Auch wenn Betonbauwerke aussehen, als seien sie für die Ewigkeit gebaut: Strassen, Brücken und Gebäude halten den Kräften, denen sie im Alltag ausgesetzt sind, nicht ewig stand. Der Stahl, der die Bauwerke zusammenhält, ermüdet und dehnt sich unter den Belastungen immer stärker aus. Es ist essentiell, diese Spannungen messen zu können. Nur so kann der Zustand überwacht und eine geeignete Instandhaltungspolitik abgeleitet werden. Bislang mussten verkabelte Sensoren unter viel Aufwand einbetoniert und über einen wetterfesten Stecker mit der Aussenwelt verbunden werden. Die beiden Elektrotechnik-Absolventen Basil Brunner und Daniel Strässler haben nun aber einen drahtlosen Sensor entwickelt, der sich flexibel einbauen lässt und keine teure Infrastruktur an der Aussenseite des Bauwerks benötigt.

Absolvent Basil Brunner erklärt das Prinzip ihres Sensors: «Auf dem Stahl im Beton werden Dehnmessstreifen angebracht, welche die mechanische Dehnung in ein elektrisches Signal umwandeln und an den Sensor weiterleiten. Der Sensor wandelt dieses Signal in digitale Messwerte und übergibt diese an einen RFID-Baustein, wie man ihn von elektronischen Etiketten im Warenhaus kennt. Über eine integrierte Antenne können diese Daten nun jederzeit von einem Reader drahtlos abgefragt und an einen Computer oder ins Internet übergeben werden. Mit einer geeigneten Benutzerschnittstelle können die gemessen Daten dort gut lesbar und grafisch angezeigt werden.» Der Clou ist, dass die beiden Elektrotechnik-Absolventen einen passiven Sensor verwenden – einen batterielosen Sensor also, der nur dann Signale misst und sendet, wenn ein Reader diese abfragen will. «Die Antenne des Readers erzeugt beim Messen ein Magnetfeld, welches den Sensor mit genügend Energie versorgt, so dass er eine Messung vornehmen und seine Daten übermitteln kann. Dies nennt man Energy Harvesting», erläutert Basil Brunner.