Immer wieder haben sowohl private Haushalte als auch Krankenhäuser mit einem Bakterienbefall in den Wasserleitungen zu kämpfen. Bisher hilft da entweder der Austausch der betroffenen Leitungen oder eine chemische Reinigung, was entweder mit hohen Kosten verbunden ist oder stark gesundheitsschädlich sein kann. Als Alternative haben die drei Studierenden Fabio Briem (TUM), Miriam Warken (KIT) und Lukas Bohnacker (THU) den Einsatz von Ultraschall untersucht und mit dieser Idee den Landeswettbewerb von „Jugend forscht“ gewonnen.
Dies funktioniert folgendermaßen: Die betroffene Wasserleitung wird zunächst vom restlichen Wassernetz isoliert. Dann wird eine Armatur wie z.B. ein Wasserhahn, die mit der Wasserleitung verbunden ist, entfernt. An dieser Stelle wird nun die Ultraschall-Anlage eingebaut und Ultraschallwellen in die Wasserleitung geleitet. Damit werden die Bakterien zum Platzen gebracht und biologisch inaktiviert. Außerdem löst sich der Biofilm an den Rohrwänden und kann nach dem Beschallungsvorgang herausgespült werden. Durch den Einsatz von Ultraschall werden die Rohre kaum belastet, das Risiko von Schäden wird deshalb minimiert. Außerdem können die Bakterien gegen dieses Verfahren keine Resistenzen ausbilden.
Das Herzstück der Anlage bildet dabei die sogenannte „Sonotrode“, ein aus Titanlegierung gedrehtes Metallteil, das vom Ultraschallgenerator angeregt wird und dadurch anfängt zu schwingen und so Ultraschallwellen erzeugt. Derzeit dauert der Beschallungsvorgang zwischen 40 und 80 Minuten und die Reichweite beträgt bis zu 5km. Es reicht also aus, um die Rohre in einem ganzen Haus zu reinigen.
Circa 2 Jahre schon entwickelten sie das Projekt und die Inspiration dazu gab es bei „Jugend forscht“ Wettbewerb 2019, sagt Lukas: „Im Gespräch mit anderen Projektmitgliedern kam heraus, dass Ultraschall prinzipiell eine bakterienabtötende Wirkung haben kann und wir fragten uns, ob man diese nicht sinnvoll nutzen könnte.“ Nun konnten sie ihr Verfahren schon an einem realen Legionellenbefall in Ehingen testen und haben dabei sehr gut Ergebnisse erzielt.
Ihre Methode haben die drei schon zum Patent angemeldet. Derzeit arbeiten Fabio, Miriam und Lukas daran die Sonotrode weiter zu verbessern, um die Leistung des Ultraschalls zu erhöhen. Damit wollen sie dann am Bundeswettbewerb von „Jugend forscht“ antreten.
