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Autonome Kompostwendemaschine im Einsatz © Pusch & Schinnerl
Autonome Kompostwendemaschine im Einsatz © Pusch & Schinnerl

APA

Industriell kompostieren: TU Graz entwickelt selbstfahrenden Wender

16.07.2020

Diese Meldung ist Teil einer wöchentlichen Zusammenfassung für den APA-Science-Newsletter Nr. 27/2020 und nicht zwingend tagesaktuell

Österreichweit werden jährlich über eine Million Tonnen Biomüll produziert, die in Kompostieranlagen verrotten und zu Bodensubstraten und Dünger weiterverarbeitet werden können. Dazu muss das biologische Material regelmäßig gewendet und zeitaufwendig durchmischt werden. Ein autonom fahrender, elektrisch betriebener Kompostwender für industrielle Maßstäbe wird an der TU Graz entwickelt.

Abermillionen von Mikroorganismen und Regenwürmer können den täglich anfallenden Biomüll abbauen und zu wertvollem Kompost machen. Dafür brauchen sie Wärme, Feuchtigkeit und viel Luft, damit der Zersetzungsprozess ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird. In großen Kompostieranlagen werden sogenannte Kompostwender eingesetzt, um über eine rotierende Walze das Schüttgut umzusetzen und dadurch für eine ausreichende Durchmischung und Sauerstoffzufuhr zu sorgen. Mehrheitlich werden dazu traktorgezogene Wendemaschinen oder dieselbetriebene Kompostwender mit Kettenfahrwerk eingesetzt. Die Forscher an der TU Graz und das Frohnleitener Umwelttechnikunternehmen Pusch & Schinnerl machen einen Schritt weg vom Dieselmotor und wollen zugleich den gesamten Prozess mittels satellitengestützter Navigationstechnologien automatisieren, teilte die TU Graz mit.

Hilfe bei Gefahr oder Monotonie

Autonom fahrende Fahrzeuge und Robotik können helfen, wo es für den Menschen als Retter zu gefährlich, zu belastend oder auch eintönig wird: Bei der Suche nach Verletzten bei Feuersbrünsten, beim Aufspüren von gefährlichen Stoffen, beim Zustellen von Paketen oder in monotonen, langen Strecken - und beim Wenden von Kompost. Die freigesetzten Gase und auftretende Geruchsbelastung, oftmals hohe Temperaturen und eine sehr langsame Fahrtgeschwindigkeit von 50 bis 300 Metern pro Stunde stellen erhebliche Herausforderungen an das Bedienpersonal der Maschinen dar.

In einem ersten Schritt hat das steirische Unternehmen einen Kompostwender-Prototypen entwickelt, der statt mit Diesel von einem Akku-Elektrischen-Antriebskonzept betrieben wird. Im Projekt ANTON - "Autonome Navigation für einen kettenfahrwerksbasierenden Kompostwender" - soll das Kettenfahrzeug nun überhaupt selbstfahrend werden. Projektkoordinator Manfred Wieser vom Institut für Geodäsie der TU Graz schilderte die Herausforderung: "Auf den Kompostplätzen wird der Kompost für gewöhnlich in zwei Meter hohen trapezförmigen Zeilen aufgeschichtet, die in mehreren Reihen angeordnet sind. Damit die vier Meter breite und zweieinhalb Meter lange Maschine diese Zeilen gezielt ansteuern und den Kompost richtig wenden kann, ist eine präzise Positionsbestimmung notwendig."

Vollgestopft mit Technik

Das Fahrzeug ist daher vollgestopft mit Technik: Die zentimetergenaue Positionsbestimmung erfolgt mittels Satellitennavigationssysteme wie GPS und dem europäischen System GALILEO. Um die Robustheit zu erhöhen und mögliche Ausfälle des Satellitensignals zu überbrücken, werden zusätzlich Beschleunigungs- und Drehratensensoren, Stereokameradaten, Sensoren an den Kettenantriebsrädern und ein exaktes 3D-Modell der Kompostieranlage herangezogen. Zwei GNSS-Antennen sowie bildgebende Sensoren an der Maschine sorgen für die eindeutige Bestimmung der Bewegungsrichtung.

Zurzeit wird die Funktionssicherheit in einer virtuellen Umgebung überprüft. So werden das Verhalten der Fahrwerkskette auf wechselndem Untergrund, sowie der Einfluss der unterschiedlichen Kompostreifegrade auf die Wendewalze simuliert. Die Ergebnisse fließen in die finale Entwicklung der Steuerungssensorik und Regelstruktur ein. "Hier leisten wir mit unserer Forschung Pionierarbeit", hob Christian Landschützer vom Institut für Technische Logistik hervor. Ende das Jahres soll die Entwicklung abgeschlossen und der Prototyp 2021 zur Serienreife gebracht werden. Gefördert wird das Projekt von der Forschungsförderungsgesellschaft FFG.

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