Sicherheit Ahoi !

Ein rauer Apriltag 2007 auf der Nordsee: Die Bourbon Dolphin, ein 75 Meter langes Spezialschiff der Ölindustrie, legt zusammen mit einem Begleitschiff eine schwere Ankerkette aus, die einmal eine Ölplattform auf Position halten soll. Meter um Meter rattern die Glieder von der Trommel über das Deck und durch eine Führung am Heck ins Wasser. Dann passiert es: Dem Hilfsschiff entgleitet die Kette, und für die Bourbon Dolphin allein ist der kilometerlange Stahl zu schwer. In diesem kritischen Moment macht die Mannschaft einen verhängnisvollen Fehler: Sie nimmt die Kette aus der Führung. Sofort wird das große Schiff zum Spielball der gewaltigen Kräfte. Innerhalb von Sekunden dreht die Kette das Schiff auf die Seite und kippt es um, sodass es kopfunter im Wasser treibt. Die 15 Männer der Besatzung fallen in die 5 Grad Celsius kalte Nordsee, ohne Schwimmweste und Schutzanzug, nur 7 überleben.

Dieser Unfall ist kein Einzelfall. Immer wieder verunglücken Schiffe. So ging im Februar 2005 die Meldung um die Welt, dass die Bremen, ein großes Kreuzfahrtschiff, von einer 35 Meter hohen Riesenwelle getroffen wurde. Mehrere Brückenfenster barsten, und der Strom fiel aus. Das Schiff torkelte eine halbe Stunde lang manövrierunfähig auf den Wellen. Und der Tanker Exxon Valdez blieb wochenlang in den Schlagzeigen, weil er 1989 die Küste von Alaska verseuchte. Noch mehr Öl, insgesamt rund 300 000 Tonnen, gelangten 1979 beim Zusammenstoß der Supertanker Atlantic Empress und Agean Captain vor Venezuela ins Meer.

Lernen in homöopathischen dosen

Besonders tragisch sind die Unglücke von großen Fähren, weil sie oft viele Opfer fordern. Beim Kentern der Al-Salm Boccaccio 98 im Roten Meer starben im Februar 2006 mindestens 1000 Menschen. Und das Drama der Estonia, die 1994 in der Ostsee umkippte und 852 Menschen in den Tod riss, beschäftigt die Experten bis heute. Erst 2008 haben deutsche Sachverständige ein neuerliches Gutachten vorgelegt, das Schlamperei und fehlerhafte Technik für die Tragödie verantwortlich macht.

Doch jedes Unglück, so schlimm es für die Betroffenen sein mag, bietet auch eine Chance: Ingenieure können daraus lernen. Die Hochsee-Dramen helfen, die Sicherheitsstandards zu erhöhen. Allerdings dauert es immer etliche Zeit, bis sich die neuen Erkenntnisse durchsetzen. „Das geht nur in homöopathischen Dosen” , bedauert Stefan Krüger, der an der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) das Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit leitet. Er würde den Lernprozess gerne beschleunigen. Doch die meisten Seeleute stehen neuen Technologien eher skeptisch gegenüber. So hatte der österreichische Ingenieur Ernst Schneider schon 1925 eine pfiffige Idee, die Schiffe wendiger und damit sicherer machen kann. Er erfand einen ungewöhnlichen Antrieb, der ohne Schraube und Ruder auskommt und inzwischen vom Maschinenbaukonzern Voith als „Voith-Schneider-Propeller” vertrieben wird. Doch erst im Herbst 2007 wurde erstmals ein Versorgungsschiff für Ölsucher damit ausgerüstet.

Die 86 Meter lange Edda Fram besitzt gleich zwei Voith-Schneider-Propeller. Je fünf Flügel, die an Fischflossen erinnern, ragen zwei Meter senkrecht ins Wasser und sind kreisförmig auf einer rotierenden Trommel montiert. Jeder Flügel kann sich um seine Längsachse drehen. Je nach Anstellwinkel zur Strömung lässt sich das Schiff so in jede beliebige Richtung bewegen – vorwärts, rückwärts oder seitwärts. Ein Ruder ist überflüssig. Weil für eine Richtungsänderung eine leichte Drehung der Flügel genügt, ist ein solches Schiff ungeheuer wendig – ein großer Vorteil, wenn es beim Laden neben einer Ölplattform auf der Stelle stehen muss. „Von voller Kraft voraus auf volle Kraft zurück braucht es nur vier Sekunden statt wie bisher 20 bis 40″, sagt Kapitän Dagfinn Thormjørnsen. Auch andere Spezialschiffe profitieren von der Technik, etwa ein Feuerwehrschiff im Hafen von Los Angeles und eine Bodenseefähre.

Eine andere Idee ist gerade erst auf dem Reißbrett geboren. Der TUHH-Doktorand Friedrich Wirz fand heraus, wie man den Bremsweg großer Schiffe verkürzen kann. Derzeit kommen viele Tanker und Containerriesen erst nach sechs bis acht Kilometern zum Stehen. Das ist vor allem in stark befahrenen Meeresregionen wie dem Ärmelkanal riskant. Bisher sind alle Anstrengungen gescheitert, das Bremsproblem zu lösen. Denn die meisten Schiffsmaschinen sind recht simpel aufgebaut: Motor, Welle und Schraube sind starr miteinander verbunden, ohne Kupplung und Getriebe. Im Notfall kann der Kapitän bloß die Maschine anhalten und sie im Rückwärtsgang neu starten. Doch auch das geht nur bei langsamer Fahrt, sonst droht ein massiver Motorschaden. Das ist, als würde ein Autofahrer mitten auf der Autobahn den Rückwärtsgang einlegen. Weil sich die Schiffsschraube in der Strömung passiv weiterdreht, muss die Besatzung warten, bis das Schiff so langsam ist, dass die Drehzahl auf rund 25 Prozent ihres Nennwertes abgenommen hat. Erst dann ist ein Neustart möglich. Mit herkömmlicher Technik wie Scheiben- oder Wirbelstrombremse lässt sich die Propellerwelle nicht bändigen. „ Das Kühlsystem wäre überfordert”, erklärt Wirz.

Bremsen mit Hochdruck

Die Hitze, die beim Abbremsen aus der gewaltigen Bewegungsenergie des Riesenschiffs entstünde, könnte nicht schnell genug abgeführt werden. Wirz setzt deshalb beim Motor an. Im Normalbetrieb erzeugt die Maschine den gewünschten Vortrieb, indem in ihren Zylindern Kraftstoff verbrennt. Dabei steigt der Druck und setzt die Kurbelwelle in Schwung. Wirz will dieses Prinzip umdrehen: Er will den Druck im Zylinder reduzieren statt erhöhen. Dazu muss man nur Wasser einspritzen. Das Wasser verdunstet, entzieht der Brennkammer Wärme und vermindert so den Druck. Der Erfinder ist überzeugt, dass sich der Bremsweg so um mindestens ein Viertel verkürzen lässt. Das Elegante an der Lösung: Die Motorbauer überlegen ohnehin, Wasser einzuspritzen, um den Ausstoß an umweltschädlichen Stickoxiden zu reduzieren. Das Mehr an Sicherheit bekämen sie also gratis. Oft ist das Gegenteil der Fall: Die Sicherheit kostet viel Geld, und die Konzepte für eine Erhöhung der Sicherheit bleiben deshalb in der Schublade liegen. Kosten und Nutzen müssen in einem vertretbaren Verhältnis zueinander stehen. Die Reeder kalkulieren hart. Aber nicht immer zu ihrem Vorteil: Als sich im September 2008 ein Taifun Hongkong näherte, schickte die Hafenbehörde alle Schiffe ins offene Meer, weil sie dort bei einem Wirbelsturm normalerweise sicherer sind als im anfälligen Hafen. Das Containerschiff Chicago Express war schon entladen, als es hinausfuhr, um dem Orkan auf offener See zu trotzen. Doch dort genügte eine einzige Welle, die mit rund sieben Metern nicht einmal übermäßig hoch war, um den 336 Meter langen Riesen fast umzukippen.

Das Schiff legte sich plötzlich in einem Winkel von 44 Grad auf die Seite. Der Besatzung blieb nicht einmal genug Zeit, um sich festzuklammern. Auf der Brücke, einem Raum von der Größe einer Sporthalle, stürzten der Kapitän und der Rudergänger ins Nichts – bis ein Möbelstück ihren Fall abrupt bremste. Der philippinische Seemann starb, der Kapitän wurde mit schweren Verletzungen von einem Hubschrauber ins Krankenhaus geflogen. Das Schiff blieb unversehrt. Wie konnte eine einzige Welle einem Riesenschiff so zusetzen? Die Antwort steckt in der Bauweise des Containerfrachters. Dieser Schiffstyp soll nicht nur viel Ladung transportieren, sondern auch möglichst schnell fahren, denn Zeit bedeutet im Transportgeschäft bares Geld. Die Wasserlaster stampfen mit bis zu 26 Knoten durch die Ozeane – das entspricht fast 50 Kilometern pro Stunde und ist schneller, als ein Fahrradprofi über den Asphalt rast. Um das zu erreichen, bietet der Rumpf eines Containerschiffs dem Wasser nur wenig Widerstand. Er ist wie ein Pfeil geformt: vorne flach und schmal, in der Mitte breit und tief, und hinten wieder relativ flach. Von der Seite sieht das Unterschiff wie ein gespannter Flitzebogen aus. Wenn nun die See schräg von vorne oder hinten kommt, kann es passieren, dass Bug und Heck gleichzeitig den Kontakt zum Wasser verlieren, weil sich dort gerade ein Wellental befindet. Die Schiffsmitte tanzt haltlos auf dem Wellenberg – und kann urplötzlich zur Seite kippen.

Kleine Wellen sind gefährlicher

„Alle reden über Monsterwellen”, sagt Stefan Krüger, „aber kleinere Wellen bergen eine viel größere Gefahr.” Das gilt vor allem für die schnittigen Containerschiffe. Für Aufsehen in Fachkreisen sorgte das Unglück der APL China, die im Oktober 1998 im Pazifik in einen Wirbelsturm geriet. Obwohl die See nicht erschreckend hoch war, schaukelte der Frachter immer stärker hin und her und erreichte schließlich Schlagseiten von 30 Grad. Er rollte beängstigend, wie Seeleute sagen.

Die Container, haushoch auf dem Deck festgezurrt, wurden bei jeder Rollbewegung enorm beschleunigt – bis einige Halterungen rissen. Mehr als 300 Transportbehälter fielen ins Wasser, weitere 700 wurden demoliert. Die Versicherung schätzte den Schaden auf rund 100 Millionen Dollar. Absonderlich war: Nachdem die APL China die Last abgeworfen hatte, beruhigte sie sich und setzte ihre Fahrt problemlos fort. Es schien, als habe sie wie ein Rodeopferd gebockt, um Gewicht loszuwerden. Erst einige Jahre später kamen Experten dahinter, was passiert war: Durch widrige Umstände hatte sich das Rollen aufgeschaukelt. Inzwischen spricht man von „parametrischem Rollen”, da mehrere Parameter zusammenkommen müssen, damit aus einer harmlosen Schaukelei eine Schreckensfahrt wird. Eine wichtige Voraussetzung ist die Form des Schiffsrumpfs: je schnittiger, desto brisanter. Ein Supertanker, dessen Rumpf an eine Schuhschachtel erinnert, ist vor solchen Tücken gefeit. Die „fahrende Schrankwand”, wie er oft spöttisch genannt wird, lässt sich nicht aus der Ruhe bringen.

Nur wenn die Wellen unters Schiff greifen können, droht Gefahr. Weitere Parameter sind die Wellenlänge, der Kurs des Schiffs zu den Wellen und die Geschwindigkeit. Wenn die Wellen dann noch die Eigenfrequenz des Schiffs treffen, kann sich die Rollbewegung aufschaukeln, bis das Schiff umkippt – oder Last abwirft. Die Wackelfahrten haben schon viel Schaden angerichtet. Nur einige Beispiele: Im Januar 2000 verlor die OOCL America 300 Container, im Januar 2003 die Maersk Carolina 100, im Februar 2006 die CMA CGM Verd 80. Die Münchener Rückversicherung – ein Unternehmen, das die Versicherungen bei großen Schäden rückversichert – schätzt, dass weltweit jedes Jahr zwischen 2500 und 10 000 Container über Bord gehen. Ein beträchtlicher Schaden, für den die Versicherungen aufkommen müssen. Ein einziger Container kostet im Schnitt etwa so viel wie ein Mittelklassewagen, manche Behälter sind sogar über eine Million Euro wert. Die seltsamen Abwürfe sorgen an den Küsten immer wieder für Aufsehen. So strandeten an der kanadischen Pazifikküste im Frühjahr 2000 viele Puppenköpfe. Vorher war es an demselben Strand zu einer Schwemme von Nike-Turnschuhen gekommen.

„Das parametrische Rollen lässt sich leicht beenden”, erklärt Jürgen Friesch, Direktor der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt. Die Mannschaft müsse bloß die Geschwindigkeit oder den Kurs ändern. Aber warum werden überhaupt Schiffe gebaut, bei denen die Wachmannschaft ständig auf der Hut sein muss? Schiffsdesigner Krüger ist überzeugt, dass man Containerschiffe wesentlich besser und sicherer bauen könnte als heute, bei Mehrkosten von 10 bis 15 Prozent. Nur: „Es gibt keinen Kunden, der das bezahlen würde.” Bei diesem Schiffstyp stehe der Profit im Vordergrund, die Technik komme zu kurz – zumal für das Seegangsverhalten gesetzliche Vorschriften fehlen. Wie überhitzt der Markt in diesem Sektor ist, zeigt sich auch am beängstigenden Wachstum.

Ein Stahl wie Gummi

Innerhalb weniger Jahre stieg die Ladekapazität der größten Schiffe von 3000 auf 13 000 Container. Wie im Rausch haben Reeder bei den Werften Schiffe bestellt – und treten erst jetzt, in der Krise, auf die Bremse. Bei diesem Wettrennen, von steigenden Frachtraten befeuert, hatte die optimale Technik offenbar das Nachsehen. Dabei könnte der Gesetzgeber für Abhilfe sorgen. Bei Tankern hat die Internationale Seeschifffahrts-Organisation (IMO), aufgeschreckt vom Unglück der Exxon Valdez, bereits durchgegriffen: Alle neuen Schiffe müssen seit 1996 eine doppelte Hülle haben, nach 2015 auch alle übrigen. Allerdings verhindert die zusätzliche Haut nicht jede Ölpest. Bei vielen Unglücken streikte zunächst die Maschine, und das Riesenschiff trieb manövrierunfähig gegen eine Küste – bis es aufsetzte und zerbrach. Sitzt ein voll beladener Ozeanriese erst einmal auf Grund, bricht er im Auf und Ab der Wogen und Gezeiten unweigerlich auseinander. Doch vielleicht hat die Kieler Werft Lindenau jetzt ein Mittel gegen diese Gefahr gefunden. Sie will für die innere Hülle einen extrem dehnfähigen Stahl verwenden, der sich wie Gummi auseinanderzieht, ohne zu reißen.

Da die Schifffahrt keine Landesgrenzen kennt, fällt es schwer, einheitliche Sicherheitsbestimmungen aufzustellen. Das zeigt sich besonders bei den RoRo-Fähren (RoRo: Roll on, Roll off), wie sie etwa auf der Ostsee zwischen Deutschland und Finnland verkehren. Auf ihnen können Autos bequem hinten hinein und vorne wieder hinaus fahren. Dieser Schiffstyp hat ein funktionsbedingtes Sicherheitsproblem: das gewaltige Autodeck, das keine Schotten haben darf, um die freie Durchfahrt zu gewährleisten. Wenn Wasser in diesen riesigen Raum eindringt, schwappt es mit jeder Rollbewegung hin und her und vergrößert die Neigung des Schiffs – bis zum Kentern. Früher haben Schiffsbauer behauptet, es könne gar kein Wasser eindringen. Denn das Autodeck ist während der Fahrt wasserdicht verschlossen, und befindet sich über der Wasserlinie. Die Praxis hat aber gezeigt, dass man Wassereinbrüche mit ihren fatalen Folgen nicht ausschließen kann. So öffnete sich bei der Estonia mitten auf der Ostsee die Bugklappe, weil das Scharnier marode war. Die Wellen gingen so hoch, dass große Wassermassen eindringen konnten.

Tausend Tote im Roten Meer

Auch bei ruhiger See droht der GAU. Als die Herald of Free Enterprise im März 1987 in Brügge ablegte, verschlief der zuständige Matrose das Schließen der Bugtore. Das allein hätte noch nicht zur Katastrophe geführt. Doch die Ballasttanks waren wegen der Ladearbeiten im Hafen noch geflutet, sodass die Fähre tief im Wasser lag. Außerdem fuhr das Schiff recht schnell über flaches Wasser, wo die Sogwirkung des Untergrunds es noch tiefer hinabdrückte. Wie ein Wal auf Krillfang schluckte es Wasser durch die geöffnete Klappe – und kenterte in nur 90 Sekunden. 193 Menschen starben.

Dass Ingenieure keinen Unglücksfall ausschließen dürfen, zeigt das Beispiel der Al-Salm Boccaccio 98. Die Fähre verkehrte im Roten Meer, als im Februar 2006 ein Lastwagen in Brand geriet. Die Mannschaft löschte mit Meerwasser und setzte dabei das Deck unter Wasser. Die furchtbaren Folgen: Die Fähre kenterte, über 1000 Menschen starben. Schon nach den Desastern von Herald of Free Enterprise und Estonia war klar, dass bei diesem Schiffstyp Nachbesserungen nötig sind. 1996 einigten sich die Anrainerstaaten von Nord- und Ostsee im Stockholmer Abkommen auf verschärfte Bestimmungen: Danach müssen RoRo-Fähren auch dann stabil im Wasser liegen, wenn Wasser in das Autodeck dringt und dort einen halben Meter hoch steht. Neue Fähren wurden entsprechend ausgelegt, alte bekamen an den Seiten Wülste verpasst, die wie große Schwimmflügel für Stabilität sorgen. Doch für Schiffe aus Staaten außerhalb von Nord- und Ostsee blieb alles beim Alten.

Aber selbst die besten Vorschriften ver- sagen, wenn die Herrscher über Tausende PS Fehler machen: Die nagelneue Crown Princess – ein 289 Meter langes Kreuzfahrtschiff – hatte am 18. Juli 2006 gerade von Port Canaveral in Florida abgelegt und fuhr schnell über flaches Wasser. Zu schnell, wie sich zeigte. Es kam zu Wechselwirkungen mit dem Meeresgrund, die das Steuern erschwerten. Anstatt geradeaus zu fahren, torkelte der Riese nach Backbord. Ein junger Offizier schaltete daraufhin den Autopiloten aus – und steuerte in seiner Aufregung in die falsche Richtung: noch schärfer nach Backbord. Die Crown Princess drehte eine Pirouette und legte sich dabei hart auf die Seite. An Bord brach Panik aus. Viele Menschen wurden verletzt, zum Glück niemand schwer. Nur die Schwimmbecken mussten später wieder gefüllt werden. ■

Klaus Jacob, Diplom-Bauingenieur und Wissenschaftsjournalist, schaute den Hamburger Schiffsingenieuren für bdw über die Schulter.

von Klaus Jacob