Hafeninspektion: die Wasserlinie und die verborgene Seite der Kais zwischen den Gezeiten lesen

Hafenanlagen gliedern sich in Anlegeeinrichtungen (Kaimauern, Piers, Dalben), Schutzbauwerke (Wellenbrecher, Uferdeckwerke) und Umschlag- und Nebenanlagen (Kaiflächen, Kranfundamente, Fender, Poller). Die Haupttreiber sind Korrosion des Stahls durch Meerwasser, Chloridangriff auf Beton, Wellen- und Anlegestöße sowie Verlust der Hinterfüllung hinter der Wand.

In Japan braucht nach den technischen Standards für Hafenanlagen jede Anlage einen Instandhaltungsplan und muss danach geprüft und beurteilt werden. Die nationalen Inspektionsrichtlinien verbinden Routinekontrollen mit periodischen Inspektionen mindestens alle fünf Jahre (alle drei Jahre bei vorrangigen Anlagen) sowie außerordentlichen Inspektionen nach Erdbeben oder Sturmwellen.

Über Wasser wird zu Fuß und per Boot gearbeitet, unter Wasser sind es Taucher. Unter Piers fahren Inspektoren bei Ebbe mit dem kleinen Boot hinein und schauen im Taschenlampenlicht nach oben. Die Stahldicke messen Taucher, die zuerst Muscheln und Algen abkratzen und dann ein Ultraschallmessgerät ansetzen.

Die Wurzel des Problems: Kais aus der Ära des Wirtschaftsbooms altern alle auf einmal, und Taucher und Hafeningenieure sind knapp. Viele Liegeplätze können den Umschlag nicht unterbrechen, die Inspektion muss sich also zwischen die Schiffsbewegungen fügen.

Häfen verlangen eine Kombination aus Flug-, Oberflächen- und Unterwasserdrohnen. Flugdrohnen übernehmen Überblick und Überbau, Oberflächenfahrzeuge die Pierunterseiten und die Wasserlinie, Unterwasserfahrzeuge die Wandfläche und den Meeresboden.

Häfen sind für jede Art von Drohne feindlich. Unter Piers ist es dunkel und ohne GNSS. Über dem Meer gibt es Wind und Dünung. Unter Wasser können Trübung und Strömung die Kamerasicht auf wenige Dezimeter begrenzen.

• Wasser, Gischt & Feuchtigkeit: Salzgischt schädigt Fluggeräte; Wasserspiegelungen täuschen nach unten gerichtete Sensoren; in trübem Wasser ist Sonar Kameras überlegen. Wasser, Gischt & Feuchtigkeit
• Ohne GNSS: unter Piers wählen Sie Fluggeräte, die sich visuell oder per LiDAR lokalisieren. Unter Wasser gibt es kein GNSS, daher wird die Position über akustische Positionierung oder die Kabellänge geführt. Ohne GNSS
• Dunkelheit: unter Piers ist es selbst mittags dunkel. Verwenden Sie beleuchtete Fluggeräte und eine gleichbleibende Belichtung. Dunkelheit
• Wind & Turbulenz: Seewind ist ungebremst und verwirbelt an Kaiecken und Piers. Wind & Turbulenz
• Magnetische Störungen: Spundwände, Kräne und vertäute Schiffsrümpfe stören Kompasse. Magnetische Störungen

Ein weiteres Hindernis sind Schiffe. An aktiven Liegeplätzen stehen große Schiffe und Kräne, daher muss mit dem Hafenbetrieb abgestimmt werden, wann und wo ein Boot oder ROV zu Wasser gelassen wird.

Die Hafeninspektion bewertet für jedes Bauteil den Grad der Schädigung (in Stufen wie a–d), beurteilt die Leistungsfähigkeit der Anlage als Ganzes und setzt Reparaturprioritäten. Drohnendaten helfen in den Schritten vor der Bewertung: finden, messen und vergleichen.

Die Verantwortung für die Inspektion liegt bei der Hafenbehörde (meist einer Gebietskörperschaft) oder dem Eigentümer der Anlage. Wie Drohnen- und ROV-Daten genutzt werden, beurteilt und dokumentiert der Betreiber im Rahmen der technischen Standards und Inspektionsrichtlinien. Die nationale Regierung sammelt zudem Informationen zu neuen Technologien für die Hafeninspektion – siehe MLIT Ports and Harbours Bureau.

Für den Flug gelten in Japan die Regeln für „bestimmte Flüge“ (über dicht besiedelten Gebieten, innerhalb von 30 m zu Personen oder Sachen usw.). Kaikräne und festgemachte Schiffe zählen als Sachen. Die meisten internationalen Häfen haben Sperrbereiche nach dem maritimen Sicherheitsrahmen von SOLAS (dem ISPS-Code), ohne Genehmigung der Hafenbehörde und des Sicherheitsbeauftragten der Anlage dürfen Sie also weder betreten noch fliegen. Arbeiten auf dem Wasser können wegen des Schiffsverkehrs zudem Verfahren mit dem Hafenkapitän (Japan Coast Guard) erfordern. Vergleichen Sie die Länder in den Vorschriften weltweit.

International versammelt PIANC, die World Association for Waterborne Transport Infrastructure, Fachleute aus aller Welt, um technische Berichte und Leitlinien zu veröffentlichen.

• Unter Bewuchs: mit Muscheln und Algen bedeckter Stahl muss gereinigt werden, bevor seine Oberfläche sichtbar wird. Die Reinigung ist nach wie vor überwiegend Taucherarbeit.
• Zuverlässige Wanddickenmessung: an ROVs montierte Messgeräte werden besser, aber Reinigung, Ankopplung und konsistente Aufzeichnung sind von Hand oft noch zuverlässiger.
• Sichtprüfung in trübem Wasser: starke Trübung macht Kameras nutzlos. Sonar zeigt die Form, aber keine feinen Risse.
• Hohlräume unter der Kaifläche: von oben unsichtbar. Bodenradar oder Kernbohrungen sind nötig.
• Bewertung und Nutzungseinschränkungen: die Entscheidung, ob ein Liegeplatz genutzt werden kann, liegt in der Verantwortung des Betreibers.

Am frühen Morgen, wenn sich kein Schiff bewegt, gleitet ein kleines unbemanntes Boot vom Ende des Kais hinaus und fotografiert die Deckunterseiten, während es sich unter dem Pier hindurchfädelt. Gleichzeitig taucht ein kabelgebundenes ROV entlang der Spundwand ab und zeichnet die Wand in derselben Tiefe und Position wie beim letzten Mal auf. Eine Flugdrohne vermisst die Kaifläche und entdeckt ein paar Millimeter Setzung.

Taucher gehen nur an den wenigen Stellen hinunter, die die Daten markieren. Hafeningenieure vergleichen die Schädigungsraten über die Anlagen hinweg und entscheiden, welcher Kai wann repariert wird – so jedenfalls sieht es die Redaktion.