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Der Damm-Tomograph

Technik. - Um den Zustand von Dämmen präziser als bislang untersuchen zu können, erproben US-Forscher eine neue Technik. Sie jagen Schallimpulse durch den Deich und nehmen Bilder aus dessen Inneren auf. Die neue Methode soll Schwachstellen erkennen, bevor es zu Lecks oder gar zu Brüchen kommt.

Von Frank Grotelüschen | 19.03.2008
    80.000 Dämme und Deiche. Soviel gibt es allein in den USA, schätzt Craig Hickey, Physiker an der University of Mississippi. Doch viele dieser Dämme könnten schon bald Probleme machen.

    " Als man die Dämme baute, waren sie für eine Lebenserwartung von 50 Jahren ausgelegt. Dieses Alter erreichen jetzt viele Deiche. Deshalb haben wir eine Methode gesucht, mit der man den Zustand dieser alten Dämme untersuchen kann. "

    Bislang inspizieren die Behörden die Deiche nur von außen. Dadurch kann man zwar einiges erkennen, Erosionsschäden zum Beispiel. Aber: Die Inspekteure haben natürlich keinen Röntgenblick, können also nicht in einen Erdwall hineinschauen. Ein Manko, denn:

    " Im Laufe der Zeit kann Wasser in den Damm hineinsickern und dort die feinsten Erdkrümelchen auswaschen. Allmählich gräbt sich das Wasser immer größere Kanäle. An einigen Stellen kann es den Damm dann aushöhlen und gefährliche Schwachstellen schaffen. "

    Um diese unsichtbaren Schwachstellen aufzuspüren, testen die Forscher ein Verfahren namens Tomographie. Man kennt es gemeinhin aus der Medizin: Mit Kernspin- oder Computertomographen können Ärzte räumliche Bilder aus dem Körperinneren aufnehmen. Für seine Tomographie nutzt Hickey natürlich weder Röntgenstrahlen noch Magnetfelder wie im Krankenhaus, sondern: Schall, und zwar mit Frequenzen um die 100 Hertz.

    " Wir installieren Dutzende von Sensoren auf der Krone des Damms. Es sind so genannte Geophone, wie man sie in der Erölindustrie nutzt, um Lagerstätten aufzuspüren. Dann geben wir kurze, heftige Stöße in die Erde, zum Beispiel mit einem Hammer. Bei jedem Schlag läuft eine Erschütterungswelle durch den Damm. Das Entscheidende: Sollten Hohlräume im Deich sein, ist in ihnen die Schallgeschwindigkeit deutlich niedriger als in den intakten Stellen. Und genau das können unsere Geophone messen. "

    Per Rechner können die Forscher Bilder des Deichinneren rekonstruieren. Schwachstellen erscheinen darin tiefblau. Anhand dieser Bilder können Experten entscheiden, ob sie den defekten Damm ersetzen müssen oder ob er noch reparabel ist, etwa indem man die Hohlräume mit Beton verfüllt. Im übrigen funktioniert das Verfahren nur bei Erdwällen. Für Staumauern aus Beton eignen sich andere Methoden, insbesondere Radar. Hickey jedenfalls hat seine Akustik-Methode schon an zwei Dämmen getestet. Beim ersten konnte er problemlos eine Betonröhre identifizieren, die acht Meter tief im Deich steckte.

    " In den zweiten Damm haben wir absichtlich Schäden eingebaut - ein paar Löcher, durch die Wasser hindurchsickerte. Und auch diese Schwachstellen konnten wir mit unserer Methode aufspüren. "

    Jetzt will Hickey seinen Damm-Tomographen weiter testen und verfeinern. Ende des Jahres, so hofft er, könnte er dann einsatzreif sein.