Die Verfolgung des Bösewichts durch die Wiener Kanalisation im berühmten Film „Der dritte Mann aus dem Jahr 1949 mag damals eine packende Handlung dargestellt haben. Heute sehen sich viele Kommunen mit einer weitaus subtileren Bedrohung konfrontiert: dem Verfall alternder Abwassersysteme. Das kanadische Unternehmen AquaCoustic Inc. setzt 2D-Laserscanner LMS111 im Outdoor-Gehäuse ein. Sie überprüfen Abwasserkanäle auf Schäden und kartieren Infrastrukturen, die lange vor dem digitalen Zeitalter gebaut wurden.
Die Firma AquaCoustic Remote Technologies Inc. mit Sitz in Vancouver ist spezialisiert auf die Begutachtung von Unterwasserbauwerken wie Hauptabwasserkanäle, Staudämme, Speicherbecken, Hafenanlagen und Brückenpfeiler. Zu ihren Kerntechnologien zählt der robotergestützte Einsatz von Lasersensoren und Sonar. Nach einigem Experimentieren verwendet AquaCoustic inzwischen Laserscanner LMS111 von SICK, um die alternden Abwassersysteme in Vancouver, weiteren Städten in ganz Nordamerika und in internationalen Metropolen zu überprüfen und zu kartographieren. „Unserer Erfahrung nach, so Firmengründer und Geschäftsführer Michael Blackshaw, „haben die 2D-Laserscanner anderer Hersteller zwar dieselbe IP-Schutzart, sind jedoch einfach nicht so robust wie der LMS111. In dieser anspruchsvollen Umgebung funktioniert das Gerät über unsere Erwartungen hinausgehend sehr zuverlässig.
Robustes Gehäuse im rauen Umfeld
Die Kombination aus der kleinen Bauform des LMS111, seiner Schutzart IP67 und der Ethernet-Schnittstelle macht den LMS111 zur ersten Wahl für Rohrinspektionen, die naturgemäß in einem sehr rauen Umfeld stattfinden. Diesen Sachverhalt erläutert Rory Anderson, Softwareingenieur bei AquaCoustic, folgendermaßen: „Über die chemische Zusammensetzung des Abwassers in den zu überprüfenden Rohren haben wir keinerlei Kontrolle. Daher seien das robuste Gehäuse des LMS111 und die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse entscheidende Faktoren bei dieser speziellen Anwendung.
Die Laser werden für zwei Aufgaben genutzt: die Erfassung von Schäden im Abwassersystem und die Erstellung von 3D-Bauplänen zum späteren Nachschlagen. „Zwei LMS111 2D-Laserscanner von SICK, die jeweils am Heck und am Bug unseres Inspektionsroboters verbaut sind, ermöglichen uns, sowohl die Position als auch die Lage unseres Roboters im Verhältnis zum Abwasserrohr einzuschätzen. Anschließend können wir den Innendurchmesser sowie die Abmessungen etwaiger Unregelmäßigkeiten an der Rohrwandung bestimmen. Die Laserscanner sind so montiert, dass die Tastebenen des Lasers parallel und lotrecht zur Bohrung des Rohrs stehen, erklärt Rory Anderson. Der Laser ist ein Lichtlaufzeitsystem (Time of Flight - ToF), das die direkte Lichtlaufzeit zur Entfernungsmessung verwendet.
Subterrane Positionsbestimmung und Erzeugung grafischer Darstellungen
Die LMS111 werden eingesetzt, um den Standort des Roboters in Relation zu seiner Umgebung zu bestimmen und dann den Zustand der Rohrwandung durch Erstellen einer 3D-Punktwolke festzustellen. Um dies zu erreichen, müssen die erfassten Laserprofile mit der Lage und Position in Beziehung gesetzt sowie korrigiert und entsprechend interpoliert werden. Die resultierende 3D-Punktwolke wird anschließend auf Unregelmäßigkeiten hin analysiert und nach Kundenbedarf in Diagramme und andere grafische Darstellungen umgewandelt. Dabei stellen die Ovalisierung (oder Deformierung) und der Innendurchmesser wichtige, zu erfassende Informationen dar. Ovalisierung bezieht sich auf die langfristige Eignung eines Rohrs für den betrieblichen Einsatz und ist rein optisch nur schwer einzuschätzen.
Die durch den LMS111 von SICK bereitgestellten Daten sind für die Kunden von AquaCoustic - Kommunen und Wirtschaftsunternehmen - auf mehrfache Weise nützlich: Erstens können sie den Rohrzustand präzise feststellen, was ihnen nicht nur ermöglicht, ihre Kanalsanierungsmaßnahmen sicher zu priorisieren, sondern auch die Wirksamkeit vorheriger Instandsetzungsarbeiten zu überprüfen. Zweitens erhalten sie hochwertige digitale 3D-Pläne ihrer Rohrleitungsbestände, also äußerst wertvolle Informationen, die weit über die Ermittlung unmittelbar reparaturbedürftiger Bereiche hinausgehen. Drittens ist dieses Verfahren kostengünstiger als die Abwasserumleitung durch Pumpen bei Abschnitten mit Inspektionsbedarf. Und viertens lässt sich so das Verletzungsrisiko für das Bedienpersonal unter gefährlichen Bedingungen minimieren.
Nachhaltigkeit in der Wasser- und Abwasserwirtschaft
Die Aufmerksamkeit auf das Abwassersystem zu richten ist zudem umweltfreundlich. „Nachhaltigkeit wird in Vancouver großgeschrieben, bemerkt Michael Blackshaw. „Unsere unterirdische Infrastruktur verfallen zu lassen, ist schlichtweg keine Option. Doch selbst ohne Nachhaltigkeit als ausdrückliche Zielsetzung ringen Städte auf der ganzen Welt mit der Instandhaltung ihrer veralteten Abwassersysteme. Wurde Vancouvers Kanalisation Jahrzehnte vor der digitalisierten Bauplanung errichtet, so datiert das Gegenstück in Wien sogar aus dem Jahr 1739. Heute beschäftigt die Stadt 500 Vollzeitkräfte, um das städtische Kanalisationsnetz zu warten. Auch Tokio, Peking und Hongkong richten konzentrierte Anstrengungen auf ihre Abwassersysteme aus.
Kurz gesagt ist Nachhaltigkeit im Bereich der Wasser- und Abwasserwirtschaft zu mehr als nur einem Schlagwort avanciert; es ist zu einer klugen Zukunftsinvestition geworden, wenn es gilt, eine Kostenexplosion zu vermeiden. Wie das Beispiel von AquaCoustic zeigt, könnten sich Abwassersysteme als großer Anwendungsbereich für die Lasertechnologie von SICK erweisen. Denn Kommunen auf der ganzen Welt versuchen nicht nur mit kriminellen Elementen über dem Asphalt fertig zu werden, sondern auch mit chemischen Elementen, die im Untergrund ihr Unwesen treiben.
- Produktinformation: 2D-Laserscanner LMS111 Outdoor
- Produktportfolio: 2D-Laserscanner
- Kundeninformation: AquaCoustic Remote Technologies Inc.
