Auf der Hannover Messe 2017 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie neue Sensoren die kontinuierliche Zustandsüberwachung von Brücken und anderen Bauwerken in Zukunft entscheidend verbessern können. Ein Beispiel für die Forschungsstärke der BAM im Themenfeld Analytical Sciences.
Wie wäre es, wenn Brücken und Bauwerke künftig mit uns „sprechen“ würden? Sie hätten einiges zu erzählen: Welche Feuchtigkeit im Stahlbetonbauteil herrscht, welche Temperatur und auch, wie stark der Sanierungsbedarf durch Korrosionsschäden ist. Eine wichtige Information für den zielgerichteten Einsatz von Ressourcen, um die bauliche Infrastruktur sicher instand zu halten.
BAM-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler arbeiten daran, dass das technische Monitoring von Infrastruktureinrichtungen in Zukunft möglicherweise einfacher und zuverlässiger durchgeführt werden kann als bisher. „Sprechen“ können die Bauteile im übertragenen Sinne mit so genannten RFID-Sensoren (RFID – Radio Frequency Identification). Durch eine vollständige, dauerhafte Einbettung von RFID-Sensoren in Stahlbetonkomponenten sollen zukünftig Korrosionsschäden und Sanierungsbedarfe schneller und kostengünstiger ermittelt werden.
Keine Batterien dank RFID
Die RFID-Technologie hat den Vorteil, dass sie nicht nur Daten übertragen kann, sondern auch Energie. Das Messen und Auslesen des Sensors wird ausschließlich mit der Energie des vom Lesegerät erzeugten elektromagnetischen Feldes durchgeführt. Das ist Voraussetzung für das Funktionieren der Technologie, da eine einbetonierte Batterie nach Entladung nicht einfach ausgetauscht werden kann.
„Solche dauerhaft eingebettete Sensorik kann über die gesamte Lebensdauer eines Bauwerks in der Bausubstanz bleiben“, so der Projektleiter Dr. Matthias Bartholmai. „RFID-Sensoren messen Werte wie Feuchtigkeit, Temperatur oder Indikatoren für Korrosion und geben diese an ein Handlesegerät des Kontrolleurs weiter.“
Im Projekt Kommunizierende Sensorsysteme für die Bauteil- und Umweltüberwachung (KonSens) untersucht ein Team um Matthias Bartholmai die Einbettung von Sensoren direkt in Brücken. In einem Szenario prüft die BAM auch, ob Messgeräte, die an vorbeifahrenden Autos angebracht sind, die Sensoren auslesen können. So könnten Kontrolleure die Arbeit ohne Einschränkungen des Straßenverkehrs ausführen.
(Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), 18.04.2017 – NPO)
