Mit Sensortechnologie Ölverschmutzungen im Meer bekämpfen
Ölverschmutzungen und Chemikalienaustritte auf See werden oft erst entdeckt, wenn bereits Ölteppiche sichtbar oder Schäden entstanden sind. „Die vorhandenen Instrumente wie Radar, Infrarot und visuelle Überwachung können zwar zeigen, dass sich etwas auf dem Wasser befindet“, erklärt Christian Testman, Projektkoordinator von OWL(öffnet in neuem Fenster) bei Ocean Visuals(öffnet in neuem Fenster) in Norwegen. „Sie können jedoch nicht zuverlässig mitteilen, um was es sich handelt oder wie hoch die Konzentration ist, und es gibt Schwierigkeiten mit dünnen Schichten, gelöstem Öl und geringen Konzentrationen.“ Es besteht daher ein klarer Bedarf an einer kontinuierlichen, objektiven Überwachung, mit der Verschmutzungen in Echtzeit erkennbar sind. Denn damit wären wirksame Reaktionen innerhalb von Minuten statt Tagen möglich, und es könnte dafür gesorgt werden, dass die Verantwortlichen zur Rechenschaft gezogen werden. In diesem Sinne lautete das übergeordnete Ziel des Projekts OWL, das vom Europäischen Innovationsrat(öffnet in neuem Fenster) unterstützt wurde.
Patentierte LIDAR-Technologie weiterentwickeln
Die Projektarbeit zielte darauf ab, die patentierte Hyperspektral-Laser-induzierte-Fluoreszenz-LIDAR-Technologie (HLIF) auf eine ganze Sensorfamilie für Schiffe, Offshore-Anlagen, Drohnen und Flugzeuge anzuwenden. LIDAR ist eine aktive Fernerkundungstechnologie, bei der Entfernungen mithilfe von gepulstem Laserlicht gemessen werden. Jeder Sensor ist darauf ausgelegt, Öl und weitere organische Schadstoffe aus der Ferne und in Echtzeit zu erkennen, zu quantifizieren und zu klassifizieren, wobei das System für den Einsatz im industriellen Maßstab bereit ist. Bei OWL-Sensoren dient ein Ultraviolett-Laser dazu, Substanzen im oder auf dem Wasser zum Leuchten zu bringen. Anschließend erfassen sie das zurückgeworfene Licht über 1 000 bis 2 000 Spektralkanäle. „Jeder Typ von Öl und organischer Substanz verfügt über seinen eigenen spektralen ‚Fingerabdruck‘“, erklärt Testman. „Durch den Abgleich mit einer Referenzbibliothek können wir die Schadstoffart ermitteln (zum Beispiel leichtes, mittleres oder schweres Rohöl, Diesel oder Bunkeröl) und die Konzentration bis auf Teile pro Milliarde genau abschätzen.“
Sensoren an Bord von Schiffen einbauen
Die Produktpalette der entwickelten Sensoren umfasst SEA OWL für Schiffe und Anlagen sowie ELF OWL für Drohnen, AIR OWL für Luftfahrzeuge und OWL MAP zur Lageerfassung. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts wurde der SEA-OWL-Sensor unter realen Einsatzbedingungen an Bord der Ölbekämpfungsschiffe der norwegischen Küstenverwaltung erprobt. Außerdem wurde eine Referenzbibliothek entwickelt, um eine Echtzeitklassifizierung des Öltyps zu ermöglichen. „Anschließend installierten wir die Sensoren an Bord des norwegischen Küstenkreuzfahrtschiffs Hurtigruten, um eine kontinuierliche Überwachung entlang der norwegischen Küste zu gewährleisten“, sagt Testman. „Ein SEA OWL-Sensor wurde auf einem Petrobras-Ölunfallbekämpfungsschiff in den brasilianischen Campos- und Santos-Becken eingesetzt.“ Auf einem Schiff für seismische Messungen vor der Küste Surinams wurden mit dem System innerhalb von drei Wochen über 136 000 Messungen durchgeführt und natürliche Ölsickerstellen kartiert. „Die Schiffsbesatzung bediente das System eigenständig, und wir warteten es aus der Ferne“, berichtet Testman.
Marktreife der Sensoren fördern
Im Zuge des Projekts gelang es, die Marktreife der Sensoren voranzubringen. Es wurden europäische und amerikanische Patente erteilt, deren Schutz bis 2034 gilt. Das Unternehmen verfügt bereits über Kunden wie Petrobras und OceanPact in Brasilien. „Wir befinden uns gegenwärtig in Gesprächen mit mehr als fünfzig kommerziellen Betreibern, Häfen und Behörden“, fügt Testman hinzu. Das Unternehmen steht zudem kurz vor der Sicherung weiterer Finanzmittel, wobei sich die Europäische Investitionsbank(öffnet in neuem Fenster) bereits verpflichtet hat. „Mit diesen Mitteln werden Dienstleistungszentren in den Vereinigten Staaten, Brasilien, Afrika und der Golfregion unterstützt“, erläutert Testman. „Die Idee besteht darin, dass Betreiber, Häfen und Küstenwachen kontinuierlich Daten über Verschmutzungen erhalten, ohne die Hardware selbst besitzen und betreiben zu müssen. Mit unserem nächsten Sensor, SUB OWL, wird die Überwachung unter die Wasseroberfläche ausgeweitet.“
