Winzige Sensoren spüren Mängel an Brücken auf

Gibt es Risse im Beton? Ist der Asphalt intakt? Droht ein Brückeneinsturz? Ein Knopfdruck könnte künftig genügen, um das zu beantworten. Fraunhofer-Forschende haben ein Sensorsystem entwickelt, das den Zustand von Brücken dauerhaft überwachen kann.

Mit den Sensoren, die die Fraunhofer-Forschenden entwickelt haben, könnte künftig der Zustand von Brücken dauerhaft überwacht werden.

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Mehr als 100.000 Brücken führen in Deutschland über Straßen, Täler und Flüsse. Viele davon müssen in den kommenden Jahren saniert oder sogar neu gebaut werden. Denn Regen, Wind, Hitze, Frost und die Verkehrsbelastung haben deutliche Spuren am Beton hinterlassen. Den Zustand der Brücken nehmen Bauwerksprüfingenieure in gesetzlich geregelten Intervallen unter die Lupe. Zentimeter für Zentimeter untersuchen sie dann die Brücken auf Schäden. Neueste Technik könnte diese Arbeit künftig erleichtern und deutlich beschleunigen: Ein intelligentes Sensorsystem, das Forscher und Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) in Saarbrücken entwickelt haben, kann den Zustand der Bausubstanz dauerhaft überwachen. Winzige Sensoren erkennen selbst kleinste Risse im Beton; Veränderungen werden gespeichert – und die Daten können jederzeit per Funk ausgelesen werden.

Plattform ermöglicht lückenlose Überwachung der Infrastruktur

„Für die Sicherheit von Verkehrsinfrastruktur ist eine zuverlässige Zustandsüberwachung und -bewertung heute wichtiger denn je“, sagt Hans-Georg Herrmann stellvertretender Leiter des IZFP und Professor für Leichtbausysteme an der Universität des Saarlandes. Denn neben der Belastung durch Wind und Wetter – die sogenannte Korrosion – strapaziert das stetig steigende Verkehrsaufkommen die Straßen und Brücken. „Manuelle Prüfungen sind aufwändig und kommen häufig zu spät“, sagt der Forscher. Daher haben die Wissenschaftler die intelligente modulare Monitoring-Plattform entwickelt, die kostengünstig eine lückenlose Überwachung der Infrastruktur ermöglicht. „Zeitaufwändige, stichprobenartige Prüfungen werden mit unserer Sensor-Neuentwicklung hinfällig“, ist sich Herrmann sicher. „Ein Knopfdruck genügt: Und schon wissen wir, wann es Zeit ist einzugreifen.“

System spart Zeit und Kosten bei Inspektionen

Die Plattform besteht aus mehreren winzigen Sonden, die jeweils über einen eigenen Datenspeicher verfügen. Dieser kann mit einem Smartphone oder Tablet per Funk oder WLAN ausgelesen werden. Die Sonden können direkt an der Brücke oder der Straße angebracht werden. Ohne Wartung oder Austausch kommen sie dort etwa ein Jahrzehnt aus. Denn sie versorgen sich mit einer eingebauten Solarzelle selbst mit Strom. Durch den energieautarken, modularen Aufbau der Plattform hat das System einen weiteren Vorteil: „Teure und aufwändig einzurichtende Serverstrukturen, die zudem anfällig für Hackerangriffe sind, sind nicht mehr nötig“, sagt Herrmann. Sein Fazit: „Unser Sensor-System spart Zeit und Kosten bei Inspektionen und schont die Umwelt durch die autarke Energieversorgung mittels Solarenergie.“