Optisches Messsystem

Projektleitung:

• Prof. Dr.-Ing. Björn Elsche (Ostfalia)

Laufzeit: 01.01.2021 - 31.12.2021

Fördersumme:  63.000 € (Gesamtvolumen)

Fakultät: Bau-Wasser-Boden

Forschungsfeld:

• Anwendungsorientierte Forschung an Fachhochschulen

Projektbeschreibung:

Im Rahmen der Infrastrukturmaßnahme wird am Standort Suderburg ein optisches Messsystem beschafft, um einen Forschungsschwerpunkt Mauerwerksbau unter Erdbeben an der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften zu etablieren. Das geplante Gerät ist projekt- und fakultätsübergreifend nutzbar.

Im Zuge der Novellierung der Erdbebennorm kommt es zu höheren Einwirkungen aus Erdbeben. Der Wohnungsbau ist in Deutschland traditionell vom Mauerwerksbau geprägt. Eine hohe Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit beim Mauerwerksbau begründet dies. Aufgrund seiner speziellen Eigenschaften – Mauersteine werden aufeinandergelegt, ohne sie zugfest zu verbinden – liegt die Tragfähigkeit im Falle eines Erdbebens geringer als bei zugfesten Materialien wie zum Beispiel Stahlbeton. Forschungsaktivitäten zeigen aber auf, dass Mauerwerksbauten Erdbebenlasten besser aufnehmen als es die Berechnungsmodelle derzeit zulassen. Hinzu kommt noch, dass innovative Wandsysteme ein noch weit aus höheres Tragpotential im Erdbebenfall gewährleisten können. Hier besteht derzeit noch ein großer Forschungsbedarf, welcher von der Forschungslandschaft in Deutschland derzeit nicht abgedeckt wird.

Für diese Forschungsarbeiten wird ein optisches Messsystem dringend benötigt. Das optische Messsystem zeichnet sich durch seine hohe Flexibilität aus. Es können sowohl sehr große Probekörper (ganze Mauerwerkswände) als auch kleinere Probekörper (einzelne Steine) integral vermessen werden. Gerade die integrale Messweise ist ein entscheidender Faktor, um die mechanischen Zusammenhänge experimentell erfassen zu können und somit Rechenmodelle abgleichen zu können. Experimentelle Verifikationen sind trotz moderner Rechenverfahren auch nach wie vor unumgänglich für die Etablierung von Rechenmodellen in Normen.

Eine solches Messsystem wird die Forschung an der Ostfalia Hochschule in Suderburg, insbesondere im Bereich des konstruktiven Ingenieurbaus und des Erdbebeningenieurwesens, entscheidend voranbringen.

SCREENING - Frühwarnsystem Kanalnetz am Beispiel SARS-CoV-2

Finanzielle Förderung:

• Europäischer Fond für regionale Entwicklung (EFRE)

Ein quartiersscharfes Fühwarnsystem basierend auf Kanalnetzen zur Eindämmung von Epidemien

Projektleitung:

• Prof. Dr.-Ing. Markus Wallner (Ostfalia)

Forschungsteam:

• Prof. Dr.-Ing. Artur Mennerich (Ostfalia)
• Prof. Dr.-Ing. Regina Nogueira (Leibniz Universität Hannover)

 Laufzeit 01.12.2020 - 30.11.2022

 Kooperationspartner:

• Leibniz Universität Hannover
• Stadtentwässerung Hildesheim
• Eigenbetrieb Stadtentwässerung Celle
• Abwasserzweckverband Uelzen
• Gesundheitsamt Landkreis Hildesheim
• DWA Landesverband Nord

Fördersumme:  855.000 € (Gesamtvolumen)

Fakultät: Bau-Wasser-Boden

Forschungsfeld:

• Anwendungsorientierte Forschung an Fachhochschulen
  Spezialisierungsfeld Gesundheits- und Sozialwirtschaft

Projektbeschreibung: 

Die derzeitige Lage hinsichtlich der Corona-Pandemie zeigt deutlich, dass das rechtzeitige Erkennen von Infektionsherden ein wesentliches Instrument der Beherrschung von Seuchen ist. Eine Möglichkeit, mit relativ geringem Aufwand ganze Bevölkerungsgruppen zu überwachen, ist das gezielte Monitoring von Abwasser („abwasserbasierte Epidemiologie“). Viele Infizierte scheiden Virenfragmente von SARS-CoV-2 ins Kanalnetz aus, möglicherweise sogar bevor sie Symptome entwickeln. Auch die Teile der Bevölkerung, bei denen die Erkrankung asymptomatisch oder mit schwachen Symptomen verläuft, werden erfasst. Infektionsherde können daher unter Umständen deutlich schneller erkannt werden.

Gemeinsam mit der Leibniz-Universität Hannover soll ein Frühwarnsystem basierend auf Kanalnetzen entwickelt werden, welches Infektionsherde regionsspezifisch lokalisieren soll. SARS-CoV-2 dient innerhalb dieser Studie als Referenzparameter. Ziel ist allerdings die zukünftige Anwendung dieser Methode auch auf weitere Krankheitserreger, um auf zukünftige Epidemien/Pandemien besser vorbereitet zu sein. Das abschließende Ziel dieses Projektes ist die Erstellung eines Maßnahmenkatalogs, welcher Kommunen aufzeigt, wie mit möglichst geringem Aufwand das vorhandene Kanalnetz im Falle von Epidemien optimal als Frühwarnsystem genutzt werden kann.

Bis dahin gibt es aber noch viele Herausforderungen zu meistern. Vor allem die Verfahrenstechnik zur Aufkonzentrierung von Virenfragmenten aus durch Regenwasser stark verdünnter Rohwasserproben oder der Einfluss von Streusalz und Temperatur bedarf noch einiger Forschungsarbeiten. Diese Verfahren werden in Kooperation mit dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfallwirtschaft an der Leibniz Universität Hannover unter der Regie von Prof. Dr.-Ing. Regina Nogueira weiterentwickelt. Mittels Kanalnetzsimulationen soll die Probenahme im Kanal optimiert werden, um mit möglichst wenigen Probenahmepunkten den größtmöglichen räumlich-zeitlichen Informationsgehalt zu erhalten. Des Weiteren werden die Kanalnetzsimulationen bei der Rückrechnung der Viruslasten auf spezifische Einzugsgebiete eine maßgebende Rolle spielen. Ein wesentliches Forschungsziel ist erreicht, wenn die Viruslasten aus der Abwasseranalyse mit den gemeldeten Krankheitsfällen regionsspezifisch korreliert und Methoden bzgl. Frühwarnsysteme, beispielsweise in Form eines dreistufigen Ampelsystems, erstellt werden kann.

Die Erarbeitung der Methoden erfolgt an den drei niedersächsischen Städten Uelzen, Celle und Hildesheim, wobei letzteres als Schwerpunktgebiet definiert wird. Mit etwa 100.000 Einwohnern repräsentiert Hildesheim den Übergang von Mittelstadt zu Großstadt.

Entwicklung einer hybriden Hygienisierungseinheit

Finanzielle Förderung:

• Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)

Projektleitung:

• Prof. Dr.-Ing. Artur Mennerich

Laufzeit: 29.08.2019 – 28.08.2021

Kooperationspartner:

• ATG-Umwelttechnik GmbH

Fördersumme : 136.040,00 €

Fakultät: Bau-Wasser-Boden

Forschungsfeld:

• Integrierter Gewässer- und Bodenschutz

Projektbeschreibung:

Der Schutz des Trinkwassers als wichtigstes Lebensmittel ist als Handlungsmaxime für alle Prozesse bei denen Mensch und Umwelt interagieren gesellschaftlich akzeptiert. Gleichwohl sind Veränderungen der Umwelt durch anthropogene Einflüsse unübersehbar. Die jüngste Berichterstattung über eine hohe Belastung von Fließ- und Badegewässern mit zum Teil multiresistenten Keimen sowie ein veröffentlichter Bericht der EU Kommission über die anhaltende Überschreitung von Nitratgrenzwerten im Grundwasser haben diese Probleme erneut in den Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit gerückt. Als Verursacher der Stickstoffproblematik ist die Landwirtschaft seit langem identifiziert, ebenso zeichnet sie für einen nennenswerten Teil der Keimbelastung in Gewässern verantwortlich.

Abwässer aus landwirtschaftlichen Betrieben dürfen als Wirtschaftsgut ohne weitere Vorbehandlung im Rahmen der geltenden Düngeverordnung auf landwirtschaftlichen Nutzflächen ausgebracht werden. Eine alternative Entsorgung oder zumindest teilweiser Abbau von Inhaltsstoffen scheitert bis heute an geeigneten Anlagen und Technologien.

In dem beantragten F&E-Vorhaben soll eine hybride Hygienisierungseinheit entwickelt werden, die sich dadurch auszeichnet, dass auch ungeklärtes Abwasser z.B. aus landwirtschaftlichen Betrieben, welche vergleichsweise hoch mit Keimen belastet sind, sicher hygienisiert werden können und zudem durch eine integrierte Vorbehandlung der Gehalt an reaktivem Stickstoff (NHn-N) sowie des CSB zur Optimierung der Hygienisierung gesenkt werden kann.

Sensorgestützte Beregnungssteuerung in Kartoffeln (SeBeK)

Die endliche Ressource Wasser ist ein elementarer Faktor in der landwirtschaftlichen Produktion, allerdings unterliegt sie einer steigenden Nutzungskonkurrenz. Da auf den sandigen Böden der Projektregion in Nord-Ost-Niedersachsens ohne Bewässerung nur geringe Erträge zu erzielen sind, wird die Feldberegnung hier seit jeher mit hohem Aufwand an Technik betrieben. Eine hohe Effizienz bei der Bewässerung wird erreicht, indem Einsparpotentiale erkannt und genutzt werden.

Im Rahmen des Förderprogramms Europäische Innovationspartnerschaft „Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit“ (EIP-Agri) wird das Innovationsprojekt „Sensorgestützte Beregnungssteuerung in Kartoffeln (SeBeK)“ gefördert, welches den optimalen Bewässerungsbedarf für Kartoffeln anhand des Crop Water Stress Index (CWSI) ermittelt. Ziel ist es, über die Optimierung des Bewässerungszeitpunktes eine höhere Effizienz in der Beregnung zu erreichen mit Potential für höhere Erträge oder die Reduzierung des Zusatzwasserbedarfes. Weitere Informationen sind auf www.wasser-suderburg.de zu finden.

YouTube - Nachhaltige Beregnung von Kartoffeln

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing Klaus Röttcher

Projektmitarbeiter:

Dipl.-Ing (FH) Dominic Meinardi M.Sc.

Finanzielle Förderung:

Projektpartner:

Entwicklung und Erprobung eines Aus- und Weiterbildungskurses zur Feldbewässerung

Vom Januar 2019 bis zum 31.Dezember 2020 findet das Projekt AbiBewässerung statt. Projektpartner sind die Landwirtschaftskammer Niedersachsen, die Georgsanstalt Ebstorf und die Ostfalia Hochschule. Die Finanzierung erfolgt durch das BMBF über den Projektträger Jülich. Die nachhaltige Gestaltung der Feldbewässerung ist eine komplexe Aufgabe, die spezielles Fachwissen in vielen Gebieten, von der Technik über bodenkundliche und pflanzenökologische Grundlagen bis zu meteorologischen, ökologischen und wirtschaftlichen Kenntnissen erfordert.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung eines kompakten Aus- und Weiterbildungskurses Feldberegnung, der den Teilnehmerinnen und Teilnehmern, die für eine nachhaltige Feldbewässerung erforderlichen komplexen fachlichen Grundlagen in strukturierter Form vermittelt. Er soll als Bildungsmodul in Ausbildung, Lehre und Studium eingesetzt werden und auch die eigenständige Weiterbildung ermöglichen. 

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing Klaus Röttcher

Finanzielle Förderung:

 
Projektpartner:

Dynamik des Sauerstoffverbrauchs in modernen Belebungsanlagen

Finanzielle Förderung:

Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)

Die energetische Optimierung der Belüftungstechnik auf Kläranlagen ist ein unvermindert aktuelles Thema, da hier über die Hälfte des Gesamtstrombedarfs einer Kläranlage verbraucht wird.

Das vom  Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderte Forschungsprojekt zur „Dynamik des Sauerstoffverbrauchs in modernen Belebungsanlagen (DynamO2)“, das am 01.03.2018 startete, befasst sich mit den zeitlichen und räumlichen Varianzen der Bioaktivität und der Sauerstofftransferraten. Hierzu  werden Praxisdaten bei unterschiedlichen Belastungszuständen auf Kläranlagen erhoben. Die Ergebnisse sollen in Planungsprozesse für die biologische Stufe eingearbeitet als auch für die realitätsnahe Kalibrierung numerischer Modelle verwendet werden.

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Artur Mennerich

Projektmitarbeiterinnen:

Dipl. Geol. Ingeborg Joost

Dipl.-Ing. Susanne Lehwald

Projektpartner:

Das Vorhaben verfolgt dabei insbesondere die folgenden Ziele:

• Nachnutzung bestehender (bergbaulicher Infrastruktur zum Ausbau der regenerativen Stromerzeugung und -speicherung, Schaffung von leistungstarken über- und untertägigen Pumpspeicherwerken mit Erbringung von Systemdienstleistungen

• Zusammenstellung von wasserbaulichen über- und untertage Maßnahmen (Klimawandelanpassungsstrategien zum Hochwasserschutz) im Harz, die den Hochwasserschutz (inkl. Starkregenereignisse) im Harzgebiet selbst und im Harzvorland signifikant verbessern

• Für die im Vorhaben angestrebte integrative Behandlung der o.g. ersten vier Ziele soll ein numerisches Modellsystem entwickelt und eingesetzt werden, mit dem der Wasserhaushalt und die Bewirtschaftung des Wasser- und Energiespeichers Harz mithilfe von Langzeitsimulationen nachgebildet (Vergangenheit bis heute) und prognostiziert (Zukunft) wird

• Bewertung dieser Maßnahmen mit Blick auf Sicherung und Ausbau der Trinkwasserressourcen im Harz (ATT 2009)

• Bereitstellung von Speicherreserven für Trockenzeiten in Verbindung mit Pumpspeicherwerken, um die Mindestwasserführung der Fließgewässer unterhalb der Speicher zu sichern

• Abschließend eine Priorisierung von Maßnahmen, die unter Kosten- Nutzen Gesichtspunkten für die Gesellschaft und die Region Harz systemisch den größten langfristigen Nutzen entwickeln

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Beck, Prof. Dr. Roland Menges, TU Clausthal
                           Prof. Dr.-Ing. Günter Meon, TU Braunschweig,
                           Prof. Dr.-Ing. Klaus Röttcher , HS Ostfalia Suderburg