Unterwasser-Labor »Minilab« für maritime Tests erfolgreich gestartet
Damit sich neue Werkstoffe und Sensoren für Unterwasser-Anwendungen
rascher und flexibler testen lassen, hat die Fraunhofer-Forschungsgruppe
»Smart Ocean Technologies« (SOT) eine mobile Plattform für den Einsatz in
Seen, Flüssen und Meeren entwickelt. Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme
steht »Minilab« nun interessierten Partnern aus Wirtschaft und Forschung
für vielfältigste Testszenarien zur Verfügung.
Die Service- und Testplattform »Minilab« wurde vom Fraunhofer SOT-Team
unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und
Systeme IKTS erfolgreich getestet und erprobt. Nun soll das neue
Unterwasser-Labor Unternehmen dabei unterstützen, wegweisende Unterwasser-
Technologien möglichst unter realen Einsatzbedingungen zu testen, also
auch im Salzwasser und bei starken Strömungen. »Wir bringen für unsere
Partner die zu untersuchenden Proben und Geräte ins Wasser«, erklärt SOT-
Forschungsgruppenleiterin Dr. Kathrin Baumgarten. »Damit helfen wir ihnen,
Innovationen schneller in den Markt zu bringen.« Das kompakte »Minilab«
kann beispielsweise helfen, nachhaltige Antifouling-Beschichtungen,
umweltverträglichere Offshore-Konstruktionen oder Unterwasser-Sensorik
zügiger zu entwickeln.
Testplattform misst Temperatur, Druck, Chlorophyll oder UV-Strahlen
Die Testplattform besteht aus einer offenen Stahlrohr-Konstruktion mit
einer sensorischen Basisausstattung, die sich flexibel mit Proben sowie
weiteren Sensoren und Messgeräten bestücken lässt. Mit rund 70 Zentimetern
Kantenlänge lässt sich »Minilab« per Auto leicht transportieren und dann
ins Wasser einbringen. Das Unterwasser-Labor ist für Tauchtiefen bis 100
Meter ausgelegt. In der Basiskonfiguration hat es vier Kameras sowie
Temperatur- und Druckfühler. Außerdem sind Sensoren für gelösten
Sauerstoff, Chlorophyll, Wassertrübheit sowie UV-Strahlung installiert.
Durch pH-Sensoren kann »Minilab« zudem ermitteln, wie sauer oder basisch
ein Gewässer ist.
Die nötige Energie bezieht die Ausrüstung bislang über eine Stromleitung
von Land. Die erfassten Daten werden per Kabel an einen elektronischen
Messkoffer über Wasser gesendet, der diese via LTE an die Bürorechner der
Forschenden weiterleitet. »Wir planen auch schon eine autarke
Nachfolgelösung«, verrät Kathrin Baumgarten. Die nächste
»Minilab«-Generation wird durch Akkus in einer Boje mit Strom versorgt und
die erfassten Sensordaten werden direkt an einen Mobilfunk-Router in der
Boje weitergeleitet. Der Messkoffer wird dann nicht mehr benötigt.
Das Forschungsteam sieht mehrere Einsatzszenarien für »Minilab«, u. a. zum
Testen neuer Werkstoffe und Beschichtungen. So lässt sich beispielsweise
untersuchen, wie lange eine verbesserte Antifouling-Schicht Schiffsrümpfe
vor Algenbewuchs, Meeresschnecken und Kleinkrebsen schützt oder wie gut
eine neue Legierung aggressivem Salzwasser standhält. Außerdem eignet sich
»Minilab« für Unterwasser-Sensoren. Das können neuartige Magnetometer für
Ortungstechnik oder Hydrophone für die Schiffslärm-Überwachung sein, die
unter realen Bedingungen im Meer getestet werden. Darüber hinaus kann
»Minilab« auch neben künstlichen Riffen oder Ankersteinen platziert
werden, um zu beobachten, wie gut oder schlecht lokale Unterwasser-
Ökosysteme auf neue Haltesteine für Bojen reagieren. Wichtig ist dies etwa
für Betonbauer, die bessere Geometrien für ihre Steine im Meereseinsatz
erproben möchten.
Monitoring von grünen Ansiedlungen für Algen-Smoothies von morgen
»Minilab« ist aber nicht nur interessant für Sensorhersteller und
Entwickler neuer Unterwasser-Materialien. Auch für Betreiber von
Aquakulturen und Meeresfarmen eröffnet die Plattform viele Möglichkeiten.
Denn angesichts des Klimawandels, des weltweiten Bevölkerungswachstums und
geänderter Essgewohnheiten hin zu fleischloser Kost versuchen Aquabauern,
nun auch in der Ostsee verstärkt Zuckertang sowie genießbare Großalgen
anzusiedeln. Dabei handelt es sich oft um Algenkulturen, die eher die
kühlen Temperaturen der Weltmeere gewöhnt sind als die relativ warme
Ostsee. Damit solche grünen Ansiedlungen dennoch gelingen, soll das
»Minilab« die Wassertemperatur und andere lebenswichtige Parameter
überwachen.
Da es bei manchen dieser Erprobungen eher auf Tempo und viele
unterschiedliche Testumgebungen, bei anderen aber auf Langzeiterkenntnisse
ankommt, kooperieren die Fraunhofer-Forschenden mit Partnern aus Kanada.
In der Provinz Nova Scotia hat das »Centre for Ocean Ventures and
Entrepreneurship« (COVE) ein eigenes Unterwasser-Labor entwickelt. Die
COVE-Partner haben ihren Testträger an der nordamerikanischen Küste im
Atlantik ausgelagert und bieten dort vor allem Unterwassertests über einen
längeren Zeitraum an. Damit ergänzen sich beide Angebote ideal: Die COVE-
Lösung an Kanadas Ostküste eignet sich besser für Langzeittests und
Experimente unter Atlantik-Bedingungen, während das leicht transportable
deutsche »Minilab« auf raschen Erkenntnisgewinn in ganz unterschiedlichen
Gewässern zielt.
Premiere auf der Rostock Ocean Convention
Das SOT-Team präsentiert »Minilab« auf der Messe »Rostock Ocean
Convention« am 14. und 15. November 2023 einem breiteren Fachpublikum.
Bereits ab September will die Gruppe das Unterwasser-Labor für
interessierte Partnerfirmen und -institute zur Verfügung stellen.
Die Fraunhofer-Forschungsgruppe »Smart Ocean Technologies« hat ihren Sitz
in Rostock. Ihr gehören Expertinnen und Experten aus vier Fraunhofer-
Instituten an: das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung
IGD, das Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik
IGP, das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
und das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung
IOSB. Sie fokussieren sich im SOT-Verbund darauf, neue
Unterwassertechnologien zu entwickeln und praxisnah zu erproben. Das
»Minilab« ist eines von mehreren Projekten der Gruppe und wurde vom
Bundesministerium für Forschung und Bildung und dem Land Mecklenburg-
Vorpommern gefördert.
