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Abschluss der letzten Projektphase des SmartBrick

Neues Frühwarnsystem für Kai- und Brückenschäden

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19. Juli 2022
Mit einer Abschlusspräsentation und einem Forschungsbericht beendete Althen zusammen mit drei anderen Unternehmen kürzlich die letzte Phase der SBIR-Ausschreibung (Small Business Innovation Research), die von der Stadt Amsterdam und RVO ondernemend Nederland initiiert wurde.

Die vier Unternehmen waren die letzten, die aus insgesamt 43 Bewerbern für das Projekt ausgewählt wurden. In dieser Projektphase (Juli 2021 bis Juni 2022) gelang es Althen, SmartBrick zu einem ausgereiften Endprodukt weiter zu entwickeln. Unterstützt durch Daten aus vielen verschiedenen Messungen auf dem Testgelände von Overamstel in Amsterdam hat der SmartBrick bewiesen, dass er in der Lage ist, sehr kleine, aber signifikante Bewegungen zu erkennen und zu messen. Dies ermöglicht den Einsatz von SmartBrick als First-Line-Detektionssystem für Kai- und Brückenschäden.

Im Juli 2020 forderte das Ministerium für Wirtschaft und Klima niederländische Unternehmen auf, in Zusammenarbeit mit der Stadt Amsterdam Vorschläge für andere innovative Lösungen als Tachymetrie und Pegelmessungen auszuarbeiten, die zur Überwachung von Brücken und Kaimauern in Amsterdam beitragen (NB1). Althen gewann sowohl in der ersten als auch in der zweiten Phase mit dem SmartBrick-Konzept. Anfang Juli 2021 begann die dritte und finale Phase, in der Althen und drei weitere Gewinner ihre innovativen Lösungen zur Überwachung in einem einjährigen Pilotprojekt weiterentwickeln.

Vier unterschiedliche Ansätze

Im Rahmen des Sensar-Projekts werden Satellitendaten verwendet, um Bewegungen von Brücken und Kaimauern zu ermitteln. Iv-Infra lokalisiert Veränderungen von Objekten aus dem Wasser mit einem 3D-Laserscan. Das Villari-Projekt in Delft umfasst die Messung von Rissen in Stahlkonstruktionen mit kabellosen Sensoren. Althen entwickelte SmartBrick, eine spezielle Sensorlösung ohne Gateway und Stromversorgung, die den baulichen Zustand von Kaimauern und Brücken in Amsterdam mindestens fünf Jahre lang online und ohne Wartung überwachen kann.

SmartBrick

SmartBrick ist ein skalierbarer, einfach zu implementierender und intelligenter Sensor, der die frühzeitige Erkennung eines möglichen Versagens von Kaimauern und Brücken effizienter, schneller, genauer und kostengünstiger macht. Gestützt auf Daten aus Messungen auf dem Overamstel-Testgelände, praktischen Tests an mehr als 20 Orten in Amsterdam, manuellen Messungen der Neigung an Gerüsten und theoretischen Simulationen hat Althen untersucht, wie diese Neigung vor dem Einsturz von Kajmauern und Brücken warnen kann. In dieser letzten Phase des SBIR ist das Produkt tatsächlich umgesetzt worden: Anfang 2022 wurde eine voll funktionsfähige Lösung vorgestellt, sowohl in Bezug auf die Hardware als auch auf das erforderliche Daten-Dashboard. Die Lösung umfasst auch die Installations- und Wartungsprotokolle, die Fähigkeit zur Serienproduktion und den nachgewiesenen Prognosewert für das strukturelle Versagen von Brücken und Kaimauern.

Overamstel-Test

"SmartBrick ist nicht unbedingt eine Raketenwissenschaft, wenn man sich den Neigungssensor an sich ansieht. Aber die Kombination der Funktionen machen den Sensor am Ende innovativ und einzigartig: Kabellos, mit einer Batterie die fast sieben Jahre hält, bei der Übertragung von 4 Datenpaketen pro Tag sowie ein extrem benutzerfreundliches Dashboard", erklärte Thijs Haselhoff, CEO von Althen, während seiner Abschlusspräsentation. "Wir waren mit den Ergebnissen der Belastungstests sehr zufrieden. So konnten wir in einer kontrollierten Umgebung zeigen, dass SmartBrick zur Erkennung von Bodensenkungen eingesetzt werden kann."

Althen erklärt im Abschlussbericht, dass die Ingenieure während des Overamstel-Tests auch in der Lage waren, die Genauigkeit von SmartBrick zu validieren, indem es mit einem teuren, hochgenauen Referenzsensor verglichen wurde. Die Daten waren identisch.

Anwendung von SmartBrick

"Um ehrlich zu sein, ist die kompakte Neigungssensorlösung für die hochpräzise Abbildung von Verformungen weniger geeignet. SmartBrick ist jedoch für die großflächige und hochfrequente Überwachung und Erkennung von Bewegungen gedacht, so dass rechtzeitig Warnungen ausgegeben und gründliche, gezielte Inspektionen durchgeführt werden können. In Zusammenarbeit mit der Gemeinde und Deltares haben wir eine gemeinsame Vision für die verschiedenen Anwendungen entwickelt. Der SmartBrick erweist sich als sehr wertvoll im Überwachungsprozess von Amsterdam: An Kaimauern der Risikoklasse B zur frühzeitigen Erkennung von Kaibewegungen und möglichem Kaiversagen, unter Brücken und in Kombination mit Tachymetrie in einem Überwachungssystem für hohe Risiken", erklärt Bernd Rietberg von Althen.

Wie geht es weiter?

Für das IoT-Team von Althen bedeuten der Abschlussbericht und die Präsentation von Althen für die Stadt Amsterdam nicht das Ende des SmartBrick-Projektes. "Derzeit arbeiten wir im Team an einem ultrapräzisen SmartBrick für Anwendungen, bei denen eine Genauigkeit von einem Tausendstel Grad erforderlich ist, während wir derzeit über einem Hundertstel Grad liegen. Wir wurden von der Gemeinde auch gebeten, die Anwendbarkeit von SmartBrick unter Wasser zu prüfen. Die ersten Testergebnisse der zusätzlichen Antenne sind sehr ermutigend", stellt Thijs Hasselhoff zufrieden fest. Im Herbst plant die Stadt Amsterdam, den vier Unternehmen weitere Informationen über die künftige Fortführung des Monitoringprozesses in der Stadt zu verschaffen.

Haben Sie Fragen zu SmartBrick oder anderen IIoT-Messlösungen für Ihre Anwendung? Wir helfen Ihnen gerne.

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