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Alarm im Beton

Viele Brücken sind in einem schlechten Zustand. Ein neues Warnsystem könnte Unglücksfälle verhindern.






Links: die Brücke, die Alarm schlug.
Rechts: ein runder Feuchtigkeitssensor

• Die SMS kam an einem Sonntag im vergangenen Oktober. Timo Roth hatte gerade mit seiner Familie gefrühstückt, als um 9.52 Uhr sein Mobiltelefon klingelte und die Nachricht erschien: „Alarm Wassereinbruch Bauwerk 11“. Roth ist kein Feuerwehrmann, sondern Bauingenieur bei der Stadt Ulm, und das Bauwerk 11 eine rund 300 Meter lange Talbrücke im Südwesten der Stadt. Jeden Tag wird sie von durchschnittlich rund 16 000 Autos passiert.

Ausgelöst hatte den Alarm ein elektronisches Überwachungssystem, das täglich den Feuchtigkeitsgehalt im Hohlkasten der Brücke unterhalb der Fahrbahn misst. Trotz der dramatisch klingenden Nachricht war Roth klar, dass, anders als beim Unglück in Genua im August 2018, keine unmittelbare Gefahr für Leib und Leben bestand – aber doch eine schleichende Bedrohung für das Bauwerk, die es möglichst schnell zu beseitigen galt. So fuhr er am Tag darauf zur Brücke, kontrollierte an einem Prüfmodul die Zustandsmeldungen der elektrischen Fühler darin und konnte den Schaden innerhalb weniger Sekunden lokalisieren: Im dritten Pfeiler hatte der dritte Sensor der dritten Meldegruppe angeschlagen.

Roth kletterte an der Betonstütze hinauf und rund 50 Meter weit in den Hohlkasten hinein, durch den Regenwasser in Rohren abgeleitet wird. Tatsächlich fand er dort eine Pfütze und eine defekte Muffe in der Hauptleitung darüber. Das Bauteil war vermutlich durch den starken Temperaturwechsel nach dem heißen Sommer gerissen. Die Überwachungsanlage, die erst im Frühjahr zuvor eingebaut worden war, hatte funktioniert.

„Früher wäre uns der Schaden womöglich erst nach Monaten bei der nächsten Routinebegehung aufgefallen“, sagt Roth. In der Zeit wäre über den Winter immer mehr streusalzhaltiges Wasser in die Substanz der Brücke gelaufen und hätte dort auf Dauer die stabilisierenden Stahlgitter im Beton angegriffen. So konnte die morsche Muffe frühzeitig ausgetauscht und Geld für aufwendigere Reparaturen am Bauwerk gespart werden.


Benedikt Seuss, Mitgründer von BS2, in der Werkstatt

Als das Warnsystem kurz vor Weihnachten erneut anschlug und ein Schaden an der Brücke rasch behoben werden konnte, schrieb Roth eine Dankes-E-Mail an Benedikt Seuss. Der 33-Jährige ist Hauptgesellschafter der BS2-Firmengruppe, die die Sensoren herstellt. Dass er einmal im Betonbauwerk-Überwachungsgewerbe landen würde, war nicht abzusehen gewesen. Es hatte sich eher zufällig ergeben.

Mit 16, noch vor dem Abitur, hatte Seuss die Firma gegründet, zusammen mit einem Freund, der am gleichen Tag Geburtstag und dessen Name dieselben Initialen hat – so entstand der Firmenname BS2. Beide kannten sich mit Computern aus, und so begannen sie von ihrer rheinischen Heimatstadt Boppard aus, kleine und mittelständische Betriebe in der Region Koblenz mit Rechnern und Software auszustatten. Bis heute macht diese Abteilung den Großteil des Umsatzes. Später erweiterte die Firma ihr Angebot um Datenschutz, IT-Sicherheit und Cloud-Lösungen.

„Ein befreundetes Ingenieurbüro beauftragte uns dann, ein Programm zu entwickeln, mit dem sich die Zugänge großer Wasserreservoirs drahtlos kontrollieren lassen“, sagt Seuss. „Die Software schlägt mithilfe eines Sensors Alarm, sobald sich Unbefugte an den Zugängen zu schaffen machen. Das war für uns der Einstieg ins Überwachungsgeschäft.“ Die Idee mit den Feuchtigkeitsfühlern habe dann ein Parkhausbetreiber angeregt. „Der sagte: ,Die Gebäude verrotten uns derart schnell, weil das von den Autos im Winter eingebrachte salzhaltige Wasser die Substanz schädigt. Könnt ihr uns helfen?‘ “

Zunächst stieg Alexander Rinke, der Besitzer des Ingenieurbüros, als Partner in die Tochterfirma BS2 Sicherheitssysteme ein. Diese entwickelte in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme einen marktreifen Fühler.

Den wollte allerdings erst einmal kaum einer haben. „Die Markteinführung war ziemlich zäh“, sagt Seuss. „Die Substanz von Betonbauwerken automatisch zu überwachen galt noch vor fünf bis zehn Jahren als Hexenwerk. Stattdessen klopften die Prüfer lieber wie eh und je mit Hämmerchen an die Mauern oder zerstörten Teile davon, um sie auf Schäden zu kontrollieren. Und an den Hochschulen spielte Sensorik damals auch noch keine große Rolle.“

Dabei war Seuss und seinen Kollegen klar: Der Markt ist da, der Kontrollbedarf groß. Allein im deutschen Bundesfernstraßennetz gibt es fast 40 000 Brücken. Rund zwölf Prozent davon wiesen laut der Bundesanstalt für Straßenwesen im vorigen Herbst einen „nicht ausreichenden“ oder „ungenügenden“ Zustand auf – wobei eine schlechte Note nicht unbedingt eine mangelhafte Substanz bescheinigt, sondern auch von fehlenden Gitterstäben im Geländer herrühren kann. Dazu kommen noch einmal gut 400 Straßentunnel im Bundes-, Länder- und Kommunalbestand. Und Millionen weiterer Betonbauwerke im In- und Ausland.


Bauwerk 11 in Ulm: Timo Roth prüft die Lager der Brücke

Erspäht von der Telekom

Die Marktchancen und das Potenzial der BS2-Sensoren erkannte auch ein großer Konzern: die Deutsche Telekom. Stets interessiert an innovativen Start-ups, meldeten sich die Späher von „Hubraum“, dem Technik-Inkubator des Unternehmens, bei Seuss und seinen Kollegen. „Die Deutsche Telekom ist auf uns zugekommen, weil sie Anwendungen für ihre Technik rund um das aufkommende Internet der Dinge sucht“, sagt der Firmenchef. Seit rund anderthalb Jahren arbeite man nun in einer strategischen Partnerschaft zusammen.

Die Telekom-Tochter T-Systems stellt die Netzanbindung der Sensoren sowie damit verbundene Cloud-Dienste bereit und vertreibt die Fühler auch unter ihrer Marke. Seuss: „Wir profitieren als kleine Firma sehr von dieser Kooperation, weil uns das Vertriebsnetz und die Technikressourcen des Konzerns zur Verfügung stehen. So können wir über den Kirchturm hinausblicken und leichter internationale Märkte erreichen, zum Beispiel in den USA und in Asien.“

Im Gegenzug kommen T-Systems die Kreativität, die flachen Hierarchien und die Risikobereitschaft des kleinen Partners zugute – Eigenschaften, die man in einem großen Konzern oft vermisst. „Die Telekom ist wie ein Tanker“, sagt Ulf Moorfeld, bei T-Systems zuständig für das Internet der Dinge. „Bevor der sich dreht, vergehen Stunden. Doch wenn er einmal in Fahrt kommt, ist er nicht mehr so leicht aufzuhalten.“ Agilität und Marktmacht wolle man in dieser Partnerschaft verbinden.

Der Telekom eröffne BS2 mit seinen Sensoren neue Märkte, sagt Moorfeld. „Wir sprechen jetzt Kunden an, die wir vorher gar nicht kannten.“ Und diese brächten die Partner mit ihrer Nachfrage wiederum auf ganz neue Geschäftsideen, fern der reinen Bauwerksüberwachung. „Die Daten, die die Sensoren liefern, sind der eigentliche Schatz. Sie geben Aufschluss darüber, wie gut oder schlecht der Zustand eines Bauwerks ist. Das interessiert zum Beispiel Architekten, Versicherungen und Finanzunternehmer.“

Wird angesichts solcher Aussichten aus der Partnerschaft womöglich noch mehr? „Derzeit steht für uns die strategische Kooperation im Fokus“, sagt Moorfeld. Eine Übernahme sei aktuell nicht geplant. Laut Benedikt Seuss hat die Telekom BS2 vor einiger Zeit jedoch angeboten, in die Firma als Minderheitsgesellschafter einzusteigen. „Damals haben wir abgelehnt, weil wir erst einmal alle Fäden in der Hand behalten wollten“, sagt er. Inzwischen sei die Firma aber offen für Angebote. Seuss: „Wir haben in den vergangenen sechs Jahren vor allem an der Technik gearbeitet und sie fast nur auf Fachmessen präsentiert. Nun bauen wir den Vertrieb auf.“ Dabei wolle man die Sensoren im größeren Stil auf dem Weltmarkt anbieten und deutlich größere Aufträge als bisher abschließen – dafür seien entsprechende Mittel nötig.

Doch so eine Skalierung sei für eine Firma wie BS2 nicht einfach. Denn noch ist die Gruppe mit ihren 25 Mitarbeitern und fünf Millionen Euro Umsatz pro Jahr ein eher kleiner mittelständischer Betrieb, der mit Augenmaß gewachsen ist. Seuss hat das ehemalige Wohnhaus seines Großvaters in Boppard zur Firmenzentrale umgebaut. Die Sensoren werden im benachbarten Ortsbezirk Buchholz von Hand endgefertigt, und in Koblenz unterhält die Firma ein kleines Vertriebsbüro. „Wir haben alle Gewerke vom Elektroniker über den Bauingenieur bis zum Informatiker an Bord“, sagt Seuss. „So können wir unsere Produkte leichter eigenständig entwickeln.“

Die Sensoren, die wenig größer als ein Eishockey-Puck sind, funktionieren nach einer einfachen Methode: An ihrer Außenseite verlaufen zwei getrennte Metallbänder, von denen eines zur Messung unter Strom gesetzt wird. Ist der Beton feucht, fließt die Energie über das Wasser von einem Band zum anderen. Je nasser die Umgebung ist, desto besser wird der Strom geleitet und desto höher ist der vom Gerät gemessene Wert.

„Die Sensoren selbst benötigen keine Batterie“, sagt Seuss. „So können sie 30 bis 60 Jahre wartungsfrei im Bauwerk verbleiben.“ Zum Messen werden die Geräte von außen mit Energie „beschossen“ – entweder per Hand mit einem speziellen Lesegerät oder automatisch von einem Kästchen, das in der Nähe des Fühlers installiert wird. Es empfängt die vom Sensor erhobenen Daten und sendet sie per Funk an einen Rechner. Stellt dieser fest, dass ein bestimmter Schwellenwert überschritten wird, löst er Alarm aus.

Neben den Feuchtigkeitsmeldern bietet BS2 auch Sensoren an, die frühzeitig vor tatsächlicher Korrosion im Stahlbetonbauwerk warnen. Mit beiden Produkten habe man derzeit technisch die Nase vorn. „Soweit wir wissen, bietet kein Konkurrent ein vergleichbares kabel- und energieloses System an“, sagt Seuss. Patente dafür seien angemeldet oder bereits erteilt.


Timo Roth inspiziert das Innere der Brücke. Rechts: ein Feuchtigkeitssensor mit Fühlern, die im Beton stecken, und blauem Kabel, das zum Messkasten führt

Rund 1500 Fühler beider Sorten sind derzeit laut BS2 in ungefähr 150 Bauwerken im Einsatz, vor allem in Deutschland, Österreich, der Schweiz und den Niederlanden. In Rotterdam wachen sie über die Hafenmauer, in Linz über einen Kühlturm und in New York probeweise über die Wände des Lincoln-Tunnels. „Die Geräte bieten sich für alle Arten von Betonbauten an“, sagt Seuss. Auf dem heimischen Markt seien sie besonders in privaten Parkhäusern gefragt. Die Bundesanstalt für Straßenwesen testet die Sensoren gerade mit einer Pilotstudie in einer Brücke bei Köln. Abgesehen davon würden diese in öffentlichen Brücken aber noch selten eingesetzt.

Vor allem auf kommunaler Ebene erlebt Benedikt Seuss Ansprechpartner wenig offen. „In den zuständigen Verwaltungen wird oft nicht besonders nachhaltig gedacht“, klagt er. „Da fragt sich ein Oberbürgermeister schon mal, warum er für die Sensoren in seiner Amtsperiode zusätzlich Geld ausgeben soll, wenn die langfristigen Schäden vermutlich erst nach seiner Regierungszeit auftreten.“ Zudem reagierten die Verantwortlichen oft erst, wenn größere Schäden festgestellt würden, statt bereits frühzeitig drohenden Defekten entgegenzuwirken.

Kein zielloses Kriechen durch enge Gänge mehr

Timo Roth ist da eine Ausnahme. Als Projektleiter ist er bei der Stadt Ulm für 70 Brücken zuständig, die BS2-Sensoren hat er bislang in zwei Bauwerken installieren lassen. „Das System hat viele Vorteile für uns“, sagt er. „Es ist sensibler als der Mensch, es erkennt auch kleine Feuchtigkeitsmengen, die über Nacht äußerlich trocknen und die wir schon bei einer Begehung am nächsten Tag gar nicht mehr bemerken würden.“ Früher habe er mit seinen Kollegen im Winterhalbjahr ein Bauwerk zwei- bis dreimal überprüft. Dazu wurde die Brücke halbseitig gesperrt und aufwendig Wasser von oben in die Abflüsse gepumpt, um eventuelle Lecks in den Leitungen zu entdecken. Die Kontrolleure mussten dafür durch den nur rund 80 Zentimeter hohen Hohlkasten kriechen – 300 Meter weit. Das ist heute nicht mehr nötig.

Auf lange Sicht sparten die Sensoren zudem Geld. „Für das System an Bauwerk 11 haben wir 13 429 Euro bezahlt, dazu kommen 1500 Euro im Jahr für die Wartung“, sagt Roth. „Eine einzige Routinebegehung kostet rund 1000 Euro – spätestens nach 14 Jahren hat sich die Investition also amortisiert.“ ---

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