Daily Archives: September 14, 2014

Er det bare, fordi konsekvenserne er så åbenlyse, at man får fornemmelsen af, at skybrud så ofte rammer storbyer som København? Ikke nødvendigvis. Både den såkaldte varme-ø-effekt og byernes høje huse kan nemlig øge risikoen for skybrud.

»Man kan godt forestille sig, at forskellen i den modstand, vinden møder over hav og over land, kan have betydning. Der er større modstand over land og især over en by som København med mange bygninger. Det kan danne et område, hvor luften bliver tvunget til vejrs«, har Niels Woetmann Nielsen, ph.d. hos DMI, tidligere forklaret til Politiken.

Varme-ø-effekten er en anden faktor, som meteorologerne måske skal til at tage endnu mere hensyn til. I storbyer absorberer bygninger og veje nemlig varme i løbet af dagen, og høje bygninger kan mindske varmeudstrålingen. Det betyder, at der om natten vil være en temperaturforskel mellem land og by.

For Københavns vedkommende kan placeringen ved havet desuden spille en rolle. Hvis vandet er varmere end byen, kan vind skubbe varm luft ind over byen, hvor den presses op af de høje huse. Når luftmassen stiger til vejrs, afkøles den og bliver overmættet med vand. Den overmættede luftmasse bliver herved ustabil, og det kan udløse kortvarige men kraftige byger.

Skybruddet 31. august har nu fået DMI til at overveje at ændre vejr­modellerne.

»På grund af den hændelse er vi nu interesseret i at gå ind og kigge nærmere på det – om det nu også holder. Så kan vi lave prognosen om, så den bedre fanger de vejr­situationer«, siger Niels Woetmann Nielsen til Politiken.

Uvisheden om, hvor voldsomt et regnvejr vil blive, er et af de største handicap, spildevandsfolk står over for, når regnen plasker ned som over København og Midtjylland i de sidste par uger.

»Det er fuldstændig essentielt at vide, om vi står over for regnmængder, som systemet er designet til at håndtere, eller en ekstremhændelse. Hvis det er en regn, der ligger inden for designgrænsen, forsøger vi at begrænse overløb så meget som muligt. Men hvis det pludselig viser sig, at der falder så meget vand, at der er tale om ekstremregn, så ændres strategien til bare at skulle have vandet væk. På det tidspunkt har vi imidlertid fyldt afløbssystemet helt op. En yderligere komplikation er, at vi skal have myndighedernes godkendelse, hvis vi skal tømme systemerne, før regnmålere på jorden beviser, at der er tale om ekstremregn,« fortæller projektleder Jesper Bandsholm Thyme fra Hofor.

I dag bliver forsyningerne sjældent advaret om skybrud, før vandet plasker ned, men inden for nogle måneder lancerer DMI en model, der forbedrer prognostiseringen af skybrud.

Men skal spildevandsfolkenes ambitioner om at blive bedre til at beskytte deres kunder mod oversvømmelser og forurening gå i opfyldelse, kræver det meget mere end bedre forudsigelser, fortæller lektor Michael R. Rasmussen fra Aalborg Universitet.

»En ting er have gode forudsigelser om, hvad der vil ske. Derudover skal du både have meget information om, hvad der sker i dine systemer, når vandet begynder at strømme ned, og så skal du have nogle håndtag, du kan dreje på, for at styre vandet. Ellers er det jo ubrugelig viden.«

I dag kan det nemlig i sjældne tilfælde ske for spildevandsforsyningerne, at de mister overblikket over, hvor vandet flyder hen under ekstremhændelser, erkender Jesper Bandsholm Thyme.

»Under normal drift måler vi trykhøjder, niveauer, og hvornår regnsvandsbassinerne er ved at være fyldte. Men under ekstremhændelser som 2. juli 2011 kan opstuvende vand og lyn sætte en del af sensorudstyret ud af spillet.«

Store informationsmængder

Derfor står forsyningerne med en udfordring, der består i at hente mere information ud af det udstyr, de i forvejen har monteret, og montere endnu flere sensorer, mener Michael R. Rasmussen.

»Hvis man skal kunne styre vandet rundt i systemet, så kræver det rigtig, rigtig meget information, og det er langtfra alle spildevandsforsyninger, der har de systemer i dag,« siger han.

De mange sensorer kan imidlertid udgøre et problem i sig selv, forklarer Michael R. Rasmussen.

»Forestil dig, at du måske har tusind sensorer i sådan et system, som på en eller anden måde skal fortælle dig sandheden om tilstanden i dit system. Men hvordan finder du af, om de måler rigtigt eller forkert? Og hvordan vil du kompensere for den manglende informa­tion? I det værste tilfælde går strømmen, og dine centrale installationer går ned, og hvad gør du så? Derfor er redundans, sikkerhed og kvalitetskontrol helt centralt, når man går over til denne type styring.«

Projektchef Morten Rungø fra DHI, som leder det nystartede projekt ‘Smart realtidsstyring af vandsystemer’, erkender, at der er store udfordringer, men han mener også, at de vil kunne håndteres.

»Det er meget vigtigt, at de nye systemer bliver implementeret med en tilbagefaldsstrategi. Men i andre brancher har man i årevis baseret sig på automatisering og styrbarhed – eksempelvis på rensningsanlæggene. Der vil være sensorer, der står af, og det vil koste noget, men erfaringen er, at de samlede fordele er større end ulemperne. Desuden er vi nødt til at gøre noget, for vi har ikke råd til bare at udbygge kloakkerne, selv om der kommer mere vand.«

Etiske udfordringer

Realtidsstyringsprojektet i Aarhus kører til 2017. I løbet af den tid forventer Morten Rungø, at man kan udvikle en terrænmodel, der kan modellere vandets afstrømning på overfladen og analysere sig frem til, hvordan kloakken skal ændres.

»I Aarhus har man allerede en del styrbarhed i kloakkerne. Men det skal være bedre, så man f.eks. kan flytte vandet mellem bydelene. Desuden skal vi have styr på vandet på overfladen. Det kunne eksempelvis være lukbare nedløbsriste, så man kan forhindre, at regnvandet trænger ned og bliver blandet med spildevandet for derefter at komme op på overfladen et andet sted.«

Hvis forsyningerne bliver meget bedre til at styre, hvor vandet bevæger sig hen, venter der imidlertid etiske udfordringer:

»Så skal man vurdere, hvilken del af byen man helst vil have oversvømmet. Der kan man selvfølgelig tage en beslutning baseret på, hvor den samfundsøkonomiske omkostning vil være mindst, men spørgsmålet er, om det er rimeligt eller ej, at man pådutter folk et problem, som de er uden skyld i, og som de ikke havde i forvejen. Man skal gøre sig klart, at der stadig er nogle, der kommer til at betale en regning et sted, og at de måske skal kompenseres,« siger Michael R. Rasmussen.

Utallige gange er det personlige flyvende fartøj blevet ‘opfundet’. Lige fra gyrokopteren på toppen af Arne Jacobsens fremtidshus fra 1929 til Moller Skycar 400. Fysisk har de mange forsøg måske kunnet løfte sig fra jorden. Men ingen er blevet det dagligdags transportmiddel, så mange havde håbet på.

Nu gør englænderen Chris Malloy forsøget med en såkaldt Hoverbike, som vel kan oversættes med ‘luftcykel’. Det er noget mindre end en flyvende bil og en del større end en almindelig cykel.

Med to roterende propeller skulle luftcyklen være i stand til at flyve med en person på op til 130 kg i 45 minutter. Kraften kommer fra en almindelig tocylindret benzinmotor på 1.170 ccm. Den yder 80 kW. Den skulle være i stand til at flyve i højder op til tre kilomter (der må være koldt deroppe) og 148 km på en fuld tank, som rummer 30 liter.

Droneversion flyver allerede

Ideen til Hoverbiken kom tilbage i 2011, og siden har Chris Malloy og hans virksomhed Malloy Aeronautics eksperimenteret, blandt andet ved at udvikle en mindre version i dronestørrelse, som allerede nu kan købes på virksomhedens hjemmeside til levering i november. Det er erfaringerne fra dronen, som har givet ham mod på at udvikle en fuldskala-version, som Malloy Aeronautics nu søger finansiering til på crowd funding-sitet Kickstarter.

Men han understreger også, at han ikke gør noget nyt. Han tager simpelthen kendte komponenter og sætter dem sammen på en ny måde.

Da den første prototype begyndte at tage form i Chris Malloys garage, begyndte interessen fra omverdenen også at tage til. I løbet af kort tid havde rygtet spredt sig, og han blev opsøgt af diverse universiteter og organisationer, som arbejder med redning og overvågning. Mest overrasket blev Chris Malloy, da repræsentanter fra den amerikanske hær og fly- og våbenproducenten Lockheed Martins udviklingsselskab ‘Skunk Works’ dukkede op for at se ideen til has Hoverbike.

Den første testflyvning med en full size Hoverbike er endnu ikke gennemført. Chris Malloy og hans team, som det nu er blevet til, har testet prototypen, mens den var spændt fast til jorden. Her kunne de teste, hvordan fartøjet reagerede på forskellige input fra piloten.

Ifølge Chris Malloy skulle Hoverbiken være meget mere stabil i luften end en almindelig helikopter, men hvis uheldet skulle være ude, så kan piloten enten have sin egen faldskærm med, eller stole på de to indbyggede faldskærme i selve fartøjet.

Se Hoverbikes Kickstarter-video her:

Det skal være slut med våde overraskelser som den, en stor del af københavnerne fik natten til søndag forrige weekend, hvor DMI først efter regnens ankomst udsendte varsel om skybrud.

Informationer fra ombyggede skibsradarer skal fremover bruges til at forudsige, hvor og hvor kraftigt skybrud vil ramme. Det er målet i et nyt projekt i Aarhus, hvor data skal bruges til at spotte skybrud på forhånd, så spildevandsforsyningen kan nå at reagere ved at tømme kloak­systemet, omstille rensningsanlægget til regndrift og dirigere vandet gennem afløbsystem og veje på den mindst skadelige måde.

»Hvis man kan se, hvor regnen vil falde, kan man aktivt gribe ind og styre, hvordan vandet skal strømme gennem byen. Det kan måske ikke forhindre oversvømmelser under monsterregnhændelser, men man kan minimere skaderne – og ved lidt mindre hændelser helt undgå dem,« siger projektchef Morten Rungø fra firmaet DHI, som står i spidsen for projektet, ‘Smart realtidsstyring af vandsystemer’.

Sammen med de andre projektdeltagere – Aarhus Vand, DTU Miljø og DTU Compute – arbejdes der med at bruge data fra de ombyggede skibsradarer, som flere spildevandsselskaber i dag bruger til at give øjebliksbilleder af, hvor nedbøren rammer, og efterfølgende til at analysere nedbørsdata.

Projektet bygger videre på tidligere initiativer, som har prøvet at bruge radardata til at forbedre DMI-vejrmodellernes evne til at forudsige skybrud.

Udfordringen er, at tordenbyger har en relativt kort levetid på helt ned til 30-40 minutter, fra de begynder, til de har tømt sig selv, fortæller lektor Michael R. Rasmussen fra Aalborg Universitet:

»I dag kan vi i de værste tilfælde først spotte tordenbygen på en radar en halv time før. Men vi er begyndt at kunne ekstrapolere data ud, som vi kan lægge ind i DMI’s vejrmodeller. Det forbedrer kvaliteten af forudsigelserne fem-seks timer frem.«

I dag begynder man desuden at kunne genkende mønstre i radar­data, som siger noget om risikoen for, at der opstår skybrud.

DMI arbejder med radardata

DMI selv arbejder også med radardata som et element i deres kommende vejrmodel. Det sker i erkendelse af, at de nuværende modeller, der bygger på vejrsatellitter, jordbaserede målestationer og vejrballoner, ikke kan forudsige det enkelte skybrud og slet ikke lang tid i forvejen.

»Skybrud – og især dem, der giver rigtig meget regn – er ofte meget lokale fænomener, som hidtil ikke er blevet fanget i vores modeller. Den nye model vil kun kunne se 6-8 timer ud i fremtiden, men til gengæld vil vi kunne køre den hyppigere end de store modeller og med et bedre dataudgangspunkt, som gør det lettere at opdage en risiko for skybrud,« oplyser klimatolog og pressechef Niels Hansen fra DMI.

Ud over bedre prognostiseringsværktøjer vil projektet i Aarhus udvikle et værktøj, der kan simulere vandets bevægelser på overfladen og analysere, hvilke ændringer af kloaksystemet der skal til, hvis de nye prognoser skal benyttes til at forebygge oversvømmelser:

»Mange steder er afløbssystemerne passive, så vandet bare flyder nedad mod rensningsanlægget. Så der skal bygges nogle styringsmuligheder ind, så man eksempelvis kan tilbageholde vand i bydele, der ikke er så hårdt ramt, eller pumpe vand fra ramte til uberørte bydele, så det hele ikke stuver op nedstrøms,« siger Morten Rungø.

Verden tørster efter vand, og derfor er der bud efter afsaltningsanlæg. Det marked har Danmarks pumpe­gigant, Grundfos, længe leveret pumper til. Den type pumper er kendetegnet ved, at trykket skal være meget højt, mindst 70 bar, for at vandet kan presses igennem de membraner, der filtrerer saltet fra.

Pumpen i Grundfos’ katalog var dog teknologisk sakket bagud af dansen, fortæller projektleder Dan Hartmann. Derfor besluttede han og fire andre kolleger, at det var tid til at udvikle en ny – og den beslutning har ført til et produkt, der nu er indstillet til Ingeniørens Produktpris 2014.

I stedet for at oprette projektet på traditionel vis i Grundfos’ udviklingsafdeling, fik de fem kolleger grønt lys til selv at kaste sig ud i udviklingen:

»Vi blev en slags interne iværksættere, som selv skulle drive processen og forsøge at få andre til at bidrage,« fortæller Dan Hartmann.

Teknologisk havde gruppen nogle stærke instrumenter i værktøjskassen. For siden Grundfos sidste gang havde sendt sådan en pumpe på markedet, også kaldet en booster eller trykforøger, var der kommet en helt ny generation af elmotorer med permanente magneter. Den type motorer kan køre med langt højere omdrejninger end traditionelle pumper – helt op til 5.000 omdrejninger i minuttet:

»Dermed kunne vi slippe for en gearing mellem motor og pumpe. Det gør modulet langt simplere end tidligere,« fortæller Dan Hartmann.

Meld dit produkt til Ingeniørens Produktpris inden onsdag 8. oktober. Der udpeges fem kategorivindere og en hovedvinder, som offentliggøres i Ingeniøren fredag 28. november 2014.

Du kan læse mere og tilmelde dit produkt på ing.dk/produktprisen – her kan du også se retningslinjerne og omtale af tidligere års vindere.

Produktprisen uddeles i fem kategorier, som er:

Bæredygtighedsprisen, som gives til et ‘grønt’ produkt.

Velfærdsprisen, som går til et produkt, der hjælper mennesker.

Globalprisen, som er til et produkt med eksportpotentiale.

Innovationsprisen er kategorien til den geniale og overraskende løsning.

Iværksætterprisen går til et nyt produkt fra et nyt firma.

Ingeniørens Produktpris er blevet uddelt i 15 år, og i 2013 gik hovedprisen til virksomheden Dako for det automatiske kræftanalyseinstrument Dako Omnis.

Vægt og servicetid ned

På omkring ni måneder havde gruppen specificeret konceptet og efter cirka 2,5 år var modulet med motor og pumpe klar til markedet.

Væk er klodsede remtræk, kobling og besværlige oliesystemer. Vægten er blevet reduceret fra 1.200 kg til bare 300 kg uden at det er gået ud over trykket, som kan blive helt op til 82,7 bar.

På grund af den mere simple opbygning er holdbarheden også blevet væsentligt forøget. Men hvis der endelig skulle ske noget med pumpen, kan en udskiftning af for eksempel en akseltætning klares af en enkelt person med tre stykker værktøj på 30 minutter. Tidligere tog den operation to personer en hel dag.

Dan Hartmann synes naturligvis, at det er et fantastisk produkt, Grundfos har udviklet. Men han er især begejstret over processen:

»Det har været utrolig spændende at arbejde i et lille internt team. Der har været et enormt engagement og gåpåmod til at overvinde forhindringer – præcis som hos rigtige iværksættere,« siger han.