Schäkel-Kraftaufnehmer für das Ocean Cleanup-Projekt

Wie Sensoren von Althen zur Reinigung der Weltmeere beitragen.

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Geschätzte 5 Billionen Plastikteile verunreinigen derzeit den Ozean. Sie haben sich bereits in fünf riesigen Feldern angesammelt. Das größte davon ist der „Great Pacific Garbage Patch“ (Großer Pazifischer Müllteppich). Dieser kreist im Pazifik, zwischen der Westküste der USA und Hawaii und ist mittlerweile so groß wie Zentraleuropa. Riesige schwimmenden Barrieren sollen nun die Ozeane von Müll befreien.

Von Beginn an stand Althen in Kontakt mit der technischen Entwicklungsabteilung des Projekts. Das fertige Reinigungssystem sollte in der Lage sein, im laufenden Betrieb auswertbare Informationen zu übermitteln, u.a. für Prüfungszwecke, Wartungsarbeiten und Sicherheitsaspekten. Nach Anpassung aller notwendigen Details wurde das Projekt in die Tat umgesetzt und der erste Prototyp gebaut.

Die Anforderung des Ocean Cleanup an Althen war, ein Kraftüberwachungssystem einzurichten, das die Kräfte messen kann, die zwischen dem Schleppschiff und der schwimmenden Röhren-Konstruktion auftreten. Hier wurden zunächst Kräfte von max. 10 Tonnen erwartet. Angesichts der vielen unbekannten Faktoren und des noch völlig neuen Systems wurde jedoch beschlossen, mit einem Messbereich von 12 Tonnen und einer Bruchlast von 300% zu kalkulieren. Die verwendeten Lastschäkel müssen damit ein Gewicht von bis zu 36 Tonnen aushalten. Da sich die Schäkel unter Wasser befinden, wurde eine Tauchvariante gewählt, die auch in bis zu 10 Metern Tiefe noch problemlos eingesetzt werden kann.

Der innen verstärkte Lastschäkel hat ein Ausgangssignal von 4-20 mA, da die Kabellänge ggf. sehr lang werden kann. In Kombination mit der Althen GLET-Box-IU und einem GRAPHTEC GL240 Datenlogger entstand ein eigenständiges batteriebetriebenes Messsystem. Die mit dem Datenlogger in Echtzeit gesammelten und überwachten Daten können später über die USB-Schnittstelle an einen PC zur weiteren Analyse übertragen werden.

Die Planung für 2018

Für 2018 plant die Ocean Clean Up den ersten Einsatz des neuen Reinigungssystems im Ozean. In den ersten sechs Monaten dieses Jahres gab es bereits mehrere Schleppversuche, bei denen ein Schleppschiff ein erstes, 120 Meter langes Reinigungs-Segment etwa 50 Seemeilen vor San Francisco auf das Meer gezogen hat. Das Schiff hat das Segment in verschiedene Richtungen geschleppt, um das hydrodynamische Verhalten zu testen. Während dieses Tests war einer der wichtigesten Parameter zur Überwachung die Kraft, die auf die Verbindung zwischen dem Schleppschiff und dem 120 Meter langen Reinigungs-Segment ausgeübt wird. Im dritten Quartal 2018 wird ein 600-Meter-Segment rund 240 Seemeilen vor die Küste gezogen und dort erstmals in Betrieb genommen. Das Systemverhalten wird während dieser Abschlussprobe umfassend überwacht. Nach diesem Test wird das gesamte System zum Great Pacific Garbage Patch, ca. 1.200 Seemeilen vor der Küste, geschleppt, wo es erstmals in den regulären Betrieb gehen soll.

Das schlüsselfertige Kraftüberwachungssystem von Althen

Bei allen durchgeführten Schleppversuchen ist es wichtig, dass die Kräfte, die auf die Verbindung zwischen dem zu schleppenden System und dem Schiff wirken, jederzeit unter Kontrolle sind. Durch raue See, Strömung oder Wind können die Kräfte deutlich zunehmen. Um die Schleppgeschwindigkeit anpassen zu können, wurde ein kontinuierliches Kraftüberwachungssystem eingerichtet. Das System besteht aus einem IP67 12 Tonnen Lastschäkel in Kombination mit einem eigenständigen batteriebetriebenen Datenlogger, der alle Messungen über einen längeren Zeitraum protokollieren kann. Während der Messung des Systems ist es möglich, einen Anstieg der Kräfte zu beobachten und bei Bedarf sofort Maßnahmen zu ergreifen. Nachdem der erste große Schlepptest auch unter rauen Bedingungen erfolgreich abgeschlossen wurde, besteht nun große Zuversicht, dass das gesamte System „001“ bis Ende 2018 am „Great Pacific Garbage Patch“ eingesetzt werden kann.