INGENIEUR.de berichtet

Basel sichert Gasnetz

Bei Erdbeben entscheiden Sekunden über Leben und Tod. Das Frühwarnsystem eines deutschen Entwicklers schlägt bis zu 30 Sekunden vor dem Beben Alarm. Es kann sogar die Infrastruktur ganzer Städte sichern und Gasleitungen und Fahrstühle abschalten. Das erdbebengefährdete Basel sichert so sein kommunales Gasnetz.

In den fünf Verteilerstationen Basels, die Erdgas in das öffentliche Netz einspeisen, sind seit kurzem Sensoren montiert, die im Fall des Falles die gesamte Gasversorgung der Industriestadt abschalten kann. Entwickelt wurden sie vom Elektrotechniker Jürgen Przybylak aus Castrop-Rauxel. Er ist mächtig stolz, dass sein System helfen soll, die am stärksten von Erdbeben bedrohte Stadt Zentraleuropas vor den Folgen eines Bebens zu schützen.

Hinter dem System steckt die Firma secty electronics aus Castrop-Rauxel im Ruhrgebiet. „Unser System ist mittlerweile in 25 erdbebengefährdeten Ländern im Einsatz“, erklärt Geschäftsführer Przybylak im Gespräch mit Ingenieur.de. „Durch die modulare Bauweise kann das System auf verschiedene Anforderungen zugeschnitten werden – von Einfamilienhäusern über Mehrfamilienhäuser, Schulen, Hochhäuser, Hotels bis hin zu Industrieanlagen.“

Im Vergleich zu den sehr aufwendigen Sensorsystemen der Universitäten ist die Technik aus Castrop-Rauxel recht einfach. Die Sensoren werden im Gebäude so tief wie möglich an einem Betonpfahl befestigt. Przybylaks Sensortechnik gelingt das Kunststück, Erschütterungen etwa durch einen vorbeifahrenden ICE von den Wellen zu unterscheiden, die vor einem Beben messbar sind.

Sensoren erfassen P-Wellen 30 Sekunden vor dem Beben

Seine Sensoren erfassen die ungefährlichen Erdbebenwellen (P-Wellen), die sich vor einem Erdbeben im Erdinnern ausbreiten. Eine Auswerteelektronik analysiert sie in Sekundenschnelle. Sobald ein eingestellter Schwellenwert überschritten ist, gibt das System Alarm.

Für das Gasnetz in Basel mussten die Ingenieure aus dem Ruhrgebiet ein präzises Zusammenspiel zwischen Frühwarnsystem und Steuerungselektronik im Gaswerk hinbekommen. Schließlich kann sich eine Industriestadt keine blinden Alarme und Unterbrechungen der Gasversorgung erlauben. „Nachdem das jetzt funktioniert, hat man ein sicheres Gefühl für die Bevölkerung“, freut sich Przybylak im Gespräch mit Ingenieur.de.

In Basel müssen zwei Sensoren Alarm schlagen, damit automatisch die Gaszufuhr der gesamten Stadt abgeschaltet wird. Mit dem System aus dem Ruhrgebiet wollen die Stadtwerke Basels verhindern, dass Explosionen durch austretendes Gas aus beschädigten Leitungen nach einem Beben für verheerende Schäden sorgen. Die Gefahr ist in Basel gar nicht mal so weit hergeholt. Denn Basel liegt im Oberrheingraben, dem aktivsten Erdbebengebiet im deutschsprachigen Raum.

In Chile warnte das System eine Schule vor einem Beben

Das System hat sich sogar schon einmal im Ernstfall bewährt – an einer deutschen Schule in Santiago in Chile. 2000 Kinder besuchen die Schule. Zwar kam das schwere Erdbeben nachts und alle Kinder waren Zuhause. Doch der Hausmeister und seine Familie, die zu der Zeit einzigen Menschen in der Schule, brachten sich rechtzeitig in Sicherheit. 30 Sekunden vor dem Beben gab Przybylaks Erdbebenmelder Alarm.

Die Bayer AG hat im Dezember vergangenen Jahres ihr Werk im mexikanischen Veracruz mit der Technik ausgerüstet, um die Anlagen im Fall eines Bebens so schnell wie möglich abschalten zu können. In Haiti ist die Technik auch schon installiert und mit Lautsprecheranlagen verbunden, die die Menschen vor einem Beben warnen, damit die Bewohner noch rechtzeitig die Häuser verlassen können.

Doch nicht nur Menschen können gewarnt werden. Die Technik kann Fahrstühle anhalten und Rolltreppen in Parkposition bringen. Fluchttüren öffnen sich, die Notbeleuchtung schaltet sich ein und Notstromgeneratoren in Krankenhäusern aktivieren sich, bevor die Stromversorgung zusammenbricht und Patienten zu Schaden kommen. Natürlich ist auch an die Sicherheit von Hausbewohnern gedacht, die Alarmkästen in ihren Wohnungen installieren können. Sie schlagen Alarm, so dass Bewohner einsturzgefährdete Häuser rasch verlassen können.

Das System ist so günstig, dass es sich auch Privatpersonen und Unternehmen leisten können, ist Przybylak überzeugt: „Ein Erdbebenmelder, an den sich vier Sirenen für vier Nachbarn anschließen lassen,kostet rund 3000 Euro. Für ein Hochhaus mit 20 Wohnungen kostet das System rund 10.000 Euro, als 500 Euro pro Partei.“

Leichte Konfiguration nach dem Plug-and-Play-Prinzip

Ein weiterer Pluspunkt des Frühwarnsystems, das weltweit fast konkurrenzlos dasteht, ist laut Przybylak die leichte Bedienbarkeit: „Der Kunde kann nach dem Plug-and-Play-Prinzip acht verschiedene Schwellenwerte konfigurieren. Er kann damit festlegen, dass das System
beispielsweise beim Überschreiten des Schwellenwertes eins einen optischen Alarm gibt,
beim Überschreiten des Schwellenwertes zwei hingegen einen akustischen.“ Die Algorithmen zur Auswertung der P-Wellen stammen vom Kooperationspartner des Projekts, dem Geo-Forschungszentrum Potsdam.

Artikel von Patrick Schroeder