Riesenwellen exakt vermessen – für effektiven Tsunami-Schutz

14.02.20 07:33

Auf hoher See merken die japanischen Fischer nichts. Alles ist ruhig, der Seegang normal. Beim Einlaufen in den Hafen kommt jedoch der Schock: Vom Ort ist kaum noch etwas übrig – eine gigantische Welle hat Häuser, Boote, Tiere und Menschen mit zerstörerischer Wucht getroffen. Das Phänomen wird „Hafenwelle“ genannt: Tsunami. Einen wichtigen Beitrag zur Tsunami-Forschung leisteten Kraftsensoren von Kistler.

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Wie britische Forscher mit Sensoren von Kistler die Effizienz von Küstenschutzmaßnahmen sicherstellen

Für ein effektives Design der Schutzmaßnahmen sind Kenntnisse über die Kräfte, welche die Wellen beim Aufprall auf die Strukturen erzeugen, wichtig. Damit den Küstenschutzbehörden beim Bau der Anlagen künftig gesicherte Daten zur Verfügung stehen, schlossen sich zwei Partner zusammen: HR Wallingford, eine unabhängige Vereinigung zur Erforschung von Hydraulik, und Dr. David McGovern, Dozent an der South Bank University und ehemaliger wissenschaftlicher Mitarbeiter am University College in London. Im britischen Wallingford steht einer der aktuell größten Wellenkanäle Europas. Dabei handelt es sich um die einzige Lokalität weltweit, in der Tsunamis simuliert werden können. Die Versuche werden in einem Maßstab von 1:50 durchgeführt. Der Simulator misst 70 auf 4 Meter. Die Kräfte, die einen Tsunami entstehen lassen, sind äußerst komplex und lassen sich erst verstehen, wenn man ihren Aufbau im dreidimensionalen Raum untersucht.

Um die Kräfte beim Aufbau der Welle realistisch abbilden zu können, wandte sich Dr. McGovern an den Schweizer Sensorik-Experten Kistler. Als Marktführer für piezoelektrisches Messen arbeitet Kistler mit Sensoren aus speziell gezüchtetem Quarzkristall. Dieser wandelt Kräfte, die durch Wellen und sich bewegende Wassermassen entstehen, in elektrische Ladung um und macht sie damit messbar. Die Besonderheit: Für die Tsunamiforschung kamen Sensoren zum Einsatz, die Kräfte in allen drei Dimensionen messen können.

So war es dem Forscherteam möglich, den Aufbau der Welle über den gesamten Zeitverlauf im Raum exakt zu vermessen. Ganz nebenbei konnte das Team auch feststellen, dass die Daten der künstlichen Wellen den Daten von realen Tsunamis entsprachen. Aussagekraft und Verlässlichkeit der Forschungsergebnisse waren damit sichergestellt. Die Daten bilden nun eine gesicherte Grundlage für künftige Bauvorhaben im Küstenschutz, da sich die Auswirkungen von Tsunamis auf die verschiedenen Bauformen endlich verlässlich simulieren und berechnen lassen. Das britische Team mit Unterstützung der Schweizer Messtechnikexperten leistet somit einen wichtigen Beitrag dazu, dass künftige Schutzmaßnahmen helfen Menschenleben zu retten.

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Im britischen Wallingford steht einer der größten Wellenkanäle Europas, in dem sich Tsunamis in einem Maßstab von 1:50 simulieren lassen. (Quelle: © HR Wallingford www.hrwallingford.com)

 

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Für die Tsunamiforschung kamen Sensoren von Kistler zum Einsatz, die Kräfte in allen drei Dimensionen messen können. So war es dem Forscherteam schließlich möglich, den Aufbau der Welle über den gesamten Zeitverlauf im Raum exakt zu vermessen. (Quelle: © HR Wallingford www.hrwallingford.com)

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Für die Vermessung der Wassermassen kamen spezielle 3D-Kraftsensoren von Kistler zum Einsatz, die Kräfte in allen drei Dimensionen messen können. (Quelle: Kistler Gruppe)

 

Medienkontakt
Cara-Isabell Märcklin
Externe Kommunikation
Tel.: +41 52 2241 292
E-Mail: cara-isabell.maercklin@kistler.com

Über die Kistler Gruppe
Kistler ist Weltmarktführer für dynamische Messtechnik zur Erfassung von Druck, Kraft, Drehmoment und Beschleunigung. Spitzentechnologien bilden die Basis der modularen Lösungen von Kistler. Als erfahrener Entwicklungspartner ermöglicht Kistler seinen Kunden in Industrie und Wissenschaft, Produkte und Prozesse zu optimieren und nachhaltige Wettbewerbsvorteile zu schaffen. Das inhabergeführte Schweizer Unternehmen prägt durch seine einzigartige Sensortechnologie zukünftige Innovationen in der Automobilentwicklung und Industrieautomation sowie zahlreichen aufstrebenden Branchen. Mit einem breiten Anwendungswissen und der absoluten Verpflichtung zu Qualität leistet Kistler einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung aktueller Megatrends. Dazu gehören Themen wie elektrifizierte Antriebstechnologie, autonomes Fahren, Emissionsreduktion und Industrie 4.0. Rund 2.200 Mitarbeitende an über 60 Standorten weltweit widmen sich der Entwicklung neuer Lösungen und bieten anwendungsspezifische Services vor Ort. Seit der Gründung 1959 wächst die Kistler Gruppe gemeinsam mit ihren Kunden und erzielte 2019 einen Umsatz von CHF 466 Millionen. Rund 7 % davon fließen zurück in Forschung und Technologie – und damit in bessere Ergebnisse für alle Kunden.

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