16. März 2021

Von Puerto Montt aus bietet das Projekt Kran eine „grüne“ Alternative, um die natürlichen Eigenschaften von Aquakultur-, Landwirtschafts- und Wasseraufbereitungsflächen zu erhalten oder wiederherzustellen. Manuel Vial, Leiter Forschung und Entwicklung bei Kran, erläutert einige der Funktionen und Anwendungen, die dieser neuen Wissenschaft gegeben werden können.

Der Geschäftsmann Jaime de la Cruz (55) aus der Stadt Puerto Montt in der Region Los Lagos beschloss, inspiriert von einem Seminar über neue Technologien, an dem er vor sechs Jahren teilgenommen hatte, ein Projekt zu bauen, das technologisch fortschrittlich und langfristig nachhaltig ist. „In einem Seminar sagte jemand: ‚Die Unternehmen der Zukunft werden diejenigen sein, in denen wir der Erde das zurückgeben, was wir ihr genommen haben.‘ Und es blieb mir so sehr im Gedächtnis, dass ich einen Ingenieur einstellte, mit dem einzigen Ziel, mir unterhaltsame Projekte zu vermitteln, die drei Säulen hatten: High-Tech, an der Grenze der Wissenschaft und die zu 100 % grün waren.“ So sei dieses Nanoblasen-Projekt entstanden, erklärt der Gründer von Kran.

De la Cruz ist seit mehr als 20 Jahren in der Lachsindustrie tätig: Er war Geschäftsführer eines Lachslieferanten, Berater von Salmones Chile und hat auch eine eigene Verpackungsfirma für Lachsexporte. Bei seinen Recherchen zur Unternehmensgründung stieß er auf japanische Studien, die mehr als 80 Jahre zurückreichen, in Bezug auf Blasen, die weniger als einen Mikrometer groß waren, andere Eigenschaften als gewöhnliche Blasen hatten und als „Nanoblasen“ bezeichnet wurden. Aus diesem Grund beschloss der Geschäftsmann, nach Osaka zu reisen, um mit dem Wissenschaftler Takeshi Matsunaga zu sprechen, der sich auf die Herstellung dieser Technologie spezialisiert hat, und sie begannen zu interagieren, um sie nach Chile zu bringen.

Manuel Vial (30), Wirtschaftsbauingenieur und Leiter der Forschung und Entwicklung bei Kran, erklärt, dass diese Nanobläschen zum ersten Mal Anfang der 2000er Jahre erzeugt wurden, als bestimmte Hypothesen über ihre elektrische Ladung und ihre Volumenkapazität validiert wurden. Vial sagt, dass es möglich war, zu überprüfen, dass Pflanzen mit der Anwendung von Nanoblasen schneller wuchsen, was zu neuen Forschungen führte und schließlich die Fine Bubble Industries Association (FBIA) gründete, die Universitäten und internationale Unternehmen zusammenbringt, um die Wissenschaft weiter anzuwenden und weiterzuentwickeln.

Kran berichtet, dass ihre Mission darin besteht, den normalen Zustand von Ökosystemen zu erhalten und wiederherzustellen, die zu drei Hauptindustriezweigen gehören: Aquakultur, Landwirtschaft und auch in der Wasseraufbereitung. „Wenn man zum Beispiel eine brutale Dichte an Zuchtfischen einführt, beginnen sie, den gesamten Sauerstoff im Wasser zu verbrauchen und eine Menge organisches Material zu erzeugen. Schon beginnt die einheimische Fauna dort zu verschwinden. Unser Ziel ist es also, diese Auswirkungen der Industrialisierung der Fischerei so weit wie möglich abzumildern“, sagt der Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung bei Kran.

Eine der Möglichkeiten, dies zu erreichen, besteht laut Vial darin, das Belüftungssystem im Wasser effizienter zu gestalten. Der Ingenieur sagt, dass Fische und Wasserorganismen verschiedene Arten von Gasen verbrauchen und benötigen, um zu überleben, und dass das Haupttransportmittel für diese Gase Blasen sind. Er sagt jedoch, dass normale Blasen dazu neigen, an der Oberfläche zu schwimmen und sich zu verlieren, während Nanoblasen länger in der Mitte bleiben. „Sie steigen nicht auf, sie bewegen sich zufällig und bleiben als nützliche Reserve. Mit anderen Worten, die Fische, da sie Gase benötigen, verbrauchen sie. Auch Pflanzen oder Bakterien. Am Ende ist es als Mittel zur Diffusion von Gasen viel effizienter“, resümiert er.

Mit anderen Worten, die Verwendung von Nanoblasen würde die Abnahme des Sauerstoffgehalts im Wasser verhindern und das natürliche Niveau in Ökosystemen aufrechterhalten, die für den Anbau genutzt werden. Eine weitere Anwendung, die Vial hervorhebt, ist die Verwendung von Nanobläschen in der Desinfektion. Er erklärt, dass die Blasen aufgrund ihrer Größe von einer sehr hohen elektrischen Schicht umgeben sind. Dem Ingenieur zufolge würden diese Ladungen, wenn sie freigesetzt werden, Bakterien und Viren abtöten.

„Bei der Wasseraufbereitung ist es uns gelungen, den Einsatz von Chemikalien um bis zur Hälfte zu reduzieren, was sich auch positiv auf die Umwelt auswirkt. Jedes Unternehmen, das eine Produktion hat, verfügt über eine Wasseraufbereitung und verwendet im Wesentlichen zwei Arten von Chemikalien, nämlich Flockungsmittel und Gerinnungsmittel. Wir haben es geschafft, beides zu reduzieren und gleichzeitig den Betrieb aufrechtzuerhalten. Wir arbeiten auch mit Baumschulen an landwirtschaftlichen Themen, bei denen wir die Oberflächen der Orangen desinfizieren“, erläutert er.

Die Entstehung von Nanobläschen

Manuel Vial sagt, dass sie Blasen durch das Venturi-System erzeugen, was, wie er erklärt, ein physikalisches Phänomen ist. Dieses System funktioniert durch den Eintritt von Wasser durch einen Tunnel, der sich an einer Stelle im Durchmesser öffnet. „Beim Öffnen entsteht eine Druckdifferenz. Darüber hinaus hat es oben ein Loch, in das das gewünschte Gas eingespritzt wird. Diese Öffnung ist der Ort, an dem alle Turbulenzen und die Bildung von Nanoblasen entstehen“, sagt Krans Leiter Forschung und Entwicklung.

Vial erklärt, dass sie ständig neue Technologien testen, damit das System unabhängiger wird und nicht so viel aus anderen Quellen verbraucht. Derzeit konzentrieren sich die Betriebskosten für die Herstellung von Nanoblasen auf den Stromverbrauch der Pumpen, die die Flüssigkeiten durch die Rohre treiben, und des Gases, das eingearbeitet werden soll. „Wir nutzen aber auch andere Systeme. Anstelle von Sauerstoffschläuchen setzen wir bereits Sauerstoffkonzentratoren ein. Die atmosphärische Luft wird angesaugt, der gesamte Stickstoff wird herausgenommen, er wird durch ein Ventil ausgestoßen und der Rest wird eingespritzt. Am Ende ist es fast reiner Sauerstoff“, sagt der Wirtschaftsbauingenieur.

Bei der Entwicklung dieses Projekts sagt der Forscher, dass die größte Herausforderung in der Tatsache liegt, dass Nanoblasen zu einer sehr neuen Wissenschaft gehören und jeder Kunde zu einem Forschungsfall wird, in dem neue und andere Ergebnisse beobachtet werden. „So ziemlich alles, was wir tun, ist nicht ‚googlebar‘. Es ist sehr schwierig, Informationen zu finden. Wir befinden uns also in einer Wissenschaft, die in Bezug auf die Forschung absolut neu und in Bezug auf die Entwicklung noch neuer ist“, sagt Vial.

Als zweite Schwierigkeit nennt Kran auch die Größe der Blasen: Nanoskalen sind für das menschliche Auge unsichtbar, und daher ist die einzige Möglichkeit, ihre Wirksamkeit zu verstehen, ihre Anwendung und die Beobachtung der Ergebnisse. „Man muss viele Variablen messen, was die Verhaltensweisen sind, es ist eine endlose Menge an Forschung, um darüber nachzudenken und zu überdenken, was passieren könnte. Aber gleichzeitig macht es es super unterhaltsam und dynamisch“, fügt der Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung der Organisation hinzu.

Wiederherstellung des Ökosystems

Vial sagt, dass Kran im Jahr 2020 ein exponentielles Wachstum verzeichnete, bei dem es eine Finanzspritze von 2 Millionen Dollar durch das Risikokapital Invexor gab. Derzeit entwerfen sie neue Büros mit einem größeren Forschungs- und Entwicklungslabor, um die Massenproduktion der Nanoblasenmaschinen zu ermöglichen. Darüber hinaus bestehen nationale und internationale Kooperationen und die Zulassung des Verbandes der Feinblasenindustrie.

„Wir haben eine Kooperationsvereinbarung mit der Universidad de los Andes. Nächste Woche werden wir eine Vereinbarung mit der Katholischen Universität von Valparaiso treffen, dass wir ihnen eine Maschine schicken werden und es Doktoranden geben wird, die sich mit dem Thema Nanoblasen beschäftigen. Auch die Technische Universität Federico Santa María von Valparaiso wird nächste Woche mit einer Vereinbarung über die Frage der Wasseraufbereitung beginnen. Die Universidad Católica del Norte hat uns eine Maschine gekauft. Und wir haben Tests an der Universität von Concepción mit einem Schweizer Wissenschaftler durchgeführt“, sagt Vial.

Auf internationaler Ebene berichtet Kran, dass sie kürzlich eine Präsentation auf dem Asia-Pacific Economic Cooperation Forum gehalten haben, wo eine Delegation von den Philippinen an dem Projekt interessiert war und in den folgenden Wochen die chilenischen Büros in Puerto Montt besuchen wird, um mehr über die Technologie zu erfahren und die Möglichkeit zu sehen, sie auf dem Meeresboden ihres Landes anzuwenden. Darüber hinaus plant Kran, in Zusammenarbeit mit der NGO Ibagua Maschinen nach Guatemala zu schicken, um die natürlichen Eigenschaften des 12 Kilometer langen und 3 Kilometer breiten Amatitlán-Sees wiederherzustellen. „Es ist ein sehr wichtiger See in der Nähe der Hauptstadt und jetzt ist es die Hölle in Bezug auf die Verschmutzung. Es gibt keine Wasseraufbereitung, weder häuslich noch industriell. In zwei Wochen schicken wir ihnen eine erste Maschine“, sagt der Wirtschaftsbauingenieur.

Laut dem Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Kran gibt es weltweit ein wachsendes Interesse an der Erhaltung von Meeresräumen. Allein in Chile sind 20 % der Aquakulturzentren aufgrund ihres Verfalls und ihrer Kontamination geschlossen. „Die Frage nach Regulierungen stellt sich oft erst, wenn eine Alternative gefunden wird. Denn man kann plädieren, aber wenn niemand eine Lösung gibt, wird sich nichts ändern. Wenn wir also ankommen und sagen: ‚Wir machen das‘, dann können die Vorschriften anfangen, Forderungen zu stellen“, sagt Manuel Vial.

 

 


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 La Tercera