Wissen, wann die Brücke bricht - funkbasiertes Sensornetzwerk zur Schadensfrüherkennung an Bauwerken

19.09.2007

In letzter Zeit häufen sich Schadensfälle bei Bauwerken, bei denen plötzlich ein Bauteil versagte und ein Teil- oder Gesamteinsturz die Folge ist. Gerade bei Brücken und Hallenkonstruktionen führt dies häufig zu hohem Personen- und Sachschaden. Das oft hohe Brückenalter und das steigende Verkehrsaufkommen (besonders Schwerverkehr) stehen in deutlichem Widerspruch zueinander. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass schnell und oft unbemerkt die Tragfähigkeit einer Brücke abnimmt mit den oben erwähnten Folgen.

Um solchen Unfällen vorzubeugen, entwickeln derzeit die BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und die Berliner Firma ScatterWeb ein spezielles funkbasiertes, selbstorganisierendes Messsystem. Dieses Messsystem setzt sich aus einer Vielzahl von baugleichen Sensoren zusammen. Sie arbeiten autark, benötigen keine Verkabelung, fungieren sowohl als Sender als auch als Empfänger und sind mit spezieller Sensorik ausgerüstet. Dadurch ist eine Langzeitüberwachung von Bauwerken oder technischen Anlagen möglich. Dies gilt in besonderem Maße für Bauwerke im Bereich Transport und Verkehr sowie für industrielle Großanlagen, bei denen im Zuge der Nachrüstung eine Verkabelung schwierig ist.

Um große oder schwer zugängliche Objekte zuverlässig über eine lange Zeit überwachen zu können, muss eine ausreichende Funkreichweite gewährleistet sein. Die Sensoreinheit verwendet Dehnungsmessstreifen (DMS) zur Spannungsanalyse und beinhaltet weitere Anschlussmöglichkeiten für zusätzliche Sensoren. Darüber hinaus müssen alle Komponenten mit hoher Messgenaugigkeit extrem energieeffizient arbeiten. Die ebenfalls erforderliche hohe Netzwerkstabilität wird durch die sogenannte Multihop-Architektur gewährleistet, die den Ausfall bzw. Austausch einzelner Module und die Integration zusätzlicher Module ohne Unterbrechung des Netzwerkbetriebs ermöglicht.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert und vereint zwei Partner, die jeweils auf ihrem Gebiet eine Spitzenstellung einnehmen. Die BAM bringt durch die Fachgruppe "Mess- und Prüftechnik; Sensorik" ihre hohe Kompetenz auf dem Gebiet der Sensorik, experimentellen Strukturüberwachung und Schadensfrüherkennung ein, die Firma ScatterWeb ist führend auf dem Gebiet der selbstorganisierenden Funknetzwerke.

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