Sensortechnik soll Brücken vorausschauend instand halten
Wenn Brücken, Kläranlagen oder Staudämme plötzlich als marode eingestuft werden, kann die Sperrung und Sanierung auf einen Schlag immense Kosten verursachen. Sinnvoller wäre eine permanente Überwachung von Infrastrukturbauwerken. Das Fraunhofer Institut möchte mit Partnern Sensorsysteme entwickeln, die genau das können.
Die Kläranlage in Brebach gehört zur kritischen Infrastruktur der Landeshauptstadt Saarbrücken. Wenn man alle Betonwände zusammenrechnet, kommt man sicherlich auf mehr als einen Kilometer Länge. Diese ständig auf Risse zu überprüfen – das ist mit den bisherigen Methoden nicht machbar.
Neue Sensorsystemtechnik
Deshalb beteiligt sich das Saarbrücker Fraunhofer Institut am Projekt „ImaB-Edge“. Dabei möchte man eine neue Sensorsystemtechnik entwickeln, die ständig in die Tiefen des Betons schauen kann – also nach Möglichkeit rund um die Uhr an allen Tagen des Jahres.
„Wir wollen weg von dieser Feuerwehrstrategie, da ist ein Riss, da müssen jetzt alle Mann reinspringen. Wir wollen ein langfristiges Instandhaltungskonzept für unsere Bauwerke erarbeiten“, sagt auch Thoma Uckschies vom Entsorgungsverband Saar (EVS).
Doch das ist einfacher gesagt als getan. Zwar gibt es schon Sensoren auf dem Markt, doch die sind für den ständigen Einsatz kaum geeignet. Das Frauenhofer Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren betritt hier Neuland.
„Wenn man zum Beispiel Sensoren in den Asphalt einbettet, sind die auch hohen Temperaturen ausgesetzt. Alle diese Dinge müssen die Sensoren ja auch aushalten, wenn man zum Beispiel Temperatur- oder Feuchtigkeitssensoren einbetten möchte. Speziell dafür sollen im Projekt auch Sensoren entwickelt werden“, erklärt Professorin Ute Rabe vom Fraunhofer Institut.
Riesige Datenmengen
Doch so ein Sensor allein hilft nicht weiter. Damit die Überwachung von kritischer Infrastruktur effektiv funktioniert, muss auch eine neue Elektronik entwickelt werden, die mit künstlicher Intelligenz arbeitet. Denn wenn an einem Bauwerk hunderte Sensoren rund um die Uhr Daten sammeln, dann kommen dabei riesige Datenmengen zusammen.
„Wir möchten direkt vor Ort eine Reduzierung der Daten machen von Rohdaten zu Informationsdaten. Und das funktioniert nur, wenn wir dort Algorithmen der künstlichen Intelligenz in die Elektronik hinbekommen“, sagt Dirk Koster, der beim Fraunhofer Institut für die Themen Sensor-Intelligenz und Mikroelektronik zuständig ist.
Cloud-Lösung unerwünscht
Theoretisch wäre es möglich, die Daten auch in eine Cloud hochzuschicken. Doch bei Kläranlangen oder Brücken ist das nicht unbedingt erwünscht. Da möchte man laut Thomas Uckschies vom EVS lieber auf Nummer sicher gehen. „Wir möchten keine Daten in der Cloud hochladen. Wir gehören zur kritischen Infrastruktur und deshalb haben wir gerne ein abgeschottetes Netzwerk und die Daten bleiben bei uns.“
Das Projekt ist in seiner Herangehensweise nach Einschätzung der Projektpartner einmalig in der Welt. Deshalb fördert auch das Bundesministerium für Bildung und Wissenschaft die intelligente Sensorsystemtechnik mit über 5,5 Millionen Euro.
Über dieses Thema hat auch der aktuelle bericht am 21.09.2023 berichtet.
