Skip to main content

Safe maritime operations under extreme conditions: the Arctic case

Article Category

Article available in the folowing languages:

EU-Forschung als Eisbrecher für mehr Sicherheit auf den Meeren der Arktis

Der rasante Anstieg des Schiffverkehrs in der Arktis und die dortigen extrem harten Umweltbedingungen stellen die Schiffsnavigation vor immense Herausforderungen. Das EU-finanzierte Projekt SEDNA hat einen integrierten, risikobasierten Ansatz entwickelt, um Schiffe sicher durch diese Schwierigkeiten zu lotsen.

Verkehr und Mobilität

Für Schiffe in der Arktis bestehen nach wie vor die erheblichen Gefahren von Kollisionen mit einem Eisberg oder einem begleitenden Eisbrecher, von Schiffbruch oder Seenot sowie des Auflaufens bei rauen Eisbedingungen. „Die Initiative SEDNA war ein multidisziplinäres Projekt, das zum Ziel hatte, die Sicherheit in der Arktis zu erhöhen, besonders im Bereich der Navigation“, fasst Gary Randall, der Projektkoordinator und leitende Berater des koordinierenden Unternehmens BMT Group zusammen.

Sicherheitsmaßnahmen für Reisen durch die Arktis

Bei Sicherheitsbemühungen bei der Navigation in der Arktis sind die Reiseplanung und eine umfassende Kenntnis der Eisbedingungen von entscheidender Bedeutung. Das Projekt SEDNA hat parallel mehrere Maßnahmen entwickelt, um dazu beizutragen und gleichzeitig die Unversehrtheit des empfindlichen Ökosystems der Arktis zu garantieren. Die Forschenden entwickelten die „sichere Arktisbrücke“ – ein evidenzbasiertes, praktisch erprobtes Designrahmenwerk, das sicherere Verkehrsbewegungen durch die Arktis verlässlich unterstützt. „Unsere Ideen wurden mithilfe von virtueller und erweiterter Realität eingebunden und umfassen neue Kartenüberlagerungen, Farbpaletten, Symbolgestaltungen und neue Kollaborationswerkzeuge“, erläutert Randall. Ein maßgeschneidertes Instrument zur Planung von Reisen durch die Arktis wurde mit einem bestehenden System zur Verwaltung und Überwachung des Seeverkehrs kombiniert, das vom Konsortiumsmitglied GreenSteam vertrieben wird. Zwar befindet sich die Technologie noch in der Prototypenphase, aber es ermöglicht der Kundschaft erstmals, betriebliche Parameter zum Wetter, zu den Eisbedingungen und zum Schiff selbst in einer einzigen Oberfläche einzusehen und einfach neue oder alternative Routen zu planen.

Natürliche Lösungen gegen die Vereisung

Die Forschungsgruppe vom University College London widmete sich auch der Problematik, Eis von den Schiffen entfernen zu müssen, indem es drei Ansätze verfolgte. Eisablagerungen am Schiffskörper wirken sich auf die Sicherheit der Rumpfstruktur und die Manövrierfähigkeit des Schiffes in eisbedeckten Gebieten aus. Um dagegen vorzugehen, hat das Team intelligente und multifunktionale Beschichtungen mit integrierten Eigenschaften für den Einfrierschutz bzw. die Enteisung entwickelt. Sie ermöglichen einen passiven Einfrierschutz durch ihr superhydrophobes Verhalten, das auf ihrer Oberflächenrauigkeit auf der Mikro- bzw. Nanoebene beruht. Randall erklärt es folgendermaßen: „Kurz gesagt kann das Eis nicht richtig an der Oberfläche ‚haften‘ bleiben oder sich dort gar nicht erst bilden.“ Den Biooberflächen liegen Prinzipien zugrunde, die von der Natur inspiriert sind – zum Beispiel von den Federn von Enten oder Pinguinen und den Blättern von Rosen oder Lotosblumen, die allesamt Lufteinschlüsse ausnutzen, um durch die Gestalt der zugrunde liegenden Struktur zu verhindern, dass Wasser an ihnen haften bleibt. Die letzte Waffe gegen die Eisbildung ist elektrothermischer Natur. Wie der Name schon sagt, wird dabei Elektrizität verwendet, um Wärme zu erzeugen, die dann das Eis entfernt, das sich an der Oberfläche bildet. Als aufgrund der COVID-19-Pandemie Feldversuche problematisch wurden, führten die Forschenden stattdessen weitere Labortests in den großen Eisversuchstanks der Aalto-Universität in Finnland durch.

Ein Beitrag zum Schutz einer bereits in Mitleidenschaft geratenen Umwelt

Außerdem wurde eine neue CEN-Workshop-Vereinbarung zum Bunkern von Methanol in der Arktis abgefasst. SEDNA stellte technische Vorschriften, Betriebsprotokolle und eine Bewertung der relativen Sicherheitsrisiken von drei Methanolbunkerkonzepten vor: von LKW zu Schiff, von Küste zu Schiff und von Schiff zu Schiff. Eine große Interessengruppe mit Mitgliedern aus allen Bereichen der Methanolherstellung, -distribution, -regulierung und -verwendung hat sich auf einen Wortlaut geeinigt, der den sicheren Einsatz von Methanol auf Schiffen fördern soll. „Methanol ist ein wichtiger, kohlenstoffarmer, umweltschonender möglicher Brennstoff der Zukunft“, betont Randall. Randall hält die kombinierte Software für das Schiff- und Routenmanagement, die von GreenSteam vertrieben wird, sowie weitere Entwicklungen an der sicheren Arktisbrücke für die vielversprechendsten Bereiche für weitere Forschungsarbeiten. „Dieses menschenzentrierte Betriebsumfeld für die Schiffsbrücke eisgehender Schiffe hat viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen und die Partnereinrichtungen von SEDNA werden 2021 und 2022 mit Microsoft und großen Brückenentwicklungsunternehmen wie Kongsberg zusammenarbeiten, um neue Prototypen zu konzipieren“, schließt er.

Schlüsselbegriffe

SEDNA, Schiff, Arktis, Eis, Methanol, sichere Arktisbrücke

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich

Wissenschaftliche Fortschritte
Verkehr und Mobilität
Klimawandel und Umwelt
Energie

4 Dezember 2020