zuletzt geprüft am 05.12.2010.
Innecken (2010): Boje soll Ölteppiche eindämmen: Vierte Design-Auszeichnung für Absolvent der Hochschule Darmstadt. Online verfügbar unter http://idwf.eu/pages/de/news395446, zuletzt geprüft am 06.11.2010.
www.plasticseurope.com (2010)
Source: Abundant Seas Foundation (2010): pod PROJECT. Online verfügbar unter http://www.abundantseas.org/pod_project, zuletzt geprüft am 14.11.2010.
Benchmarking
KPIs:
_ Use of resources
_ Surface coverage
_ Robustness
Harvester Anti Oil pollution concept Plastic - Island Pelagic Pod
by Boris Innecken
Project Floating Horizon, 19.03.2012 26
16. SomnoMedix (Hg.) (1995): „MantaPNG.jpg (JPEG-Grafik, 2616x2048 Pixel) - Skaliert (41%)“. URL: http://www.rlshelp.org/MantaPNG.jpg [Stand: 02. Dezember 2010].
133. whaleshark_isla_contoy_070__1_.jpg (JPEG-Grafik, 1600x1200 Pixel) - Skaliert (70%) (2010). Online verfügbar unter http://www.cancunwhalesharktours.com/images/whaleshark_isla_contoy_070__1_.jpg, zuletzt aktualisiert am 19.05.2010, zuletzt
geprüft am 10.11.2010
Dan L.Perlman (2008): Humpback_whale_feeding_DP4106.jpg. Herausgegeben von EcoLibrary.org. Online verfügbar unter http://ecolibrary.org/images/full_image/Humpback_whale_feeding_DP4106.jpg, zuletzt aktualisiert am 03.04.2008, zuletzt
Source: geprüft am 02.12.2010.
Harvest Function
_ Collecting and filtering waste
_ Locomotion without additional Energy
_ Navigation & Communication
_ Prevention of damage to life forms
Project Floating Horizon, 19.03.2012 27
17. 454405.jpg (JPEG-Grafik, 1809x1295 Pixel) (2010). Online verfügbar unter http://cfnewsads.thomasnet.com/images/large/454/454405.jpg, zuletzt aktualisiert am 02.06.2010, zuletzt geprüft am 14.11.2010.
453166.jpg (JPEG-Grafik, 916x692 Pixel) (2010). Online verfügbar unter http://cfnewsads.thomasnet.com/images/large/453/453166.jpg, zuletzt aktualisiert am 02.06.2010, zuletzt geprüft am 14.11.2010.
12590DSC0149.jpg (JPEG-Grafik, 2048x1536 Pixel) (2009). Online verfügbar unter http://www.slickbar.com/ Images/12590DSC0149.jpg, zuletzt aktualisiert am 04.11.2009, zuletzt geprüft am 14.11.2010.
Wikimedia (2010): Pelagisches_Schleppnetz.jpg. Online verfügbar unter http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e5/Pelagisches_Schleppnetz.jpg, zuletzt aktualisiert am 15.03.2010, zuletzt geprüft am 18.11.2010.
Source: GyreCleanup (2010): manta-231.jpg. Online verfügbar unter http://www.gyrecleanup.org/wp-content/uploads/2010/05/manta-231.jpg, zuletzt aktualisiert am 19.06.2010, zuletzt geprüft am 13.11.2010.
Harvester - Functions
Collecting and Filtering
2015:
_ Net caskade
_ 01: 70 mm
Oil Skimmer
_ 02: 3 mm
_ 03: 0,5 mm
2030:
_ Hydrophilic net-caskade
_ Filter-gills
Trawl Net Plankton-Trawl-Net
Project Floating Horizon, 19.03.2012 28
18. http://www.mojosail.com/wp-content/uploads/2011/11/wave-glider-big.jpg
Liquid Robotics (2009): The New York Times > Science > Image > Harnessing Motion. Online verfügbar unter http://www.nytimes.com/imagepages/2009/02/23/science/24wave.ready.html, zuletzt geprüft am 06.11.2010.
Liquid Robotics (2010): BP‘s Mike Utsler and Liquid Robotics CEO Roger Hine. Online verfügbar unter http://www.flickr.com/photos/bpamerica/4929557734/sizes/o/, zuletzt geprüft am 06.11.2010.
Hans Hillewaert (2008): 20101015064422!Sepia_officinalis_(aquarium).jpg (JPEG-Grafik, 3408x2556 Pixel). Online verfügbar unter http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/archive/4/4b/20101015064422!Sepia_officinalis_(aquarium).jpg, zuletzt
Source: aktualisiert am 16.05.2008, zuletzt g eprüft am 04.12.2010.
Harvester Functions
Locomotion
U.S. Patent No.
7,371,136
Project Floating Horizon, 19.03.2012 29
20. National Marine Sanctuary Foundation (Hg.) (2008): HIWS_932-1489-08_2-12-06__working _whale_with_support_vessel.jpg (JPEG-Grafik, 2765x1703 Pixel).Online verfügbar unter http://nmsfocean.org/files/HIWS_932-1489-08_2-12-
Source: 06__working _whale_with_support_vessel.jp
Harvester - Functions
Service - Handling
Frequency: every 21 days.
Operations: take waste, cleaning, damage inspection
Demands: quick, secure, simple
Environment: wave heights 4 - 6 meter possible
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21. Source:
Harvester - Functions
Dimensions
Harvester Net:
_ Qty. of Collecting-Bots (per Year): 4000 _ Net 01: 7 cm (protection of larger live-
forms, hold large passive parts)
_ Skim depth: 1 meter
_ Net 02: 3 mm
_ Net width 7 meters
_ Net 03: 0,5 mm
_ Bunker capacity 20 kg > ca. 40 Liter
_ Speed: 2 km/h Service Infrastructure
_ Daily collecting hours: 16 h (inactive at _ QTY Harvester per Service-Ship: ~ 570
night)
_ Skimming width over all: 20 - 25 km Duration per service-interval: 30 minutes
_ Estimated live time per Unit: 1-2 years _ QTY Service-Ships: 7
_ QTY Mother-Ships & Habitat: 1
_ QTY workers per Ship: 2-3
_ Duration for surface coverage: 6 Jahre
_ Costs per Kilogram: 16 Euro
_ Costs per Year: 27 Million Euro
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