Die Bauwerksüberwachung ist ein wesentlicher Bestandteil der Ingenieurpraxis, insbesondere im Hinblick auf die Langlebigkeit und Sicherheit von Infrastrukturbauwerken. Traditionelle Methoden wie der Hammerschlagtest haben sich bewährt, stoßen jedoch an ihre Grenzen, wenn es um die Erkennung tieferliegender Schäden geht.
Eine bahnbrechende Innovation des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM bietet nun eine vielversprechende Alternative: den "Optischen Hammerschlag". Diese neue Methode nutzt Laser, um verborgene Fehlstellen in Bauwerken effizient und zerstörungsfrei aufzuspüren.
Herausforderungen der traditionellen Methoden
Der Hammerschlagtest
Der traditionelle Hammerschlagtest ist eine weit verbreitete Methode zur Überprüfung der Integrität von Bauwerken. Dabei wird die Oberfläche mit einem speziellen Hammer abgeklopft und die durch den Schlag erzeugten Resonanzschwingungen werden akustisch bewertet. Diese Methode ist jedoch zeitaufwendig, da große Flächen manuell untersucht werden müssen, und liefert keine quantifizierbaren Messdaten. Zudem sind die Ergebnisse stark vom subjektiven Hörvermögen des Prüfers abhängig, was die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Daten einschränkt.
Der Optische Hammerschlag: Eine innovative Lösung
Funktionsweise
Das vom Fraunhofer IPM entwickelte Verfahren imitiert den mechanischen Hammerschlag durch einen stark gepulsten Laser, der einen Plasmablitz vor der Objektoberfläche erzeugt, ohne diese zu beschädigen. Diese plasmainduzierte Schockwelle regt charakteristische resonante Schwingungen der Oberfläche an, die von einem zweiten Laser, dem Laser-Doppler-Vibrometer (LDV), gemessen werden. Die Frequenzverschiebung des rückgestreuten Lichts wird interferometrisch ausgewertet, wodurch genaue Informationen über die Größe und Tiefe der Hohlräume und Defekte gewonnen werden können.
Vorteile und Effizienz
Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode ist die Geschwindigkeit und Präzision der Messungen. Mit dem aktuellen System können etwa 100 m² Fläche mit einem Messraster von 10 cm innerhalb von nur 17 Minuten untersucht werden. Bei geringerer Auflösung geht es entsprechend schneller. Darüber hinaus ermöglicht das System zuverlässige Messungen aus mehreren Metern Abstand, was insbesondere in schwer zugänglichen Bereichen wie Tunneln und Brücken von großem Vorteil ist.
Praxisnahe Anwendungen und zukünftige Entwicklungen
Evaluierung und Praxistests
Die ersten Evaluierungsmessungen an einem Betonquader zeigten, dass das laserbasierte System dem traditionellen Hammerschlagtest überlegen ist. Fehlstellen mit einer Größe von bis zu wenigen Zentimetern konnten sicher detektiert werden. Praktische Tests in Tunnelbauwerken bestätigten die Effizienz und Zuverlässigkeit der Methode. Das Forschungsteam arbeitet nun daran, das System weiter zu optimieren und für den praktischen Einsatz zu rüsten.
Bedeutung für die Ingenieurpraxis
Die Einführung des Optischen Hammerschlags könnte die Bauwerksüberwachung revolutionieren. Ingenieure in Brandenburg und ganz Deutschland könnten von dieser präzisen, schnellen und zerstörungsfreien Prüfmethode erheblich profitieren. Besonders im Rahmen des Building Information Modeling (BIM) sind digitale, quantifizierbare Messdaten ein entscheidender Faktor für die vorausschauende Instandhaltung und die langfristige Überwachung von Infrastrukturbauwerken.
Die neue Methode zur Integritätsprüfung von Bauwerken, entwickelt vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Bauwerksüberwachung dar. Durch den Einsatz von Lasertechnologie wird die Detektion von tieferliegenden Schäden deutlich effizienter und zuverlässiger. Diese Innovation bietet Ingenieuren und Bauwerksüberwachern in Brandenburg und ganz Deutschland eine wertvolle neue Möglichkeit, die Integrität von Bauwerken sicherzustellen und langfristig zu erhalten. Die Zukunft der Bauwerksüberwachung ist digital, präzise und zerstörungsfrei – dank des Optischen Hammerschlags.
Quelle: https://kurzlinks.de/auyc
