Wie lässt sich der Zustand von Brücken, Dämmen oder Kläranlagen zuverlässig und in Echtzeit überwachen? Diese Frage stand im Mittelpunkt des Forschungsprojekts „ImaB-Edge – Intelligente, multimodale und autarke Bauwerksprüfung mittels Edge-Computing“. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP haben Ende Oktober auf einer Abschlussveranstaltung gemeinsam mit ihren Projektpartnern die Ergebnisse präsentiert.

Jürgen Barke, Minister für Wirtschaft, Innovation, Digitales und Energie des Saarlandes, hielt auf der Veranstaltung die Keynote. Dabei betonte er, wie wichtig Forschungsprojekte wie ImaB-Edge für die Sicherheit und Zukunftsfähigkeit unserer Infrastruktur sind. Anschließend stellte Dirk Koster, wissenschaftlicher Projektleiter und Chief Scientist Sensor-Intelligenz und Mikroelektronik am Fraunhofer IZFP, stellvertretend für das Konsortium die Ergebnisse vor. Danach wurde den Gästen an Präsentationsinseln die verschiedenen Technologien näher erläutert. 

Rechtzeitig erkennen, was morgen Schaden anrichtet 

Der Einsturz der Carolabrücke in Dresden hat verdeutlicht, wie wichtig eine vorausschauende Zustandsbewertung von Bauwerken und kritischer Infrastruktur ist. Schäden frühzeitig zu erkennen, schützt nicht nur Menschenleben, sondern spart auch erhebliche Kosten und vermeidet CO2-Emissionen, die durch einen Abriss und Neubau entstehen würden. 

Im Verbundprojekt ImaB-Edge entwickelten Materialforschungs- und -prüfungseinrichtungen gemeinsam mit Hard- und Softwareentwicklern, Bauunternehmen und Infrastrukturbetreibern ein elektronisches System zur permanenten Überwachung des Bauwerkszustands. Ziel war es, Brücken, Kläranlagen oder Staudämme kontinuierlich und präzise zu überwachen, um Risiken rechtzeitig zu erkennen und gezielt Maßnahmen einzuleiten. 

 „Gerade bei vielbefahrenen Brücken können Sperrungen schnell Schäden in Millionenhöhe verursachen. Mit unserem modularen Vor-Ort-System lassen sich Bauwerke dauerhaft überwachen, sodass wir flexibel reagieren können. Das erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern hilft auch, Instandhaltungskosten deutlich zu reduzieren“, so Koster. 

Sensorik, Edge-Computing und KI als technologische Basis 

Die technische Grundlage bilden intelligente Sensoren, die sowohl bei Neu- als auch Bestandsbauten integriert werden können. Diese erfassen kontinuierlich Messdaten, die über Sensor-Edge-Einheiten gesammelt, vorverarbeitet und in einem Edge-Gateway zusammengeführt werden. Eine künstliche Intelligenz (KI) analysiert schließlich die Daten direkt vor Ort und übermittelt die Ergebnisse automatisiert an Leitstellen oder an das Servicepersonal. 

Diese Art der dezentralen Datenverarbeitung ermöglicht eine schnelle Zustandsbewertung und reduziert zugleich das enorme Datenvolumen, das in Cloudsysteme übertragen werden muss – ein essenzieller Beitrag zur Datensicherheit, Effizienz und auch Einsparung von Ressourcen. Neben Brücken sollen künftig auch Bahnanlagen, Tunnel, Dämme und weitere kritische Bauwerke von den Entwicklungen profitieren. 

Reallabor in Saarbrücken zeigt die Praxis 

Wie genau das System funktioniert, zeigt das Reallabor auf dem Institutsgelände in Saarbrücken: An einer Parkplatzeinfahrt erfassen Sensoren die Belastungen durch Fahrzeuge, ergänzt durch Wetterstation und Kamera. Die gewonnenen Daten werden am Ende von den Projektpartnern Eurokey Software GmbH und WPM Ingenieure GmbH analysiert und auch visualisiert. So lässt sich in Echtzeit und vorausschauend nachvollziehen, wie sich Verkehr und Witterung auf die Bausubstanz auswirken. Das Projekt ImaB-Edge wurde vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit rund 5,6 Millionen Euro gefördert. Weitere Informationen >>>