Die 200 Meilen des Ozeans entlang der kalifornischen Küste waren einst mit Algen gefüllt, die Bullentang genannt wurden. Die Algen schufen reiche Unterwasserwälder, bis die Bevölkerung 2014 auszusterben begann. In den sieben Jahren seither sind 95 % der Seetangbänke vor der Küste Kaliforniens gestorben.
Urchin Merchants, ein Team von Senioren der Fakultät für Maschinenbau an der University of Colorado Boulder, geht dieses Problem an, indem es ein großes Unterwasservakuum entwirft und baut, das dazu beitragen kann, eine der größten Bedrohungen des Bullentangs zu reduzieren – lila Seeigel.
„Unser Projekt zielt wirklich darauf ab, große Mengen dieser Seeigel zu sammeln und die Sammelraten von Tauchern zu verbessern, was mit der derzeitigen Methodik nicht möglich ist“, sagte Josh Ayers, der System- und Testingenieur der Gruppe.
Die Zahl der auf dem Meeresboden lebenden lila Seeigel ist in den letzten Jahren explodiert. Die Population ist um 10.000 % gewachsen und hat kilometerlange Bullenalgen vernichtet, seit die Seeigel die Algen fressen und sich davon ernähren.
Forscher schätzen derzeit, dass es 15 bis 20 Jahre dauern wird, bis die Seeigelwüsten gerodet sind. Das spezialisierte Absauggerät von Urchin Merchants könnte die Sammelraten um das Sechsfache der derzeitigen Rate erhöhen und diesen Zeitrahmen von 20 Jahren auf weniger als fünf Jahre an einem einzigen Ort verkürzen.
„Wir wussten, dass wir die Seetangwälder retten wollten, und wir dachten, der beste Weg, dies zu tun, wäre, lila Seeigel zu entfernen, anstatt Seetang zu pflanzen“, sagte Projektmanagerin Dorothea French. „Wir dachten, wir könnten versuchen, einen autonomen Unterwasserroboter zu bauen, aber das würde 10 bis 15 Jahre dauern, und wir brauchen jetzt eine Lösung.“
Der Prototyp ist 11 Fuß hoch, mit einem großen Rohr an der Spitze, das als Sortiersystem dient. Die Röhre schiebt größere Seeigel auf eine Seite und kleinere Seeigel auf die andere. Alle Materialien, die keine Seeigel sind, wie kleine Tiere oder Sand, gehen direkt nach oben heraus. Am anderen Ende des Vakuums befindet sich ein flexibler Schlauch, mit dem Taucher Seeigel auf dem Meeresboden sammeln können.
Das Team erhielt Einblicke von Naturschutzorganisationen und professionellen Tauchern, um dieses effiziente Vakuum zu entwickeln. Die Taucher wollten ein System, das einfach zu bedienen und kostengünstig ist.
„Das Vakuum verwendet eine hocheffiziente Lufthebepumpe, die große Mengen kleiner Objekte vom Meeresboden sammeln kann“, sagte Zach Sorscher, der CAD-Ingenieur des Teams. „Betrachten Sie es als ein super Werkzeug, das wir einem Taucher geben würden, um ihn bei seinen Tauchgängen zu begleiten, um die Sammelraten zu verbessern.“
Das Team verbrachte das Frühjahrssemester 2022 damit, den Prototypen im Rahmen ihres Abschlussprojekts im Senior Design-Kurs der Abteilung zu bauen. Sie testen derzeit das Vakuum mit dem Ziel, das Produkt in die Hände des Benutzers zu bringen.
„Wir wollen nur eine Wirkung sehen“, sagte Josh. „Wir wollen, dass wegen uns mehr Seeigel den Ozean verlassen, egal ob das bedeutet, dass jemand für den Prototyp bezahlt oder wir ihn einer Naturschutzorganisation als Wohlwollen geben. Es fühlt sich an, als würden wir so oder so das Richtige tun.“
Urchin Merchants hat sich zwar auf die Seetangbänke in Kalifornien konzentriert, räumte jedoch ein, dass der Bevölkerungsboom ein wachsendes Problem auf der ganzen Welt ist. An den Küsten von Nordamerika bis Europa und Australien gibt es Tausende Morgen Seeigel-Ödland.
Das Team hofft, dass ihr Prototyp einen bedeutenden Einfluss haben und andere dazu inspirieren wird, sich für die Umwelt einzusetzen.
„Wir wollen einfach nur ein Projekt entwerfen und bauen, das der Welt helfen könnte“, sagte Logistikmanagerin Heather Hunt. „Wir nutzen unser Engineering-Know-how, um etwas zu bewegen.“
Urchin Merchants hat vor kurzem den vierten Platz beim Unterwettbewerb Klimawandel der New Venture Challenge (NVC) für sein Unterwasservakuum gewonnen. Sie werden am vollständigen NVC-Wettbewerb teilnehmen und ihren Prototypen am 22. April auf der Engineering Expo des College of Engineering and Applied Science präsentieren.