Echtzeit-Monitoring der Infrastruktur

Seit Jahren werden in Deutschland notwendige Ausbauten und Instandhaltungen im Bereich der Infrastruktur vernachlässigt. Nun wird reagiert: in den kommenden Jahren soll in die Sanierung und den Ausbau der Straßen, Schienen und Wasserwege soviel investiert werden wie noch nie: Bis zum Jahr 2030 sollen mehr als 260 Mrd. Euro in solche Projekte fließen. Damit die Maßnahmen auch dauerhaft für Entspannung der Verkehrssituation führen, müssen Brücken und Bahngleise, Tunnel und Trassen  regelmäßig gewartet werden. 

Um den Instandhaltungsbedarf festzustellen, sollten die Bauwerke laufend kontrolliert werden – keine einfache Aufgabe, wenn man sich die schiere Größe des Straßennetzes im Land vor Augen führt. An einer einfachen, aber gleichzeitig auch revolutionären Lösung für dieses Problem arbeiten derzeit die Forscher der Universität Twente in Enschede. Das Projekt befasst sich mit der Kontrolle der Straßenqualität per Smartphone.

Die Wissenschaftler haben einen Plan für eine kontinuierliche Messung entwickelt – und der Clou liegt in der Schlichtheit. „Im Grunde kann man mit jedem Smartphone eine App nutzen, die Daten zur Straßenqualität sammelt. Diese Informationen sind zwar vergleichsweise grob. Wenn man aber beispielsweise Berufspendler beauftragt, ihre tägliche Strecke von zu Hause zur Arbeit und zurück per Smartphone zu kontrollieren, erhält man sehr genaue und vor allem aktuelle Daten über den Zustand der Fahrbahn“, verdeutlicht Professor Dr. Ing. Paul Havinga. Sowohl bei diesem Projekt, als auch beim Projekt zur Überwachung der Schienenqualität sind die Forscher Erste Erkenntnisse zum Echtzeit-Monitoring brachte bereits das europäische Forschungsprojekt „Genesi“ hervor. Dabei haben europäische Forscher drahtlose Sensoren während der Bauphase zweier Verkehrsprojekte getestet: der Brücke „Pont de la Poya“ in der Schweiz und einer Tunnelröhre für die U-Bahn in Rom. Schon während der Arbeiten konnten Daten gewonnen werden, die für den weiteren Baufortschritt genutzt wurden – vor allem, um Risiken einzudämmen. Nach Fertigstellung der Bauwerke blieben die Sensoren an Ort und Stelle – und liefern seitdem Daten, die Rückschlüsse auf den aktuellen Zustand ermöglichen. Die Zugkräfte, die auf die Brückenpfeiler einwirken, werden ebenso gemessen wie die Einflüsse von Windböen und wechselnden Wasserständen. Im neuen römischen U-Bahn-Tunnel werden unter anderem die Schwingungen dokumentiert, die durch den unterirdischen Gleisverkehr verursacht werden.

Das Projekt zur Überwachung der Straßenqualität ist schon weit fortgeschritten. „Wir sind der Marktreife schon sehr nahe gekommen“, heißt es aus Enschede. Somit könne die Instandhaltung von Infrastrukturbauten künftig wesentlich effektiver geplant werden, wodurch sich immense Kosten einsparen ließen.

(Autor: Paul Deder)

Weitere Artikel:

Klimafreundlicher Zement

Klimafreundlicher Zement

Der im November 2016 von der Bundesregierung verabschiedete Klimaschutzplan 2050 sieht vor, bis zum Jahr 2050 weitgehend treibhausneutral zu werden.  Das Etappenziel für den Sektor Industrie ist eine Halbierung der Emissionen bis 2030 gegenüber dem Niveau von 1990. So will das Land seinen Anteil leisten, um die globale Erderwärmung auf unter 2 °C zu begrenzen. Wichtig ist dabei das entschlossene Handeln der Industrie, weil dieser Sektor nach der Energieerzeugung in Deutschland der zweitgrößte Verursacher von Treibhausgasemissionen ist.

mehr lesen

Smart City – Stadt der Zukunft

Smart City

Seit langem ziehen Städte die Menschen an. Hier ist früher wie heute der Handel und das Handwerk zu Hause, hier  lässt es sich in der Gemeinschaft sicher und komfortabel leben und arbeiten. Die Städter schwören heute auf die idealen Einkaufsmöglichkeiten, kurzen Wege, kulturellen Angebote und eine gute Infrastruktur. Aber nicht nur das – nun erleben die Städte eine neue Stufe ihrer Entwicklung. Das Konzept „Smart City“ soll dank umfassender Vernetzung für mehr Effizienz und Lebensqualität sorgen.

mehr lesen

Cradle to Cradle: Gebäude als Rohstoffdepot

Cradle to Cradle

Auch wenn die westliche Welt angesichts der Corona-Pandemie das Problem kurz aus dem Blickfeld verloren hat – das Thema Umweltschutz nimmt nach wie vor eine wichtige Stellung im Leben moderner Gesellschaften ein. So sind in der Bauwirtschaft heute Nachhaltigkeitsstandards zu beobachten, die schon weit über die Gesetzgebung hinausgehen. Doch die Branche konzentriert sich bei der Entwicklung von neuen Produkten viel zu sehr auf das Ziel, Energie einzusparen, was eine eher einseitige Betrachtung des Umweltschutzes darstellt. Lösungen für Ressourcenprobleme gibt es kaum.

mehr lesen

Energiesprong: Serielles Sanieren

Energiesprong

In Deutschland steigen die Baukosten, während die Unternehmer der Branche Schwierigkeiten bei der Suche nach Fachpersonal haben. Des Öfteren werden die Zeitpläne überzogen, wodurch eine zügige Projektabwicklung selten zu schaffen ist. Wie das anders gehen kann, zeigen uns unsere europäischen Nachbarn: Die Niederländer haben mit dem Energiesprong-Ansatz („Energiesprung“) ein Konzept entwickelt, das Modernisierungsarbeiten besser, billiger und schneller machen soll.

mehr lesen

Ohne Moos nix los?

Moos an der Fassade

Es ist der Albtraum der Hobbygärtner: Wenn sich das Moos nach einem milden Winter auf dem grünen Teppich breit macht, dann ist der mühsam angelegte Rasen binnen kürzester Zeit von diesen Pflanzen überwuchert. Hier kennen die meisten Gartenbesitzer kein Pardon und greifen notfalls zur chemischen Keule, um sich dieses Problems zu entledigen. Dabei hätten die Moose eigentlich mehr Wertschätzung verdient.

mehr lesen

Wärmestrom aus dem Erdinneren

LaserJetDrilling

Der Einsatz regenerativer Energien ist heute nicht nur schick – er ist auch eine zentrale Säule der Energiewende. Hier setzen wir in Deutschland vor allem auf Wind und Sonne als wichtigste erneuerbare Energieträger. Viel unbekannter ist dagegen die Geothermie, obwohl sie schon seit über 100 Jahren erfolgreich genutzt wird und – anders als Wind- und Solarenergie – eine immerzu verfügbare Quelle darstellt. Wird tief in die Erdkruste gebohrt, dann steigt die Temperatur pro 100 m um etwa drei Grad an – und das rund um die Uhr und überall auf der Welt.

mehr lesen

Von der Baustelle ins Werk

Von der Baustelle ins Werk

Die Nachfrage nach Wohnraum ist in den Metropolen und dem Umland ungebrochen hoch. Doch die Bauausführenden kommen mit der Arbeit nicht hinterher – der Mangel an qualifiziertem Personal hemmt das Wachstum im Bausektor. Der Auslastungsgrad im Baugewerbe ist seit 2018 zwar leicht rückläufig, aber mit 77 % (4. Quartal 2019) immer noch auf einem sehr hohen Niveau. Auf der anderen Seite wird nicht zuletzt durch die starke Zuwanderung der letzten Jahre bezahlbares Wohnen benötigt. Die soziale Wohnraumförderung des Bundes und die Einführung des Baukindergeldes sind hilfreiche Instrumente, lösen das Problem jedoch nicht. Um gegen knappe Kapazitäten vorzugehen und kostengünstiges Bauen zu ermöglichen, braucht die Branche neue Methoden, um die aufwendigen, stark handwerklichen Prozesse zu standardisieren und/oder effizienter zu gestalten.

mehr lesen

Fahrerlos durch den Steinbruch

Autonomes Fahren

Im Jahr 2014 stellte Tesla sein teilautonomes Fahrsystem vor und sorgte mit dieser Innovation für Aufsehen. Nicht zuletzt aufgrund einer Reihe von Unfällen bei angeschaltetem Autopilot wird das Thema automatisierter Pkw seitdem stark diskutiert. Dabei schreitet die Entwicklung solcher Systeme im Lkw-Bereich ebenso rasant voran und macht darüber hinaus auch wirtschaftlich Sinn. Denn: die Speditionsbranche hat mit geringen Margen zu kämpfen und hofft mit der Digitalisierung und Automatisierung der Transporte auf Kostenersparnisse im zweistelligen Prozentbereich. 

mehr lesen

Lehmbau: Zurück in die Zukunft

Lehmbau: Zurück in die Zukunft

Er schien fast schon vergessen und nun stehen die Zeichen gut, dass dieser Baustoff das ökologische Bauen der Zukunft mitgestalten kann. Das traditionelle Baumaterial Lehm, das sich hierzulande zumeist in den Ausfachungen von Fachwerkhäusern findet, wurde dank seiner natürlichen Inhaltsstoffe aus einem über 100 Jahre langen Dornröschenschlaf geweckt.

mehr lesen