Tests auf der Limmat gegen Plastik in den Meeren

Jedes Jahr landen Millionen von Tonnen Zivilisationsm¨¹ll in den Weltmeeren. Den gr?ssten Teil machen Kunststoffe aus. Sie zerfallen sehr langsam und bedrohen neben Meereslebewesen und ?kosystemen auch unsere Gesundheit. Studierende der ETH Z¨¹rich suchen seit 2019 im Rahmen der Initiative ?Autonomous River Cleanup? nach technischen L?sungen, um dieses Problem zu lindern. Dass dabei Fl¨¹sse im Fokus stehen, hat prim?r einen praktischen Grund. Wenn Plastikabf?lle erst einmal im Meer gelandet sind, wird es deutlich schwieriger bis unm?glich, sie effektiv zu entfernen, denn dort verteilen sie sich weit und zerfallen in immer kleinere Partikel. ?In Fl¨¹ssen sind die Abf?lle eher konzentriert und intakt, was ein Entfernen erleichtern kann?, erkl?rt Fidel Esquivel, ETH-Masterstudent in Robotics, Systems and Control und Gr¨¹ndungsmitglied des ARC-Projekts.

Ein effizientes und intelligentes System als Ziel

Die Studierenden haben daf¨¹r im Labor verschiedene Technologien analysiert, die sie nun erstmals in einer realistischen Umgebung und im Zusammenspiel miteinander testen. Die Testanlage steht auf der Limmat auf H?he des Z¨¹rcher Platzspitz. Bis Ende August untersuchen die Studierenden unter anderem drei Schritte, die f¨¹r die Abfallentfernung zentral sind: Die Konzentration an einem Ort, die Sammlung und die Sortierung. Zudem m?chten Sie mittels Kameras an der Walchebr¨¹cke die Menge und Zusammensetzung des Abfalls im Fluss einsch?tzen. F¨¹r die Konzentration von Abfall an einem Ort testet die Gruppe verschiedene Ans?tze, die sie teilweise kombiniert ¨C darunter eine schwimmende Barriere und eine Schranke aus Luftblasen. Um das Material auf der Testplattform zu sammeln, nutzen die Studierenden ein F?rderband und testen dabei dessen optimale Ausrichtung. Ein Roboterarm mit Kamera soll die Abf?lle schliesslich nach Material trennen, wobei Biomasse zur¨¹ck ins Wasser gelangt. Dabei wird sich zeigen, ob die eigens programmierten Deep-Learning-Algorithmen die Objekte richtig erkennen. Um den Weg des Abfalls zu untersuchen, nutzen die Studierenden unter anderem schwimmende GPS-Tracker. Die Ergebnisse der Tests werden im Anschluss auf der Projektwebsite ver?ffentlicht.

Das ARC-Projekt soll in verschiedenen Aspekten einen Wissenszuwachs bringen ¨C Zum Beispiel in der Frage, wie man Abfall in Gew?ssern quantifizieren k?nnte. Die Menge von Plastik und anderem Zivilisationsm¨¹ll, der in Fl¨¹ssen und Meeren landet, ist n?mlich nicht pr?zise bekannt und verschiedene Studien kommen zu ganz unterschiedlichen Sch?tzungen. Weiter ist die Analyse und die Sortierung des M¨¹lls vor Ort ein neuer Ansatz. ?In einem ersten Schritt m?chten wir daf¨¹r sorgen, dass Biomasse zur¨¹ck in den Fluss gelangt, um das ?kosystem so wenig wie m?glich zu belasten. L?ngerfristig ist es aber unser Ziel, den Abfall nach Material und sogar nach verschiedenen Plastik-Arten zu trennen, um die Stoffe wiederverwerten zu k?nnen?, erkl?rt Joachim Schaeffer, Masterstudent in Energiewissenschaften und -Technologie an der ETH, der die Tests auf der Limmat leitet. Schliesslich soll das ganze System so energieeffizient und intelligent wie m?glich sein. So k?nnten sich die Intensit?t der Luftblasen und das Tempo des F?rderbands sp?ter automatisch an die erkannte Abfallmenge anpassen, wie Schaeffer ausf¨¹hrt.

Expansion auf st?rker verschmutzte Fl¨¹sse geplant

Der Teststandort fiel aus mehreren Gr¨¹nden auf diese Stelle der Limmat. Einer davon ist die N?he zum Hauptgeb?ude und den umliegenden Laboren der ETH. Zudem fahren auf diesem Abschnitt der Limmat keine Schiffe und auch das Schwimmen ist untersagt. Die Installation wurde vom Kantonalen Amt f¨¹r Abfall, Wasser, Energie und Luft genehmigt. Der Einfluss auf Flora und Fauna wird w?hrend der Tests weiter analysiert.

Von den Ergebnissen dieser Testphase h?ngt ab, wie sich das Projekt ARC weiterentwickelt. Die Gruppe will ihr System anhand der Resultate weiter verbessern und plant n?chstes Jahr weitere Tests auf gr?sseren, stark verschmutzten Fl¨¹ssen in Afrika, Indien oder S¨¹dostasien. ?Die Limmat ist kein stark verschmutzter Fluss?, stellt Fidel Esquivel klar: ?Die Anlage dient prim?r zum Testen unseres Systems und nicht der Reinigung des Flusses ¨C Obwohl wir schon jetzt einige Kehrichts?cke mit gesammelten Abf?llen f¨¹llen konnten.? ARC wird von verschiedenen Industriepartnern unterst¨¹tzt, steht in Kontakt mit der Universit?t f¨¹r Bodenkultur Wien und ist, auch international, an weiteren Partnerschaften interessiert. Das Ziel ist, mit denjenigen Technologien, die sich bew?hren, individuelle L?sungen f¨¹r verschiedene Anspruchsgruppen und ?rtliche Gegebenheiten anzubieten. Das k?nnen Kundinnen und Kunden aus dem ?ffentlichen oder auch dem privaten Sektor sein.