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Durability monitoring and damage detection in civil infrastructure using nanotechnology/MEMS-based devices
Überwachung der Dauerhaftigkeit und Aufspüren von Schäden mit Hilfe der Nanotechnologie und auf MEMS basierten Geräten im Brücken- und Hochbau
Robinson, Nadia; Lazare, Sammy; Saafi, Mohamed;

Kritische Systeme der gebauten Infrastruktur wie etwa Brücken, Hochhäuser, Dämme, Kernkraftwerke und Rohrleitungen stellen eine bedeutende Investition dar. Eine gesunde Ökonomie der Vereinigten Staaten und die Lebensweise ihrer Bürger hängen von der Zuverlässigkeit und Sicherheit der Elemente der Infrastruktur ab. Es ist eine Herausforderung für die Ingenieure, die Zuverlässigkeit und Sicherheit dieser großen Tragwerke angesichts terroristischer Bedrohung, Naturkatastrophen und der Langzeitschädigung zu gewährleisten. Gleichzeitig müssen die Vorgaben für das rechtzeitige Eingreifen im Notfall erfüllt sein. Diese unterschiedlichen Bedrohungen können einen bedeutenden negativen Einfluss auf die bebaute Umwelt haben. Eine permanente Zustandsüberwachung der gebauten Infrastruktur verspricht ein geeigneter Weg zu sein, um die notwendigen Informationen für eine nahezu zeitgleiche Erfassung der Zuverlässigkeit und der Sicherheit der Tragwerke zu beschaffen. Diese Information kann dazu benützt werden, die Unversehrtheit eines Tragwerkes zu bestimmen, um das Bergen und Instandsetzen nach einem Erdbeben oder nach einem terroristischen Anschlag entsprechend planen zu können. Mit diesem Wissen können die Trümmer rasch und sicher abgetragen werden und entsprechend beschädigte Bauteile können vorrübergehend gestützt werden. Diese Informationen können aber auch dazu dienen, den Beginn einer Schädigung durch lang andauernde schädigende Prozesse in Tragwerken zu erkennen. Allerdings gibt es noch wesentliche Hindernisse, eine Tragwerksüberwachung gestützt auf eingebettete Sensoren durchzuführen. Dazu zählt das Fehlen zuverlässiger, leicht einbaubarer, preisgünstiger und unter strengen Umweltbedingungen widerstandsfähiger Sensoren, die in ausgedehnte Tragwerke der Infrastruktur eng und flächendeckend eingebaut werden könnten. Die Nanotechnologie und Systeme, die auf MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) basieren, wurden in den letzten Jahren weiter entwickelt und sie stellen heute eine innovative Lösung für das übliche Aufspüren von Schädigungen dar. Diese moderne Technologie führt zu drahtlosen, Kosten günstigen, dauerhaften und kleinen Datenerfassungssystemen mit hoher Dichte. In diesem Beitrag wird über laufende Forschungsprojekte zur Anwendung der Nanotechnologie und MEMS zur Zustandsüberwachung und zur Dauerhaftigkeit an der Alabama A & M Universität (AAMU), Zentrum für Transport, Infrastruktur, Zuverlässigkeit und Sicherheit berichtet.


Artikel aus der Zeitschrift: Restoration of Buildings and Monuments=Bauinstandsetzen und Baudenkmalpflege
ISSN: 0947-4498
Jg.: 12, Nr.5/6, 2006
Seite 401-414, Abb.,Lit.

Sprache: Englisch,

Standort in der IRB-Bibliothek: IRB Z 1837