Van kabelbaan tot RopeCon: automatisch goederentransport voor een prikje

We gebruiken ze vandaag alleen nog maar om skiërs en snowboarders te vervoeren, maar tot een halve eeuw geleden was de kabelbaan een wijd verspreide methode voor het transport van goederen – niet alleen in de bergen maar ook op vlak terrein.

De kabelbaan is één van de zuinigste transportmiddelen die er bestaan. Met de motor van een kleine auto kunnen honderden tonnen vracht per uur worden vervoerd. In de heuvels of de bergen kan een kabelbaan zelfs netto energie opwekken.

De capaciteit van recente, innovatieve systemen zoals RopeCon is zo groot dat ze alle vrachtwagens van de weg zouden kunnen halen.

——————————————————————————————————–

// http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js // http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js

——————————————————————————————————–

De kabelbaan bestaat al meer dan 2000 jaar. De eerste aanwijzingen voor het gebruik ervan duiken op in China, India en Japan.

Voor de aanleg van een primitieve kabelbaan was niet veel nodig: een touw, knopen om het touw vast te maken aan een rots of een boom of een anker aan beide zijden van de kloof, en pijl en boog om het touw naar de overkant te schieten.

Deze primitieve kabelbanen waren de voorlopers van veel latere technologieën zoals de hangbrug en de lift. Ook kunnen ze worden beschouwd als de eerste vorm van luchttransport.

Nederlandse uitvinding

Tijdens de middeleeuwen duiken steeds meer verwijzingen op naar het gebruik van kabelbanen – vooral vanaf de veertiende eeuw, samen met de toenemende populariteit van watermolens, windmolens en havenkranen. De meest gesofistikeerde systemen verschenen in de zeventiende eeuw. In 1644 bouwde de Nederlander Wybe Adam een continu draaiende kabelbaan voor de bouw van een fort op een heuvel in Danzig, die in essentie weinig verschilt van een hedendaagse skilift (illustratie hieronder). Adam wordt als grondlegger van de moderne kabelbaan beschouwd.

Vanaf ongeveer 1650 tot 1850 werd er geen verdere vooruitgang geboekt. De technologie had haar maximum potentieel bereikt en werd beperkt door de sterkte van de beschikbare touwen. Dat veranderde met de opkomst van de staalkabel halverwege de negentiende eeuw. De Oostenrijker von Obach zorgde voor een andere belangrijke doorbraak in 1870: een systeem waardoor de wagentjes makkelijk aan- en afgekoppeld konden worden. Tot slot konden er omstreeks die tijd ook nieuwe energiebronnen worden ingezet: eerst de stoommachine, daarna de elektrische motor. Deze drie verbeteringen leidden tot de succesvolste periode uit de geschiedenis van de kabelbaan.

Aandrijving van een kabelbaan

Tot aan het einde van de negentiende eeuw werd een kabelbaan aangedreven door mensen (die daarbij soms gebruik maakten van een kaapstander of een tredmolen), door lastdieren (paarden of muilezels) in een rosmolen, door een waterwiel, of door de zwaartekracht.

Die laatste optie was (en is) alleen beschikbaar in heuvelachtige of bergachtige gebieden. De afdalende wagentjes leveren (een deel van) de benodigde energie om de stijgende wagentjes naar boven te halen. Als de afdalende vracht aanzienlijk zwaarder is dan de stijgende vracht, en de hellingshoek voldoende groot is, dan kan een kabelbaan het zonder bijkomende energie stellen.

In sommige door de zwaartekracht aangedreven kabelbanen, waar de energie geleverd door de dalende wagentjes groter was dan de energie die nodig was om de stijgende wagentjes naar boven te krijgen, werd het overschot aan vermogen gebruikt om havenkranen of machines in een nabijgelegen fabriek aan te drijven. Voor de komst van elektriciteit werd dat overschot aan energie afgetakt op een mechanische manier (via staalkabels). Hedendaagse systemen (zie verder) zetten die extra energie om in elektriciteit.

Extreem efficiënt

De introductie van elektriciteit als krachtbron maakte de kabelbaan niet minder efficiënt – verre van. Een via elektriciteit aangedreven kabelbaan is één van de zuinigste transportmiddelen die er bestaan, ook op vlak terrein. Ze biedt alle voordelen van elektrische aandrijving (hoog rendement, relatief stil, elektriciteit kan geproduceerd worden met hernieuwbare energiebronnen) terwijl het de vele nadelen ontwijkt van batterijen en oplaadstations (zoals in het geval van elektrische auto’s).

——————————————————————————————————–

Een met elektriciteit aangedreven kabelbaan is één van de zuinigste transportmiddelen die er bestaan, ook op vlak terrein

——————————————————————————————————–

Een kabelbaan heeft zelfs bijkomende voordelen vergeleken met andere duurzame transportmiddelen zoals treinen, vrachttrams of trolleytrucks. Er gaat namelijk geen elektriciteit verloren tijdens het transport over de bovenleiding. Bovendien moet een kabelbaan nooit stoppen omdat ze ander verkeer kruist, zodat een constante snelheid kan worden aangehouden. Ook dat verhoogt de efficiëntie aanzienlijk.

Toepassingen van de kabelbaan

In het begin van de twintigste eeuw werden er relatief weinig kabelbanen voor het transport van passagiers aangelegd. De belangrijkste toepassing was goederentransport. Het totale aantal kabelbanen dat ooit werd gebouwd is onbekend, maar de gegevens die er zijn, wijzen op een zeer algemeen gebruik. Een bron uit 1899 noemt een totaal van 900 kabelbanen van een bepaald type wereldwijd. Een catalogus uit 1909, nog steeds een hele tijd voor de hoogdagen van de kabelbaan, noemt 2.000 systemen van een bepaald merk (Bleichert), met een totale lengte van 2.100 kilometer en een jaarlijkse transportcapaciteit van 160 miljoen ton. De kabelbaan was verre van een obscure technologie.

De overblijfselen van een kabelbaan in Argentinië. Foto: Patricio Lorente.

Kabelbanen werden overal ter wereld aangelegd en de toepassingen ervan waren zeer divers. De Europeanen – met name Duitsland, Oostenrijk, Zwitserland, Frankrijk en Italië – speelden een voortrekkersrol in de moderne ontwikkeling van de technologie. Italianen en Oostenrijkers maakten op grote schaal gebruik van de kabelbaan voor oorlogsvoering. Er werden bijna 2.400 kabelbanen ingezet toen ze elkaar bekampten tijdens de Eerste en Tweede Wereldoorlog. Dit waren meestal mobiele systemen, die makkelijk konden worden afgebroken en op een andere plaats snel weer konden worden opgesteld. Er werden soldaten, wapens, munitie, bouwmaterialen en gewonden mee vervoerd.

Mijnbouw, landbouw, hout en fabrieksgoederen

Eén van de belangrijkste toepassingen van de kabelbaan was de mijnbouw. Ook werden ze op grote schaal ingezet in de landbouw voor het vervoer van groenten, fruit, katoen, thee of suiker. De vracht werd vaak recht van het veld naar de fabriek getransporteerd. In Nederland werden kabelbanen gebruikt voor het transport van suikerbieten.

Het transport van hout was een andere belangrijke toepassing. In dit geval liep de kabelbaan recht van het bos naar de zagerij, of van een zagerij naar een treinstation. Kabelbanen werden ook ingezet bij constructiewerken voor het transport van bouwmaterialen zoals cement.

Een andere toepassing was het transport van materialen op fabrieksterreinen en in de fabrieken zelf: drukkerijen, linoleumfabrieken, kunstmestproducenten, enzovoort. De kabelbaan werd zelfs ingezet om treinwagons van de ene naar de andere oever van een rivier te brengen, als goedkoop alternatief voor een brug. Op veel kleinere schaal dook de kabelbaan ook op voor het transport van cash in winkels.

Lossen en laden van goederen was een andere toepassing, zowel in havens als in treinstations, en voor de bevoorrading van stoommachines. Er werden verschillende systemen gebouwd voor het laden en lossen van schepen die vanwege de ondiepte van het water niet tot aan de kust konden komen. De kabelbaan liep dan over water. Er werden zelfs experimenten uitgevoerd met het transport van steenkool tussen twee schepen op volle zee.

Wagentjes

Voor bijna elke lading werd een speciaal ontworpen wagentje ingezet: mineralen, landbouwgewassen, mest, steenkool, zakken meel, textiel (beschermd tegen de regen), cement, pertroleum, wijn, bier, enzovoort. Het laden en lossen van de lading gebeurde in het geval van bulkgoederen vaak automatisch, via mechanische systemen zoals het omkiepen van de bakjes.

 

Lengte en capaciteit

De lengte en de capaciteit van kabelbanen nam gedurende de twintigste eeuw stelselmatig toe. In 1911 waren de meeste lijnen tussen de 300 en 4500 meter lang en hadden ze een transportcapaciteit van 1,5 tot 80 ton per uur. Als er meer vracht moest worden vervoerd dan werden er meerdere lijnen naast elkaar gebouwd.

Sommige kabelbanen waren toen al langer. De Usambara kabelbaan in Afrika vervoerde boomstammen met een gewicht tot 1 ton over een afstand van 9 kilometer. In Spanje, Hongarije en Argentinië werden kabelbanen aangelegd met een lengte van respectievelijk 15, 30 en 35 kilometer. De enorme kabels werden met een “trein” van muilezels naar boven gebracht (foto’s hieronder), een heikele onderneming.

In 1925 werd een 39 kilometer lange lijn gebouwd in Granada, Spanje, toen de langste van Europa. Ze werd gebruikt voor het transport van goederen van de stad naar de haven in Motril. Het was een openbare dienst: iedereen kon er gebruik van maken. Het systeem bleef werken tot 1950. Tussen Manizales en Mariquita in Colombia werd een kabelbaan aangelegd voor het transport van koffie. Ze was 72 kilometer lang en was in gebruik van 1923 tot 1961.

——————————————————————————————————–

Tijdens de jaren dertig en veertig werden veel kabelbanen gebouwd met een lengte van 50 tot 100 kilometer

——————————————————————————————————–

In Zweden werden twee kabelbanen gebouwd die tot op het einde van de twintigste eeuw bleven werken. De Forsby-Köping kabelbaan was 42 kilometer lang en was in gebruik van 1939 tot 1997. De 96 kilometer lange Norsöj kabelbaan – met 96 kilometer de langste die ooit werd gebouwd – werkte van 1943 tot 1987. Ze steunde op 514 pijlers en werd in slechts 370 dagen gebouwd. De Massawa-Asmara kabelbaan in Eritrea, gebouwd door de Italianen, was 75 kilometer lang en werd gebruikt van 1937 tot 1941. In 1959 werd een 76 kilometer lange kabelbaan aangelegd in de Republiek Congo. De lijn, bestaande uit 858 pijlers, bleef in gebruik tot 1986 en werkte 24 uur per dag.

Infrastructuur

Er staat geen limiet op de lengte van een kabelbaan. Elke lange kabelbaan bestaat uit verschillende delen, die in feite allemaal als een afzonderlijke kabelbaan beschouwd kunnen worden. De wagentjes gaan automatisch van het ene naar het andere deel over via tussenliggende rails. Dat heeft twee redenen.

Ten eerste is er ongeveer om de twee kilometer een “spanningsstation” nodig, waar de kabel door een tegengewicht strak wordt gehouden (bijna alle moderne systemen zijn twee- of driekabelig, waarbij de wagentjes door één of twee bewegende kabels over één stationaire kabel worden voortgetrokken). Ten tweede is er telkens een tussenstation (een “hoekstation”) nodig als er een bocht moeten worden gemaakt.

Hoekstations verhogen de kapitaalkosten van een kabelspoor, maar moeten relatief zelden worden gebouwd omdat de lijn over de meeste obstakels heen kan worden getrokken. Hoekstations en spanningsstations kunnen gecombineerd worden (illustratie hierboven). Tussenstations kunnen ook dienst doen als wisselstations, in het geval er meerdere lijnen samenkomen. Vracht kan dan via verschillende routes verzonden worden, zoals in de foto hieronder waar drie kabelbanen samenkomen in een Duitse steenkoolcentrale.

Als een kabelbaan een weg of spoorlijn kruiste, was het de gewoonte om er een net of een houten brug onder te bouwen. Dat moest verhinderen dat er bij een ongeluk (een forse windstoot bijvoorbeeld) vracht naar beneden donderde.

Zuinig, stil, snel en goedkoop

Waarom werd de kabelbaan zo succesvol tijdens de eerste helft van de twintigste eeuw? De belangrijkste reden was dat ze aanzienlijk goedkoper was dan de alternatieven: transport via paard en kar of transport per spoorweg. De kabelbaan was economisch in gebruik en vroeg slechts een minimale kapitaalinvestering.

——————————————————————————————————–

Een kabelbaan is veel goedkoper dan een spoorweg

——————————————————————————————————–

Dat financiële voordeel speelde nog meer in de bergen. Er moesten geen tunnels worden gegraven of bruggen worden gebouwd. De kabelbaan kon vrijwel lijnrecht naar de bestemming worden aangelegd, terwijl een spoorweg zich via een veel langere afstand omhoog moest kronkelen. Om een kabelbaan met een lengte van 1,5 kilometer en een hoogteverschil van 645 meter te vervangen, moest een spoorlijn van maar liefst 15 kilometer worden gebouwd.

Uiteraard kon een kabelbaan ook veel sneller worden gebouwd dan een spoorweg. Sommige commerciële lijnen werden zelfs geregeld verplaatst. Een kabelbaan met een lengte van 1 kilometer en een dagelijkse capaciteit van 50 ton op een suikerbietenplantage in Nederland kon in één dag worden afgebroken en elders weer worden opgebouwd met behulp van slechts 20 personen. Een kabelbaan was ook twee keer goedkoper in gebruik dan het vervoer van goederen via paard en kar.

Extreme weersomstandigheden zoals hevige sneeuwval of overstromingen hadden geen invloed op de werking van een kabelbaan. Bovendien kon de lijn ook zonder problemen ’s nachts worden gebruikt. De slijtage van de infrastructuur was beperkt en er was maar weinig onderhoud nodig. Een kabelbaan nam daarbij nauwelijks plaats in op de grond. De ruimte tussen de pijlers kon voor andere doeleinden worden gebruikt. In feite had de kabelbaan slechts één nadeel: ze kon niet worden gebruikt bij harde wind of onweer.

Hernieuwde belangstelling

De voordelen van de kabelbaan zijn zo groot dat het niet hoeft te verbazen dat de technologie opnieuw wordt ontdekt – zij het voorlopig erg langzaam. Zorgen over de opwarming van het klimaat, het opraken van de fossiele brandstoffen en de achteruitgang van de biodiversiteit maken de kabelbaan vandaag de dag zelfs nog aantrekkelijker. Het erg lage energieverbruik is niet de enige reden. In tegenstelling tot een weg of een spoorlijn kan een kabelbaan dwars door de natuur worden aangelegd zonder flora en fauna te schaden. Verkeersopstoppingen spelen ook in de kaart van de kabelbaan, omdat er geen interferentie is met ander verkeer.

——————————————————————————————————–

De nieuwste systemen kunnen tot 10.000 ton vracht per uur vervoeren – evenveel als 500 grote vrachtwagens

——————————————————————————————————–

De ngo Practical Action bouwt al enige tijd opnieuw kabelbanen in Zuid-Amerika. In dit geval is de technologie meestal een substituut voor lastdieren (of mensen), net zoals dat een eeuw geleden het geval was in Europa. In 2007 bouwde een andere ngo een door zwaartekracht aangedreven kabelbaan in India waarvan 2.000 families gebruik maken. De lijn kostte slechts 14.000 dollar en transporteert landbouwproducten bergaf terwijl ze mest om de velden mee te bemesten bergop neemt (wat zeer verstandig is).

Opnieuw vrachtsystemen te koop

Sommige bedrijven bieden opnieuw kabelbanen aan voor vrachtvervoer. Eén daarvan is Femecol, een Colombiaans bedrijf dat relatief kleinschalige systemen plaatst. Maar de grote jongens zijn ook in gang geschoten. Het Franse bedrijf Poma, één van de grootste fabrikanten van skiliften, heeft industriële kabelbanen gebouwd in Frankrijk, Peru, Brazilië en Iran. In deze en in de volgende toepassingen is de kabelbaan meestal een alternatief voor vrachtwagens.

De eerste moderne kabelbaan voor goederentransport van Poma werd in 1990 gebouwd in Frankrijk (foto hierboven). Ze wordt gebruik voor de bevoorrading van een cementfabriek en kruist een rivier en een snelweg. De lijn is 1,8 kilometer lang, klimt 121 meter en kan 324 ton per uur vervoeren – een aanzienlijk hogere capaciteit dan die van de oudere systemen (al is de lijn in vergelijking erg kort). Elk van de 56 wagentjes kan 900 kilogram laden en beweegt voort aan een snelheid van 18 km/h. Dat klinkt erg traag, maar omdat de kabelbaan vrijwel lijnrecht naar de bestemming gaat en continu werkt, komt de vracht veel sneller ter plaatse dan via vrachtwagen.

Innovatie: RopeCon

De belangrijkste concurrent van Poma, de Oostenrijks-Zwitserse “Doppelmayr Garaventa Group”, zet volop in op de hernieuwde belangstelling voor de kabelbaan. Het bedrijf biedt op haar website vrachtsystemen aan met een lengte tot 10 kilometer en een capaciteit tot 1.500 ton per uur. Het maximum gewicht van een individuele lading bedraagt 40 ton – een grote, volgeladen scheepscontainer. Doppelmayr-Garaventa plaatst momenteel een tijdelijke lijn van twee kilometer lang voor de bouw van een waterkrachtcentrale in Zwitserland.

Het bedrijf ontwierp ook een geheel nieuwe systeem dat kan worden beschouwd als een verbetering van de kabelbaan: RopeCon. Het combineert de voordelen van een kabelbaan met die van een transportband. RopeCon biedt een grotere laadcapaciteit en een betere windresistentie dan een traditionele kabelbaan. Ook zijn er veel minder pijlers nodig, waardoor het transportsysteem nog goedkoper te bouwen is en nog makkelijker is in te passen in de omgeving. Een RopeCon kan tot 20 kilometer lang zijn en heeft een maximum laadcapaciteit van maar liefst 10.000 ton per uur – dat zijn 500 grote vrachtwagens.

——————————————————————————————————–

Het 3,4 kilometer lange RopeCon systeem in Jamaica levert 1.300 kWh elektriciteit per dag

——————————————————————————————————–

Tot nu zijn 6 van deze transportsystemen gebouwd. Het tot nu toe spectaculairste systeem, dat met succes een orkaan met windsnelheden tot 249 km/h heeft doorstaan, werd in 2007 gebouwd voor een bauxiet-mijn van Jamalco/Alcoa op Mt. Olyphant in Jamaica (foto hierboven). De lijn is 3,4 kilometer lang en overbrugt een hoogteverschil van 470 meter. De installatie transporteert 1.200 ton bauxiet (de grondstof voor aluminium) per uur van de mijn naar de verwerkingsfabriek en genereert 1.300 kilowatt-uur elektriciteit per dag die terug in het elektriciteitsnetwerk wordt gestuurd. Het transportnetwerk is dus tegelijk een hernieuwbare energiecentrale. 

Een ander opvallend systeem is de RopeCon gebouwd voor de vezelproducent Lenzing in Oostenrijk, dat wordt gebruikt voor het transport van houtsnippers van een opslagplaats naar de verwerkingsfabriek (foto’s boven en onder). De 665 meter lange lijn loopt over het fabrieksterrein, een rivier en een aantal wegen, en wordt gestut door slechts één pijler. De capaciteit bedraagt 350 ton per uur. Hoewel het systeem geen energie opwekt omdat het op vlak terrein is gebouwd, bedraagt het motorvermogen slechts 53 kilowatt – evenveel als dat van een kleine auto. Het systeem werkt tot windsnelheden van 130 kilometer per uur.

Sinds mei 2008 staat er ook een RopeCon op het eiland Simberi in Papoea-Nieuw-Guinea (foto hieronder). Het transportsysteem vervoert gouderts over een afstand van 2,7 kilometer. Het steunt op slechts 3 pijlers. Het erts wordt vervoerd van de mijn in het binnenland naar de smeltfabriek in de haven – dwars door het regenwoud. Het hoogteverschil is 237 meter. De transportcapaciteit bedraagt 450 ton per uur en het systeem wekt 221 kilowatt-uur elektriciteit per dag op, die gebruikt wordt in de fabriek.

De foto hieronder toont een tijdelijk RopeCon systeem dat werd ingezet bij de bouw van een tunnel in Oostenrijk, voor de afvoer van het uitgegraven materiaal. Het vervoerde 600 ton per uur met een zeer bescheiden motorvermogen van 30 kilowatt. De lijn was 270 meter lang en had een hoogteverschil van slechts 23 meter. Deze RopeCon elimineerde 115.000 ritten met vrachtwagens.

De toekomst van de kabelbaan

Het zou perfect mogelijk zijn om dit soort transportsystemen – RopeCon’s en gewone kabelbanen – kriskras door het land te bouwen en de meeste vrachtwagens van de weg te halen. Onbemande vrachtsystemen zouden kunnen worden gebouwd van een treinstation of parkeerplaats buiten de stad naar het stadscentrum of naar een shoppingcentrum. Kabelbanen zouden kunnen worden neergepoot langs de snelweg tussen twee steden, of ingezet worden voor het vervoer van scheepsladingen vanuit de haven naar het achterland.

Landbouwproducten zouden recht van het veld naar de supermarkt kunnen worden getransporteerd en consumentengoederen zouden recht vanuit de fabriek in een schip kunnen worden geladen, zonder dat de vracht ooit de grond raakt.

Er zouden geen vertragingen optreden door files of verkeersopstoppingen en bovendien zou niemand er last van hebben – weinig geluidsoverlast, geen vibraties, geen spectaculaire ongevallen. Het lage energieverbruik zou makkelijk kunnen worden geleverd door hernieuwbare, stationaire energiebronnen. Er zou geen nood zijn aan batterijen, oplaadstations of extra elektriciteitscentrales. Kortom, een moderne kabelbaan biedt alle voordelen van een automatisch ondergronds transportsysteem, maar dan zonder de enorme kapitaalkosten.

We zouden een regionaal, nationaal of zelfs internationaal transportnetwerk kunnen uitbouwen met behulp van wisselstations en rangeerstations. Hoe futuristisch dat ook klinkt, zo’n transportsysteem zou goedkoper zijn – zowel in bouw als in gebruik – dan eender welk ander alternatief. Als we er morgen mee beginnen, kan het volgend jaar af zijn.

© Kris De Decker

——————————————————————————————————–

Op de Engelstalige site vind je een langere versie van het artikel, met extra foto’s en een bibliografie.

——————————————————————————————————–

Verwante artikels

• De mechanische batterij: hernieuwbare energie opslaan met de zwaartekracht
• Europa zoekt vrachtfietsers (m/v): veel werk voor goede fietsbenen
• Trolleybussen en trolleytrucks: elektrisch transport voor een koopje
• Waarom de elektrische auto geen toekomst heeft
• Elektrische auto rijdt even ver als honderd jaar geleden
• Vliegende trucks: maakt de zeppelin een comeback?
• Een wereld zonder vrachtwagens: ondergronds transport van goederen

——————————————————————————————————–

// http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js