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Revolution der Rohre

20.06.2018

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der Mikroorganismen wie Pilze oder Bakterien eingebettet sind. In Rohren verschlechtert der Belag die Wasserqualität und gefährdet die Gesundheit der Verbraucher.


Von außen angeklemmt, überwacht die Sensor-Clamp-on das Innenleben der Rohrleitung. Hier gut erkennbar: der schleimartige Biofilm.

Claudia Wolny

Legt sich der Film in Anlagen von Unternehmen ab, führt das häufig zu längeren Maschinenstandzeiten aufgrund von Reparatur- und Desinfektionsarbeiten sowie zu Verunreinigungen von Produkten. Daraus ergeben sich wiederum hohe wirtschaftliche Verluste. Auch in der industriellen Fertigung, wie zum Beispiel bei der Papierherstellung, sind flüssigkeitsbedingte Ablagerungen ein Problem.

Wissenschaftler*innen des ISAT haben im Projekt „BioNiva“ einen Sensor entwickelt, der sich von außen an die Flüssigkeitsleitung klemmen lässt und so die innere Schichtbildung in Echtzeit überwacht. Damit kann der Nutzer den Zustand im Rohr ablesen.

Das Besondere an dem neuen Verfahren: Es ist nicht invasiv, was zusätzliche Kontaminationen innerhalb des Rohrs ausschließt. Außerdem lässt sich die Sensor-Klemme einfach nachrüsten, ein Umbau des Anlagensystems ist – anders als bei bisherigen Lösungen – also nicht erforderlich.

„Via Ultraschall laufen zwei geführte akustische Wellen das Rohr entlang: einmal vom Rohr in die Flüssigkeit und wieder zurück. Hat sich die Schichtdicke innerhalb der Rohrleitung verändert, ändert sich auch das Signal der Wellen im Vergleich zum Nullpunkt in der Ausgangslage“, erklärt Sandra Lasota, Biologin im „BioNiva-Projekt.

Der Sensor ist anwendbar für den Einsatz in der Trinkwasserversorgung, der Textil-, Lebensmittel- und chemischen Industrie, in der Abwasseraufbereitung und im Öl- und Gasgewerbe. In der Medizintechnik könnte man beispielsweise Wasserleitungen von Dialysestationen und Katheter damit überwachen.

In allen Bereichen könnten so die Reinigungsintervalle verlängert und die Sicherheit der Anlagen verbessert werden. Das wirkt sich positiv auf die Lebensdauer von Bauteilen aus. Neben weichen Ablagerungen wie Biofilmen, erkennt der Sensor auch harte Ablagerungen wie Kalk und kann diese auch unterscheiden. Ein Patent auf die Sensor-Klemme haben die Forscher*innen bereits angemeldet.

Die Forschungsaktivitäten wurden durch das Bayerische Ministerium für Wirtschaft, Energie und Technologie im Rahmen des Programms „Validierungsförderung“ unterstützt.

Weitere Informationen zu „BioNiva“ gibt:
Prof. Dr. Klaus Stefan Drese
Telefon: 09561 – 317 535
Email: klaus.drese@hs-coburg.de

Dr. Margareta Bögelein | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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