De erfenis van twee wereldoorlogen, oefeningen voor live-vuuroefeningen en het doelbewust opruimen van munitie in kustwateren door legers in de Verenigde Staten en landen over de hele wereld hebben tot bezorgdheid geleid wanneer sommige van die gebieden worden gebruikt voor recreatieve en commerciële activiteiten, zoals offshore energie-initiatieven.

Niet-ontplofte munitie spoelt al jaren aan op stranden, met een verraste visser die een marineraket binnenhaalt vanuit Rock Harbor, Massachusetts in april 2018. Extra zorg is dat chemicaliën uit deze munitie mogelijk kunnen uitspoelen naar het grondwater en het kunnen verontreinigen.

Hoewel er veel studies zijn geweest over hoe golven en stromingen munitie verplaatsen in zanderige omgevingen, veel van de locaties waar deze zorgwekkende munitie is gedumpt, bevinden zich in slib, modderige instellingen.

Daarom, de University of Delaware's Art Trembanis en promovendus Carter DuVal wilden leren hoe niet-ontplofte munitie zich in deze modderige, estuariene omgevingen.

Het project wordt gefinancierd door het ministerie van Defensie in het kader van het Strategic Environmental Research Development Program (SERDP) en is een van de eersten die onderzoekt hoe niet-ontplofte munitie in dit soort omgevingen beweegt.

"We wilden weten of onze aannames en modellen van hoe we niet-ontplofte munitie lijken te zien bewegen in zanderige omgevingen, als we dezelfde aannames zouden kunnen gebruiken in modderige omgevingen, " zei Trembanis, universitair hoofddocent aan UD's College of Earth, Oceaan en Milieu (CEOE). "Als niet, moeten we de manier waarop we deze benaderen en modelleren veranderen en voorspellen hoe deze zich kunnen verplaatsen?"

Van 1917 tot 1970, de Verenigde Staten hebben actief munitie in de oceaan verwijderd totdat het Congres een einde maakte aan de praktijk.

UD-onderzoekers waren in staat om meer dan 100 voorheen gebruikte verdedigingssites te identificeren die een deel van hun grenzen hadden in getijdengedreven, oppervlakkig, modderige estuaria.

"Het algemene doel is om te proberen te helpen bij het efficiënte en veilige beheer van deze bekende sites, " Trembanis zei waarom het onderzoek ertoe doet.

Delaware Bay-testsite

Omdat de Delaware Bay een van de grootste riviermondingen aan de oostkust is, het diende als een perfecte testlocatie voor hun studie.

"De Delaware Bay is een estuarium met ondiepe, modderige plekken erin, dus we wilden dat gebruiken als een proxy om een ​​beter begrip te krijgen van de dynamiek die betrokken is bij explosieven in modderige omgevingen, " zei DuVal, een doctoraatsstudent aan de School of Marine Science and Policy in CEOE.

Sinds 2017, de onderzoeksgroep heeft drie implementaties gedaan in de ondiepe gebieden van de Delaware Bay.

Ze fabriceerden munitiesurrogaten die qua kenmerken vergelijkbaar waren met echte munitie, genoegen nemen met drie verschillende maten. De gefabriceerde munitie was gebaseerd op input van het ministerie van Defensie en directeuren van voorheen gebruikte defensiesites die meer algemeen gebruikte munitie identificeerden:mortieren van 60 millimeter en 81 millimeter en houwitsergranaten van 155 millimeter.

Deze munitie varieerde van de zeer kleine, handdraagbaar formaat, tot een middelgrote munitie tot een die bijna 100 pond woog.

De onderzoekers voegden sensoren toe aan de gefabriceerde munitie die vergelijkbaar is met sensoren in mobiele telefoons - die registreren wanneer ze bewegen met behulp van een datalogger.

Ze rustten de gefabriceerde munitie ook uit met VEMCO-positioneringssystemen (VPS) waarmee ze een raster van akoestische ontvangers konden opzetten, plak akoestische tags op hun munitie, en volg ze in de loop van de tijd in hoge frequentie en high-fidelity. Met deze akoestische tags konden ze een positionering tot op 20 centimeter nauwkeurig krijgen.

De surrogaten uitzetten

in 2017, met de hulp van het Delaware State Police Scuba Team, geleid door Corp. Brian Greene, ze lieten de surrogaten in vier meter water vallen en lieten ze daar een maand blijven. Er zijn geen stormen gebeurd, maar ze waren in staat om het systeem te onderzoeken en te zien dat het goed werkte, omdat ze nauwkeurige taglocaties voor de surrogaten hebben.

In het voorjaar van 2018, er waren vier intense Nor'easters die de onderzoekslocatie troffen. Toen de duikers de surrogaten terugvonden, ze merkten aan DuVal op dat de twee kleinere munitie grotendeels, zo niet helemaal, begraven, terwijl de grotere munitie in grote schuurkuilen lag. (Een schuurput is een gat dat ontstaat wanneer water snel langs een groot object stroomt.) DuVal zei dat de onderzoekers dit ook met hun gegevens konden verifiëren.

Ze hadden ook geluk gehad, aangezien de windsnelheden van het hoogste niveau waren en uitschieters waren in vergelijking met de laatste twee of drie decennia aan beschikbare windgegevens.

Ondanks dat ze op hun plaats worden begraven of in een schuur terechtkomen, de munitie bewoog niet horizontaal.

"Wat we zagen was ongeveer een hoge energie van stormen waarvan we verwachten dat die in deze regio voor die tijd van het jaar zouden gebeuren en we zagen geen horizontale beweging, ' zei DuVal.

Toen ze enkele akoestische volggegevens van een van de kleinere surrogaten nader bekeken, ze zagen wel dat de energie van een van de stormen hoog genoeg was om op zijn plaats heen en weer te schommelen, maar nog steeds, het bewoog nauwelijks.

Toen de groep in het najaar van 2018 weer uitging, ze werden opnieuw getroffen door een paar grote stormen, waarvan er één sensoren omgooide en een groot instrumentenframe met hun hydro-akoestische sensoren 316 meter naar het zuidoosten verplaatste, volledig uit het studiegebied.

"We moesten dat oppakken en opnieuw instellen op de site, " zei DuVal. "Toen we dat deden, we hebben de gegevens gedownload en ontdekten dat ondanks dat het instrumentframe beweegt, de surrogaten bewogen niet. Ze begonnen te begraven."

Het onderzoek van de groep heeft aangetoond dat gedurende vier maanden van implementaties die zes Nor'easter-evenementen vastlegden, de munitie-surrogaten die ze hebben uitgestoten, zijn niet verplaatst. Ze hebben alleen geschuurd en begraven.

"Dat levert nog steeds een interessant resultaat op in termen van, hoe vind je ze als ze zijn uitgekamd en begraven?" zei DuVal.

Naast de studie onder leiding van Trembanis en DuVal, Jack Puleo, hoogleraar en universitair hoofddocent bij de afdeling Civiele en Milieutechniek van de UD, voert een soortgelijk door SERDP gefinancierd onderzoek uit naar de mobiliteit van munitie in de swashzone, de golfslagzone op het strand, op zanderige plekken.