Zelfreinigende Bermpaal

Historie

In de zomer van het jaar 2000 reed ik met prachtig weer over de N99 vanuit Den Helder richting Amsterdam. Ter hoogte van het Amstelmeer stond rechts van de weg een voertuig van Rijkswaterstaat met waarschuwingslichten en draaiende motor. De boodschap was vaart te minderen. Inmiddels bevond ik me in een file. Iets verderop stond een identiek voertuig, zodat ik de indruk kreeg dat er wel iets ernstigs moest zijn gebeurd. Na ongeveer 300 meter ontwaarde ik weer een voertuig van Rijkswaterstaat en pal daarachter:
Een man in overall, gewapend met emmer en borstel die voorover gebogen bermpaal 111,8 stond te reinigen. Na deze klus ging hij te voet (50 meter) op naar bermpaal 111,7.
Ik wist niet wat ik zag: 4 man, 3 voertuigen en een tempo van schattend 3 km. per uur die dit bermpaalreinigingscomité maximaal kon halen!

De volgende dag heb ik contact gezocht met Rijkswaterstaat en heb drie vragen gesteld:
1.) Hoeveel bermpalen staan er in Nederland?
2.) Hoe vaak worden ze gereinigd?
3.) Wat kost dit?
De antwoorden luidden:
1.) 5 miljoen
2.) Gemiddeld 6 x per jaar
3.) 100 miljoen gulden

Andere nadelen die naar voren kwamen waren de filevorming, de ARBO-omstandigheden voor de wegwerkers en de kwaliteit van de reflectie. Deze informatie heeft me niet meer losgelaten en ik begreep dat er heel wat nadelen kleefden aan deze methodiek. Er was veel te winnen als er een goede reinigingsmethode zou worden bedacht.

Aanpak

Met Peter Tol van Syntens zijn de eerste uitgangspunten vastgesteld:
Om te reinigen is een bepaalde kracht nodig.
De reiniging betreft uitsluitend de reflector(en).

(Langs de A-wegen staan -overigens tot mijn grote verbazing- geen witte bermpalen. Uitsluitend op de op- en afritten zijn ze wit.)

Door mijn zoektocht naar een effectieve reinigingsmethode viel mij na een paar maanden op dat een smoezelig hekwerk langs een rijbaan op een viaduct in Den Helder schoon was op de plekken waar vegetatie door de wind langs het hek zwiept! Achteraf heb ik uitgerekend dat ik die plek, die ligt tussen mijn woon- en werkplek, minstens 40.000 keer ben gepasseerd zonder dat mij iets opviel!
Naderhand zag ik dat dit effect ook op de onderzijde van de bermpalen was te zien door zwiepende grassprietjes.

Met dit idee heb ik wat prototypes gebouwd  met zwiepende tuitenragers (lange, smalle borstels), en contact gezocht met Stan Spangenberg van IDP te Amsterdam.
Stan heeft in het basisconcept de rij(wind) als energiebron aangehouden. Hij besloot om de wind middels een kleine Savonius-rotor (de bekende drie draaiende halve bolletjes) en een overbrenging (1:3000) een opwindveer te laten spannen waarvan de vrijgekomen energie de twee (voorzijde + achterzijde) roterende borstels eenmaal omlaag en eenmaal omhoog langs de verticale bermpaalreflector zou bewegen.

De bouw van dit prototype werd ter hand genomen door Robert Blom uit Breezand, die dit project indiende als afstudeeropdracht voor zijn opleiding als werktuigbouwkundig ingenieur aan de Hogeschool te Alkmaar. Met mooie cijfers ( 2 keer een 9!) is Robert geslaagd.

Inmiddels was er octrooi aangevraagd en contact gelegd met het Innovatie Test Centrum van Rijkswaterstaat te Delft o.l.v. Marielle van Dijk.
Rijkswaterstaat is enthousiast over de mogelijkheden van de te ontwikkelen zelfreinigende bermpaal. Naast de flinke kostenbesparing is met name de veiligheid van de wegwerkers en het verkeer een nog belangrijker aspect.  
Er was echter geen  informatie beschikbaar over het windaanbod ter plaatse van de bermpaal niet beschikbaar was ( omdat er wordt op 10 meter hoogte gemeten boven open veld)
In samenwerking met het ITC zijn er in 2003 (?) windmetingen verricht op drie plaatsen langs de N9 (Alkmaar - Den Helder). Hiertoe heeft IDP drie van fietscomputertjes voorziene Savioiusrotoren gebouwd. Na een paar maanden bleek dat er gemiddeld een rotatie per seconde plaatsvond. Omgerekend betekende dit dat we konden garanderen dat er minimaal een maal per week en maximaal een maal per dag kon worden gereinigd. Dit zou betekenen dat de reflectiecapaciteit behoorlijk zou verbeteren.

Vervolgens werd de maakindustrie benaderd om een kleine serie te produceren. De eis was dat de zelfreinigende bermpaal 10 jaar lang zonder onderhoud zou moeten functioneren.
Hiertoe bleek niemand in staat; de combinatie van tandwielen, opwindveer en de het grote aantal onderdelen (81) zou volgens de deskundigen niet leiden tot een lange en storingsvrije levensduur van de zelfreinigende bermpaal.

Herzien prototype

Na deze teleurstellende conclusie restte niets anders dan dit concept op te geven en nieuwe wegen te vinden voor de oplossing.
Het was wederom Peter Tol die mij in contact bracht met Innovative Partneres te Wormer. Een bedrijf dat je helpt om buiten kaders te denken. Er werden twee sessies belegd waarin de schone bermpaal vanuit diverse invalshoeken werd belicht. Het meest opmerkelijke tijdens deze sessies was de ontdekking dat de vorm zoals wij de bermpaalreflector kennen ( 180 x 40 mm ) nergens als norm is vastgelegd. Er bleek uitsluitend een minimaal oppervlak te zijn  vereist van 4000 mm2 per reflector!

De oplossing kwam een paar weken na de tweede sessie. Om 03.00 uur werd ik wakker met het beeld van een ronde bermpaalreflector met daar omheen een schoepenring met naar binnen gerichte borstelhaartjes! Er waren nog maar twee onderdelen van de 81 overgebleven en het ontwerp was mooi door zijn eenvoud.  Ik kon niet meer slapen en heb dit beeld gelijk vastgelegd op papier. Een prototype met een uitgevijlde schoepenring van MDF-plaat liet de werking goed zien.

Wederom octrooi aangevraagd waarbij mijn octrooigemachtigde de vinding het Rad van Fortuin noemde. Ik wens dat hij gelijk krijgt!
Vervolgens heeft Martin van Driel van MD-techniek te Medemblik drie prototypes gemaakt met veschillende hoekverstellingen en verschillende borstelharen. Op 6 juni 2006 zijn deze drie prototypes in het bijzijn van Marielle van Dijk en Aart Teeuwen (beiden Rijkswaterstaat), Peter Tol (Syntens) en Kees Groot feestelijk in de berm van de N9 geplaatst.

Na 6 maanden kon op de aangebrachte fietscomputertjes worden afgelezen dat het aantal omwentelingen dat de schoepen hadden gemaakt lag tussen de 5 en de 20 miljoen.
Dit aantal, zo was het idee, zou niets toevoegen aan de reiniging van de bermpaal en leiden tot onnodige slijtage van de borstelharen. Dit ontstaat vooral bij harde wind die bijvoorbeeld drie dagen aanhoudt. In dat geval zal de rotor blijven draaien terwijl de reflector al schoon is.

Nieuwe test

De missie is dan ook om een schoepenrad te ontwikkelen dat niet (gemakkelijk) kan roteren, maar wel bewegelijk is. Denk aan de bewegingen van een windwijzer, maar dan in het verticale vlak.
Rond 1 maart 2008 wordt er een testbord bevestigd aan mijn privé-woning aan de Kijkduinlaan te Den Helder. Dit is pal aan zee met daardoor een rijk en gevarieerd windaanbod. Op het bord zijn 49 (7 x 7) roterende schoepenringen gemonteerd die elk bestaan uit 16 schoepjes. De hoekverstelling is overal gelijk en per rotor zijn er twee fietscomputertjes aangesloten om te controleren of er geen rotaties plaatsvinden. Een sensor zit boven en een beneden aan de schoepenring. Als na verloop van tijd het aantal contacten nagenoeg gelijk is, is er waarschijnlijk sprake van rotatie.

Foto's: Noordhollands Dagblad/Helderse Courant