Zeitnahes Monitoring des Korrosionsrisikos

Stahlbeton ist weltweit das meistverbreitete Baumaterial, insbesondere für grosse Infrastrukturen. Über 50% dieser Bauwerke in Europa und den USA haben ihre 50-jährige Lebensdauer bereits überschritten. Sie leiden unter Korrosion in der Stahlverstärkung und es ist schwierig zu erkennen, wann eine Reparatur notwendig ist. Die DuraMon-Lösung bringt Licht ins Dunkel.

Wir haben uns mit ETH Pioneer Fellow und DuraMon Gründerin Yurena Seguí Femenias unterhalten.

Warum sind die derzeitigen Inspektionsmethoden unzureichend?

Heutzutage verlassen wir uns in erster Linie auf die visuelle Inspektion, um den "Gesundheitszustand" des Bauwerks festzustellen. Wenn wir uns jedoch das linke Bild unten ansehen, würden wir bei der visuellen Inspektion keine Auffäligkeiten feststellen, obwohl die Schäden umfangreich sind, wie auf dem Bild rechts zu sehen ist: Eine beträchtliche Menge Stahl ist durch Korrosion zerstört worden. Man könnte also sagen, dass die derzeitigen Untersuchungsmethoden zur Bestimmung der Bausubstanz unzureichend sind. Aus diesem Grund müssen die Inspektionen um weitere Parameter ergänzt werden.

drei Bilder: Ansicht Garagenwand ohne Mängel, Ansicht Innenleben der Wand mit Mängel, Detailansicht der durchgerosteten Armierungseisen
Garage an der ETH Hönggerberg (2017-2018). (Quelle: Prof. Dr. Ueli Angst)

Der Sensor soll in Kürze auf den Markt kommen. Wie funktioniert die Technologie? Kann sie auch bei Konstruktionen eingesetzt werden, die über 30 Jahre alt sind?

Wir haben einen einzigartigen, einbaubaren drahtlosen Multifunktionssensor entwickelt, der eine kontinuierliche Langzeitüberwachung auf Korrosion und Beständigkeit ermöglicht und alle relevanten Parameter wie pH- oder Chloridwerte bewertet.

Der Sensor kann auf drei verschiedene Arten eingesetzt werden: für neue Bauwerke, bei denen der Sensor vor dem Giessen des Betons platziert wird; für bestehende Bauwerke, um deren tatsächlichen Zustand und die Korrosionsprognose zu bestimmen; für den Einsatz bei sanierungsbedürftigen Bauwerken, um die Qualität und Lebensdauer der Reparatur zu bestimmen.

In der Regel wissen wir, wo die kritischen Bereiche in den Bauten liegen und wonach wir suchen müssen. Es ist wichtig zu wissen, dass alle Betonbauten letztendlich unter Korrosion leiden - zu bestimmen, wann sie repariert werden müssen, ist die eigentliche Herausforderung.

Der Sensor ermöglicht es uns, Empfehlungen zur Dringlichkeit von Reparaturen und/oder spezifischen Reparaturstellen in Betonbauwerken abzugeben. Dies ermöglicht nicht nur eine konstante, sehr präzise Überwachung und rechtzeitige Reparatur, sondern verringert auch die Anzahl der Bauwerke, die gleichzeitig repariert werden müssen. Folglich reduziert dies die finanziellen Auswirkungen einer alternden Infrastruktur bei gleichzeitiger Gewährleistung der Sicherheit. DuraMon konzentriert sich derzeit auf bestehende Bauten, die korrodieren, und auf solche, die gerade saniert werden.

In welchen Bereichen wird die Technologie eingesetzt?

DuraMon-Sensoren können in allen Arten von Betonbauten eingesetzt werden: in Brücken, Tunnel, Garagen oder in öffentlichen und privaten Gebäuden. Mittelfristig, und um die bestehende Informationslücke in diesem Bereich zu schliessen, kann der Sensor auch zur Bestimmung der Dauerhaftigkeit neuer, nachhaltiger Materialien und Betonsorten eingesetzt werden.

Brücke mit markierten Sensoren, Computerbildschrm mit Kurve, Grafische Darstellung der Reparaturempfehlung
DuraMons Lösung besteht aus drahtlosen Sensoren, Datenanalyse und Datenauswertung. (Quelle: DuraMon)

Gibt es ähnliche Technologien auf dem Markt?

Natürlich gibt es auch andere Sensoren für Beton. Wenn es jedoch um die Bestimmung beginnender Korrosion geht, gibt es kein anderes kommerzielles Produkt zur Messung von Parametern wie pH- und Chloridwerten. DuraMon hebt sich dadurch ab, dass wir Sensormessung, detaillierte Datenanalysen und deren Interpretation als Dienstleistung anbieten.

Wer sind eure Kunden? Habt ihr laufende Projekte und Kooperationen?

Grosse Parkhäuser leiden ständig unter Wasser- und Streusalzspritzern an den Wänden. Dieses Problem wurde 2019 in einem Pilotprojekt in einem grossen, öffentlichen Parkhaus in Saas Fee (Schweizer Berggebiet) untersucht und wir haben unsere Empfehlung abgegeben. Wir haben für weitere Parkhäuser in der Region Angebote für den Einsatz unserer Technologie unterbreitet. Wir hatten auch Projekte ausserhalb der Schweiz, eines in Österreich und eines auf Kuba. Dank diesen konnten wir umfangreiche Daten über Gebäude in kalten Berggebieten sowie in heissen und feuchten Gebieten sammeln.

Darüber hinaus haben wir in Zusammenarbeit mit Lafarge/Holcim verschiedene Materialien mit unseren Sensoren analysiert, um Unterschiede in der Beständigkeit zu ermitteln.

Was sehen die Pläne für 2020/2021 aus?

Ich plane, die Firma DuraMon Anfang 2021 zu gründen und die ersten Sensoren zusammen mit unserem Service zur Datenanalyse und deren Interpretation zu verkaufen. In den nächsten Monaten werde ich weitere Partnern und Kooperationen mit Firmen suchen.

Yurena Segui Femenias
Yurena Seguí Femenias, Gründerin von DuraMon (Quelle: DuraMon)

Kontakt/Links:

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ETH Zürich: Timely repair of concrete structures

Durability of Engineering Materials Group

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