Offshore-Testinfrastruktur in der Nordsee ermöglicht realitätsnahe Entwicklung von Bewuchsschutz-Beschichtungen
Bei Offshore-Fundamenten ist die Ansiedlung von Organismen enorm hoch.
Dies führt zu veränderten Strömungsverhältnissen, erhöhten Lasten und
erschwert Inspektionsaufgaben. Um die Entwicklung von Bewuchsschutz-
Beschichtungen für diese Anwendung realitätsnah zu testen, wurde innerhalb
des Projekts »ROBUST« eine Testinfrastruktur auf dem Meeresboden in einem
speziell gekennzeichneten Forschungsareal vor der Hochseeinsel Helgoland
verankert. An dem kubusförmigen, metallischen Unterwasser-Lander können
Material- und Beschichtungsproben für die maritime Industrie geprüft und
weiterentwickelt werden. Ein Forschungsnetzwerk von regionalen Partnern
sorgt für diese einzigartige Testmöglichkeit.
Wenn der Wind das Meer aufpeitscht und eine salzige Gischt über die Wellen
weht, dann zeigt sich in aller Deutlichkeit wie harsch diese
Anwendungsumgebung ist. Dieses extreme Umfeld bürdet Material und Technik
zahlreiche Anforderungen auf, die es zu erfüllen gilt, um langfristig
bestehen zu können. Für die maritime Industrie, die Schifffahrt und für
den Einsatz in Küsten- und Offshore-Gebieten ist die Entwicklung robuster
Materialien für einen nachhaltigen Einsatz von essenzieller Bedeutung.
Auch für die Entwicklung von Zukunftstechnologien, wie schwimmende
Solarparks oder Gezeiten- und Wellenkraftwerke sind Beschichtungen von
zentralem Wert für den Schutz von Materialien und den Erhalt der
technischen Funktionalität.
Einzigartige Prüf- und Testinfrastruktur für Offshore-Anwendungen auf und
vor Helgoland wird um Unterwasser-Lander erweitert
Labortests allein können die hochgradig anspruchsvolle Offshore-
Anwendungsumgebung nicht vollumfänglich abbilden. Anwendungsnahe Feldtests
sind daher ein unerlässlicher Baustein zur Qualifizierung der neu
entwickelten Materialien und Beschichtungen. Aus diesem Grund unterhält
das Fraunhofer IFAM seit mehreren Jahren ein maritimes Testzentrum auf der
Hochseeinsel Helgoland. Hier prüfen und entwickeln die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts verschiedene
Anwendungsprofile für die maritime Wirtschaft. Für die Forschung und
Entwicklung stehen ein mit der Hafenmole verbundenes Auslagerungsgestell
für Korrosions- und Werkstoffprüfungen, ein Freigelände zur
atmosphärischen Bewitterung, ein Prüfstand für statische Biofoulingtests
und das vor der Insel befindliche Offshore-Testfeld für maritime
Technologien zur Verfügung.
Zudem wurde das Unterwassertestfeld »MarGate« 2009 vom AWI-Zentrum für
Wissenschaftliches Tauchen auf Helgoland eingerichtet, um ein leicht
zugängliches marines Unterwasserversuchsgebiet zu schaffen. Das Gebiet ist
etwa 270 x 100 Meter groß, hat zwischen fünf und zehn Meter Wassertiefe
und ist durch sechs rote Oberflächenbojen als maritime Exklusivzone für
den Schiffsverkehr gekennzeichnet. Mit Unterstützung der Helgoländer und
Cuxhavener Mitarbeitenden des Wasserstraßen- und Schifffahrtsamtes Elbe-
Nordsee, der Besatzung des Arbeitsbootes »Lumme«, dem Mehrzweckschiff
»Neuwerk« sowie den Forschungstauchenden des Alfred-Wegener-Instituts,
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) haben Mitarbeitende
des Fraunhofer IFAM nun in diesem Unterwassertestfeld einen rund 300
Kilogramm schweren, kubusförmigen Lander aus feuerverzinktem Stahl in neun
Metern Wassertiefe auf dem felsigen Grund der Nordsee abgesetzt.
Der neu entwickelte Lander ermöglicht die simultane Prüfung von bis zu 64
Beschichtungs- und Materialproben der Größe 20 x 40 Zentimeter. Die
eingehängten und über einen Bolzen gesicherten Trägerrahmen bringen eine
hohe Flexibilität mit sich. Sie erlauben die Installation und
Deinstallation durch Taucherinnen und Taucher direkt am Meeresgrund und
können im Bedarfsfall mit maßgefertigten Adapterlösungen auf
kundenspezifische Geometrien angepasst werden. Das
»MarGate«-Unterwassertestfeld verfügt zudem über eine eigene
Sensordatenerfassung, sodass wichtige testbegleitende Umweltparameter wie
Temperatur, Salzgehalt und Strömungsbedingungen in eine ganzheitliche
Auswertung der Proben einfließen können.
Der Lander erweitert die bereits vorhandene, maritime Testinfrastruktur
des Fraunhofer IFAM auf Helgoland und wird zukünftig wichtige Erkenntnisse
in die industrienahe Forschungs- und Entwicklungsarbeit einbringen. Die
bodennahe Prüfumgebung bringt ein anderes Anforderungsprofil mit sich als
die häufig durchgeführten oberflächennahen Tests. Die praktische Relevanz
der Ergebnisse für beispielsweise die Konstruktion von Pipelines,
Umspannplattformen und Offshore-Gründungsstrukturen ist damit deutlich
höher. Dank der guten Erreichbarkeit des Testfeldes ist zudem eine
regelmäßige Inspektion durch die AWI-Forschungstauchenden möglich.
Ausblick: Ausbringung eines weiteren Landers in größerer Tiefe für Sommer
2023 geplant
In dem vom Fraunhofer IFAM betriebenen drei Quadratkilometer großen
Forschungstestfeld wird im Sommer 2023 ein weiterer Lander ausgebracht.
Das Testfeld ist ebenfalls nur wenige Seemeilen von der Insel Helgoland
entfernt. Das Besondere: Es hat eine Wassertiefe von 45 Metern, sodass im
Vergleich zu dem »MarGate«-Unterwassertestfeld ganz andere Bedingungen
vorherrschen. Der Bewuchs wird ohne Sonnenlicht ein anderer sein und auch
die Wasserparameter werden sich unterscheiden. Somit können in naher
Zukunft unterschiedliche Fragestellungen in den Forschungsarealen vor
Helgoland bearbeitet werden.
Projektförderung:
Das Projekt »ROBUST« (FKZ: 03SX490) wurde durch das Ministerium für
Wirtschaft und Klimaschutz der Bundesrepublik Deutschland (BMWK) aufgrund
eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Der Dank des
Projektkonsortiums gilt zudem den Mitarbeitenden des Projektträgers Jülich
(PtJ) für die gute administrative und fachliche Unterstützung des
Vorhabens.
Projektpartner:
• Fraunhofer IFAM,
• Dr. Brill & Partner GmbH,
• Momentive Performance Materials GmbH
Laufzeit: 01.11.2019 - 30.04.2023
