Xylem Technologie bringt in Brasilien Schiffe sicher in den Hafen

Ein innovatives Überwachungssystem in Brasilien sendet Lotsen Echtzeit-Wetterinformation und ozeanographische Daten auf ihre Smartphones. Das von HidroMares entwickelte SISMO-System gibt Lotsen die Möglichkeit, unter fast allen Bedingungen zu manövrieren und anzulegen. Erfahren Sie, wie das System Xylem Sensoren von dessen Marken SonTek und Aanderaa nutzt, um wichtige Navigationsdaten zu liefern.

Ein 256 m langes Frachtschiff in einen Hafen zu bugsieren, ist schon unter guten Bedingungen nicht einfach, noch schwieriger wird es jedoch, wenn der schmale Kanal starken Strömungen und harten Winden ausgesetzt ist. Oder Nebel. Oder Schlagregen.

Nichts Besonderes für die brasilianischen Lotsen im Bundesstaat Rio de Janeiro, wo Frachtschiffe auf ihrem Weg durch die schmale Sepetiba Bay zu den Frachtterminals auf eine Abzweigung im Kanal treffen. Jedes Jahr transportieren die von den Lotsen gezogenen Schiffe 48 Millionen metrische Tonnen Eisenerz und 39 metrische Tonnen Container, Eisen- und Stahlprodukte.

Die Schiffe müssen ihren 43 m breiten Rumpf durch eine gerade einmal 200 m breite Fahrrinne navigieren. Die Winde, die an der Küste aufkommen, werden von den Bergen, die die Bucht umgeben, zurückgeworfen. Bei schlechtem Wetter fangen sich dort Nebelschwaden und Regenwolken, was die Sicht auf fast Null reduziert.

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Daher ist es kein Wunder, dass die Lotsenvereinigung von Rio de Janeiro, deren Mitglieder dafür verantwortlich sind, alle, nicht unter brasilianischer Flagge fahrenden Schiffe sicher in diese Häfen zu bringen, von den Hafenbesitzern forderte, das SISMO®-Überwachungssystem zu installieren. Ihre Kollegen im Bundesstaat Sao Paulo arbeiten bereits seit 2013 mit dem SISMO-System, das Daten über Strömung, Wasserstand, Gezeiten, Temperatur, Windgeschwindigkeit und -richtung sowie Sichtverhältnisse direkt an die Smartphones der Lotsen sendet.

Mit dieser detaillierten Anzeige können die Lotsen unter praktisch allen Bedingungen genau manövrieren und anlegen. Und die Hafenmeister verwenden diese Daten, um das Beladen der Frachtschiffe zu optimieren und somit die Last genau an den verfügbaren Tiefgang anzupassen.

„Sie können die Schiffe maximal beladen, sind schnell wieder weg und alles funktioniert einwandfrei“, erklärt Gabriel Aloi Paschoal, der kaufmännische Direktor von HidroMares, dem Unternehmen, das Xylem in Brasilien vertritt, und der Systemintegrator, der SISMO entwickelt hat.

Verdoppeln der Betriebszeit durch Nachtbetrieb

Im Bundesstaat Rio de Janeiro hat einer der Hafenbesitzer mithilfe von SISMO und durch Verwendung historischer Daten die Zeit, die die Schiffe zum Anlegen benötigen, um eine Stunde verkürzt, indem die Manövrierwege im Wendebecken optimiert wurden. Laut Paschoal ist im Hafen jetzt dank SISMO auch Nachtbetrieb zugelassen.

„Seit wir durch die Implementierung von SISMO jetzt auch die Erlaubnis für Nachtbetrieb haben, konnte der Terminal seine Betriebszeit und seine Effizienz verdoppelt“ erklärt er.

Die umfassenden Daten, die von den vier SISMO-Installationen in der Hafenanlage in Rio de Janeiro geliefert werden, verbessern die Navigationssicherheit besonders dort, wo sich der Kanal zu einem seichten Bereich hin öffnet, in dem vor dem Ausbaggern der Fahrrinne Felsgestein gesprengt werden musste, fügt Paschoal hinzu.

„Für ein Frachtschiff ist jedes Wendemanöver problematisch“, erklärt Paschoal, der einen Universitätsabschluss in Ozeanographie hat. „Lotsen und Schiffsbauingenieure sagen immer, dass ein Schiff nur zum Navigieren in gerader Linie gebaut ist, nicht zum Wenden.“

Kontinuierliche Überwachung mit Technologie von SonTek und Aanderaa

HidroMares hat seine SISMO-Systeme in sieben Hafenanlagen in ganz Brasilien installiert – von Meereshäfen im Süden bis hin zu einem Binnenhafen im Amazonasbecken.

Das Herzstück jedes Systems bildet die SonTek ADCP-Ultraschall-Technik (ADCP), die Strömungsgeschwindigkeit und -richtung über die gesamte Wassersäule hinweg misst und Wasserstandsmessungen liefert. Dies ermöglicht es den SISMO-Einheiten, Lotsen aktuelle Daten aus sechs unterschiedlichen Tiefen zu liefern – in 2-m-Schritten von der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 12 m – sowie hochgradig genaue Tiefenmessungen mithilfe eines Echolots und eines Drucksensors, die alle fünf Minuten aktualisiert werden.

In Rio de Janeiros Sepetiba Bay installierte HidroMares drei, am Meeresgrund montierte SonTek Argonaut-XR Systeme im Kanal, deren Kabel zu Bojen an der Wasseroberfläche geführt werden, die mit Datenübertragungsausrüstung ausgestattet sind. Außerdem montierte HidroMares einen Argonaut-SL Side-Looker ADCP am Ende des Kais, um im Umfeld von 120 m des Kais ein Strömungsprofil zu erhalten.

Zur Kai-Installation gehören zudem ein Mira Sichtweitensensor, ein Windsensor und ein SmartGuard Datenlogger von SonTeks Schwesterunternehmen Aanderaa, das ebenfalls zu Xylem gehört. Am Ufer liefert ein weiterer Windsensor Daten über Luftströmungen.

Echtzeit-Daten – direkt auf die App geliefert

Die Bojen, von denen zwei Tideland SB 138P PE-Modelle von Xylem sind – enthalten redundante GPRS-Sender, um sicherzustellen, dass die Messungen zuverlässig an HidroMares Rechner weitergegeben werden, in denen die Daten mithilfe der Aanderaa Geoview Software visualisiert werden. Laut Paschoal liegt die Datenabfrage bei über 99 Prozent seit SISMO Ende 2015 in Rio de Janeiro installiert wurde.

HidroMares entwickelte eine Smartphone-App, um Lotsen und Hafenpersonal mit Geoview Datengrafiken zu versorgen. Das Bearbeiten der Argonaut-Daten dauert weniger als eine Minute, d. h. dass die Information auf dem Smartphone-Bildschirm der Lotsen nie älter als ein paar Minuten ist.

„Die Daten, die der Lotse oder der Bediener sehen, sind zwischen 10 Sekunden und fünf Minuten alt“, erklärt Paschoal. „Sie werden also praktisch direkt mit einer Visualisierung der Daten beliefert.“ Außerdem sendet SISMO Warnmeldungen an Lotsen und Hafenpersonal, wenn Strömungen, Wellen oder Winde gefährlich werden.

Einfache Wartung und jahreszeitliche Datenmessungen

Ein Team von HidroMares Tauchern führt alle 45 Tage Tauchgänge zu allen SISMO-Installationen in Rio de Janeiro durch. Laut Paschoal sind die Argonauts und die anderen Instrumente sehr zuverlässig und einfach zu warten. Die meiste Arbeit wird darauf verwendet, sicherzustellen, dass die ADCPS nicht von Sediment überdeckt sind sowie im Sommer auf das Entfernen von Biobewuchs und darauf, sicherzustellen, dass die Kabel intakt sind.

Das Telemetrie-System ist in einem mobilen Gehäuse untergebracht, das zur bequemeren, sichereren Wartung von der Boje ins Boot gebracht werden kann, bevor es wieder an den Instrumenten und der Sendeantenne angeschlossen wird.

Paschoal erklärt, dass jeder Wartungsbesuch für das Team von HidroMares eine Gelegenheit ist, an jedem SISMO-Standort CTD-Messungen (Leitfähigkeit, Temperatur und Tiefe) mit einem SonTek CastAway-CTD durchzuführen. Die CastAway-Messungen zeigen jahreszeitlich bedingte Veränderungen des Salzgehaltes, die sich auf die Auftriebskraft der Schiffe im Hafen auswirken können, und, zusammen mit der Temperatur, die Geschwindigkeit der akustischen Signale der ADCPs beeinflussen.

„Der CastAway wurde von einer Person entwickelt, die vor Ort im Einsatz ist“, erklärt er. „Das Gerät ist mit gewöhnlichen AA-Batterien und einem integrierten GPS ausgestattet – d. h. es hat alles, was Sie brauchen – und Sie benötigen keinen Rechner, um es zu bedienen.“

Integrierte Lösungen zur Unterstützung der Kunden

Laut Isaac Jones, Produktmanager in SonTeks Hauptniederlassung in San Diego, Kalifornien, stellt SISMO eine elegante Integration des breiten Sortiments an Xylem Marken dar.

„SISMO ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie fantastische Technologie nicht nur zum Generieren von Daten eingesetzt wird, sondern diese auch in einer eleganten, an die Bedürfnisse der Kunden angepassten Art weitergibt“, erklärt Jones. „HidroMares weiß, was seine Kunden – die Lotsen, Schiffskapitäne und Hafenmeister – benötigen, um sicher und effizient zu arbeiten.“

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