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Artikel

Autor(en): Günther Weise (externer Autor)
Redaktion: WSL, Schweiz
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Bio-Hydraulikflüssigkeiten

Biologisch schnell abbaubare Hydrauliköle gibt es seit den 1980er-Jahren. Inzwischen kann wohl von einer flächendeckenden Verwendung im Forstausgegangen werden. Die Erfahrungen in der Praxis sind recht gut. Wenn sie richtig beobachtet und gewartet werden, können die Bioöle auch von den Kosten her mithalten. In die Umwelt sollten sie aber ebenso wenig gelangen wie konventionelle Hydraulikflüssigkeiten.

Probenahme an einem Harvester
Abb. 1 - Probenahme der Hydraulik Flüssigkeit an einem Harvester im Rahmen der KWF-Gebrauchswertprüfung.
 
Bio-Hydrauliköle
Abb. 2 - Die Bio-Hydrauliköle haben eine steile Karriere hinter sich, hier gemessen an ihrer Einführung in den vom KWF befragten Betrieben. Anklicken zum Vergrössern!
 
Gründe für den Umstieg
Abb. 3 - Ein besonders wichtiges Motiv, auf Bio-Hydraulikflüssigkeiten umzusteigen, stellt die Zertifizierung der jeweiligen Forstunternehmer dar. Anklicken zum Vergrössern!
 
Prüfkoffer
Abb. 4 - Prüfkoffer von ARGO-HYTOS für den Schnelltest von Bioölen.

In den ersten Jahren wurde Rapsöl eingesetzt, das bei sorgfältiger Wartung zwar funktionierte, aber nur eine geringe Standzeit erreichte und stark verharzte. Versuche mit Hydraulikflüssigkeiten auf der Basis von Polyglykolen folgten. Aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit und weil sie Lacke sowie Papierfilter angriffen, erwiesen sich aber auch diese Produkte als ungeeignet für die Mobilhydraulik.

Ab 1990 waren erste Druckflüssigkeiten auf der Basis synthetischer Ester verfügbar, die jedoch noch nicht allen Anforderungen gerecht wurden. Den Durchbruch schafften schliesslich die Bio-Hydraulikflüssigkeiten ab etwa 1996 mit den gesättigten synthetischen Estern, welche praktisch alle Anforderungen der Mobilhydraulik erfüllen.

Gleichzeitig wurde vom VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.) ein erster Standard entwickelt, der realistische Anforderungen an biologisch schnell abbaubare Hydraulik-Flüssigkeiten formulierte und ihre weitere Entwicklung kanalisierte. Dieser Standard ist inzwischen in die “ISO 15380“ eingegossen und bildet weiterhin die Basis für die Beschreibung der Anforderungen an Bio-Hydrauliköle.

Überhitzung vermeiden

Die guten Eigenschaften der gesättigten Ester sollten durch geeignete Auslegung der Hydraulikanlage unterstützt werden. Als besonders wichtig erweisen sich ausreichende Strömungsquerschnitte, die konsequente Verwendung von Load-Sensing-Systemen und, wenn möglich, der Einsatz von geschlossenen Kreisläufen.

Besonderes Augenmerk ist auf die Öltemperatur zu richten, um Überhitzungen zu vermeiden. Aufgrund des günstigeren Temperatur-Viskositäts-Verhaltens von Produkten auf Basis gesättigter Ester können unter Umständen auch dünnflüssigere Öle (geringere Viskosität) verwendet werden, welche die Energieverluste im Hydrauliksystem vermindern.

Zufriedenheit bei den Nutzern

Im Jahr 2009 hat das Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik (KWF) eine Umfrage bei über 600 Betreibern von Forstmaschinen durchgeführt, um den Stand der Verwendung und die Erfahrungen mit Bio-Hydraulikflüssigkeiten in der Praxis abzufragen. Dabei bestätigten über 80% der befragten Unternehmer, dass sich Bio-Hydraulikflüssigkeiten aus technischer Sicht für den Forstbereich eignen. Immerhin gab es aber auch Hinweise auf Schäden, von denen einige jedoch noch in den frühen Jahren der Entwicklung biologischer Hydraulikflüssigkeiten aufgetreten sein dürften.

Am häufigsten wurden Undichtigkeiten bei Schläuchen und Schlauchverbindungen aufgeführt. Tatsächlich werden Elastomere unter Umständen von den Flüssigkeiten angegriffen. Verwendet man jedoch das richtige Schlauchmaterial und geht korrekt mit den Bio-Hydraulikölen um, sollten grundsätzlich keine solchen Probleme mehr auftauchen – es sei denn, dass verschiedene Öle gemischt wurden. Dies ist unbedingt zu vermeiden.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass Schlauchleitungen der Mobilhydraulik in der Regel alle sechs Jahre zu wechseln sind, um das Risiko von Schlauchbrüchen zu minimieren. Früher häufig, heute deutlich seltener berichten Maschinenbetreiber ausserdem von Hautproblemen beim (unvorsichtigen?) Umgang mit Bio-Hydraulikölen.

Teurer oder gar billiger?

Ein verbreiteter Kritikpunkt im Zusammenhang mit den derzeit angebotenen Bio-Hydraulikflüssigkeiten auf Basis synthetischer Ester ist ihr hoher Preis. Berücksichtigt man aber die lange mögliche Standzeit, so relativiert sich dieser Einwand erheblich. Bei der Umfrage gaben die meisten Maschinenbetreiber an, dass sich die Ölwechselintervalle ihrer Maschinen im Vergleich zu Mineralöl vergrössert hätten oder dass sie sogar gänzlich auf einen Ölwechsel verzichten. Nur wenige Nutzer mussten die Ölwechselintervalle verkürzen.

Sehr lange Standzeiten der Hydraulik-Flüssigkeiten auf der Basis gesättigter Ester sind nur erreichbar, wenn man diese regelmässig wartet. Denn beim Gebrauch werden sie mit Fremdkörpern und Wasser verschmutzt, etwa durch einfahrende Hydraulikzylinder oder Abrieb im System. Wasser kann HEES-Flüssigkeiten richtiggehend zersetzen. Es ist daher ratsam, die Druckflüssigkeit regelmässig analysieren zu lassen und Verunreinigungen und Wasser mittels einer Feinstfiltration zu entfernen.

Was ist zu tun bei einer Havarie?

Wenn Öl ausgetreten ist, sind die zuständigen Behörden zu unterrichten und unverzüglich die erforderlichen Vermeidungsmassnahmen zu ergreifen. Das gilt auch, wenn es sich um schnell abbaubare Hydraulikflüssigkeiten handelt.

Erdreich

In das Erdreich eingedrungenes Bioöl breitet sich ebenso aus wie normales Mineralöl. Es kann zum Beispiel über Wurzellöcher, Grabgänge von Tieren sowie über den Porenraum des Erdreiches in Richtung Grundwasser wandern. Generell werden aufgrund des raschen Abbaus Abflüsse von 1–2 l ins Erdreich als ungefährlich angesehen.

Treten jedoch mehrere Dutzend Liter aus, sind Massnahmen zur Gefahrenabwehr erforderlich. Diese umfassen normalerweise das Ausheben oder Ausbaggern des belasteten Erdreichs und dessen Entsorgung. Die anschliessend im Erdreich nachweisbare Restkonzentration der Verunreinigung (Sanierungsgrenzwert) darf bei biologisch schnell abbaubaren Ölen allerdings um den Faktor 2 bis 5 höher angesetzt werden als bei Mineralölprodukten.

Gewässer

In Gewässern können auch Bioöle die Kiemen und Atmungsöffnungen von Fischen und Insektenlarven verkleben, was zu deren Erstickungstod führt. Aus diesem Grund werden die Produkte in Deutschland regelmässig in die Wassergefährdungsklasse 1 eingestuft. Da sie keine regenbogenfarbenen Schlieren auf der Wasseroberfläche bilden, sind Wasserverschmutzungen schwerer zu erkennen als bei Mineralöl. Aus diesem Grund ist es im Havariefall vordringlich, das Eindringen der Flüssigkeiten in Gewässer durch Ölsperren und andere geeignete Massnahmen zu verhindern. Schwimmt das Bioöl bereits auf dem Wasser, so sollte man versuchen, die Ausbreitung rasch einzudämmen. Hierbei sind Ölsperren sowie grundsätzlich alle auch für Mineralölprodukte zugelassenen Ölbindemittel einsetzbar, notfalls auch Sägespäne, Holzwolle oder trockener Rindenmulch bzw. Torf.

Verkehrsflächen
Umweltzeichen
Abb. 5 - Umweltzeichen "Blauer Engel" und "Europäisches Umweltzeichen" (oft Euro-Margerite oder Euro-Blume genannt). 
 
Fotos: Günther Weise

Auf Verkehrsflächen ausgetretene biologische Druckflüssigkeiten sind zunächst durch Abstreuen mit Ölbindemitteln an der weiteren Ausbreitung zu hindern. Danach muss die Verkehrsfläche gereinigt werden, da die Produkte rutschige Filme bilden. Bei offenporigem Asphalt kann das schwierig sein und möglicherweise ein Abfräsen der Oberfläche erforderlich machen.

Aus diesen Gründen verlangt die Gebrauchswertprüfung des KWF, dass in geprüften Maschinen Bio-Hydraulikflüssigkeiten verwendet werden, die die Anforderungen eines anerkannten Umweltlabels erfüllen (z.B. Blauer Engel oder Euro-Margerite), da der Anwender nur so sicher sein kann, ein Produkt zu verwenden, das als umweltschonend und biologisch schnell abbaubar angesehen werden kann. Zudem muss ein Ölunfallset auf der Maschine verfügbar sein. Weiterhin wird eine Probe aus der Maschine einem Schnelltest auf Bioöleigenschaft unterzogen.

Fazit

Als Summe der Erfahrungen beim Einsatz von biologisch schnell abbaubaren Druck-Flüssigkeiten in der Forstwirtschaft zeigten sich vier wesentliche Punkte:

  1. Grundsätzlich eignen sich entsprechende Bio-Druckflüssigkeiten für den Einsatz in Forstmaschinen. Wichtig ist aber, dass der Anwender das Potenzial der Druckflüssigkeiten auszunützen weiss. Insbesondere müssen diese gut beobachtet (Monitoring) und gewartet werden. Aufmerksamkeit sollte eventuell bestehenden Hautunverträglichkeiten geschenkt werden.
  2. Optimal eingesetzt sind Bio-Hydraulik-Flüssigkeiten den herkömmlichen Hydraulikflüssigkeiten unter Umständen in Wirkungsgrad und Betriebsverhalten sogar überlegen.
  3. Im Havariefall bieten Bioöle dem Maschinenbetreiber hinsichtlich der Umwelthaftung Vorteile. So ist das Eindringen geringer Mengen (bis ca. 10l) ins Erdreich in der Regel nicht bedenklich. Treten grössere Mengen aus, ist eine Sanierung erforderlich. Dabei können jedoch erhöhte Sanierungsgrenzwerte zugelassen werden. Von Verkehrsflächen müssen die Produkte aus Sicherheitsgründen möglichst rasch entfernt werden.
  4. Das Eindringen der Produkte in Gewässer muss, wie bei Mineralölen, mit allen Mitteln verhindert werden. Eingedrungene Produkte müssen so schnell wie möglich wieder aus Gewässern entfernt werden.

Die Umweltverträglichkeit von Bio-Hydraulikölen wird derzeit an den Anforderungen der anerkannten Umweltzeichen “Blauer Engel“ und “Europäisches Umweltzeichen“ gemessen.

Dieser Beitrag entstand in Zusammenarbeit mit der Zeitschrift Wald und Holz. Wald und Holz

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Kontakt

  • Günther Weise
    Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik KWF
    Fachressort “Forstmaschinen und –zubehör“
  • Sprembergstrasse 1
    D-64820 Gross-Umstadt
  • Tel: +49 (0)6078 785 11
  • Mail: guenther.weise @ kwf-online.de

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