Tiefer graben: Herausforderungen und Trends in der Baggerindustrie

Bildnachweis: DSC Dregde

Die Baggerarbeiten unterliegen, wie alle Sektoren der maritimen Industrie, einem rasanten Wandel, der durch steigende Nachfrage und vielfältige Herausforderungen beschleunigt wird. Projekte für Wasserstraßen, Infrastruktur und Unterwasseranlagen werden von Jahr zu Jahr komplexer, weshalb Baggerunternehmen den Branchenanforderungen gerecht werden und gleichzeitig alle relevanten Sicherheitsstandards beachten und einhalten müssen.

Das/Die Problem(e)

Die Herausforderungen für die Baggerindustrie sind vielfältig und komplex. Sie reichen von Kollisionen mit Unterwasserleitungen und dem Schutz der Infrastruktur über Arbeitskräftemangel, Unfallverhütung und die Koordination von Vorschriften bis hin zur Sicherheit der Schifffahrt. Der gemeinsame Nenner ist jedoch das Bewusstsein – für Lösungen, Vorschriften und vor allem für unsere Unterwasserumgebung.

Eine der größten Herausforderungen beim Baggern ist die fehlende Sicht auf den Arbeitsbereich unterhalb des Baggers. Die Bediener verlassen sich traditionell auf ihre Erfahrung, das Verhalten der Maschine und indirekte Indikatoren, so die Experten von DSC Dredge. Selbst die besten Techniker arbeiten oft ohne klare Sicht auf die Vorgänge unter der Wasserlinie oder ohne einfache Möglichkeit, die Leistung über den unmittelbaren Arbeitsbereich hinaus zu überwachen.

Projekte werden zunehmend gefährlicher, da die Größe der Post-Panamax-Schiffe zugenommen hat und Häfen daher ihre Fahrrinnen vertiefen müssen. „Um die Fahrrinnen immer tiefer zu halten, müssen Bagger immer tiefer graben und dabei Deckschichten entfernen, die ursprünglich als Schutz für verlegte Pipelines, Stromleitungen und Glasfaserkabel dienten“, so Lou Nash, Geschäftsführer von Measutronics. „Dadurch arbeiten Baggerköpfe, Greiferkrane und Baggerlöffel zwangsläufig in unmittelbarer Nähe von Unterwassergefahren, die für den Maschinenführer unsichtbar (und in manchen Fällen sogar unbekannt) sind.“

Unfälle können tödlich enden, und Unfälle im Wasser sind besonders kostspielig. „Das Bewusstsein für die Position des Schneidwerkzeugs in Bezug auf Unterwassergefahren oder Infrastruktur darf nicht untergehen“, betonte er.

Neben den immer gefährlicheren Projekten werden die Betreiber auch dazu angehalten, gleichzeitig wichtige Kennzahlen zu verbessern. „Die Projekte werden komplexer, gleichzeitig steigt aber auch der Druck, noch effizienter zu arbeiten, präzise Ergebnisse zu liefern, den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Umweltbelastung so gering wie möglich zu halten“, erklärte Natasja Verboom, Vertriebsleiterin für Vermessungssysteme in Europa und Afrika bei Teledyne Marine. „Es geht nicht mehr nur darum, das Projekt abzuschließen, sondern es intelligenter und kontrollierter durchzuführen.“

„Die Betreiber stehen unter Druck, Überbaggerungen zu minimieren, den Kraftstoffverbrauch zu senken und strenge regulatorische Auflagen zu erfüllen, während sie gleichzeitig die Produktionsziele einhalten müssen“, ergänzten Experten von HYPACK. „Gleichzeitig finden viele Projekte in komplexen Umgebungen statt und erfordern die Integration von Daten aus verschiedenen Systemen.“

Obwohl Technologien zur Verfügung stehen, um die Lageerkennung beim Baggern zu verbessern und die Arbeiten schneller und effizienter – ohne die Sicherheit zu gefährden – abzuschließen, ist Nash der Ansicht, dass die Branche noch immer hinterherhinkt. „Es ist bekannt, dass die Bauindustrie im Vergleich zu anderen Branchen bei der Einführung neuer Technologien traditionell eher zögerlich agiert“, sagte er. „Meiner Beobachtung nach hinken Wasserbauunternehmen und Baggerfirmen der Bauindustrie um Jahre hinterher.“

Die Technologie

Trotz enormer Herausforderungen für die Branche und dem Gefühl, den Anschluss zu verpassen, stehen zahlreiche Technologien zur Verfügung, von Sensoren über Sonar bis hin zu Software.

„Die PDS-Baggerführungssysteme von Teledyne kombinieren Software mit Positions- und Bewegungssensoren, um den Bagger und seine einzelnen Komponenten in Echtzeit zu verfolgen“, erklärte Verboom. „PDS zeigt diese Bewegungen im Verhältnis zum Meeresbodenmodell, dem Konstruktionsmodell, festgelegten Grenzwerten oder zu vermeidenden Objekten an. Es bietet dem Bediener einen vollständigen Überblick über die Vorgänge unter Wasser.“

Das Unternehmen bietet außerdem eine Reihe von Sonargeräten an, darunter die Fächerecholote Teledyne RESON SeaBat und die bildgebenden Sonargeräte Teledyne BlueView. Diese eignen sich ideal für sicheres Arbeiten an Pipelines oder anderen Unterwasserobjekten. SeaBat liefert Baggerführern Informationen zur Meeresbodentiefe an allen Projektpunkten, während BlueView die Unterwassersichtbarkeit verbessert und wie eine akustische Kamera funktioniert, die weniger von trübem Wasser beeinträchtigt wird als eine Standardkamera.

Teledyne bietet neben dem PDS-Baggerleitsystem auch eine Reihe weiterer Sonargeräte an. Bildnachweis: Teledyne

Cerulean Sonar verwendet ähnliche Bildgebungs- und Bathymetrieprodukte, darunter das Omnican 3D, das Seitensicht- und Fächerecholotdaten kombiniert. „Anwender erhalten eine schnelle und dichte Datenerfassung (3D-Punktwolke) sowie überlagerte Bilder zur Echtzeit-Auswertung und können die Daten anschließend in unserer proprietären Software SonarView bearbeiten“, erklärte CEO Damian Hennessey.

Laut Experten von DSC Dredge kombiniert DSC Vision Sonartechnologie mit Positionierung und ermöglicht den Bedienern so, die Arbeitsumgebung beim Baggern visuell zu erfassen und in Echtzeit Anpassungen vorzunehmen. Im Schulungsbereich lernen neue Bediener dank der visuellen Darstellung des Arbeitsbereichs deutlich schneller, anstatt ausschließlich auf Versuch und Irrtum angewiesen zu sein.

Während DSC Vision die Vorgänge unter Wasser überwacht, konzentriert sich Dredge Rx auf den Bagger selbst. Letzteres ist ein Fernüberwachungssystem, das Bedienern, Management und Supportteams Zugriff auf Echtzeitdaten des Baggers bietet, darunter Produktionsdaten, Position und Systemalarme. Dank dieses Zugriffs bleiben die Teams stets mit dem Betrieb verbunden, egal ob sie sich an Bord oder außerhalb des Betriebsgeländes befinden. Auch das Produktsupportteam von DSC kann sich per Fernzugriff zuschalten, um bei der Fehlerbehebung zu helfen. Dies reduziert den Reiseaufwand und ermöglicht eine schnellere Problemlösung. Historische Produktionsdaten, Betriebsstunden, Alarme und Systemaktivitäten können eingesehen werden und bieten den Teams so einen besseren Überblick über Leistung und Nutzung.

Ansicht des Bedieners. Bildnachweis: DSC Dredge

Live-Ansicht von DSC Vision. Bildnachweis: DSC Dredge

HYPACK bietet mit DREDGEPACK eine Softwarelösung für verschiedene Baggertypen an, darunter Schneidkopf-, Greifer-, Trichter- und Tieflöffelbagger, erklärte das HYPACK-Team. Sie ermöglicht Echtzeit-Positionierung, Baggerführung und Produktionsüberwachung. Darüber hinaus ist HYPACK LINK eine Software-Suite für intelligentes Baggermanagement, die die Lücke zwischen Feldbetrieb und strategischem Management schließt, indem sie operative Informationen in nahezu Echtzeit mit fortschrittlichen Analyse- und Berichtsfunktionen kombiniert.

Die auf Trimble Marine Construction (TMC) basierenden Führungs- und Positionierungssysteme von Measutronics sind hersteller-, alters- und anwendungsunabhängig und eignen sich für alle Maschinentypen und -methoden der Baggerindustrie. Sind die Geodaten von Unterwasser- und vergrabenen Infrastrukturen oder Gefahren bekannt, liefern die Systeme Maschinenführern Echtzeitinformationen und ermöglichen so einen sichereren Betrieb ihrer Baggerwerkzeuge.

StackLite empfängt Daten von den TMC-basierten Leitsystemen und verbessert so die Aufmerksamkeit des Bedieners durch visuelle und akustische Alarme, erklärte Nash. Mit benutzerdefinierten Grenzwerten, der gleichen Ampelanzeige (Grün = Weiter, Rot = Stopp) und der Fähigkeit von TMC, beliebig viele festgelegte Abweichungen oder Punkte von Interesse zu verfolgen, kann StackLite auch Pfähle, Anker und Ankerleinen überwachen und entsprechende Warnmeldungen ausgeben. Zusätzlich wurde das Remote-Dashboard-System ConnectedDredge entwickelt, um Projektmanagern und anderen externen Beteiligten die gleichen Vorteile der Echtzeit-Positionierung und -Steuerung zu bieten und so ein schnelleres Reagieren auf Ineffizienzen beim Baggern zu ermöglichen.

Typisches Fernanzeigegerät für vernetzte Bagger. Bildnachweis: Measutronics

Typische Anwendung des StackLite-Alarmsystems – Schiffsbagger. Bildnachweis: Measutronics

Trends treffen auf Anforderungen

Baggerlösungen vereinen sich an der Schnittstelle von Kundenanforderungen und sich wandelnden Branchentrends. „Die Hauptanforderung“, erklärte Hennessey, „ist ein höherer Nutzen aus jedem Einsatz, was weniger Zeitaufwand, mehr Daten und eine schnellere Auswertung dieser Daten bedeutet, um wichtige Entscheidungen rasch treffen zu können.“

„Es besteht zudem eine hohe Nachfrage nach Flexibilität und Skalierbarkeit, da Projekte hinsichtlich Größe und Komplexität stark variieren“, so das HYPACK-Team. „Kunden erwarten Software, die sich an verschiedene Baggertypen anpassen und problemlos in eine Vielzahl von Sensoren und Systemen von Drittanbietern integrieren lässt.“

Kunden streben zudem eine Reduzierung des benötigten Personals an Bord an und setzen verstärkt auf autonome Betriebsabläufe – Trends, die in der Unterwasserindustrie nicht neu sind. „Es gibt außerdem ein starkes Bestreben, die Kommunikation zwischen Bagger, Bedienern und Managementteams zu verbessern, um Betriebsabläufe und potenzielle Probleme in Echtzeit überwachen zu können“, erklärte William Wetta, Senior Vice President für Produktentwicklung und Chief Technology Officer bei DSC Dredge.

Darüber hinaus sehen sich Baggerunternehmen mit einer steigenden Nachfrage nach alternativen Energielösungen wie Erdgas, LNG und netzbetriebenen Systemen sowie nach Positionierungstechnologien konfrontiert, die gegenüber Störungen und Manipulationen globaler Navigationssatellitensysteme resistent sind.

Neue Technologien sind zwar willkommen – und unerlässlich –, um den sich wandelnden Anforderungen an die Baggerarbeiten und den Bedürfnissen der Kunden gerecht zu werden, doch der Bedarf an effektiveren, sichereren und gesetzeskonformen Lösungen wächst. Gleichzeitig stellen die Anforderungen an mehr Daten in kürzerer Zeit, kombiniert mit tieferen und umfassenderen Ausbaggerungen, eine beispiellose Belastung für eine Branche dar, die nach Ansicht mancher im Grunde im Dunkeln gräbt.

„Nichts ist auf dem Wasser einfacher“, betonte Nash, „und ‚gut genug‘ ist es nie.“