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04.08.2007

Brückeneinstürze mit RFID und Minihelikoptern verhindern

Viele Brücken in den USA, größtenteils in den 50er Jahren entstanden, leiden an Materialermüdung. Ingenieure wollen ein automatisiertes Frühwarnsystem entwickeln, das marode Bauwerke billig und effektiv überwachen soll.

Welche verheerenden Folgen Materialermüdung an Bauwerken haben kann, zeigte der Einsturz der Brücke in Mineapolis vor 2 Tagen. Damit sich solche Katastrophen nicht wiederholen, tüfteln Ingenieure des Los Alamos Laboratory (LANL) an Systemen, die eine automatische Überwachung sicherstellen. So könnten gefährdete Bauwerke rechtzeitig repariert oder zumindest gesperrt werden, bevor Schlimmeres passiert.

Brooklyn-Bridge

Dem Frühwarnsystem sollen RFID-Sensoren von der Größe einer Scheckkarte zugrunde liegen, die heute bereits existieren. Diese messen die elektrische Ladung an einer Oberfläche und geben sie per Funk weiter. Stahlträger oder Brückenpfeiler die unter einer mechanischen Spannung stehen, haben eine bestimmte elektrische Ladung. Werden Ladungsänderungen durch die Sensoren gemeldet, könnten dies Hinweise für Bauingenieure auf Materialermüdungen sein.

Die Stromversorgung der Fühler stellt gegenwärtig aber noch ein großes Problem dar. "Die Sensoren müssen für einen langen Zeitraum angebracht werden, und regelmäßig Batterien auszutauschen wäre wirklich nicht optimal", sagte Chuck Farrar, Projektleiter am LANL. Ein derzeitiger Plan sieht vor, Modellhelikopter einzusetzen, die einen starken Mikrowellensender oder eine Lichtquelle an Bord haben. Nacheinander sollen dann alle Sensoren angesteuert werden. Über eine Antenne oder eine Solarzelle könnten die Sensoren dann Energie aufnehmen, und damit ihren Messwert senden.

Ein weiteres Problem ist es, eine sinnvolle Mustererkennung zu finden, die herausfiltert, welche Ladungsänderung auf eine Materialermüdung hindeutet, und welche normal ist. An der Entwicklung eines Computerprogrammes, das diese Arbeit erledigt, forscht Farrar bereits seit einigen Jahren.

Erste Versuche des Frühwarnsystems beginnen bereits im kommenden Monat. An der Interstate-25 sollen dazu mehrere Hundert Messsensoren angebracht werden, die ein umfassendes Bild über den Zustand des Bauwerkes geben sollen.

Quelle: www.spiegel.de