Was ist eine Ölsperre? Arten, Komponenten und Auswahlkriterien

Eine Ölsperre ist eine schwimmende Barriere, die Öl auf der Wasseroberfläche einschließt, umleitet oder ablenkt. Sie entfernt das Öl nicht selbst, sondern konzentriert es, sodass es von Skimmern, Sorptionsmitteln oder anderen Bergungsgeräten aufgenommen werden kann. Die richtige Ölsperre für Ihren Einsatzort hängt vom Gewässer, der Strömungsgeschwindigkeit und der benötigten Ausbringungsgeschwindigkeit ab. Dieser Artikel erklärt die Funktionsweise einer Ölsperre, ihre Bestandteile, die wichtigsten Typen und wie Sie die richtige auswählen.

Was eine Ölsperre auf dem Wasser bewirkt

Eine Ölsperre ist eine temporäre, schwimmende Barriere, die ausgelaufenes Öl konzentriert. Ihre Wirksamkeit hängt von der Wellenhöhe, der Strömungsgeschwindigkeit und der Stabilität ihrer Verankerung ab. Anstatt das Öl aufzusaugen, hält die Sperre es in einer dickeren Oberflächenschicht zurück. Anschließend werden Skimmer oder Sorptionsmittel eingesetzt, um diese Schicht zu entfernen. Dies ist wichtig, da ein dünner Ölteppich, der sich über offenes Wasser ausbreitet, wesentlich schwieriger zu beseitigen ist als ein Ölteppich, der in einer begrenzten Ölschicht eingeschlossen ist.

Ein Ausleger kann an einer festen Struktur, wie beispielsweise einem Pier oder einem der Bojen die einen Hafen umrunden. Es kann auch geschleppt werden von Schlepper und anderen Schiffen. Die Methode hängt davon ab, ob die Ölsperre ihre Position halten oder das Öl zu einem Bergungspunkt lenken soll.

Ölsperren erfüllen vier verschiedene Funktionen, und die jeweilige Aufgabe bestimmt ihre Positionierung. Bei der Eindämmung wird das Öl zur Bergung vor Ort zurückgehalten. Die Umleitung lenkt das Öl zu einem Sammelpunkt. Die Ablenkung drückt das Öl aus einem Gebiet weg, ohne es zu bergen. Die Ausschlussvorrichtung dichtet sensible Bereiche wie beispielsweise die Wasserentnahmestelle eines Sumpfgebiets ab, sodass kein Öl dorthin gelangt. Die gewählte Konfiguration hängt von Strömungsrichtung und Wind ab, sodass eine Ölsperre an verschiedenen Tagen unterschiedliche Aufgaben erfüllen kann.

Warum eine Ölpest zwar Öl enthält, aber nicht beseitigt werden kann

Eine Ölsperre hält das Öl an der Oberfläche zurück und konzentriert es, doch für die Bergung sind separate Geräte wie Ölabscheider oder Sorptionsmittel erforderlich. Eine Ölsperre allein beseitigt keine Ölverschmutzung. Dies ist der häufigste Irrtum bei der Planung von Ölunfallbekämpfungsmaßnahmen. Käufer gehen fälschlicherweise davon aus, dass eine längere Ölsperre eine schnellere Reinigung ermöglicht, dabei bereitet die Ölsperre lediglich den anschließenden Bergungsschritt vor.

Ölsperren haben ein begrenztes Einsatzfenster, und genau hier versagt die Eindämmung oft. Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) stellt fest, dass die meisten Ölsperren ihre Wirksamkeit verlieren, sobald Wellen eine Höhe von etwa einem Meter oder Strömungen eine Geschwindigkeit von etwa einer Knoten erreichen. Die genaue Grenze hängt von der Konstruktion der Ölsperre, dem Ausbringungswinkel, der Ölart und den Gegebenheiten vor Ort ab. Oberhalb dieser Schwellenwerte tritt das Öl über den Freibord aus oder sickert unter die Ölsperre. In schnell fließendem Wasser gibt die Ölsperre in der Regel zuerst nach, knickt unter der Strömung ein und lässt das Öl darunter hindurchfließen. Eine Ölsperre, deren Planung ohne Überprüfung dieser Grenzen anhand realer Bedingungen erfolgt, kann letztendlich nur sehr wenig Öl zurückhalten.

Die Kernkomponenten einer Ölsperre

Jeder Auffangarm besteht aus vier gemeinsamen Bauteilen, und jedes Bauteil birgt ein Ausfallrisiko, das Sie vor dem Kauf überprüfen können. Die Ausführungen variieren, aber der Aufbau bleibt gleich:

• Freibord — der Teil oberhalb der Wasserlinie, der das Überschwappen von Öl verhindert. Ist der Freibord für die örtlichen Wellen zu gering, kann Öl über die Barriere austreten.
• Rock (Entwurf) — der Teil unterhalb der Wasseroberfläche, der das Öl am Unterlaufen hindert. Bei starker Strömung lässt eine flache Schürze das Öl unter der Ölsperre hindurchfließen.
• Flotation — Schaumstoff, Luftkammern oder feste Schwimmkörper, die den Baum aufrecht und schwimmfähig halten. Die Art des Schwimmkörpers bestimmt das Verhältnis von Auftrieb zu Gewicht und damit das Fahrverhalten des Baums bei Wellengang.
• Ballast- und Zugglied — eine Kette oder ein Kabel am Boden, das den Ausleger beschwert und Wind- und Wellenlasten aufnimmt. Es funktioniert nach dem gleichen Lastprinzip wie ein dimensionierter Schiffsausleger. Ankerkette. Bei unzureichender Zugfestigkeit kann ein über einen Kanal gespannter Ausleger unter der Strömung brechen.

Lesen Sie die technischen Datenblätter als Verhältniswerte, nicht nur als Höhenangaben. Vergleichen Sie Freibord, Tiefgang, Auftrieb und Gesamthöhe. Ein für offene Gewässer konzipierter Baum hat eine ganz andere Balance als einer für einen geschützten Hafen. ASTM F1523 ist die offizielle Referenz für die Mindestabmessungen von Baumnähten nach Wasserklassen. ASTM F818 legt die Standardterminologie für diese Bauteile fest.

Die wichtigsten Arten von Ölsperren und ihre typischen Einsatzgebiete

Ölsperren lassen sich in einige wenige Haupttypen unterteilen, die jeweils für bestimmte Wasserbedingungen und Ölunfallszenarien geeignet sind. Die richtige Wahl hängt davon ab, wo die Ölsperre positioniert ist, wie stark das Wasser aufgewühlt ist und ob eine Eindämmung oder Absorption erforderlich ist. Die Tabelle vergleicht die gängigen Typen anhand der wahlentscheidenden Faktoren.

Vorhang- und Zaunbalken

Ölsperren mit Vorhang- und Zaunstruktur sind die beiden am häufigsten eingesetzten Systeme zur routinemäßigen Eindämmung von Fischen. Der Hauptunterschied zwischen ihnen liegt in der benötigten Wasserenergie. Ölsperren mit Vorhangstruktur verwenden abgerundete Schaumstoffschwimmkörper, die den Wellen besser folgen und in offenem Wasser stabiler liegen. Ihre Eignung für unruhiges offenes Wasser hängt jedoch weiterhin vom Verhältnis von Auftrieb zu Gewicht, der Flexibilität, der Festigkeit der Verbindungsstücke sowie der zulässigen Wellen- und Strömungsklasse ab. Ölsperren mit Zaunstruktur verwenden einen flachen, starren Schwimmkörper und eignen sich für ruhige Küstengewässer. Ihr flaches Profil lässt sich für eine schnelle Lagerung und einen raschen Einsatz auf eine Rolle aufwickeln.

Uferabdichtungs-, aufblasbare und Feuerschutzbarrieren

Uferabdichtende, aufblasbare und Feuerlöschölsperren eignen sich jeweils für Situationen, in denen herkömmliche Ölsperren nicht eingesetzt werden können. Eine uferabdichtende Ölsperre ersetzt den Ölschutzmantel durch mit Wasser gefüllte Ballastkammern. Sie liegt bei Ebbe am freiliegenden Boden auf und dichtet diesen ab, was für Wattflächen, Marschland und Küstenränder ideal ist. Aufblasbare Ölsperren zeichnen sich durch ein hohes Auftriebs-Gewichts-Verhältnis aus und ermöglichen eine schnelle Notfallauslösung auch bei rauer See. Feuerlöschölsperren überstehen ein Verbrennen vor Ort. Sie halten frisches Öl lange genug zusammen, um es zu entzünden, und funktionieren nur bei frischem Öl und ruhigem Wasser.

Sorbentien-Booms

Eine Ölsperre absorbiert Öl, anstatt es einzudämmen. Ihr oleophiler, hydrophober Kern saugt Kohlenwasserstoffe auf und weist gleichzeitig Wasser ab. Da sie keinen Rand hat, kann eine Ölsperre Öl nicht lange zurückhalten. Sie eignet sich am besten als Reserveleine, um Ölfilme innerhalb eines Auffangrings oder um Maschinen herum aufzufangen. Sobald der Kern gesättigt ist, wird er entfernt und ersetzt.

Auswahl einer Ölsperre nach Wasserbedingungen und ASTM-Richtlinien

Die Auswahl der Ölsperre beginnt mit dem Gewässer. Entscheidende Faktoren sind Wellenhöhe, Strömungsgeschwindigkeit und die erforderliche Verweildauer der Ölsperre. ASTM International veröffentlicht Normen genau für diesen Zweck. F625 klassifiziert Gewässer für die Ölbekämpfung. F1523 dient als Leitfaden für die Auswahl der Ölsperre anhand dieser Klassifizierung. Die Vorgehensweise, ausgehend von der Gewässerklasse, ist der Auswahl einer Ölsperre nach einer ungenauen Bezeichnung wie “Hafen” vorzuziehen.”

Die untenstehende Matrix ordnet gängige Wasserbedingungen einem bestimmten Ölsperrentyp zu und zeigt die eine Variable an, die vor dem Kauf am wichtigsten zu überprüfen ist:

Bei einigen ASTM-Normen kann man ein Datenblatt anhand einer festgelegten Methode anstatt einer Marketingaussage prüfen:

In der Praxis liegt das Problem darin, dass man sich bei der Auswahl eher auf den Preis als auf die Gewässerklasse verlässt. Ein leichter Ölsperrenbaum ist günstig und für einen geschützten Yachthafen ausreichend. Setzt man denselben Baum jedoch in einem Gezeitenkanal ein, sinkt er bei zunehmender Strömung unter und verliert Öl unter dem Ölsaum. Die Überprüfung ist einfach: Die Nennwellenhöhe und Strömungsgeschwindigkeit des Baums sollten den ungünstigsten realistischen Bedingungen am jeweiligen Standort entsprechen, nicht dem Durchschnittswert bei ruhiger See.

Eine Grenze verdient besondere Beachtung. Die Auslegung der Verankerung und des Ankersystems, das einen Ausleger gegen die Strömung hält, ist eine separate Ingenieuraufgabe. Ingenieure dimensionieren diese anhand einer Standortanalyse und Lastberechnungen, unabhängig von der Auswahl des Auslegers. Die Wahl des Auslegertyps und die Spezifizierung der Ankerplatz Dass es an Ort und Stelle bleibt, sind zwei unterschiedliche Entscheidungen. Sie als eine einzige zu behandeln, ist ein häufiger Planungsfehler.

Häufige Auslegerausfallarten vor Ort

Ausfälle von Auslegern folgen einigen wiederkehrenden Mustern, die jeweils auf eine Diskrepanz zwischen dem Ausleger und den jeweiligen Bedingungen zurückzuführen sind. Die Kenntnis dieser Muster vor dem Einsatz ist hilfreicher als jede einzelne Spezifikationszahl:

• Untertauchen — Durch die Strömung oder einen zu kleinen Ölfilterring wird der Ölausleger nach unten gezogen, und das Öl tritt als Tropfen aus, die hinter der Ölleitung aufsteigen.
• Spritzer — Wellen ragen über das Freibord und spülen Öl über die Barriere.
• Drehen und Eintauchen — Der Ausleger steht im falschen Winkel zur Strömung, wodurch die Abdichtung an der Wasserlinie unterbrochen wird.
• Abschied — Die Zugspannung über eine Spannweite überschreitet die Belastbarkeit des Zugglieds, und die Abschnitte brechen auseinander.

Die Leistung von Ölsperren sollte beobachtet und nicht einfach angenommen werden. Wird eine Ölsperre ohne Überprüfung der Strömungsgeschwindigkeit und der Wasserklasse ausgelegt, führt dies in der Regel zum Untergehen. Anschließend muss sie unter Druck und mitten in der Reaktion nachgespannt werden, wenn die Fixierung am schwierigsten ist. Die Überwachung ist besonders wichtig bei stationären, verankerten Ölsperren. Gezeiten und Wind verändern die Belastung im Laufe des Tages und können eine Ölsperre, die bei ruhigem Wasser sicher schien, unbemerkt außer Kraft setzen. Die Reaktion auf die Deepwater-Horizon-Katastrophe 2010 zeigte sowohl die Reichweite als auch die Grenzen von Ölsperren auf. Millionen Meter wurden ausgelegt, dennoch schränkten Wellenhöhe, Strömung, Auslegungsqualität und Überwachung die Leistung ein.

Die richtige Ölsperre für Ihr Wasser- und Verschmutzungsproblem auswählen

Die Wahl des richtigen Baums hängt von drei zusammenhängenden Faktoren ab: der Wasserklasse, der maximal zu erwartenden Wellenhöhe und Strömung sowie den Anforderungen des Einsatzes. Stimmen diese Faktoren, ergeben sich Freibord, Schaufeltiefe und Baumtyp automatisch. Liegen sie falsch, kann selbst eine lange und kostspielige Baumleine genau dann unter Wasser geraten, überschlagen oder reißen, wenn es am wichtigsten ist.

Die meisten Probleme mit dem Ausleger lassen sich auf eine Diskrepanz zurückführen: das Freibord des Auslegers im Verhältnis zur tatsächlichen Wellenhöhe am jeweiligen Tag. Ein Defekt am Ausleger ist selten die Ursache. Lieferant für Schiffsausrüstung, Unser Team beginnt mit der Bestimmung der Wasserklasse und der aktuellen Daten des Standorts. Anschließend legen wir den Auslegertyp und das Verhältnis von Freibord zu Höhe für diese Bedingungen fest. Die Auslegung der Verankerung bleibt ein separater Punkt, der einer eigenen Projektbestätigung bedarf.

Planen Sie die Vorbereitung auf Ölunfälle in einem Hafen, Terminal oder auf einem Schiff? Dokumentieren Sie zunächst vier wichtige Punkte: die Art Ihres Gewässers (Hafen, Fluss, Offshore oder Watt), die maximal zu erwartende Strömungs- und Wellenhöhe, die Art des umgeschlagenen Öls oder Kraftstoffs sowie Ihre erforderliche Reaktionszeit. Anhand dieser Informationen können wir den passenden Ölsperrentyp und die entsprechenden Spezifikationen für Ihren Standort ermitteln und die Details, die von Ihren Gegebenheiten abhängen, bestätigen.