Seismische Sensoren zur Vermeidung von Erdbebenschäden

Bis 9.500 Erdstöße täglich

Erdbeben entstehen durch Verschiebungen der Kontinentalplatten. In Tiefen von fünf bis 50 km drücken sie aneinander, reiben, verkeilen und lösen sich wieder. Dies führt zu Spannungen, die sich entladen und Energie freisetzen. Die Erdbebenskala nach Richter bezeichnet die unterirdisch ausgelöste Schwingungsenergie. Medial werden Erdstöße etwa ab einer Magnitude nach Richter von 6,0 berichtet. Diese kommen jährlich weltweit rund 20 Mal vor und können große Zerstörungen in einem Umkreis von circa 70 km verursachen.

Weniger kritisch, aber weit häufiger sind Erdstöße bis Stärke 3,0: Sie erschüttern den Erdball bis zu 9.500 Mal – täglich! Die meisten dieser subtilen Vibrationen bemerken wir nicht. Dennoch leiden Bauwerke und Infrastruktur im Laufe der Zeit massiv unter dieser Dauerbelastung. Die ASC EQ-Serie ist speziell für die Dynamik dieser seismischer Vibrationen ausgelegt, um vielfältigstes Schwingungsgeschehen, Frequenzbereiche und Amplituden abzudecken. Mit den verfügbaren Messbereichen von ±3 g und ±5 g beträgt die Signal-to-Noise Ratio (SNR) rund 113 dB bei einer Bandbreite bis 20 Hz, bis 100 Hz etwa 108,5 dB.

Dauerhaftes Erdbebenmonitoring essenziell

Um die Gebäudebelastung an der Erdoberfläche zu bewerten, reicht die Einstufung der Erdbebenmagnitude nach Richter nicht aus. Hierfür werden Erdstöße nach ihrer Intensität klassifiziert. Weit verbreitet ist die zwölfgradige Europäische Makroseismische Skala (EMS 1998).

Intensitätsstufe VII entspricht hierbei einer mittleren Bodenbeschleunigung von rund 1 m/s²(0,1 g, etwa 10% der Erdbeschleunigung) und führt bereits zu Gebäudeschäden: An vielen Häusern solider Bauart treten mäßige Schäden auf (kleine Mauerrisse, Abfall von Putz, Herabfallen von Schornsteinteilen). Gebäude in schlechterem Zustand erleiden bereits größere Mauerrisse und den Einsturz von Zwischenwänden. Nach aktuellen Quellen ist rund ein Viertel der gesamten Landmasse der Erde durch Erdstöße der Intensität VII und darüber bedroht.

Dem dauerhaften Monitoring der strukturellen Integrität bestehender Gebäude kommt daher auch abseits bekannter Erdbebenzonen große Bedeutung zu. Die Konstruktion neuer Gebäude und Infrastrukturanlagen wird auf Basis in der Region gemessener Erdstoßmagnituden und -intensitäten ausgelegt, um die Gefährdung von Bauwerk und Mensch zu minimieren.

Bei kritischer Infrastruktur erfolgt zusätzlich lokales Monitoring. Dabei geht es auch um die Sicherung sensibler Arbeits- und Fertigungsprozesse wie in der Halbleitertechnologie, oder von Operationen in Krankenhäusern. Hier macht man sich die unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten verschiedener Erbbebenwellen zu Nutze. Durch präzise Messtechnologie mit minimaler Latenz können die schnellsten Wellen erfasst, in Echtzeit verarbeitet und bewertet werden, um sofort Prozessunterbrechungen oder Notabschaltungen einzuleiten. Die Zuverlässigkeit der Messtechnik ist wesentlich, denn Fehlalarme können ebenfalls folgenschwer und kostspielig sein.

Flexible Gesamtlösungen

„Mit der ASC EQ-Serie bieten wir sehr flexible Sensoren mit seismischer Messgenauigkeit“, sagt Markus Nowack, Senior Applikationsingenieur bei ASC Sensors. „Mit dieser hochpräzisen Technologie können wir unkomplizierte Gesamtlösungen ermöglichen, um die Sicherheit, Langlebigkeit und Stabilität Ihres Gebäudes, Betriebs oder Ihrer Anlage zu gewährleisten. Damit Sie sich auf das Wesentliche konzentrieren können: Ihre Leistungen störungsfrei zu erbringen.“