Mit einem neuem Dichtungswerkstoff und einem Reparatur-Roboter bekämpft die TU Wien das Problem undichter Wasserleitungen.
Muffensanierung am Rohrprüfstand für Faserzementrohre mit einem Standardroboter (Bild: TU Wien)
Keine Wasserleitung ist völlig dicht, ein bisschen Wasser geht immer verloren. Damit diese Verluste möglichst klein bleiben, entwickelte man an der TU Wien eine neue Abdichtungsmethode: Ein speziell modifiziertes Harz soll in Zukunft die Rohre abdichten, anbringen will man es mit einem eigens entwickelten Rohrreparatur-Roboter. An dem österreichisch-slowakischen EU-Forschungsprojekt „DeWaLop“ (Developing Water Loss Prevention) ist „Wiener Wasser“, der Wasserleitungsverband Nördliches Burgenland und die Wasserbetriebe Bratislava beteiligt.
Mit Harz gegen Wasserverschwendung
„In den 1970er Jahren hatte das Wiener Rohrsystem noch 24 Prozent Wasserverlust, heute sind es weniger als zehn Prozent. Mithilfe der neuen Technologie wird er weiter sinken“, sagt Christoph Schoberleitner vom Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie der TU Wien. Die Lebensdauer der Graugussrohre selbst ist sehr hoch. Das Problem sind die Dichtungen in den Muffen zwischen den einzelnen Rohren. Tritt dort über lange Zeit Wasser aus, kann das zu Problemen an der Rohrbettung führen, wodurch es im Extremfall sogar zum Bruch der Leitung kommen kann.
In Wien, Bratislava und dem nördlichen Burgenland beschloss man, dieses Problem anzupacken: Eine Methode zur kostengünstigen und schnellen Sanierung von Rohren sollte entwickelt werden. Nun wurde dieses Forschungsprojekt abgeschlossen – herausgekommen ist ein neuartig modifiziertes Epoxidharz, das in Zukunft mit einem Spezialroboter die Rohrleitungen abdichten soll.
Christoph Schoberleitner entwickelte den Dichtungswerkstoff mit seiner Dissertationsbetreuerin Prof. Vasiliki-Maria Archodoulaki. Das Material muss viele Anforderungen erfüllen: Es braucht ausreichend Steifigkeit um einem Druck von zehn Bar standzuhalten, es darf nicht darunter leiden, permanent Korrosion und dem Einfluss des Wassers ausgesetzt zu sein, und es muss gleichzeitig ausreichend elastisch sein um minimale Rohrbewegungen auszugleichen.
Mindestens fünfzig Jahre lang soll das Material halten, und selbstverständlich darf es keine Rückstände im Wasser hinterlassen, die die Qualität des Trinkwassers beeinträchtigen könnten. Nach umfangreichen Untersuchungen entschied man sich für ein Epoxidharz. Durch die Beimengung von elastischen Zusatzkomponenten, die in das Epoxidnetzwerk chemisch eingebaut sind, wurde seine mechanische Flexibilität deutlich verbessert, sodass ein Material mit optimalen Werkstoffeigenschaften für den Einsatz als Rohrdichtungsmaterial entstand.
Reparatur-Roboter
Damit dieses Harz möglichst effizient in den Rohren eingesetzt werden kann, wurde vom Dissertanten Luis Alfredo Mateos-Guzman und Prof. Markus Vincze (Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik) ein Rohrsanierungs-Roboter entwickelt. Ferngesteuert über ein Kabel bewegt sich der Roboter in den Wasserleitungen fort. Mit Hilfe mehrerer Kameras lassen sich Probleme im Rohr erkennen, die nötigen Werkzeuge können für die Sanierung punktgenau gesteuert werden.
Für sehr kleine Rohrdurchmesser gibt es bereits Roboter, in größeren Rohren können zwar Menschen arbeiten, doch diese Arbeit ist extrem beschwerlich. Der Prototyp der TU Wien wird hier wertvolle Dienste leisten er soll Menschen bei mühsamen und gefährlichen Einsätzen entlasten.
Nach umfangreichen Tests am Rohrprüfstand des Wasserleitungsverbandes Nördliches Burgenland wurde auf einer Versuchsbaustelle bereits eine 150m lange Teststrecke erfolgreich saniert. Der Dichtungswerkstoff wird derzeit einer Trinkwassertauglichkeitsprüfung unterzogen, danach ist er bereit für den Einsatz in österreichischen und slowakischen Wasserleitungen. „Besonders im Burgenland ist man bereits sehr an der raschen Verwendung des neuen Dichtungsmaterials interessiert“, sagt Christoph Schoberleitner.