Effiziente Wasseraufbereitung in der Antarktis

Es ist ein Kontinent der Extreme.

Eis, das bis zu 5000 Meter dick sein kann, eine durchschnittliche Jahres-Temperatur von -55 Grad Celsius, Dunkelheit, die fast sechs Monate dauert: Die Antarktis ist zweifellos der unwirtlichste Ort, an dem Menschen sich dauerhaft niederlassen können. Und dennoch brechen Forscherinnen und Forscher regelmäßig in Richtung Südpol auf, um Schritt für Schritt mehr über die Welt durch verschiedene Forschungsbereiche wie Glaziologie, Klimaforschung, Mikrobiologie und Geologie zu verstehen.

Höhere Wiederverwertung, geringerer Energiebedarf

In einer der Forschungsstationen auf dem siebten Kontinent wird das Wasser, das Forscher und Techniker benötigen, durch Schnee und Eis gewonnen – und seit neuestem auch mit Hilfe von Automatisierungstechnik von ifm. Um der angestiegenen Anzahl der Beschäftigten Rechnung zu tragen, wurde im Antarktissommer 2023/2024 eine neue Wasseraufbereitungsanlage in Betrieb genommen.

• Der Vorteil: Nun wird der nicht nur gestiegene Bedarf an Wasser gedeckt – auch die Wiederaufbereitung läuft effektiver, wodurch sich der Anteil des wiederverwertbaren Wassers verdoppelt hat. Ein enormer Beitrag, um den Energiebedarf der Forschungsstation zu senken.

Zwar wird die Energie aus Wind- und Sonnenkraft gewonnen, dennoch: Zum Schmelzen des Schnees wird 50-mal mehr Energie benötigt als zur Wiederaufbereitung des Wassers.

SM-Durchflusssensoren: kompakt, aber leistungsstark

Die neue Anlage, die aus zwei redundanten Systemen besteht, ist unter anderem mit SM-Durchflusssensoren von ifm, dem Spezialisten für Automatisierung, ausgestattet. Diese Sensoren erfassen nicht nur den aktuellen Durchfluss, sondern auch den Gesamtdurchfluss sowie die Temperatur des Mediums. Alle Werte werden klar auf dem Bildschirm angezeigt. Auf Wunsch signalisiert eine Rot-Grün-Farbänderung, ob die Werte innerhalb oder außerhalb des Sollbereichs liegen. Das optimierte Messrohr sorgt für einen geringeren Druckverlust, sodass die Pumpenleistung reduziert werden kann. Darüber hinaus sind keine Ein-/Auslaufschneisen erforderlich. Das ist ein riesiger Vorteil, besonders in engen Räumen. Weitere Sensoren, wie Ventil-Detektoren und Füllstandsensoren, liefern weitere wichtige Informationen zum aktuellen Stand der Wasseraufbereitung.

IO-Link erleichtert Verkabelung und Wartung

Zur Datenübermittlung kommt die IO-Link-Technologie zum Einsatz, ein digitales Point-to-Point-Kommunikationssystem, in dem die Sensoren ihre Daten an einen Master senden, der sie wiederum auf Feldebene weiterleitet. Statt Kabel von jedem Sensor zum Schaltschrank zu verlegen, wie dies bei herkömmlicher analoger Verkabelung der Fall ist, können die Sensordaten durch feldeignete IO-Link-Master dezentral gesammelt und gebündelt auf eine höhere Feldebene übertragen werden. So reduziert sich der Verkabelungsaufwand enorm.

• Ein weiterer Vorteil: Die Parameter der verschiedenen Sensoren können auf dem jeweiligen Master gespeichert werden. Bei Austausch eines defekten Sensors durch ein identisches Modell werden die Parameter automatisch auf das neue Gerät übertragen. Der Austausch vor Ort kann dadurch schnell und einfach durchgeführt werden.

Vorausschauende Instandhaltung der Anlage über Fernzugriff möglich

Die Informationen sind nicht nur wichtig für die Steuerung, sondern erleichtern auch die kontinuierliche vorbeugende Instandhaltung: Alle Messwerte werden, zusammen mit weiteren Diagnoseinformationen, die Auskunft über den aktuellen Zustand jedes IO-Link-Sensors geben, an die IT-Ebene gesendet. So kann die Anlage während des antarktischen Winters, in dem die Forschungsstationen unbesetzt sind, aus der Ferne gewartet und für die nächste Sommerperiode vorbereitet werden.