Versäumt die Baubranche immer noch den Überblick über die marode Infrastruktur?

Im letzten Jahrzehnt sind mehr als 100 zivile Infrastrukturen zusammengebrochen. Überall auf der Welt verfallen veraltete Infrastrukturen, da die Bauwerke das Ende ihrer Lebensdauer erreichen und extreme Wetterereignisse ihren Tribut fordern.

Allein in den USA nahmen Infrastruktur- und Technologieausfälle um über 800 Prozent zu, und ein Zehntel der Brücken des Landes wurden als „strukturell mangelhaft“ eingestuft. In Großbritannien kam ein kürzlich veröffentlichter Bericht des National Audit Office zu dem Schluss, dass die Infrastruktur des Landes auf die „akute Bedrohung“ durch den Klimawandel nicht vorbereitet sei. ​​

In den Industrieländern Europas sieht es ähnlich aus. Und das Problem wird immer schlimmer.

Der Bedarf an robuster, genauer und zuverlässiger Überwachung war noch nie so groß. Wie kann uns Technologie also dabei helfen, eine widerstandsfähigere Infrastruktur aufzubauen und Leben zu retten?

Die Auswirkungen einer alternden Infrastruktur

Die städtische Infrastruktur ist der Dreh- und Angelpunkt unserer Gesellschaft. Doch alternde Architektur und wachsende Bevölkerung führen dazu, dass die Gebäudeintegrität in vielen Fällen einsturzgefährdet ist.

Das Problem wird durch den Klimawandel noch verschärft. Da extreme Wetterereignisse immer häufiger werden, muss die Infrastruktur Bedingungen standhalten, für die sie schlicht nicht ausgelegt ist.

Extreme Hitze kann zum Verziehen führen, erhöhte Frost-Tau-Zyklen können zum Materialversagen führen und eine steigende Überschwemmungsgefahr kann dazu führen, dass bislang sichere Bauwerke überlastet werden.

Ob Staudämme, Eisenbahnen, Brücken oder Viadukte: Wenn die Infrastruktur versagt, sind Leben in Gefahr und lebenswichtige Vermögenswerte im Wert von mehreren Milliarden Dollar gehen verloren.

Um künftige Ausfälle zu vermeiden, ist es von entscheidender Bedeutung, in die Widerstandsfähigkeit zu investieren und dabei die Integrität unserer Strukturen zu überwachen.

Doch trotz ihrer Bedeutung sind einige Bereiche unserer Branche langsam dabei, neue Technologien anzunehmen und ihre Systeme zu automatisieren. Stattdessen verlassen sich viele weiterhin auf veraltete Überwachungssysteme, bei denen Bauingenieure eingesetzt werden, um Risiken persönlich zu identifizieren.

Dieser reaktive Ansatz ist begrenzt. Neue Technologien ermöglichen jedoch eine Umstellung auf proaktives, kontinuierliches und automatisiertes Monitoring, das aufkommende Probleme erkennt, bevor sie überhaupt auftreten.

Digitalisierung der Infrastruktursicherheit

Sie können nicht verhindern, was Sie nicht überwachen. Dank moderner Entwicklungen sind wir heute in der Lage, selbst unsere entlegensten Infrastrukturen effektiv zu überwachen und Daten zu sammeln, die wertvolle Erkenntnisse liefern und vor allem dazu beitragen können, künftige Ausfälle zu verhindern.

Möglich wird dies alles durch die Digitalisierung. Die Technologie des Internets der Dinge (IoT) erweckt große Infrastrukturen zum Leben, indem sie uns ermöglicht, die Belastungen, denen sie ausgesetzt sind, kontinuierlich zu überwachen.

Sie müssen keine Ingenieure mehr ausschicken, um Strukturen zu überwachen oder Stichprobenprüfungen durchzuführen. Stattdessen ermöglicht uns moderne Technologie, wie Schwingungsmessgeräte, mithilfe vernetzter und stromsparender eingebetteter Sensoren Daten in Echtzeit zu erfassen. Diese Daten können dann automatisch in die Cloud hochgeladen werden, wo sie rund um die Uhr aus der Ferne überwacht werden können.

Wenn man bedenkt, dass Ingenieure für Arbeiten wie Schwingungsanalysen früher genaue seismische Sensoren auf den Feldern platzieren, alle Rohdaten erfassen, ins Büro zurückkehren, die Daten in Bodenbewegungen umrechnen und alle Informationen analysieren mussten, stellt dies eine bahnbrechende Neuerung für die Infrastruktur dar.

Damit können Bauingenieure jedes Bauwerk jederzeit und überall auf der Welt überwachen. So können wir nicht nur potenzielle Fehler erkennen, sondern auch Kosten senken, den Betriebsaufwand verringern, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften erleichtern und bei der Vergabe von Aufträgen einen Vorteil erzielen.

Reparaturarbeiten an einer Brückenstützsäule (Bild: Наталья Удалова über AdobeStock – stock.adobe.com)

Prävention ist der Schlüssel

Obwohl die Vorteile der IoT-Überwachung für das Endergebnis unbestreitbar sind, liegt der wahre Wert darin, dass sie Leben retten kann. Ingenieure können jetzt beispielsweise Werkzeuge wie Neigungsmesser und Vibrationsmesser verwenden, um frühzeitige Fehler in der Infrastruktur zu erkennen, indem sie manuelle Messungen durch ununterbrochene Daten und Anomalieerkennung ersetzen.

Wir haben das lebensrettende Potenzial dieser Technologie aus erster Hand gesehen, als Neigungsmesser in der Lage waren,

um Opfer bei einem Brückeneinsturz in Johor, Malaysia, zu verhindern.

Am Tag des Vorfalls registrierten zwei Geräte eine Bewegung auf der Brücke und lösten einen automatischen Alarm aus. Diese Warnung wurde dann von einem Team erfahrener Bediener aufgefangen, die die Situation aus der Ferne überwachten und die örtlichen Behörden kontaktierten, um das Gebiet zu evakuieren und die Straße zur Brücke sofort zu sperren. Wie die Daten vermuten ließen, war ein 25 Meter langer Abschnitt der Straße und der Brücke eingestürzt, aber glücklicherweise konnten dank der automatischen Frühwarnung keine Opfer zu beklagen sein.

Dies ist nur ein Beispiel aus der Praxis, wie Investitionen in Resilienz und IoT-Technologie helfen können, sich vor größeren Infrastrukturausfällen zu schützen. Ob Brückeneinstürze, Zugentgleisungen oder Grubenunglücke – eine zukunftssichere Infrastrukturüberwachung kann Projekte risikoärmer machen und die Sicherheit erhöhen.

Schutz der Umwelt (und der Wirtschaft)

Diese neuen Technologien helfen uns nicht nur, Leben zu retten und Unfälle zu verhindern, sie helfen auch, unsere Umwelt zu schützen. Durch die Vermeidung von Ausfällen können Bau- und Tiefbauprojekte nachhaltiger werden, da die Instandhaltung über einen längeren Zeitraum hinweg verwaltet werden kann.

Dabei spielt auch eine wirtschaftliche Überlegung eine Rolle. Infrastrukturausfälle verursachen Schäden und Entschädigungen in Milliardenhöhe. Die aktuellen Zahlen sind atemberaubend, aber selbst sie könnten bald übertroffen werden, da Experten voraussagen, dass in den nächsten fünf Jahren Vermögenswerte im Wert von fast 1 Billion US-Dollar durch den Klimawandel gefährdet sind. Die Überwachung bietet eine kostengünstige Lösung, um diese Kosten zu vermeiden, was bedeutet, dass sich jeder Dollar, der in die Widerstandsfähigkeit investiert wird, in Zukunft auszahlen kann.

Bauen für die Zukunft

Ob Klimawandel, Bevölkerungswachstum oder Projekte, die das Ende ihrer natürlichen Lebensdauer erreichen – die Welt steht vor zahlreichen Herausforderungen in Bezug auf die Infrastruktur. Die Kosten eines Ausfalls sind unvorstellbar. Indem wir jedoch das Potenzial neuer Technologien und IoT-Geräte ausschöpfen, können wir dazu beitragen, Vorfälle zu verhindern, bevor sie überhaupt auftreten – eine Form der Widerstandsfähigkeit, die gut für Menschen, Projekte und unseren Planeten ist.

Andrea Bartoli ist Chief Technology Officer bei Worldsensing.