Plasticvervuiling en ander oceaanafval zijn een complex wereldwijd milieuprobleem. Elk jaar, tien miljoen ton plastic wordt slecht beheerd, resulterend in toegang tot de oceaan, waarvan de helft in eerste instantie zal drijven. Nog, er drijft slechts 0,3 miljoen ton plastic op het oppervlak van de oceaan. Waar is de rest van het plastic gebleven?

De belangrijkste mechanismen voor het transport van plastic zijn stromingen, wind, en golven. Stromingen en wind transporteren oceaanafval op een ongecompliceerde manier zoals de krachten op een zeilboot. Echter, oceaangolven verplaatsen objecten voornamelijk in cirkelvormige banen. De banen sluiten niet helemaal, resulterend in een zogenaamde Stokes-drift in de richting waarin de golven reizen.

Een gezamenlijk team van de universiteiten van Oxford, Plymouth, Edinburgh, Auckland en de TU Delft hebben onderzocht hoe golven drijvend oceaanafval transporteren, terwijl Voor de eerste keer, de effecten van de grootte van een object, drijfvermogen, en inertie op het transport ervan. Hun resultaten worden gepubliceerd in de Journal of Fluid Mechanics .

Dr. Ross Calvert van de afdeling Ingenieurswetenschappen van de Universiteit van Oxford en zijn co-auteurs ontdekten dat groter drijvend oceaanafval sneller kan worden getransporteerd dan Stokes-drift vanwege traagheidseffecten.

Het is aangetoond dat de Stokes-drift veroorzaakt door golven belangrijk is voor de verplaatsing van oceaanafval naar de kust, resulterend in plastic stranding, dat kan zijn waar een deel van de niet-verantwoorde plasticvervuiling is. Het is ook aangetoond dat de plasticvervuiling die naar de poolgebieden wordt vervoerd, toeneemt.

Zeer kleine objecten zullen precies volgen wat het water doet en worden dus getransporteerd met de exacte Stokes-drift.

Dr. Calvert zei:"Grotere objecten die sneller werden getransporteerd dan kleinere objecten was een niet-intuïtief resultaat. We verwachtten dat traagheid de snelheid zou verminderen waarmee drijvend puin in golven werd getransporteerd, analoog aan wind en stroming. Na ons resultaat experimenteel en numeriek te hebben gecontroleerd, we gingen toen verder met het ontdekken van de mechanismen waarmee deze traagheidsobjecten sneller bewogen dan het water om hen heen."

Na te hebben waargenomen dat grotere drijvende plastic bollen sneller werden getransporteerd dan kleinere in de COAST-golfgoot van de Universiteit van Plymouth, het team ontwikkelde een model om het resultaat verder te onderzoeken.

Door middel van dit model waaronder zwaartekracht, drijfvermogen, slepen en toegevoegde massakrachten in een coördinatensysteem dat roteerde en vertaalde met de golf, ze ontdekten dat de objectgrootte ten opzichte van de golflengte de belangrijkste drijfveer was voor een verandering in transport, met een secundair effect van de dichtheid van het object.

Prof Ton van den Bremer aan de Universiteit van Oxford en TU Delft, die het onderzoek leidde, zei:"Hoewel iedereen die op het strand loopt, weet dat golven drijvend puin naar de kust transporteren, de snelheid waarmee ze dat doen, hangt af van veel factoren die bestaande modellen, die sterk vereenvoudigd zijn, negeren. Voorbeelden van dergelijke factoren zijn of golven breken en de grootte van het drijvende puin. Dit onderzoek biedt een theoretische onderbouwing voor dat laatste."

Dit onderzoek is het begin om de mechanismen voor een toename van golfgeïnduceerde drift te begrijpen. Nader onderzoek naar het effect van objectvorm, inclusief golf-goot en numerieke testen van geïdealiseerd en echt oceaanafval, zijn onderweg.