Zeitung Heute : Der Berliner Wäschefall

Ingenieure überprüfen den gesamten Zyklus des Wäschewaschens. Sie suchen eine neue Sauberformel.

Sybille Nitsche
Der große Wurf. Berliner Ingenieure wollen das Wäschewaschen revolutionieren. Dazu müssen sie erst einmal herausfinden, wie Hemden und Hosen fallen. Foto: TU Presse/Dahl
Der große Wurf. Berliner Ingenieure wollen das Wäschewaschen revolutionieren. Dazu müssen sie erst einmal herausfinden, wie Hemden...

Als Paul Uwe Thamsen vor 25 Jahren zu forschen begann, hätte er nie gedacht, dass ihn einmal ein Haufen nasser Wäsche vor Augen führen würde, wie wenig die Wissenschaft über so etwas Alltägliches wie das Wäschewaschen weiß. „Ich kann erklären, wie Wasser fließt, Schweröl oder Honig, aber nicht, wie sich Wäsche in der Waschmaschine bewegt, wie sie fällt“, sagt Thamsen und lacht. „Man könnte auch sagen, da gucken wir Wissenschaftler ziemlich dumm aus der Wäsche.“

Der Wäschefall – ein ungelöster Fall. Das soll sich ändern. Der Ehrgeiz ist geweckt und eine Kooperation auf den Weg gebracht, auf die Paul Uwe Thamsen, Professor für Fluidsystemdynamik an der TU Berlin, ein bisschen stolz ist. Die drei Berliner Hochschulen für Technik – die TU Berlin, die Beuth-Hochschule für Technik sowie die Hochschule für Technik und Wirtschaft – taten sich in der Vergangenheit manchmal etwas schwer, wenn es um Kooperationen ging. Ausgerechnet an der Wäschetrommel finden sie nun zusammen.

Initiator dieser gemeinsamen Forschung ist die BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH. Seit 1967 stellen Bosch und Siemens gemeinsam Waschmaschinen her, und die Ingenieure wissen durchaus, wie Wäsche sauber wird. Doch jetzt sagt Andreas Hanau, Leiter der Vorentwicklung für Waschgeräte bei BSH: „Wir fangen noch einmal ganz von vorn an, stellen alles in Frage. Zum Beispiel, ob der traditionelle Waschzyklus – waschen, spülen, schleudern, trocknen – optimal ist, oder ob nicht auch mit einem ganz anderen Waschprinzip die Wäsche sauber wird.“ Den „Waschvorgang grundlegend verstehen“ will er, „in all seinen Mechanismen.“ Wohin das führt, ist ungewiss. Vielleicht gelingt es den Ingenieuren, eine Waschmaschine zu entwickeln, die es schafft, mit kaltem Wasser den Grasfleck aus dem T-Shirt zu waschen oder die gänzlich ohne Wasser wäscht.

Um besser zu verstehen, was beim Wäschewaschen mechanisch, physikalisch und chemisch abläuft, wurde an der TU Berlin eine gläserne Waschmaschine entwickelt, die von allen Seiten einen Blick in die Trommel gewährt. Die Wissenschaftler erhalten so ein dreidimensionales Bild von der Bewegung der Wäsche. „Meines Wissens hat das noch keiner gemacht“, sagt Paul Uwe Thamsen.

Beim „Zerlegen des Waschprozesses“ sind die Wissenschaftler auf mehr als hundert Parameter gestoßen, die ihn beeinflussen: Oberfläche und Drehzahl der Trommel, Geometrie und Anzahl der Mitnehmer in der Trommel, die Füllmenge, die Art der Textilien, ihre Verarbeitung und Verformung beim Waschen, die Art und Häufigkeit ihrer Bewegung, die Zusammensetzung einer Ladung Wäsche und, und, und. Es sind eben nicht nur Wasser, Waschmittel, Mechanik, Zeit und Temperatur, die das Waschergebnis bestimmen. Zu untersuchen ist auch, welchen Anteil die Reibung zwischen den Textilien am Säubern der Wäsche hat und welchen die Reibung zwischen Trommel und Kleidung. Wie fällt eine trockene Jeans, wie ein nasse, wie ein Seidentuch und wie die Baumwollsocke. Ein anderes Problem ist, wie wäscht man hygienisch sauber, angesichts dessen, dass sich Bakterien bei energiesparenden Temperaturen von 20 bis 30 Grad Celsius sehr wohl fühlen, ohne sich des energieintensiven 90-Grad-Programms zu bedienen. „Und zu viel Chemie, also Waschpulver soll es ja auch nicht sein“, sagt Andreas Hanau. Beim Aufzählen all dieser Fragen werden Thamsen und Hanau regelrecht euphorisch. Denn zu wissen, was man nicht weiß, ist in der Forschung schon Teil der Lösung.

Eine der wichtigsten Fragen für das Verständnis des Waschvorgangs ist, wie viel mechanische Energie durch die Drehung der Trommel in die Wäsche abgegeben wird und welchen Anteil diese am Säuberungsprozess hat. Eine Aufgabe für die Grundlagenforschung. Zwei Jahre Arbeit hat es die kooperierenden Wissenschaftler gekostet, diese komplexen Zusammenhänge mathematisch darzustellen. Intensiv hat sich Thamsens Team zudem mit dem besagten Wäschefall auseinandergesetzt. „Die Bewegung trockener Wäsche in der rotierenden Trommel können wir nun beschreiben“, sagt er. Jetzt ist das Verformungs- und Fließverhalten von nassen Textilien dran.

Die Lösung dieser Probleme ist die Voraussetzung dafür, den Waschvorgang mit all den ihn beeinflussenden Faktoren simulieren und letztlich das Waschergebnis, also die Sauberkeit der Wäsche, vorhersagen zu können. „Die Simulation würde zeitaufwendige reale Versuche überflüssig machen“, frohlockt Hanau.

Ein erster Schritt ist getan. Joachim Villwock, Professor für Maschinenbau, Verfahrens- und Umwelttechnik an der Beuth-Hochschule, und seinen Mitarbeitern ist es gelungen, die mechanischen Vorgänge trockener Wäsche in der rotierenden Trommel zu simulieren. „Der Vergleich mit Videoaufnahmen von einem realen Waschvorgang in unserer gläsernen Waschmaschine ergab eine relativ hohe Übereinstimmung“, sagt Tobias Morgenthal, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt.

In die Simulation waren auch die „Reibwertparameter“ zwischen Stoff und Stoff sowie zwischen Stoff und Trommelwand eingeflossen. Parameter, ohne die die Bewegung der Wäsche nicht so genau hätte simuliert werden können. Auch da leisten die Wissenschaftler der drei Hochschulen und die BSH Pionierarbeit. Denn in der Fachliteratur finde man dazu wenig, sagt Morgenthal. Gemeinsam haben die drei Hochschulen einen Reibwertprüfstand aufgebaut. Dort werden nun die Reibungskoeffizienten für so ziemlich alle Stoffarten von Batist bis Satin in trockenem wie nassem Zustand ermittelt, die neben anderen Werten wie Saugfähigkeit und Biegesteifigkeit, also die Verformung des Stoffes in der Bewegung, in einer Textilbibliothek abrufbar sein werden und die für die Simulation unerlässlich sind. Die Textilbibliothek, ebenfalls ein Novum, erstellen Monika Fuchs und Ulrich Bauer, Professoren für Bekleidungstechnik an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin-Schöneweide.

Dennoch drängt sich die Frage auf, ob dieser Forschungsaufwand gerechtfertigt ist. Schließlich erfüllen die heutigen Waschmaschinen ihren Zweck: Hosen und Hemden, Shirts und Schals werden sauber. „Aber zu welchem Preis“, wendet BSH-Mann Hanau ein. In Deutschland würden jährlich 600 000 Tonnen Waschmittel, über sechs Milliarden Kilowattstunden Strom und 330 Millionen Kubikmeter Wasser beim Wäschewaschen verbraucht, rechnet er vor. Die Waschmaschine sei in jedem Haushalt ein echter Kostenfaktor. Nachhaltigkeit und Ressourcenschutz sind deshalb die zwei Hauptmotive, dem Waschen mit dieser faustischen Neugierde auf den Grund zu gehen.

Die Waschmaschinen benötigen heute fast 60 Prozent weniger Energie und mehr als 30 Prozent weniger Wasser als noch vor 15 Jahren. „Man könnte den Verbrauch natürlich in immer weiteren kleinen Schritten reduzieren“, sagen Thamsen und Hanau fast im Chor. „Aber das genügt uns nicht. Wir wollen den großen Erkenntnis- und damit Innovationssprung.“ Gesucht wird also nichts weniger als die Zauber- oder besser Sauberformel für blütenweiße und kuschelig weiche Wäsche. Und das bei dem geringstmöglichen Verbrauch an Energie, Wasser und Waschpulver.

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