Innovation aus Villach: Sensoren in Holzkonstruktionen

Viel zu oft ist es schon passiert, dass Unfälle aufgrund von instabilen Holzkonstruktionen passiert sind. Ein Beispiel: 2006 stürzt eine Deckenkonstruktion einer Eishalle in Bayern in sich zusammen – 15 Menschen kommen dabei ums Leben. Solche Unfälle dürfen nicht mehr passieren – intelligente Sensoren im Leim sollen helfen.

Villach als Vorreiter

Solche Sensoren werden derzeit im Projekt OptiSense von Forschern des Kompetenzzentrums Holz und des Carinthian-Tech-Research-(CTR-)Zentrums in Villach entwickelt. Die CTR ist ein außeruniversitäres Forschungszentrum für Intelligente Sensorik und Systemintegration. Als Bindeglied zwischen Wissenschaft und Wirtschaft ist die CTR in regionale, nationale und internationale Forschungsprojekte eingebunden, um Lösungen vom Labor in die industrielle Praxis zu bringen.

Wie funktioniert das “intelligente Holz”?

Vereinfacht gesagt werden hier Leiterbahnen in Leimfugen von Holzträgern eingefügt. Die Sensoren können melden, wie gut der Leim das Holz noch verbindet.

lhren Effekt sollen die smarten Sensoren helfen, die Produktionszeit zu verkürzen und die Qualität zu steigern, indem sie die Dauer des Vernetzungsgrades der Materialien kontrollieren, kann sich der Produktionsdurchsatz und die Wirtschaftlichkeit erhöhen. Auch das Endprodukt wie beispielsweise tragende Bauelemente profitiert davon: Die Materialqualität steigt und die Langzeit-Stabilität wird erhöht. Derzeit wird der molekulare Vernetzungsgrad eines Materials erst im Nachhinein über aufwendige zerstörende Prüfmethoden durchgeführt. Müller: „Wir brauchen spezielle Sensoren, die Produktionsbedingungen wie Temperatur und Druck überstehen, die Wasserdampf durchlassen, größenvariabel sind, Säuren aushalten und vor allem auch kostengünstig sind.“, ergänzt Uwe Müller, OptiSens-Projektleiter, Key Researcher und Teamleiter am Kompetenzzentrum Holz.

Der Stand der Technik zeigt, dass für die Sensorik neue, adaptive Ansätze in Materialkombinationen und Herstellungsprozessen entwickelt werden müssen. Wichtig ist es, die Materialauswahl (leitfähige Pasten, Siebe, Druckstoffe etc.) mit dem Design und der Integration in ein Gesamtsystem abzustimmen.

Integriert im Verbundwerkstoff Holz kann der Sensor über den gesamten Lebenszyklus Informationen zur Temperatur, Feuchte oder dem pH-Wert liefern. - © Wood K plus/JKU