Abfälle, Chemikalien, Lärm und Vibration – die Schifffahrt belastet und verändert das Wasser sowie seine Lebensräume. Auch die Ufer sind betroffen. Ein biologisch abbaubarer Filter aus nachwachsenden Rohstoffen soll das nun ändern: Unter Leitung des Fraunhofer-Instituts UMSICHT hat ein Team im Verbundforschungsprojekt „Bioshoreline“ ein Geotextil als temporären Filter für Ufersicherung entwickelt. Es besteht aus Polymer- und Naturfasern und wird sich laut den Forschenden sequenziell biologisch abbauen.

Bisher werden Ufer an Binnenwasserstraßen durch Steinschüttungen oder -mauern vor Erosion gesichert. Dieser Schutz hat allerdings einen negativen Einfluss auf die Ökosysteme der Pflanzen und Tiere am Ufer. Um diese zu fördern, sollen in Zukunft nicht mehr Steine und Mauern, sondern Pflanzen die Ufer sichern – das fordert unter anderem die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL).

Geotextilfilter erfüllt Anforderungen für den Übergang

Bis den Pflanzen für die Sicherung genügend Wurzeln gewachsen sind, wird eine zusätzliche temporäre Befestigung am Ufer benötigt: Hier kommt der Geotextilfilter ins Spiel. Dieser stabilisiert erst den Boden und wenn die Wurzeln anfangen, diese Aufgabe zu übernehmen, baut er sich sequenziell ab. Bis dahin muss der Filter stabil und gleichzeitig durchlässig sein, damit die Wurzeln wachsen können und Kleinstlebewesen im Uferbereich nicht einschränken.

Die bisher als Filter eingesetzten Vliese waren entweder nicht ausreichend stabil und bauten sich zu schnell ab oder lösten sich gar nicht auf. Der Geotextil-Filter erfüllt nun die Anforderungen. Er besteht zu 50 % aus den Naturfasern Flachs und Hanf sowie zu 50 % aus synthetischen Polymilchsäure-Fasern – eine Kombination, die den Forschenden zufolge mindestens drei Jahre stabil und gleichzeitig sequenziell biologisch abbaubar ist. Damit hat das Projektteam ein neues Anwendungsgebiet für biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe erschlossen: „Eine der Herausforderungen bei dem Projekt war es, ein stabiles Geotextil zu entwickeln, das die Durchwurzelung der Pflanzen ermöglicht und sich nach einer gewissen Zeit abbaut. In vielen Optimierungsschritten ist es uns nun gelungen, einen geeigneten Prototyp herzustellen“, erklärt Projektleiterin Pia Borelbach vom Fraunhofer UMSICHT.

Prototypen im Einsatz

Bereits 2020 hat das Projektteam den ersten Prototyp bei Worms am Rhein an einer Versuchsstrecke eingebaut. Proben wurden über drei Jahre regelmäßig entnommen. Im Ergebnis zeigte sich, dass Abbauprozesse begonnen haben. Aufbauend auf den Versuchen optimierten die Forschenden das Geotextil und verbesserten die Durchwurzelbarkeit. Der neueste Prototyp wird seit 2023 nun an der Versuchsstrecke getestet. Wenn er sich als erfolgreich erweist, könnte dies zu einer breiteren Anwendung biologisch abbaubarer Geotextilien in der Ufersicherung führen und so zum Schutz von Ökosystemen beitragen. Laut Forschungsteam wird der deutlich sichtbare biologische Abbau allerdings erst in den nächsten Jahren einsetzen.

Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) von November 2020 bis Mai 2024 gefördert.

lh