Neues Sensorsystem soll Wasserschäden an Brücken früh erkennen

Automatisches Monitoring-System schützt Brückeninfrastruktur

Forschung und Entwicklung
Das Fraunhofer-Institut IZFP hat gemeinsam mit einem Partner ein Sensorsystem zur frühzeitigen Erkennung von Wasserschäden an Brücken entwickelt. Das Projekt „SmartWire-Sensor" zielt darauf ab, Schäden am Bewehrungsstahl durch eindringendes Wasser zu identifizieren, bevor sichtbare Betonabplatzungen entstehen.

Die Entwickler setzen auf ein autarkes Monitoring-System mit KI-gestützter Datenauswertung. Die Sensoren sollen über verschiedene Funktechnologien wie 5G oder LoRaWAN kommunizieren. Bisher existieren nur Laborsysteme, die eine manuelle Auswertung erfordern.

Bei Brückenbauwerken zeigen sich häufig Schäden an der Bausubstanz. Wird ein Schaden wie eine Betonabplatzung sichtbar, besteht das Problem meist schon Jahre zuvor. Eine zentrale Schadensursache ist die Korrosion am Bewehrungsstahl durch eindringendes Wasser. Dies kann zu Substanz- und Tragfähigkeitsverlust führen. Das Kompetenzzentrum SmartWire-Sensor entwickelt Sensoren, die Wassereintrag früh erkennen sollen. Dies soll die Nachhaltigkeit und Sicherheit kritischer Infrastruktur verbessern.

Die Zustandsermittlung von Bauwerken gewinnt durch alternde Infrastruktur an Bedeutung, ein kontinuierliches Monitoring von Infrastrukturbauwerken ist daher notwendig. Das Kompetenzzentrum will Wassereintrag in kritischer Infrastruktur wie Brücken früh erkennen, um Sanierungen, Sperrungen oder Neubauten zu vermeiden und damit verbundene Milliardenkosten sowie Vorfälle wie den Einsturz der Carolabrücke in Dresden zu verhindern.

Bisher existiert kein flexibel anpassbares, einfach einzusetzendes autarkes Monitoring-System für diese Aufgabe. Verfügbare Messgeräte sind Labor- oder mobile Systeme, die eine manuelle Signalbewertung erfordern. Eine automatische Erfassung und Bewertung von Sensordaten ist derzeit nicht möglich. Das Kompetenzzentrum SmartWire-Sensor entwickelt ein Monitoring-System zur frühen Feuchtigkeitserkennung in Bauwerken. Schwerpunkte sind die sensornahe Datenverarbeitung mit KI-Algorithmen, autarke Energieversorgung und Datenübertragung über verschiedene Kommunikationsschnittstellen (LoRaWAN, GSM, 5G).

Das System soll Schäden erkennen, bevor ein Bauwerk durchfeuchtet ist, um die Lebensdauer von Brücken zu verlängern. Dies ermöglicht kleinere Instandhaltungsmaßnahmen mit geringeren Kosten und minimalen Verkehrseinschränkungen.

www.izfp.fraunhofer.de


 

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