Am 28. Oktober wird die Freiheitsstatue in New York 140 Jahre alt – angesichts des maritimen Klimas eine beachtliche Lebensdauer. Gleichzeitig liegt ihre umfassende Restaurierung genau 40 Jahre zurück. Die Freiheitsstatue steht auf Liberty Island mitten im New Yorker Hafen. Hier sind salzhaltige Feuchtigkeit und das Eindringen von Wasser durch Fugen und Nietverbindungen in die Konstruktion ein dauerhaft präsentes Thema. Für die Freiheitsstatue würde man heute bei der Auslegung des Korrosionsschutzes wahrscheinlich die Korrosivitätskategorie C5 nach DIN EN ISO 12944-2 zugrunde legen – für besonders exponierte Bereiche wäre vermutlich auch die nächsthöhere Kategorie CX zu prüfen.
Ein starkes galvanisches Element
Angesichts dieser hochkorrosiven Umgebung war es ein mutiger Schritt, die kupferne Außenhaut über Eisenbänder mit dem tragenden, von Gustave Eiffel konstruierten Stahlgerüst zu verbinden. Allerdings waren sich die Konstrukteure im ausgehenden 19. Jahrhundert durchaus der Gefahr der galvanischen Korrosion bewusst – und trafen Gegenmaßnahmen. Sie trennten die Metalle durch eine Isolationsschicht aus Asbestfilz, der mit Schellack getränkt war. Asbest war als Isoliermaterial bekannt, Schellack sollte die notwendige Feuchtigkeitsbarriere bilden. Doch was man damals nicht voraussah: Mit den Jahrzehnten würde der Schellack seine Schutzwirkung verlieren, der Asbestfilz würde beginnen, Feuchtigkeit aufzunehmen und salzhaltiges Wasser zwischen Kupfer und Eisen festzuhalten. In der Folge setzte dann intensive galvanische Korrosion ein.
Während die äußere Kupferhaut mit ihrer charakteristischen grünen Patina vergleichsweise gut durch die Jahrzehnte kam, rosteten die Eisenbänder in ihrem Inneren massiv. Hinzu kam, dass die voluminösen Korrosionsprodukte Nietverbindungen beschädigten und so neue Eintrittsstellen für Wasser schufen, was den Verfall beschleunigte. In den 1980er-Jahren war eine grundlegende Sanierung unvermeidlich. So grundlegend, dass die Restauratoren letztendlich fast sämtliche Eisenbänder durch korrosionsbeständigen Edelstahl 316L ersetzen mussten.
Edelstahl und PTFE – doppelt hält länger
Bemerkenswert ist, dass sie zusätzlich die Kontaktstellen zum Kupfer mit PTFE isolierten, auch wenn der verwendete Edelstahl mit dem Kupfer eigentlich keine Probleme mit galvanischer Korrosion haben sollte. Hiermit ging man auf Nummer sicher, denn der Fluorkunststoff verbindet eine außergewöhnlich hohe chemische Beständigkeit mit geringer Wasseraufnahme, elektrischer Isolationsfähigkeit und ausgezeichneten Gleiteigenschaften. Da die Struktur der Statue unter Winddruck arbeitet, dürfte die Reibungsreduzierung an den Kontaktstellen ein zentrales Motiv für den PTFE-Einsatz gewesen sein. Denn sogar Edelstahl kann über einen längeren Zeitraum geschwächt werden, wenn regelmäßig die sich bildende Oxidschicht abgerieben wird.
An dieser Stelle ist ein Gedankenexperiment interessant: Hätten die Konstrukteure der Freiheitsstatue vor 140 Jahren PTFE zur Verfügung gehabt und es statt der Schellack-Asbest-Isolation eingesetzt, wäre die aufwendige Sanierung der Liberty vor 40 Jahren mit großer Wahrscheinlichkeit nicht nötig gewesen und die Einsparung von Ressourcen, CO₂ und Kosten wäre groß gewesen. Der Einsatz von PTFE wäre also aus Nachhaltigkeitssicht eine wirklich gute Sache gewesen.
Und was das Gedankenexperiment über die hypothetisch vermeidbare Sanierung der Liberty plakativ veranschaulicht, gilt für viele andere aktuelle und künftige Anwendungen von PTFE sinngemäß auch. Aber trotz seiner für technische und medizinische Anwendungen einzigartigen Eigenschaften soll heute, 40 Jahre später, dieser Stoff durch seine Zugehörigkeit zur PFAS-Gruppe durch die Europäische Union sehr pauschal und umfassend beschränkt werden. Zwar sind die Umweltaspekte dieser Stoffgruppe ernst zu nehmen – doch sie lassen sich auch gezielt und ohne pauschale Verbote adressieren.
Die Freiheitsstatue zeigt, wie nachhaltig eine richtige und optimale Werkstoffwahl sein kann. Und sie erinnert daran, dass eine ernst gemeinte, auf Nachhaltigkeit und Umweltschutz bedachte Regulierung nicht nur vorsorglich den Einsatz technisch wertvoller Stoffe begrenzen darf, sondern auch die ganzheitlichen technischen Folgen ihrer Substitution berücksichtigen sollte.