Kurzmeldungen

Forschung Kompakt / 4.11.2013

Waldnutzung im Wandel +++ Mit Terahertzwellen schwarze Kunststoffe wirtschaftlich recyceln +++ Datendetektive in Isolierfenstern

Waldnutzung im Wandel

Der Wind raschelt in den Blättern, die Sonnenstrahlen bahnen sich einen Weg in das Unterholz, Vögel hüpfen von Ast zu Ast – bei Wäldern denken die meisten Menschen zunächst an lange Spaziergänge, Freizeit und Erholung. Doch der Wald ist ebenso ein Wirtschaftsfaktor: Er liefert Holz als Brennmaterial und Rohstoff für Baumaterialien und Papier. Wie sich die Nutzung des europäischen Waldes in den letzten 60 Jahren verändert hat, untersuchten Forscher des Fraunhofer MOEZ in Leipzig gemeinsam mit der Universität Freiburg in einer Studie. Die Arbeit ist Teil des EU-Projekts »INTEGRAL«, in dem es um das Management europäischer Waldökosysteme geht.

Diese Bestandsaufnahme zur Waldnutzung in Europa ist bisher einzigartig und lieferte den Wissenschaftlern einige überraschende Ergebnisse – die später in konkrete Handlungsempfehlungen für die Politik münden sollen. So fanden die Forscher beispielsweise heraus, dass die Zahl der Waldbesitzer in vielen Ländern Europas zugenommen hat. Häufig nennen die Besitzer allerdings kleinere Waldstücke ihr Eigen. Auch die wirtschaftliche Waldnutzung hat sich geändert: Großen Einfluss darauf hat unter anderem die aufstrebende Wirtschaftsmacht China, deren holzverarbeitende Industrie rasant gewachsen ist und die Strukturen des Welthandels stark beeinflusst. Ein anderer Trend: Holz als Brennmaterial ist gefragt wie nie. Ob das allerdings anhält, ist angesichts der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und der steigenden Preise von Biomasse ungewiss.

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Mit Terahertzwellen schwarze Kunststoffe wirtschaftlich recyceln

Das Armaturenbrett des Fahrzeugs ist nicht wiederzuerkennen: Zu kleinsten Stücken zerschnitten bewegt es sich auf dem Fließband der Recyclinganlage langsam voran. Auf die Plastikteile wartet ein zweites Leben als Dämmstoff, Kleidungsstück oder Gartenstuhl. Die Wiederverwertung klappt aber nur, wenn die Maschine die einzelnen Kunststoffsorten in reiner Form aussiebt. Doch genau hier liegt das Problem: Herkömmliche Sensorsysteme, zum Beispiel bildgebende Nahinfrarotspektrometer, tun sich oft schwer, dies exakt zu tun – insbesondere bei schwarzem Plastik. Der zum Schwärzen eingesetzte Ruß absorbiert sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Wellenlängenbereich einen Großteil der elektromagnetischen Strahlung, die notwendig ist, um die unterschiedlichen Sorten zu erkennen.

Diese Lücke im Recyclingkreislauf wollen die drei Fraunhofer-Institute für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Karlsruhe, für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg sowie für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS in Sankt Augustin im gemeinsamen Projekt »blackVALUE« schließen. Sie haben gezeigt, dass es möglich ist, mit Hilfe der Terahertz-Spektroskopie (THz) und hoch effizienten Identifikationsalgorithmen eine Anlage zu bauen, die wirtschaftliches Recyceln schwarzer Kunststoffe im industriellen Maßstab erlaubt. Herzstück einer solchen Sortiermaschine ist eine Kamera, die mittels niedriger THz-Frequenzen das Material kostengünstig und in einer hohen Stückzahl charakterisiert.

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
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Datendetektive in Isolierfenstern

Pralle Sonne, eisiger Wind, klirrende Kälte – Isolierfenster müssen einiges aushalten. Und das nicht nur hinsichtlich der schwankenden Temperatur: Denn steigt oder fällt diese, so ändert sich auch der Druck zwischen den beiden Fensterscheiben – sie beulen aus oder ziehen sich zusammen. Diese Belastungen können zu kleinsten Rissen an den Rändern der Scheiben führen. Für das bloße Auge kaum sichtbar kann das Isoliergas durch diese Risse entweichen. Die Folge: Die Fenster verlieren ihre isolierende Wirkung.

Datenlogger, spezielle Messgeräte, sollen Fensterherstellern nun Aufschluss darüber geben, welche Temperaturen und Drücke im Inneren des Fensters herrschen – und ihnen dabei helfen, die Produktionsprozesse und die Konstruktion der Fenster zu optimieren. Entwickelt haben die Sensoren Forscher vom Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg. Sie sind nur wenige Millimeter dick und passen somit in den schmalen Raum zwischen den Fensterscheiben. Mitarbeiter der Materialprüfanstalt der TU Darmstadt haben die Datenlogger in 40 verschiedene Isolierfenster eingebaut und diese in einen Klimaschrank gesteckt. Dort müssen sie zwölf Wochen lang Temperaturschwankungen zwischen -18 und +53 Grad Celsius überstehen. Die Sensoren messen in dieser Zeitspanne Druck und Temperatur zwischen den Scheiben, funken die Daten nach außen und speichern sie zudem auf einem integrierten Speicher. So helfen sie, Isolierfenster noch dichter zu machen.

Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
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