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Die Teilaufgaben, die am TU-Fachgebiet Meerestechnik unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Günther Clauss bearbeitet werden, beinhalten die Generierung maßgeschneiderter Extremwellen im Seegangsbecken der TU Berlin und die detaillierte Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Ausbreitung solcher Wellen. Ein zweites Projekt setzt ebenfalls an vorhergehenden Forschungen des Fachgebiets an. In den vergangenen Jahren wurden verschiedene Ölunfallbekämpfungssysteme entwickelt wie der Seegangsunabhängige Oelskimmer (SOS) für eine schnelle Ölbekämpfung. Das – bereits in Deutschland und den USA patentierte – rein hydromechanische System zeichnet sich durch hohe Robustheit und Effizienz aus. Der Ölfilm strömt entlang der Bugunterseite des SOS bis zu einer Separationsklinge, die ihn von der Hauptströmung trennt und in einen sogenannten Moonpool leitet. An der Abrisskante entsteht ein Wirbel, der das Öl zur freien Wasseroberfläche hin beschleunigt. Von dort wird es durch die von der Schiffsbewegung induzierten Sloshing-Bewegungen über eine Böschung in Setztanks transportiert, wo es abgepumpt werden kann.
In bislang drei vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) beziehungsweise der DFG geförderten Forschungsvorhaben mit einem Gesamtvolumen von circa einer Million Euro wurde die Geometrie des SOS schrittweise optimiert. Trotz der schwierigen finanziellen Lage des Bundes ist nun das Projekt "SOS3" mit 585 000 Euro vom BMWi bewilligt worden (November 2009–Oktober 2012). Im Rahmen dieses Vorhabens wird die Entwicklung des SOS bis hin zu einem marktreifen System gefördert sowie ein autonomes Trägersystem entwickelt und optimiert. Solche Systeme könnten zum Beispiel mit Hilfe von Schleppern mobil oder als Ölbarrieren in Flüssen stationär genutzt werden.
Hauptziel der Untersuchungen ist die Minimierung des durch die Sloshing-Bewegungen in die Ölsümpfe gelangenden Wassers. Alternativ zu den bisherigen mechanischen Lösungen wurde ein neues Konzept entwickelt und patentiert. In Zusammenarbeit mit dem Havariekommando und der Futura-Ship GmbH könnte so bereits im kommenden Jahr ein Prototyp eines SOS-Systems gebaut und in der deutschen Bucht getestet werden.
Dipl.-Ing. Marco Klein, Dipl.-Ing. Florian Sprenger / Quelle: "TU intern", 12/2009
SOS3 – Ölskimmer – Analyse und Optimierung eines autonomen Trägersystems zur Offshore-Unfallbekämpfung
Prof. Dr.-Ing. Günther Clauss, Dipl.-Ing. Matthias Dudek, Dipl.-Ing. Sascha Kosleck
Ziel dieses Vorhabens ist die Weiterentwicklung und Optimierung des seegangsunabhängigen Ölskimmers (SOS), eines bereits in Deutschland und den USA patentierten hydromechanischen Systems zur effizienten Ölunfallbekämpfung, das ohne bewegliche Teile auskommt und daher sehr robust ist. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wird der SOS für den Einsatz als autonomes Trägersystem konzipiert und optimiert. Ein solches System wird durch ein Schubschiff angetrieben oder kann als Ölsperre z. B. in Flüssen verankert werden. Insgesamt werden vier umfangreiche Arbeitspakete bearbeitet. In Arbeitspaket 1 wird zunächst mit Hilfe numerischer Methoden untersucht, inwiefern das hydrodynamische Separationsprinzip des SOS durch ein Klappensystem anstelle der Separationsklinge gewährleistet werden kann. Arbeitspaket 2 umfasst die experimentelle Analyse des autonomen Trägersystems mit besonderem Fokus auf einem hermetisch abgeschlossenen Moonpool. Arbeitspaket 3 beinhaltet die numerische Untersuchung von bisher nicht berücksichtigen Zähigskeitseffekten zur Analyse von Maßstabseffekten. Aufbauend auf den gewonnen Erkenntnissen wird in Arbeitspaket 4 ein Richtlinienkatalog für die Bereiche Transit, Operation und Survival erstellt. Gesetzliche Regelungen in Europa wie auch den USA sehen vor, dass hochmoderne Spezialschiffe zum Küstenschutz eingesetzt werden sollen. Internationale Organisationen wie z. B. die European Martime Safety Agency bemängeln jedoch die unzureichende Abdeckung der Küstenregionen mit Schiffen, die in der Lage sind, Im Unglücksfall große Ölteppiche wirksam zu bekämpfen. Auch die International Spill Control Organization fordert zur Einreichung von technisch herausragenden Innovation auf, um diese ihren Mitgliedern zur Verfügung zu stellen. Mit dem erfolgreichen Abschluss dieses Forschungsvorhabens steht ein System zur Verfügung, welches auf großes nationales wie internationales Interesse stoßen wird und zur Verbesserung des Meeres- und Küstenschutzes beitragen kann.
(c) TU Berlin/ SOS3
SOS - Integration eines Seegangsunabhängigen Oel-Skimmers in ein Ölunfallbekämpfungsschiff
Prof. Dr.-Ing. Günther Clauss, Dr.-Ing. Mazen Abu Amro
Die bei den Tankerhavarien der Vergangenheit gewonnenen Erfahrungen zeigen, dass bisher im Einsatz befindliche Ölunfallbekämpfungsschiffe bei rauem Seegang nur unzureichende Erfolge erzielen und in Folge dessen große Umweltschäden meist nicht verhindert werden konnten. Bei Unfällen wie z.B. dem Prestige-Untergang oder dem Pallas-Unglück, mussten die Schiffe oftmals auf günstige Wetter- und Seegangsbedingungen warten, da ihre Einsatztauglichkeit auf Wellenhöhen bis 1,5 Meter beschränkt ist. Es wurde daher im Rahmen des Programms Schifffahrt und Meerestechnik für das 21. Jahrhundert des BMBF ein seegangsunabhängiger Ölskimmer entwickelt, der großes Marktpotential auf dem Gebiet der Ölunfallbekämpfung aufweist. Diese Entwicklung liefert den grundlegenden Beitrag zur Schaffung eines neuartigen Ölunfallbekämpfungssystems, das in Hinblick auf eine neue Generation von Ölunfallbekämpfungsschiffen konzipiert ist.
Der Ölskimmer ist ein Ponton mit integriertem Ölauffangbecken (Moonpool), der über die im Seegang heftig bewegte, ölbedeckte Wasseroberfläche gleitet, wobei der Ölfilm unter das Bugsegment geführt wird. Die Ölschicht strömt somit unter dem Schiff auf den Moonpool zu, wo eine quer laufende Separationsklinge einerseits für die Trennung von Öl und Wasser sorgt, andererseits das Fluid im Auffangbecken von der Wellenwirkung abschirmt. Auf diese Weise werden - ohne bewegliche Teile - Separationsprozess und Seegangsdämpfung entkoppelt.

Derzeit wird der entwickelte Ölskimmer im Rahmen eines BMBF-Anschlussvorhabens in ein Trägerschiff im Modellmaßstab 1:15 integriert und sowohl experimentell als auch numerisch untersucht. Insbesondere werden die Wechselwirkungen zwischen Skimmer und Trägersystem sowie deren Einfluss auf die Ölabschöpfung in Abhängigkeit vom Seegang und Schiffsgeschwindigkeit analysiert. Nach erfolgreichem Abschluss der Optimierungsphase kann ein funktionsfähiger Skimmer-Prototyp gebaut und in das Trägerschiff MPOSS integriert werden. Durch diesen Prototyp werden wertvolle Erfahrungen im Ölunfallbekämpfungseinsatz gesammelt, die für den Bau eines größeren Schiffes unverzichtbar sind.
downloads
An innovative offshore oil skimming sytem for operations in harsh seas (.pdf) 10/2009
SOS - Integration in ein Ölunfallbekämpfungsschiff (.pdf) 12/2008
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