Robert Klatt
Ein modularer Roboter kann Gasleitungen von Innen durchfahren und dabei Lecks reparieren. Das System ist deutlich billiger, weil die Leitungen nicht ausgegraben werden müssen.
Pittsburgh (U.S.A.). In den U.S.A. besteht das Erdgasnetz aus etwa 1,2 Millionen Meilen Hauptverteilungsleitungen und 900.000 Meilen Anschlussleitungen. Laut dem Energieministerium der Vereinigten Staaten (DOE) kostet Reparaturarbeiten an den bestehenden Leitungen bis zu zehn Millionen Dollar pro Meile. Das DOE hat deshalb über die Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) das Rapid Encapsulation of Pipelines Avoiding Intensive Replacement (REPAIR) Programm geschaffen, dessen Ziel die Entwicklung von Ummantelung für Rohrleitungen zur Vermeidung intensiver Ersatzmaßnahmen ist.
Laut den Spezifikationen des DOE sollen die Reparaturen mindestens 50 Jahre halten und bei Rohren aus Gusseisen und Stahl funktionieren. Diese Materialen haben in den U.S.A. lediglich einen kleinen Anteil (3 %) am gesamten Erdgasnetz, sind aber für viele Lecks und Ausfälle verantwortlich.
Forscher der Carnegie Mellon University (CMU) haben nach rund drei Jahren Entwicklungsarbeit nun einen Roboter vorgestellt, der sich durch Erdgasleitungen bewegen kann, um diese zu kartieren und um marode oder leckende Rohre zu erkennen. Erkannte Lecks kann der Roboter durch das Auftragen einer Harzbeschichtung an der Innenwand der Rohre reparieren.
Der Roboter kann in Rohren aus allen Materialien eingesetzt werden. Er ist zudem modular, sodass er an unterschiedliche Einsätze leicht angepasst werden kann. Das System besteht aus einem Mobilitätsmodul mit einem Paar zweizölliger Räder und einem dritten Rad oben auf dem Modul. In den anderen Modulen befinden sich die Batterien und der Rohrreparaturharz. Der Roboter kann etwa neun Meilen (ca. 14,5 km) Rohre in acht Stunden untersuchen. Die Reparaturen sind deutlich langer. In acht Stunden kann das System etwa 1,8 Meilen (ca. 3 km) reparieren.
Das Reparaturharz hat zunächst die Konsistenz von Softeis. Wenn es bei Lecks aufgetragen wird, härtet es in Sekunden aus. Der Roboter verwendet dazu eine rotierende Düse, die sich entlang der Rohrwand spiralförmig windet und dabei das Material stetig aufträgt.
Überdies verfügt der Roboter über ein Kartierungsmodul mit einem hochauflösenden optischen Sensor, der die Farbe der Rohre untersucht. Mit einem Lasersystem werden präzise Messungen von Rohrdefekten und dreidimensionale Rekonstruktionen erstellt. Ingenieure vor Ort können mithilfe von Augmented Reality (AR) strukturelle Defekte, Schweißnähte und andere Besonderheiten erkennen. Die gesammelten Daten werden zudem von einer Künstlichen Intelligenz (KI) analysiert.
