Drahtlose Sensorsysteme sollen Gebäudeeinstürze verhindern helfen

Die Wissenschaftler sind überzeugt: Das geplante Sensorsystem könne dazu beitragen, folgenschwere Katastrophen wie den Einsturz der Eissporthalle in Bad Reichenhall zu verhindern. Herkömmliche kabelgebundene Dauerüberwachungssysteme, die für Gebäude in kritischem Bauwerkszustand vorgesehen sind, seien meist zu kostspielig und aufwendig. Sie würden daher kaum eingesetzt.

Eine neue Generation intelligenter Sensorensysteme, die komplett drahtlos arbeiten, könnte bei der Bausubstanz-Überwachung von öffentlichen Gebäuden oder Brücken schon bald Abhilfe schaffen. "Eine über die einfache visuelle Untersuchung hinausgehende Überprüfung der Tragstruktur von Gebäude- oder Brückenkonstruktionen gestaltete sich bisher als überaus schwierig und kostenintensiv", erklärt Projektleiter Markus Krüger vom Institut für Werkstoffe im Bauwesen der Universität Stuttgart. Mit dem neu entwickelten System könnten die bei der herkömmlichen Dauerüberwachung von Bauwerken anfallenden teuren Installations- und Hardware-Kosten um das Fünf- bis Zehnfache verringert werden, meint Krüger.

Zum Einsatz kommen dabei vor allem hochintegrierte Miniatursensoren auf Siliziumbasis - so genannte mikroelektromechanische Systeme (MEMS) -, die für die Messung von Temperatur, Feuchte, Magnetfeld, Druck, Verformung und Beschleunigung eingesetzt werden können. Diese lassen sich flexibel an den kritischen Stellen anbringen und können so den aktuellen Zustand des Bauwerks in wenigen Sekunden an die zuständige Stelle übermitteln. Die Datenübertragung erfolgt durch den Einsatz von Wireless LAN oder Funk in Verbindung mit adaptiven Netzwerken.

Zu den größten Herausforderungen für die Wissenschaftler zählt neben der Sicherstellung der Energieversorgung über Hochleistungsbatterien oder Solarzellen vor allem die Entwicklung der sensoreneigenen Intelligenz. "Über integrierte Mikroprozessoren müssen die Sensoren in der Lage sein, miteinander zu kommunizieren, um auf etwaige Veränderungen in der Bausubstanz, aber auch Störungen innerhalb des Systems reagieren zu können. Zudem sollten diese auch erkennen können, welche der aufgezeichneten Messwerte für eine Datenweiterverarbeitung überhaupt relevant sind", erklärt Krüger. Noch in diesem Jahr soll das System an einer Brückenkonstruktion erstmals getestet werden. (uka)