Oktokopter
Fliegender Prüfroboter erleichtert Bauwerksinspektionen
Ob bei Kraftwerken, Industrieanlagen oder sonstigen Bauwerken, die turnusmäßige Feststellung des baulichen Zustandes und des eventuellen Sanierungsbedarfes ist mit hohem Aufwand und Kosten verbunden. Fliegende Prüfroboter erleichtern die Inspektion und eliminieren Sicherheitsrisiken für das Personal.
Christian Eschmanns Prüfroboter scannt Gebäudeoberflächen langsam und akkurat, dabei ist er dennoch um ein Vielfaches schneller als seine menschlichen Kollegen. Dank hochauflösender Digitalkamera entgehen dem mit acht Rotoren ausgestatteten Flugroboter auch keine Betonrisse oder Fugenschäden an einer Hochhausaußenwand in 20 Metern Höhe. Christian Eschmann ist Forscher am Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken und entwickelt und adaptiert Mikrofluggeräte für Bauwerksinspektionen.
Viele der hohe Lasten tragenden Gebäude, Industrieanlagen und Brücken in Deutschland wurden schon kurz nach dem Krieg errichtet und weisen Alterungsschäden auf. »Um ihren Zustand zu kontrollieren und Gefährdungen für Menschen auszuschließen, muss derzeit bei schwer zugänglichen Bauwerken noch ein großer Aufwand betrieben werden«, sagt Eschmann. Bislang inspizieren Prüfingenieure den Beton bei den vorgeschriebenen Prüfungen mit dem bloßen Auge, eventuelle Risse tragen sie manuell in 2D-Karten ein – eine fehlerträchtige Vorgehensweise. Hinzu kommt, dass sich schwer zugängliche oder einsehbare Stellen oftmals nur mit Helikoptern, Kränen, Steigerfahrzeugen, Industriekletterern und Gerüsten erreichen lassen.
Inspektionen mit Flugrobotern sind günstig und können in kürzeren Zeitintervallen durchgeführt werden. »Für eine 20 mal 80 Meter große Fassade benötigt ein Prüfingenieur etwa zwei bis drei Tage. Unser Oktokopter braucht dafür drei bis vier Stunden«, sagt Eschmann. Die Aufnahmen erfolgen digital hochauflösend und erlauben schnelle Rückschlüsse auf den Zustand der Bausubstanz. Wenn erforderlich, kann der Optokopter auch mit einer Termografiekamera ausgestattet werden, um den Zustand einer Isolierung zu überprüfen.
Der Optokopter generiert bereits in einer Viertelstunde 1.200 Bilder, die am Computer zu einem Gesamtbild kombiniert werden. In Entwicklung ist eine Software-Suite, die Schadenserkennung, Bilderarbeitung, Datenbank und Dokumentation integriert und intuitiv zu bedienen ist. Noch muss der Optokopter manuell gesteuert werden, Eschmann und seine Kollegen arbeiten aber bereits an Navigationssensoren, die den Roboter nach vorgegebenen Mustern automatisch an einer Fassade entlang steuern. »Das ist ein bisschen wie Fliegen auf Schienen«, sagt Eschmann. »Sachverständige und eine handnahe Prüfung können durch unser Mikroflugzeug nicht ersetzt werden. Der Oktokopter beschleunigt aber das Prüfverfahren und ermöglicht ein permanentes Monitoring und eine Dokumentation von Anfang an. Ausführungsmängel und Gewährleistungsansprüche lassen sich frühzeitig erkennen, erforderliche Maßnahmen zur Instandsetzung rechtzeitig einleiten. Das heißt mehr Sicherheit für Gebäude und Menschen«, erklärt Fraunhofer-Experte Eschmann.
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