Daten aus Kunstwerken bestimmen künftiges Design

Viele Brücken in den Niederlanden bedürfen einer umfassenden Instandsetzung. Aber nicht alle können gleichzeitig repariert werden. Mit intelligenten Sensoren und effektiver Wartung kann "Zeit" gekauft werden, um Kunstwerke so lange wie möglich in Betrieb zu halten. Aber die Überwachung von Kunstwerken bietet noch viel mehr Perspektiven. Die Daten von Kunstwerken werden zum Beispiel bestimmen, wie wir in Zukunft bauen werden. Das sagt Anton Gorter, Projektleiter bei Civil Engineering deBoer, bekannt für seine spektakulären Verschiebe- und Hebetechniken und seit einiger Zeit Spezialist für die Überwachung von Ingenieurbauwerken.

Das Messen und Überwachen von Objekten ist eine Disziplin, für die Bauingenieur deBoer schon immer ein Händchen hatte. "Wenn man Objekte bewegt oder anhebt, will man genau wissen, wie groß die Verschiebung ist, welche Belastungen auftreten und so weiter. Das haben wir immer mit Sensoren gemacht", beginnt Gorter. "Nach und nach haben wir das erweitert, so dass wir jetzt ein ganzes Arsenal an Sensoren haben. Werkzeuge, die wir nicht mehr nur für unsere eigene Arbeit nutzen, sondern mit denen wir auch separate Überwachungsfragen aufgreifen."

Tiefbau deBoer unterscheidet zwischen zwei Arten der Überwachung: auf der Grundlage elektronischer Sensoren oder mit Hilfe von Glasfasertechnik für die komplexeren Fragen. "Mit unseren eigenen elektronischen Sensoren messen wir bis zu einer Frequenz von 8 Hz. Das scheint nicht viel zu sein, aber es reicht aus, um zum Beispiel die Ausdehnung einer Brücke zu überwachen, indem wir die Daten einmal pro Minute abrufen", erklärt Gorter. "Bei komplexeren Fragestellungen arbeiten wir mit unserem Partner Somni Solutions zusammen, einem Hersteller von faseroptischen Sensoren. Damit sind wir in der Lage, mit einer viel höheren Frequenz von bis zu 1.000 Hz zu messen, also mehrere Messungen pro Sekunde. Dies ist ideal geeignet, um zum Beispiel die Durchbiegung einer Gelenkstruktur zu beurteilen. Bei einer kürzlich durchgeführten Messung unter einer Brücke in Houten haben wir in den Messdaten buchstäblich die Radabdrücke von Lastwagen gesehen. Wir übersetzten dies in einen Ausschlag und eine Durchbiegung in Millimetern, so dass diese berechnet und Managementmaßnahmen ergriffen werden konnten."

Ziviltechniken deBoer ist in der Lage, eine maßgeschneiderte Überwachung auf der Grundlage der Nachfrage anzubieten. "Wir übersetzen die Anfrage in die richtigen Sensoren und die richtige Messhäufigkeit, um eine gute Überwachungseinrichtung zu erhalten. Schließlich geht es darum, möglichst zuverlässige und vor allem aussagekräftige Daten zu erhalten", betont Gorter. "Außerdem liegt unsere Stärke in der Kombination. Wir können nicht nur eine Messkampagne ausrollen, sondern auf der anderen Seite bereits Abhilfemaßnahmen einplanen oder eine entsprechende Lösung dafür anbieten. Mit unseren Standardsystemen, Hebern und Geräten sind wir in der Lage, schnell einzugreifen, wenn sich dies aus dem Überwachungsbericht ergibt. So können wir zum Beispiel beanstandete Lager auf unseren Hebeböcken übernehmen und unsere Messdaten liefern wertvolle Informationen für die Konstruktion neuer Lager."

Neben kurzfristigen Messkampagnen bietet Civil techniques deBoer auch Langzeitmessungen an, um Erkenntnisse über den Zustand oder die Restlebensdauer eines Bauwerks zu gewinnen. Gorter: "Wir haben zum Beispiel die Brücke über den Naardertrekvaart-Kanal mit verschiedenen Sensoren an kritischen Details ausgestattet und überwachen täglich das Verhalten des Bauwerks. Wir übersetzen diese Daten in nützliche Informationen. Indem wir dann Grenzwerte damit verknüpfen, wird automatisch ein Signal gesendet, wenn diese überschritten werden. Auf diese Weise erhält unser Kunde ein gutes Bild vom langfristigen Verhalten des Bauwerks und wir können die Instandhaltung gut einschätzen."

Laut Gorter stehen wir erst am Anfang der Möglichkeiten, wenn es um Überwachungstechniken geht. "Derzeit werden die ersten Schritte mit künstlicher Intelligenz unternommen, wo wir die Zukunft von Kunstwerken auf der Grundlage gemessener Parameter vorhersagen können. Das ist zwar noch verfrüht, aber es ist ein Weg, auf dem Schritte unternommen werden. Das Gleiche gilt für den Einsatz neuer Sensortechnologien in unserem bereits umfangreichen Arsenal. So entwickeln wir beispielsweise eine Kraftmesszelle auf der Grundlage der Glasfasertechnologie. Wenn wir diese auf einem Schraubenkopf anbringen, können wir die auf die Schraube wirkenden Kräfte kontinuierlich überwachen. Letztlich sind die Daten, die wir über bestehende Strukturen generieren, entscheidend für die Gestaltung zukünftiger Strukturen, die standardmäßig mit Sensoren ausgestattet werden sollen.