Houten elektriciteitsmasten worden over de gehele lengte blootgesteld aan verschillende omstandigheden, van sterk wisselende weersomstandigheden boven de grond tot koele, vochtige en stabiele omstandigheden diep in de grond.
Het is op de grondlijn van de paal dat de boven- en ondergrondse omstandigheden elkaar ontmoeten en zo de ideale omstandigheden creëren voor houtrot.
De bovenste 6″ of zo van de grond is in de loop van miljoenen jaren geëvolueerd tot een zeer efficiënt afvalverwerkingssysteem. Alle dode organische materie zoals hout, bladeren etc. die op de grond valt, breekt af en wordt afgebroken door een veelheid aan organismen in de grond.
Schimmels zijn zeer succesvolle bewoners van de bodem; ze breken alle soorten organisch materiaal af en ontbinden bodemcomponenten. Schimmels zetten dood organisch materiaal om in biomassa, koolstofdioxide en organische zuren. Er zijn honderdduizenden verschillende soorten schimmels waarvan er ongeveer 30,000 bekend zijn die hout aanvallen en vernietigen. Schimmels zijn de voornaamste oorzaak van verval en falen van houten elektriciteitsmasten.
Houtvernietigende schimmels gedijen wanneer de omgeving ideaal is, met vochtige, warme grond en een goede zuurstofvoorziening als essentiële vereisten. Deze omstandigheden komen meestal voor in de bovenste 150 mm (6″) van de grond, waar regenval, warmte van de zon en een goede lucht-/zuurstofvoorziening allemaal aanwezig zijn.
Op grotere dieptes is de grond vaak meer verdicht, waardoor de lucht- en zuurstofstroom wordt beperkt. Tegelijkertijd valt het verwarmende effect van de zon weg, wat leidt tot lagere temperaturen en aanzienlijk verminderde schimmelactiviteit.
In veel delen van de wereld vormen ondergrondse termieten een aanzienlijke bedreiging voor houten elektriciteitsmasten. Er zijn twee dingen om in gedachten te houden bij het bekijken van termietenaanvallen op palen. Ten eerste houden termieten niet van het eten van hout dat behandeld is met conserveringsmiddelen. Ten tweede blijkt uit onafhankelijk onderzoek dat veel termieten het gemakkelijker vinden om hout te verteren dat onderhevig is aan schimmelrot. De onderstaande grafiek toont de resultaten van grootschalige tests in Australië, waar een duidelijk verband is tussen de incidentie van paalrot en termietenaanvallen, waarbij termietenaanvallen kort na het begin van houtrot volgen. De grondlijn of bovenkant van de paal is het gebruikelijke toegangspunt voor de termieten. Hieruit blijkt duidelijk dat het handhaven van de concentraties conserveringsmiddelen in het hout en het voorkomen van rotting van cruciaal belang zijn om de kans op termietenaanvallen te verkleinen, met name bij het kwetsbare grondlijngedeelte en in mindere mate bij de bovenkant van de paal.
De incidentie van houtrot is direct gerelateerd aan het vochtgehalte van het hout. Om houtrot te laten beginnen is een vochtgehalte van 25% of hoger vereist. Als het vochtgehalte hoger is, neemt de snelheid van het verval over het algemeen toe tot een punt dat alle andere zaken gelijk blijven. Zodra houtrot begint, kan het doorgaan bij een lager vochtgehalte van 20%, onder dit niveau treedt houtrot niet op.
Een houten paal die in de grond is begraven, gedraagt zich als de lont van een kaars, het absorbeert water uit de grond met het verschil in dampdruk waardoor het water omhoog beweegt langs de paal waar het verloren gaat aan de lucht door luchtstroom en warmte van de zon. Deze vochtbeweging is een langzaam maar continu proces waarbij regenval en warmte van de zon de belangrijkste drijvende krachten zijn in dit proces.
In de praktijk betekent dit doorgaans dat het gehele grondlijngedeelte van de paal en de binnenste kern van het paalgedeelte tot ongeveer 50 cm of 20 inch boven de grond een hoog vochtigheidsgehalte van meer dan 25% hebben.
U denkt misschien dat het gedeelte boven de grond niet zal vergaan omdat het niet in contact komt met schimmels in de grond. Helaas is dit niet het geval; scheuren in de paal vormen zich in de loop van de tijd tot aan de vochtige kern van de paal. Microscopisch kleine schimmelsporen in de lucht kunnen in de scheuren worden geblazen en in contact komen met het vochtige hout in het midden van de paal net boven het maaiveld. De sporen kunnen dan ontkiemen en de binnenste kern van de paal vernietigen; dit wordt kernrot genoemd.
Gedeeltelijke bescherming met vloeibaar houtconserveringsmiddel dat op de paal wordt aangebracht onder vacuüm/drukcyclus is de traditionele methode om het begin van houtrot en paalfalen uit te stellen. Om effectief te zijn, moet het conserveringsmiddelbehandelingsproces zorgvuldig worden gecontroleerd om de juiste conserveringsmiddelconcentratie (%), retentie (kg/m³ of PCF) en penetratiediepte (mm of inches) te garanderen. Voor de beste resultaten wordt de paal gedroogd tot een optimaal vochtgehalte vóór de conserveringsmiddelbehandeling. Moderne droogmethoden en het gebruik van geautomatiseerde drukbehandelingsinstallaties bieden consistente, hoogwaardige bescherming tegen verval wanneer ze correct worden gebruikt.
De houtconserveringsbehandeling biedt uitstekende bescherming boven de grond en dieper in de grond waar de omstandigheden voor verval minder dan ideaal zijn. Het is bij het mechanisch kritieke grondlijngedeelte van de paal waar houtrot en -falen een probleem vormen.
Op dit punt kan blootstelling aan hogere temperaturen, zuurstof en vocht de oxidatie van het houtconserveringsmiddel versnellen. Tegelijkertijd veroorzaken weersveranderingen regelmatige bevochtigings- en droogcycli, wat leidt tot de geleidelijke migratie van houtconserveringsmiddel van de pool naar de grond. De algehele impact is een verlies van toxiciteit voor schimmelorganismen in de loop van de tijd.
Waterafstotende producten combineren biociden met natuurlijke waterafstotende eigenschappen in het geval van Creosoot of de toevoeging van oliën zoals AWPA P9a-olie om waterafstotendheid te creëren wanneer gebruikt in combinatie met biociden zoals Pentachlorofenol of koper. De oliën zijn niet "vast" aan het hout en bieden op zichzelf een beperkte levensduurverlenging omdat ze geen biociden zijn. Ze verlengen de levensduur door een gedeeltelijke barrière te creëren tegen vochtinfiltratie vanuit de grond*.
Over een langere periode gaan de olie/conserveermiddelen verloren als gevolg van migratie naar de bodem. Dit effect is het meest uitgesproken bij het grondlijngedeelte van de paal, waar klimatologische bevochtigings- en droogcycli gecombineerd met ideale omstandigheden voor oxidatie dit verlies aan effectiviteit in de loop van de tijd kunnen verergeren.
In maart 2021 vindt er een Europese herziening plaats van de vergunning voor het voortgezette gebruik van creosoot als houtbeschermingsmiddel. Nu Frankrijk onlangs het gebruik van creosoot heeft verboden en het Europees Agentschap voor chemische stoffen (ECHA) creosoot onlangs heeft geclassificeerd als kankerverwekkend, worden er in slechts 6 Europese landen op grote schaal creosoot gebruikt. Het lijkt er dan ook steeds onwaarschijnlijker op dat de vergunning voor het gebruik van creosoot zal worden verlengd.
Niet-waterafstotende koperzout houtconserveringsmiddelen op waterbasis worden sinds 2005 in heel Europa op grote schaal gebruikt als een milieuvriendelijker alternatief voor creosoot.
Deze houtconserveringsmiddelen hebben een bewogen geschiedenis met meldingen van vroege paalfalen, maar het gebruik van extra co-biociden om het probleem van kopertolerante schimmels aan te pakken en het gebruik van fixeermiddelen, samen met verbeterde behandelingsnormen en hogere retentieniveaus, hebben de levensduur van de paal voor nieuwere versies van dit conserveringsmiddel verlengd. Veel van de nutsbedrijven waarmee we spreken en die deze conserveringsmiddelen sinds 2005 gebruiken, vertellen ons dat ze een levensduur van 15 tot 20 jaar verwachten met de nieuwste versies, hoewel een langere levensduur in werkelijkheid mogelijk is.
Voor alle nutsbedrijven ligt de focus onvermoeibaar op kostenreductie, het verbeteren van de veiligheid en de betrouwbaarheid van het netwerk. Zelfs met een creosoot behandelde paal met een levensduur van 40 jaar is het vervangen van houten palen voor de meeste nutsbedrijven een van hun grootste operationele kosten. Op het noordelijk halfrond kost het doorgaans ongeveer €/$/£ 2500 om een elektriciteitsdistributiepaal te vervangen en dit loopt al snel op tot een typische kostprijs van ongeveer €/$/£25 miljoen per 10,000 vervangen palen per jaar.
Om de stijgende kosten van vervanging van palen in Europa aan te pakken en de levensduur van creosoot te evenaren, hebben fabrikanten van conserveringsmiddelen onlangs nieuwe producten gelanceerd die een combinatie van koperhoudende houtconserveringsmiddelen en waterafstotende olie gebruiken. Deze combinatie zou ongetwijfeld een langere levensduur van de paal moeten opleveren dan koperconserveringsmiddel op waterbasis alleen, maar hoe lang nog is momenteel onbekend. Het is deze onbekendheid die een zorg is voor veel nutsbedrijven waarmee we spreken, met name degenen die in het verleden problemen hebben gehad met paalfalen. Houd rekening met feedback die aangeeft dat de kosten voor deze behandeling aanzienlijk hoger zijn en veel van de nutsbedrijven waarmee we spreken, bekijken nu de opties die voor hen openstaan, waaronder het gebruik van alternatieve paalmaterialen zoals staal, composiet of beton, samen met gedeeltelijke en totale barrièresystemen.
Een voorbeeld hiervan is het recente besluit van France Telecom (Orange) om gegalvaniseerde stalen palen te gebruiken in plaats van behandelde houten palen in Frankrijk, ondanks dat dit hun CO2-uitstoot met ongeveer 220,000 ton per jaar verhoogt. Dit is slecht voor het milieu en een grote klap voor de producenten van houten palen, de bosbouwsector en fabrikanten van conserveringsmiddelen met een omzetverlies van ongeveer 220,000 palen per jaar.
* Volledige rapporten beschikbaar op aanvraag
De kosten voor een nutsbedrijf om houten elektriciteitspalen te installeren en onderhouden, zijn vaak een van hun hoogste uitgaven. Door gebruik te maken van jaarlijkse gecombineerde kostenberekeningen die installatiekosten en inspectie- en saneringskosten omvatten, verspreid over de verwachte levensduur van de palen, krijgt u een duidelijk en gemakkelijk te gebruiken cijfer voor de kosten van de palen en een vergelijking met alternatieven.
Laten we een LV-distributienetwerk van 1000 mijl in Noord-Amerika als voorbeeld nemen. Ons onderzoek op basis van sectorgegevens laat het volgende zien:
– met een gemiddelde paalafstand van 250 voet, wat neerkomt op 21,120 palen, bedragen de gecombineerde kosten van elke paal en de installatiekosten in totaal $ 63 miljoen.
– Uitgaande van de aanname dat 12% van deze palen elke tien jaar wordt geïnspecteerd, tegen een inspectiekost van $ 100, zouden de jaarlijkse onderhoudskosten voor de palen $ 633,000 bedragen, inclusief saneringswerkzaamheden.
– Gebaseerd op een levensduur van 20 jaar voor een koperconserveringsmiddel op waterbasis (Creosoot/CCA 40 jaar), zouden de totale onderhoudskosten voor de levensduur van 21,120 palen $ 25 miljoen bedragen.
– In totaal bedragen de totale levensduurkosten van 21,120 palen, gebaseerd op onze onderzoeksgegevens uit de sector, 88 miljoen dollar.
Onze gegevens tonen aan dat de onderhoudskosten voor nutsbedrijven substantieel zijn. Hoewel dit voorbeeld specifiek is voor Noord-Amerika, heeft ons onderzoek vergelijkbare resultaten opgeleverd voor een reeks geografische locaties.
In combinatie met de zichtbare kosten kunnen er verschillende potentiële verborgen kosten optreden als gevolg van het falen van de paal. Afhankelijk van de marktregulering kan het uitvallen van het net als gevolg van het instorten van de paal financiële boetes opleveren voor nutsbedrijven. Het instorten van de paal kan niet alleen leiden tot het uitvallen van het net, maar het biedt ook een mogelijkheid om de veiligheid van werknemers en het publiek in gevaar te brengen. De waarschijnlijkheid van deze storingen en de daaruit voortvloeiende kosten kunnen beide worden verminderd; als u wilt weten hoeveel u kunt besparen met polesaver probeer onze kostencalculator voor meer informatie.
Deze ongewenste kosten, zowel expliciet als verborgen, vormen een belangrijk doelwit voor potentiële reductie. Kijk uit naar ons volgende artikel, waarin we de beschikbare alternatieven voor het verlengen van de levensduur van palen, inclusief alternatieve paalmaterialen en gedeeltelijke en volledige barrièresystemen en hun effecten op onderhoud, veiligheid en het milieu.
Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en de Google Privacybeleid en Algemene Voorwaarden zijn van toepassing.
