Kritische Infrastruktur: Mit intelligenten Sensoren Schäden früher erkennen
Häufigste Ursache ist das Eindringen von Wasser – hier sollen neuartige Detektoren ansetzen.
Immer wieder hört man von Schäden beispielsweise an der Bausubstanz von Brücken. Ist ein Schaden – etwa eine Betonabplatzung – optisch festzustellen, so besteht das eigentliche Problem vermutlich schon viele Jahre. Eine der vordringlichsten Schadensursachen ist die Korrosion an Bewehrungsstahl, verursacht durch Eindringen von Wasser in das Bauwerk. Die Gefahr, dass es dadurch zu einem Substanz- und Tragfähigkeitsverlust kommt, ist stark erhöht. Damit die Ursache der oftmals nicht sichtbaren Beschädigungen frühestmöglich erkannt werden, verfolgt das durch das Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren und das Unternehmen Klaus Faber begründete Kompetenzzentrum „SmartWire-Sensor“ das Ziel, Sensoren zur frühzeitigen Detektion von Wassereintrag zu entwickeln. So lassen sich eventuelle Folgen wie Sanierung, Sperrung oder gar einen Neubau verhindern und damit Kosten in Milliardenhöhe und Vorfälle wie den Einsturz der Carolabrücke in Dresden vermeiden.
Der Einsatz eines flexibel anpassbaren, einfach einzusetzenden autarken und intelligenten Monitoring-Systems, welches zur Lösung der aktuellen infrastrukturellen Problemstellungen beitragen würde, ist bisher jedoch nicht etabliert. Das ist auch durch den technologischen Entwicklungsstand der Messgeräte begründet. Diese liegen gewöhnlich als Labor- oder mobile Messsysteme vor, welche eine Signalbewertung durch einen menschlichen Bediener erfordern. Eine autarke Erfassung und Bewertung von Sensordaten sind dadurch aktuell nicht möglich.
Das Kompetenzzentrum SmartWire-Sensor beschäftigt sich mit der wissenschaftlichen und technologischen Entwicklung, um solch ein Monitoring-System zur frühzeitigen Detektion von Feuchtigkeit in Bauwerken marktzugänglich zu machen. Forschungsschwerpunkt stellen die sensornahe Datenverarbeitung und -fusion mit effizienten und robusten KI-Algorithmen, die autarke Energieversorgung sowie die flexible und vertrauenswürdige Datenübertragung mittels verschiedener Kommunikationsschnittstellen dar.
Durch die Arbeit des Kompetenzzentrums SmartWire-Sensor soll eine frühe Detektion von Schäden möglich werden – bevor das komplette Bauwerk durchfeuchtet ist – mit dem Ziel, die Lebenszeit eines Brückenbauwerks effizient zu verlängern. Dabei muss nur eine kleine Instandhaltung durchgeführt werden, die mit signifikant geringeren Kosten und nur minimalen Verkehrsmaßnahmen auskommt.
Fh.-IZFP
