Wenn Acrylaquarien versagen

Paul J. Gramann | 13. Juli 2018

Aquarien sind in einigen der größten Veranstaltungsorte der Welt zu großen Attraktionen geworden. Denken Sie an Walt Disney World; das größte Einkaufszentrum der Welt in Dubai; der AquaDom in Berlin, Deutschland, der über ein 25 Meter hohes zylindrisches Aquarium mit eingebautem Aufzug verfügt; oder das Georgia Aquarium, das 6,3 Millionen Gallonen Wasser fasst. Wenn Sie mit diesen Aquarien nicht vertraut sind, empfehle ich Ihnen, diesen Artikel beiseite zu lassen und sie zu googeln, damit Sie ihre enorme Größe einschätzen können.

In diesen Aquarien leben Tausende exotischer Meerestiere in extrem anspruchsvollen Umgebungen, während der Betrachter nur wenige Zentimeter von diesem Meeresleben entfernt ist. Was ist das wichtigste Element des Aquariums, das die Existenz dieser Giganten ermöglicht? Plastik. Insbesondere Poly(methylmethacrylat) oder PMMA, auch bekannt als Acryl und manchmal auch als Kunststoffglas. Acryl ist für diese Anwendung ideal. Es verfügt über die mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Steifigkeit, die erforderlich sind, um dem enormen Wasserdruck standzuhalten, der in diesen ständig wachsenden Meeresgehegen entsteht. Acryl verfügt über weitere Eigenschaften, die es ermöglichen, den Anforderungen der ständig zunehmenden Größe und Komplexität gerecht zu werden, da Ingenieure „bis an die Grenzen gehen“:

Warum Acrylaquarien scheitern können

Acryl ist nicht ohne Nachteile. Der Ingenieur muss diese Nachteile vollständig kennen und verstehen, um erfolgreich ein Aquarium entwerfen, herstellen und zusammenbauen zu können, das jahrelang standhält und das Leben im Wasser unterstützt. Um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, ist das typische Großaquarium mit einem Sicherheitsfaktor von 11 bis 12 ausgelegt. Das mag hoch erscheinen, aber wenn man die Auswirkungen bedenkt, wenn eines dieser großen Aquarien ausfällt, und das plötzliche, katastrophale Ereignis, das dann eintritt Wenn sie scheitern, wird es verständlicher und akzeptabler. Leider sind Aquarien aus verschiedenen Gründen ausgefallen, was zu enormen Schäden, enormen finanziellen Verlusten und manchmal sogar zum völligen Verlust der Wasserlebewesen geführt hat. Es gab aufsehenerregende Ausfälle öffentlicher Aquarien, bei denen es sich typischerweise um riesige Aquarien handelte, aber auch Ausfälle privater Aquarien, die mehrere Hundert bis Tausende Gallonen Wasser verloren. Zu den häufigsten Gründen, warum Acrylaquarien versagen können, gehören:

Leider treten diese Probleme bei der Inspektion, beim Zusammenbau oder in der ersten Einrichtungsphase häufig nicht zutage. Wenn außerdem der tatsächliche Fehler auftritt, was typischerweise Monate bis Jahre nach der Installation der Fall ist, ist dieser schnell und katastrophal. Die Naht oder der Riss öffnet sich nahezu augenblicklich und ohne Vorwarnung. Das dahinter stehende Phänomen nennt sich Kriechbruch – das Entwirren der Kunststoffmoleküle im Laufe der Zeit bei einem Spannungsniveau, das deutlich unter der Streckgrenze – ja, unter der Streckgrenze – des Kunststoffs liegt.

Hier ist eine Auswahl einiger hochkarätiger Acrylaquarien, die versagt haben.

Orient Einkaufszentrum, Shanghai: Dieses Aquarium versagte zwei Jahre nach der Installation, wobei 15 Menschen verletzt und mehrere Haie und Schildkröten getötet wurden. Der Tank bestand aus 15 cm (5,9 Zoll) dicken Acrylplatten und fasste 33 Tonnen Wasser. Der Tank versagte am 27. Dezember 2012 ohne Vorwarnung katastrophal.

Gulfstream Casino, Hallandale Beach, FL: Das zylindrische Aquarium mit einem Durchmesser von 14 Fuß und einer Höhe von 14 Fuß wurde an einer hergestellten (geklebten) Naht geöffnet. Die Acrylplatten waren 3 Zoll dick. Ein Flöz öffnete sich und strömte augenblicklich Tausende Gallonen Wasser aus. Nachdem das Ereignis eingetreten war, stopfte ein schnell denkender Wartungstechniker den Riss mit Stoffservietten aus und rettete damit alle Wasserlebewesen bis auf einen Hai. Dieser Fehler war auf eine schlechte Verklebung einer vertikalen Naht während der Herstellung zurückzuführen. Im Laufe der Zeit öffnete sich diese Naht durch Rissbildung leicht, wodurch eine Spannungskonzentration entstand, die zu dem katastrophalen Ereignis führte.

Dubai Mall (das größte Aquarium der Welt): Das Aquarium ist die Heimat von mehr als 33.000 Fischen, darunter 400 Haie und Stachelrochen. Am 25. Februar 2010 bildete sich ein Riss. Das 2,5 Millionen Gallonen fassende Aquarium enthält das weltweit größte einzelne Stück Acryl mit einer Dicke von 2,5 Fuß. An einem inneren Aussichtstunnel bildete sich ein Riss, der zu einem erheblichen Wasserverlust führte. Der Riss wurde schnell repariert und es gab keinen Verlust an Wasserlebewesen.

Mazatlán, Mexiko: Am 3. Februar 2017, kurz nachdem das Aquarium für diesen Tag geschlossen war, bildete sich augenblicklich ein großer Riss in einer 3 Zoll dicken, gebogenen Sichtscheibe über dem Kopf. Das 1,2 Millionen Gallonen fassende Aquarium beherbergte zum Zeitpunkt des Ausfalls 13 große Haie. Der Riss ließ mehr als drei Viertel des Wassers im Aquarium frei, sodass die Haie sicher entfernt werden konnten. Dieser Riss begann an einer großen Furche an der Außenseite des Tanks.

T-Rex, Walt Disney World, Orlando, FL: Am 17. März 2014, gerade als im T-Rex-Restaurant im Walt Disney World das Abendessen serviert wurde, öffnete sich augenblicklich eine vertikale Klebenaht in einem großen zylindrischen Aquarium. Das Aquarium befand sich neben Esstischen, was dazu führte, dass mehrere Menschen durchnässt wurden. Die Öffnung war etwa einen Meter lang und gab den Mitarbeitern Zeit, die Fische in andere Aquarien auf dem Gelände umzuladen.

Verhinderung katastrophaler Ausfälle

Acryl ist ein hervorragendes Material für kleine, große und riesige Aquarien. Diese Art von Kunststoff verfügt über die entsprechenden mechanischen Eigenschaften, Klarheit, Design- und Herstellungsfreiheit, die erforderlich sind, damit diese Aquarien 20 oder mehr Jahre lang einwandfrei funktionieren. Ohne besondere Beachtung der Kriecheigenschaften, der Fertigungsqualität und der Sorgfalt bei Installation und Wartung kann es jedoch zu einem plötzlichen, katastrophalen Ausfall kommen. Acryl wird in vielen anderen Anwendungen und Branchen verwendet, in denen die in diesem Artikel diskutierten Konzepte gültig sind. Dazu gehören Luft- und Raumfahrt, Transport, Medizintechnik, Bauwesen, Beleuchtung und Optik.

Über den Autor

Paul J. Gramann, PhD, PE, ist Präsident der Madison Group, die seit 1993 Beratungsdienste, technisches Fachwissen und innovative Technologien für die Kunststoffindustrie bereitstellt. Der Hauptsitz des Unternehmens ist in Madison, Wisconsin.

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