Eis ist nicht gleich Eis

Text: Daniel Feichtner, Bild: Fritz Beck

Am Universitäts-Sportinstitut Innsbruck arbeiten Materialwissenschaftler eng mit dem Österreichischen Rodelverband zusammen, um sportliche Erfahrungswerte wissenschaftlich zu untermauern.

Eigentlich sind Andreas und Wolfgang Linger „weg vom Eis“. Nach zwölf Jahren Karriere in der Nationalmannschaft, in der sich die beiden Brüder zwei Mal olympisches Gold und einmal Silber in drei Winterspielen erkämpft haben, sind sie im sportlichen Ruhestand. Doch wirklich den Rücken gekehrt haben die Profi-Rodler ihrer Disziplin noch lange nicht. Denn die Erfahrung, die sie in ihren Jahren im Eiskanal gesammelt haben, ist auch heute noch Gold wert. Und sie kann zukünftigen Rodler-Generationen schon bald zum entscheidenden Vorsprung verhelfen.

  Die Ex-Profi-Rodler Andreas (l.) und Wolfgang Linger geben ihr Wissen weiter.

Erfahrung messbar machen       

Um das zu erreichen, beteiligen sich die beiden seit Anfang 2016 an einem Forschungsprojekt am Universitäts-Sportinstitut Innsbruck. Hier, in einem unscheinbaren, flachen Gebäude am Rande des Universitätsgeländes, verbirgt sich eine Anlage, die weltweit einzigartig ist: Das sogenannte Tribometer, das im Zuge des vom Land Tirol geförderten K-Regio-Projektes „Alpine Sporttechnologie: Gleiten auf Schnee und Eis“ entwickelt wurde. 

„Mit der Vorrichtung können wir den Reibungskoeffizienten verschiedener Materialien und Formen messen“, erklärt Wolfgang Linger im Vorraum, den eine schützende Glasscheibe von der eigentlichen Versuchsanordnung trennt. Auf mehreren Monitoren werden hier die Daten angezeigt, die bei den Versuchen entstehen. „Kurz gesagt stellen wir fest, wie viel Widerstand entsteht, wenn ein Objekt über das Eis gleitet.“ Für die Rodler ist das Hauptziel der Experimente, ihre subjektiven Erfahrungswerte wissenschaftlich zu hinterfragen – und im Idealfall zu untermauern. So sollen die Mechanismen, die sie beobachtet haben, besser verstanden werden.

Frostiges Labor

Bitterkalte minus 20 Grad herrschen im Versuchsraum am Universitäts-Sportinstitut Innsbruck, wo sich das Tribometer befindet. Damit soll messbar gemacht werden, was erfahrene Profi-Rodler in der Kunsteisbahn spüren. 

Indoor-Eiskanal

Das Tribometer selbst steht in einem langgezogenen, mit Neonröhren ausgeleuchteten Raum. Hier, hinter einer kälteisolierten Türe, herrschen bis zu frostige minus 20 Grad. Kernstück der Anlage ist eine Metallwanne – gewissermaßen ein 24 Meter langer und 80 Zentimeter breiter „Mini-Eiskanal“. Darüber wird mit einem Seilzug ein Schlitten entlang einer Schiene beschleunigt. Aktuell erreicht er dabei eine Geschwindigkeit von 72 km/h, und das schon auf den ersten Metern. „Allerdings ist das noch nicht das Maximum. Ich denke, dass wir 90 Stundenkilometer und mehr erreichen können“, meint Materialwissenschaftler Sebastian Rohm, der die Versuche am Tribometer leitet.

Damit kommt das System den Leistungen der Rodler, die zum Teil Höchstgeschwindigkeiten von rund 140 km/h und mehr erreichen, immer näher. Gemeinsam mit den Brüdern bespricht er den nächsten Lauf. Eine bereits vorbereitete Schiene – das Metallteil einer Rodelkufe – wird in den Schlitten gespannt. Federn sorgen dafür, dass das Testobjekt mit realistischem Druck auf das Eis gepresst wird. Dann heißt es zurück in den Vorraum. Denn während der Tests ist es ratsam, hinter dem schützenden Sichtfenster zu stehen – „nur für den Fall, dass irgendwo ein loses Stück Eis fliegen geht“, meint Rohm.

Materialwissenschaftler Sebastian Rohm leitet die Versuche am Tribometer.

Der Versuch am Tribometer

Viel Erfahrung, wenig Fakten

Der Lauf ist schnell vorbei. Der Seilzug springt an und katapultiert den Schlitten entlang der Wanne, an deren Ende er Sekundenbruchteile später zum Stehen kommt. Zeitgleich erscheinen die Resultate als Kurven und Diagramme auf den Bildschirmen. Von ihnen lernen die Wissenschaftler und die Profi-Sportler bei jedem Versuch Neues über das Zusammenspiel zwischen Materialien, Geometrie und der Eisoberfläche. Letzterer wird dabei ebenso viel Aufmerksamkeit geschenkt, wie den getesteten Schienen.

Denn: „Eis ist bei Weitem nicht gleich Eis“, meint Andreas Linger, während er zurück im Tribometer-Raum die Oberfläche der Wanne testend mit der Hand befühlt. „Es kann weich oder hart sein, spröde, trocken oder, so wie hier gerade, saftig und schmierig. Das sind aber alles ‚nur’ persönliche Erfahrungswerte. Daraus lassen sich zwar Rückschlüsse darauf ziehen, was an einem bestimmten Tag funktioniert und was nicht. Eindeutig vorhersagen können wir es aber nicht.“

Andreas Linger

"Eis kann weich oder hart sein, spröde, trocken oder, so wie hier gerade, saftig und schmierig. Das sind aber alles ‚nur’ persönliche Erfahrungswerte. “

Eis nach Maß

Denn was genau sich hinter dem Gleitverhalten unterschiedlicher Materialien und Geometrien auf Eis verbirgt, ist noch nicht komplett geklärt. Und auch wenn die einzelnen Faktoren bekannt sind, die die Beschaffenheit des Eises beeinflussen, ist ihr Zusammenspiel bei Weitem noch nicht vollständig erforscht. „Nur weil die gleichen Bedingungen herrschen, bedeutet das nicht automatisch, dass das Eis gleich ist“, meint Andreas Linger. „Wir haben gerade dieselbe Temperatur wie beim letzten Test. Trotzdem fühlt sich das Eis anders an.“

 So helfen die Forschungsergebnisse, die im Tribometer gewonnen werden auch dabei, Eis und Schnee selbst auf die Schliche zu kommen. Denn nicht nur die Versuche selbst werden unter Laborbedingungen vorgenommen – auch das Material, auf dem getestet wird, ist maßgeschneidert. In einem eigenen Raum in dem Gebäude ist eine Schneelanze untergebracht, wie sie bei der Beschneiung von Pisten eingesetzt wird. Außerdem steht den Wissenschaftlern ein Mini-Computertomograph zur Verfügung. Damit werden der genaue Aufbau von Eiskristallen und die Körnung des Schnees durchleuchtet. So bleibt nichts dem Zufall überlassen.

Der Test in Bildern: Zunächst werden Montageschienen auf den Kufen montiert.

Auf die Plätze ...: Die Schiene wird in den Tribometer eingespannt.

Feinarbeit: Die Doppler Peter Penz und Georg Fischler nehmen gemeinsam mit den Linger-Brüdern Feineinstellungen vor (v.l.).

Draußen bleiben: Der Test wird aus Sicherheitsgründen von einem Raum nebenan verfolgt.

Wissenschaft trifft auf Sport: Lukas Kaserer, Mitarbeiter am Universitäts-Sportinstitut Innsbruck, und Ex-Rennrodler Andreas Linger nehmen die Daten genauer unter die Lupe. 

Wertvolle Daten: Auch Reinhard Poller, Generalsekretär des Österreichischen Rodelverbands, ist gespannt auf die Ergebnisse.

Nächster Versuch: Vor dem nächsten Lauf wird der Schlitten des Tribometers auf die Startposition zurückgebracht.

Wissenschaftliches Fundament

So kommen sie Schritt für Schritt der schwierigen Aufgabe näher, die Bedingungen, die Rodler auf der Bahn erwarten, zu prognostizieren und sich und ihre Sportgeräte daran anzupassen. „Und gerade in einem Rennsport, in dem es auf Sekundenbruchteile ankommt, ist eine Vorhersage und das richtige Material enorm wichtig“, erklärt Wolfgang Linger.

 Dennoch wird Erfahrung von Profisportlern eine der wichtigsten Ressourcen bleiben, ist er sich sicher: „Bei Rennen in sehr vielen Sportarten zählt schlussendlich auch das Gefühl. Man nehme die Formel 1: Dort wird extrem viel gemessen. Dennoch entscheidet die Wahrnehmung des Piloten. Erfahrung ist unersetzbar. Aber wenn Messverfahren zur Verfügung stehen, um zu bestätigen, was den Sportlern ihr Instinkt sagt, hilft das enorm, das Potenzial auszunutzen und Weiterentwicklungen im Materialbereich voranzutreiben.“

Das Erfolgsduo

Andreas und Wolfgang Linger zählen zu Tirols erfolgreichsten Rennrodlern. Sie wurden u.a. Doppel-Olympiasieger und dreifache Weltmeister im Doppel-Sitzer. 2014 beendeten sie ihre Karriere. Heute sind sie u.a. für den Österreichischen Rodelverband tätig.