Wenn Sie bei Fisketorvet über die Bryggebroen-Brücke radeln, sehen Sie im Innenhafen von Kopenhagen drei Betonskulpturen aus der Wasseroberfläche ragen. Aber erst unter Wasser erwacht das Kunstwerk wirklich zum Leben. Hier können Sie sehen, dass die Skulpturen mit Rissen gefüllt sind, die schließlich zu einem Lebensraum für Algen und Fische werden.
Das Projekt heißt „Super Rev“ (Super Reefs) und zielt darauf ab, 55 Quadratkilometer Riffe vor der dänischen Küste wiederherzustellen. Hinter der Arbeit steht die internationale Künstlergruppe Superflex, die in einer unkonventionellen Zusammenarbeit unter anderem mit der DTU untersucht, ob es möglich ist, aus neu entwickeltem Beton ein Steinriff zu schaffen.
Die Bauindustrie soll die Erfahrung für künftige Küstenschutzprojekte, Brücken, Tunnel und Offshore-Windparks nutzen können, die in der Praxis als Steinriffe für Algen und Tiere fungieren. Ziel ist es, zur Steigerung der marinen Biodiversität beizutragen.
„Marine Ökosysteme sind durch Klimawandel, Überfischung, Riffdegradation und viel zu viele Nährstoffe aus Landwirtschaft und Gebäuden unter Druck geraten. Daher ist es notwendig, an innovativen Materialien zu forschen, die die marine Biodiversität fördern können.“ Wir hoffen, dass die großen Infrastrukturprojekte der Zukunft nicht nur darauf ausgelegt sind, grüne Energie zu produzieren und einen nachhaltigen Klimaschutz zu entwickeln, sondern auch zur Stärkung der Meeresbewohner beitragen“, sagt Wolfgang Kunther, Materialwissenschaftler an der DTU Erhalten.
Kunst und Nachhaltigkeit
Die Wiederherstellung dänischer Steinriffe ist notwendig, da in den letzten 100 Jahren 8,3 Millionen Kubikmeter Steine abgetragen wurden, um dänische Häfen zu erweitern und Beton herzustellen.
Laut einer Studie von DTU Aqua entspricht dies der Entfernung von 55 Quadratkilometern Lebensraum für Tiere und Pflanzen – eine Fläche, die etwas kleiner ist als die Insel Fanø. Durch das Verschwinden der Steine fehlen Verstecke für Meerestiere und Orte, an denen sich Algen und Muscheln festsetzen können. Und wenn die Algen verschwinden, wird es auch kein reiches Leben an Kleintieren und Fischen geben.
Um sich auf die verlorenen Steinriffe zu konzentrieren, hat Superflex sich vorgenommen, eine Art Unterwasserbehausung für Fische zu bauen. Das Projekt fungiert als Heim für Meerestiere, als wissenschaftliches Experiment und als Kunstwerk. Kronprinz Frederik von Dänemark weihte das Werk 2021 ein. Im selben Jahr erhielten die Künstler den Kulturpreis des Kronprinzenpaares dafür, dass sie mit Kunst wichtige Themen wie Nachhaltigkeit, das Leben anderer Arten und Klimaherausforderungen auf die Tagesordnung der Debatte gesetzt haben sowohl in Dänemark als auch international.
Kredit: Technische Universität Dänemark
„Die Arbeit ist nicht nur ein Restaurierungsprojekt – wir sind auch daran interessiert, neue Bauweisen für die Zukunft zu entwickeln, wobei wir uns auf die Bedürfnisse anderer Arten konzentrieren. Es ist eine riesige Aufgabe, die wir nicht alleine bewältigen können – aber wir können Großes erreichen Dinge durch Partnerschaften und Kooperationen“, sagt Malene Natascha Ratcliffe, CEO von Superflex.
Zement absorbiert CO2
Die Zusammenarbeit zwischen Superflex und DTU begann, als die Künstlergruppe Wolfgang Kunther kontaktierte, um von seinen Ideen für die Verwendung von Beton in künstlichen Steinriffen zu hören. Dies führte zu einer Anfrage von Udviklingsselskabet By & Havn (Kopenhagener Stadt- und Hafenentwicklungsgesellschaft), ob die DTU konkrete Elemente für das Kunstwerk gießen, analysieren und testen würde.
In der täglichen Arbeit von Wolfgang Kunther erforscht er, wie Zement und Wasser als Bindemittel im Beton wirken und auf die Umgebung und lebende Organismen reagieren. Daher weiß er, dass die Verwendung von Beton im Meer viele Vorteile hat. Einer der Vorteile ist, dass Beton ein einfach zu verarbeitendes Material ist. Sie können die Zusammensetzung von Zement ändern, die Textur und Größe ändern und glatte und raue Betonoberflächen schaffen, die ideale Lebensbedingungen für Fische und Algen bieten können.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Beton im Herstellungsprozess und beim Erhitzen nicht nur CO2 freisetzt, sondern auch CO2 aufnimmt. Manche nennen es einen Schwammeffekt, weil der Beton wie ein Schwamm CO2 aufsaugt. Der Effekt ist auf einen langsamen Prozess zurückzuführen, der auftritt, wenn der Zement sich verfestigt und mit dem in der Atmosphäre und im Meer vorhandenen CO2 reagiert. Dabei entstehen die gleichen Kalkablagerungen, wie man sie beispielsweise von Kalkablagerungen im Badezimmer kennt.
Die Beschichtung hat auch den Vorteil, dass sie einen natürlichen Nährboden für Meerestiere schafft, da sie eine gewisse Ähnlichkeit mit Korallenriffen und Muscheln hat. Von der Nutzungsdauer ganz zu schweigen.
„In den allermeisten Betonkonstruktionen für maritime Infrastrukturprojekte wird Beton zusammen mit Stahlbewehrung verwendet. Aber wenn Stahlbeton durch Meerwasser beeinträchtigt wird, beginnt der Bewehrungsstahl zu rosten – die Frage ist nur, wann dies geschieht. Mit der Art von Betonkonstruktion, die wir testen, erwarten wir nicht, dass Stahl verwendet werden muss. Das bedeutet, dass die Nutzungsdauer im Meerwasser länger sein wird als bei herkömmlichen Betonkonstruktionen. Das hat einen großen Vorteil für die Umwelt“, sagt Wolfgang Kunther.
Rosa und brauner Beton
Jetzt hat er erste konkrete Muster des Kunstwerks erhalten. Gemeinsam mit seiner Forschungsgruppe untersucht er, wie sich Meerwasser auf die Riffanlage auswirkt und ob neben Kalk auch andere Mineralumwandlungen stattfinden. Die Gruppe prüft auch, ob es kostengünstiger und langlebiger ist, Betonriffe anstelle der herkömmlich verwendeten importierten Natursteine zu verwenden.
Die Forscher testen drei verschiedene Betonvarianten, die sie in der Betongießerei der DTU gegossen haben. Einem Beton wurde ein Pigment zugesetzt, das das künstliche Riff rosa färbt, was laut Superflex die Lieblingsfarbe mehrerer Organismen ist. Ein weiterer Beton besteht aus Zement mit zugesetzten Recyclingrohstoffen aus der Ziegelproduktion.
Dies ergibt einen braunen Beton. Beim dritten Beton ersetzen die Forscher den Zement teilweise durch dänischen Ton, der bei hoher Hitze gebrannt wird, wodurch in diesem Fall eine orange Farbe entsteht. Die Projektpartner untersuchen auch, ob Beton aus anderen Projekten wiederverwendet werden kann.
Meeresforscher von DTU Aqua arbeiten parallel daran herauszufinden, wie gut Steinriffe und künstliche Betonriffe in Bezug auf Fische funktionieren – ob es zu einer großen Zunahme der Fische kommen wird und welche Fischarten an dem neuartigen Betonriff vorkommen werden. Sie finden Antworten auf diese Fragen, indem sie Unterwasserkameras verwenden, die einen einzigartigen Einblick in das Leben am Meeresboden vor und nach der Errichtung künstlicher Steinriffe geben. So können die Forscher die Messungen vergleichen und die positive Wirkung der künstlichen Steinriffe dokumentieren.
„Häfen wurden früher oft mit umweltschädlichen Industrien in Verbindung gebracht, aber jetzt ist das Wasser so sauber, dass man in vielen Häfen schwimmen kann. Es ist eine fantastische Entwicklung für viele Schwimmer sowie für die Meeresbewohner. Das bedeutet, dass die Fische zu uns zurückkehren können Häfen, aber ihnen kann bei dieser Rückkehr oft auf unterschiedliche Weise geholfen werden“, sagt Senior Researcher Jon C. Svendsen.
Wir sind Pioniere
Er war vor kurzem in Puerto de Vigo in Spanien, um Unterwasseraufnahmen zu machen, bevor speziell entworfene Hafenmauern errichtet werden, um Fischen jede Menge Versteckmöglichkeiten zu bieten. Das Projekt heißt Living Port und umfasst auch Betonexperten der DTU, die verschiedene Arten von Betonelementen und -konstruktionen überwachen. Dies geschieht gemeinsam mit ECOncrete – einem Bauunternehmen, das neue Betone und Betonelemente entwickelt.
Ein ähnliches Projekt wird in Køge durchgeführt, wo DTU dazu beiträgt, durch Betonriffe ein reiches Fischleben auf dem Meeresboden der Køge-Bucht zu schaffen. Das Projekt wird von VELUX FONDEN mit DKK 9,6 Millionen unterstützt. Das Projekt wird vom örtlichen Steinriffschutzverein Køge Bugt Stenrev geleitet und in Zusammenarbeit mit lokalen Interessengruppen sowie einer großen Anzahl innovativer Gemeinden rund um die Køge Bucht durchgeführt.
DTU wird die Erfahrungen aus den Projekten in einer Reihe von Webinaren teilen, die zusammen mit der Danish Society of Engineers, IDA und der Danish Concrete Association stattfinden werden. Es wird Bauherren, Stadtentwickler, Berater und Bauunternehmer dazu inspirieren, wie man die Unterwasser-Biodiversität in zukünftige Bauprojekte einbeziehen kann, sagt Wolfgang Kunther:
„Dies ist eine völlig neue Sichtweise auf Betonstrukturen. Sowohl in Bezug auf die Biodiversität als auch auf die Betonentwicklung. Wir gießen keine Standardmaterialien. Daher müssen wir sicherstellen, dass die Materialien lange halten. Wir müssen wissen, was passiert, wenn wir einen Teil davon ersetzen.“ unseren vertrauten Beton mit etwas Neuem. Vor allem, wenn es um große Infrastrukturprojekte geht, die 100 Jahre ohne größere Instandsetzungseingriffe überdauern sollen. Da kann man sagen, dass wir Pioniere sind.“
Das Kunstwerk im Innenhafen von Kopenhagen ist noch bis Sommer 2023 zu sehen.