Bewässerungsventil auf Basis von Formgedächtnislegierungen

Vom Gartenbau bis zur Landwirtschaft gewinnt der verantwortungsvolle Umgang mit immer knapper werdenden Wasserressourcen zunehmend an Bedeutung. So haben sich in der kommerziellen Landwirtschaft Mikro- oder Tröpfchen-Bewässerungssysteme etabliert. Dabei werden an Schläuchen in regelmäßigen Abständen Auslässe angebracht, die kontinuierlich eine geringe Wassermenge abgeben. Bei starkem Gefälle (z. B. im Weinbau oder in der vertikalen Landwirtschaft) schwankt die abgegebene Wassermenge jedoch erheblich. Eine bedarfsgerechte oder zumindest gleichmäßige Bewässerung ist mit diesem Prinzip daher nicht möglich.

Demgegenüber gibt es Ansätze, die Versorgung der Pflanzen mithilfe von Sensorik oder optischen Verfahren zu optimieren. Die hierfür am Markt verfügbaren Ventile basieren meist auf Elektromagneten und sind daher insbesondere für die Tröpfchenbewässerung zu groß, zu ineffizient oder zu teuer. Darüber hinaus ist allen verfügbaren Ventilen gemein, dass sie nur einen bevorzugten Schaltzustand (offen / geschlossen) haben und den anderen Zustand (geschlossen / offen) nicht ohne Energiezufuhr halten können.

Mit Formgedächtnislegierungen (FGL) ist ein Aktorprinzip verfügbar, mit dem besonders einfach aufgebaute, kleine, geräuscharme und energieeffiziente Ventile realisiert werden können. Die Kombination von FGL-Aktorik und bistabiler Mechanik ermöglicht zudem ein sequenzielles Umschalten der Schaltzustände mit nur einem Aktuator. Das mit diesem Ansatz entwickelte und patentierte Ventil schließt eine wesentliche Lücke im Bereich der Bewässerungssysteme und ermöglicht es so, mit einfachen Mitteln die Effizienz von Bewässerungsanlagen zu erhöhen.