Die kontinuierliche Überwachung von Brücken gilt als eine der zentralen Herausforderungen für Infrastrukturbetreiber. Nach Angaben des Bundesministeriums für Verkehr gibt es im Netz der Bundesfernstraßen rund 40.300 Brücken mit etwa 52.600 Teilbauwerken. Viele davon entstanden zwischen 1960 und 1985 und sind heute höheren Belastungen ausgesetzt als ursprünglich geplant. Alterung, steigende Verkehrslasten und begrenzte Sanierungsbudgets erhöhen den Bedarf an einer kontinuierlichen Zustandsüberwachung.

Nach Einschätzung von Delfa Systems scheitert der flächendeckende Einsatz von Sensornetzwerken bislang häufig an Installationsaufwand, Verkabelung und Nachrüstung. Das Unternehmen hat deshalb eine Monitoring-Lösung entwickelt, die Sensorik, Datenübertragung und Datenauswertung in einer gemeinsamen Infrastruktur zusammenführt.

Dünne EAP-Sensoren für verschiedene Messgrößen

Die Sensoren. © Delfa Systems

Grundlage des Systems sind Sensoren aus elektroaktiven Polymeren (EAP). Sie erfassen Veränderungen durch Dehnung, Stauchung oder andere mechanische Einwirkungen über eine Kapazitätsänderung, die digital ausgewertet wird.

Nach Unternehmensangaben sind die Sensoren weniger als einen Millimeter dick und können strukturelle Veränderungen bis in den Mikrometerbereich erfassen. Ein Sensorelement misst je nach Anwendung Dehnung, Verschiebung, Vibration oder Temperatur. Die Sensoren lassen sich mit Magnet-, Klebe- oder Klemmbefestigungen nachrüsten. Bohrungen oder Schweißarbeiten seien dafür nicht erforderlich.

Datenanalyse über Edge-Gateway

Praxisbeispiel. © Delfa Systems

Die Messdaten werden zunächst über ein Edge-Gateway verarbeitet und anschließend an eine Cloud-Plattform oder bestehende IT-Systeme übertragen. Dort lassen sich Messwerte speichern, Trends analysieren, Grenzwerte überwachen und Zustandsänderungen bewerten. Die offene Architektur ermöglicht laut Delfa Systems die Einbindung bestehender Monitoring-Lösungen sowie die Erweiterung um zusätzliche Messstellen.

Nach Angaben des Unternehmens soll das System den Übergang von periodischen Bauwerksprüfungen zu einer kontinuierlichen Zustandsüberwachung unterstützen. Veränderungen am Tragverhalten, Schwingungen, Setzungen oder Temperatureinflüsse könnten dadurch fortlaufend erfasst und Wartungs- sowie Sanierungsmaßnahmen datenbasiert geplant werden.

Delfa Systems entwickelt nach eigenen Angaben Sensorik, Elektronik, Signalverarbeitung, Firmware und Kommunikationsarchitektur im eigenen Haus. Dadurch sollen Sensoren und Dateninfrastruktur aufeinander abgestimmt und als Gesamtsystem weiterentwickelt werden.