Flugroboter spürt Schäden an Brücken und Gebäuden auf

Die Alternative zur Hebebühne

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Die Kontrolle von Brücken ist teuer, denn wenn die Prüfingenieure mit schwerem Gerät anrücken, muss die Fahrbahn meist gesperrt werden. Abhilfe schaffen Flugroboter, die am Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP und an der Universität des Saarlandes entwickelt wurden. Auf der Hannover Messe stellen die Forscher ihr Prüfsystem am saarländischen Messestand vor.

Abbröckelnder Beton ist oft ein Zeichen dafür, dass es um die Bausubstanz von Gebäuden oder Brücken nicht mehr gut bestellt ist. Doch ist die Fassade nur oberflächlich betroffen? Oder ist die Statik schon so weit gefährdet, dass eine Brücke aus Sicherheitsgründen gesperrt werden muss? „Um den Zustand von Gebäuden oder Brücken zu kontrollieren, muss man bislang einen großen Aufwand betreiben“, erklärt Prof. Christian Boller, Institutsleiter des Fraunhofer IZFP und Professor für zerstörungsfreie Prüfung und Qualitätssicherung an der Universität des Saarlandes. „Vor allem bei schlecht begehbarem Gelände dauert das oft sehr lange und ist entsprechend teuer.“

Forscher des Fraunhofer IZFP und der Saar-Uni setzen bei der Inspektion der Bausubstanz auf eine Neuerung: Mit so genannten Multikoptern – das sind Mikroflugzeuge mit mehreren Rotoren – und anderen Robotern sind sie in der Lage, Schäden visuell und vor allem unkompliziert zu ermitteln. „Der Flugroboter fliegt beispielsweise ein komplettes Gebäude in einem bestimmten Muster ab“, berichtet Christian Eschmann, der als Ingenieur am Fraunhofer IZFP das neue Prüfgerät federführend mit entwickelt hat. „Dabei macht das hochauflösende Kamerasystem des Fluggeräts Bilder von jedem Gebäudeteil.“ Mit spezieller Software können die Wissenschaftler die Bilder anschließend auf dem Computer weitestgehend zusammensetzen und auswerten, wobei der Automatisierungsgrad stetig verbessert wird. „2D- und 3D-Aufnahmen geben uns genauen Aufschluss darüber, wie es um die Bausubstanz bestellt ist“, erklärt der Ingenieur weiter. Risse, die bisher aufwendig von Mitarbeitern auf der Hebebühne erfasst werden, lassen sich nun hochauflösend digital fotografieren. Dadurch werden auch ganze Rissmuster automatisch ermittelt. Diese sind ein Indikator für den Schadensfortschritt.
Zusammen mit Wissenschaftlern am Lehrstuhl von Professor Boller werden verschiedene Techniken erprobt. Hierzu zählen der modulare Aufbau der Flugroboter, die Sensorik und die Flugregelung. Derzeit sind die herausfordernden Themen das Fliegen im Schwarm und der Einsatz weiterführender Sensorik, wie man sie aus der zerstörungsfreien Prüfung kennt: Ultraschall-, Laser-, Infrarot- oder Radarsensoren. Mit solchen Verfahren kann man nicht nur die Geometrie, sondern sogar das Innenleben der zu inspizierenden Konstruktionen erfassen. „Damit könnten die Fluggeräte zusätzlich wichtige Helfer in Katastrophengebieten sein, in die man Menschen nicht entsenden kann, weil die Situation noch ungewiss ist“, erläutert Prof. Boller. ub
Universität des Saarlandes, Saarbrücken,
Tel. (0681) 3020, Halle 2, Stand C40
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