Magazine Dezember 2014

Die textile Welt im Blick: von Wüste bis Wolle

Mit gewirkten Geotextilien Lebensräume schaffen

Trinkwasser wird mehr und mehr zum raren Gut: Die Weltbevölkerung wächst, der Wasserbedarf steigt, und zugleich sorgen Klimawandel und andere menschliche Einflüsse dafür, dass die ohnehin begrenzten Süßwasserreserven schrumpfen. Um neue Möglichkeiten zur Trinkwassergewinnung zu erschließen, bedarf es daher neuer Ideen – oder eines scharfen Blicks in die Trickkiste der Natur. Ein spannendes Vorbild aus der Natur ist der Nebeltrinker-Käfer: Seine Art, sich mit dem kostbaren Nass zu versorgen, wird mittels gewirkter Geotextilien immer effizienter und im großen Maßstab nachgeahmt.

Wasser als Lebensgrundlage – ein knappes Gut

Auf den ersten Blick bietet die Erde Wasser in Hülle und Fülle, schließlich bedecken Ozeane und Meere über 70% der Erdoberfläche. Doch im Vergleich zu diesen riesigen Mengen an ungenießbarem Salzwasser ist der Anteil von nutzbarem Süßwasser mit nur 3,5% sehr gering. Der allergrößte Teil des Süßwassers ist in Gletschern, Eis oder als Bodenwasser gebunden, und nur etwa 1,73% der gesamten Süßwasservorräte sind für den Menschen zugänglich. Das entspricht etwa 24,2 Millionen Kubikkilometer Wasser. Diese Menge reicht theoretisch aus, um die Weltbevölkerung zu versorgen.

Doch große Unterschiede bei den saisonalen und jährlichen Niederschlagsmengen führen dazu, dass viele Regionen regelmäßig unter Wasserknappheit leiden und im Zuge des Klimawandels versteppen. In den ohnehin benachteiligten Entwicklungsländern verschärft sich der Mangel an Wasser sogar häufig noch. Gründe sind vor allem eine stark wachsende Bevölkerung, ein hoher Pro-Kopf-Verbrauch und die zunehmende Verschmutzung des verfügbaren Wassers.

Klimawandel und menschliche Einflüsse fördern die Desertifikation

Gewirkte Geotextilien – Einsatz in bionischen Projekten

Wie wird die Welt in Zukunft aussehen? Diese Frage beschäftigt uns heutzutage mehr denn je. In Anbetracht der vorherrschenden gesellschaftlichen Probleme wie beispielsweise globale Erderwärmung, das Vordringen der Wüsten in einst fruchtbare Lebensräume, akute Süßwasserknappheit und die fortschreitende Energiekrise haben sich Politik, Forschungsinstitute, Unternehmen und viele andere Kreise dem Thema Nachhaltigkeit verschrieben.

Diese Entwicklung lässt auch die Textilindustrie, insbesondere den fortschrittlichen Bereich der Geotextilien, nicht ruhen. Nach aktuellen Annahmen sind Geotextilien der am schnellsten wachsende Sektor im Bereich der Technischen Textilien. Mindestens 70% der Geotextilien fallen unter die Kategorie der Vliesstoffe, etwa 25% sind gewebte Werkstoffe. Lediglich 5% aller Geotextilien sind gestrickt oder gewirkt. Diese Wirkwaren finden vor allem in immer mehr bionischen Projekten ihre Anwendung.

Trockengefallenes Tal in der Namibwüste

Abstandstextilien zur Trinkwassergewinnung

Etwa eine Milliarde Menschen haben derzeit keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Menschen in einigen Entwicklungsländern müssen mit nur fünf Litern Wasser am Tag auskommen. Zum Vergleich: In Europa liegt der durchschnittliche Wasserverbrauch bei etwa 200 Litern.

Ein Team aus Forschern vom Institut für Textil- und Faserforschung Denkendorf, vom Institut für Geowissenschaften der Universität Tübingen und von Industriepartnern der Textilbranche beschäftigt sich seit geraumer Zeit mit einer Lösung dieses Problems. Ihre Nebelkollektoren zur Trinkwassergewinnung sind der Natur, genauer gesagt der Technik des Nebeltrinker-Käfers aus der Namibwüste in Namibia, nachempfunden.

Nebeltrinker-Käfer – Bild: Forschungsstation Gobabeb, Namibia / ITV Denkendorf

Diese Käferart lebt im Einzugsbereich der Nebelbänke, die jeden Morgen vom Atlantik aus landeinwärts in die Wüste ziehen. Nebeltrinker-Käfer decken ihren Wasserbedarf dadurch, dass sie sich morgens auf den Dünenkämmen platzieren und durch das Hochrecken ihres Hinterleibs den vorbeistreichenden Nebel an ihrem Körper kondensieren lassen. Begünstigt wird dieses Einfangen der Aerosol-Tröpfchen aus dem Nebel durch eine hügelige Mikrostruktur auf dem Rückenpanzer der Insekten. Die so entstehenden Tautropfen fließen bei Erreichen einer gewissen Wassermenge am Panzer entlang in Richtung Mundöffnung.

Anstelle der Mikrostruktur des Käferpanzers haben die Forscher ein faserbasiertes Material sowie eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, mit denen die fein verteilten Flüssigkeitstropfen in der Luft gesammelt, gezielt abgeleitet und anschließend zu genießbarem Trinkwasser aufbereitet werden.

Nebelschwaden ziehen vom Atlantik in Richtung Wüste: Küste von Namibia

Dreidimensionale Textilstruktur für mehr Ausbeute

Die ersten Nebelfangnetze aus Plastik, die sogenannten „Atrapanieblas“ wurden bereits 1987 in Chile eingesetzt. Im Vergleich zu ihren Vorgängermodellen überzeugt die patentierte Neuentwicklung aus Süddeutschland durch ihre dreidimensionale Textilstruktur. Genau genommen handelt es sich hier um gewirkte und bis zu zwei Zentimeter dicke Abstandstextilien, die den extremen Bedingungen der Wüste perfekt angepasst sind. Das Gewirk ist dreimal leistungsfähiger als vergleichbare Lösungen und zudem so reißfest, dass es sogar starken Orkanen widerstehen könnte.

Erste Feldtests in der extrem trockenen Namibwüste und in den Bergen Eritreas haben belegt, dass die Wassergewinnung aus Nebel je Quadratmeter Gewebe und pro Tag standortabhängig zwischen drei und 55 Litern variieren kann. In den Nebelkollektoren, die sich inzwischen auch industriell herstellen lassen, steckt eine effektive und kostengünstige Möglichkeit, in wasserarmen Regionen ganze Dörfer und deren Landwirtschaft mit dem lebenswichtigen Rohstoff versorgen zu können.

Nebelfänger zur Trinkwassergewinnung – Bild: ITV Denkendorf

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