„Smart Circular Bridges“: Brücken aus Biokompositen

(22.10.2020) Im Rahmen eines EU-Projekts werden drei Fußgänger- bzw. Fahrradbrücken in Deutschland und den Niederlanden aus Bio-Verbundwerkstoffen (Biokompositen) gebaut. Dabei werden natürliche Pflanzenfasern und Biopolymere für tragende Strukturen verwendet, wobei ein Structural Health Monitoring-System die Tragsicherheit gewährleisten und neue Erkenntnisse über die Verwendung der Materialien in Tragwerken liefern soll.

Die erste Brücke soll im Frühjahr 2021 in Almere (NL) realisiert und dann im Rahmen der Gartenbau-Weltausstellung Floriade 2022 genutzt werden. Die beiden anderen Brücken sind in Ilsfeld (DE) und Bergen op Zoom (NL) geplant.

Die Biokomposite, aus denen die sogenannten „Smart Circular Bridges“ gebaut werden sollen, bestehen aus zwei Materialien:

• Naturfasern wie Flachs und Hanf sorgen für die Steifigkeit und Festigkeit,
• ein Bio-Harz verbindet die Fasern miteinander, so dass ein fester und leichter Werkstoff entsteht.

Biokomposite versprechen eine große Formfreiheit und ermöglichen strukturoptimierte und ressourcenschonende, aber dennoch elegante Designs.

Die Brücken aus Bio-Verbundwerkstoffen entstehen im Rahmen der Bio-Wirtschafts­stra­te­gie der Europäischen Union und werden durch das Interreg-Programm Nordwesteuropa gefördert. Das Projekt wird von der Technischen Universität Eindhoven geleitet, die mit insgesamt 14 Partnern aus Wissenschaft, Industrie und lokalen Behörden zusammenarbeitet, um die drei Brücken bis 2023 fertigzustellen. Die Universität baut auf umfangreichen Erfahrungen mit biobasierten Materialien auf. In einem früheren Forschungsprojekt im Jahr 2016 realisierte sie mit anderen Partnern eine Brücke in den Niederlanden über die Dommel mit einer Spannweite von 14 m.

Das Structural Health Monitoring System überwacht ständig mittels faseroptischer Sensoren (FBG-s) die Struktur und den Materialzustand sowie das Niveau der strukturellen Sicherheit. Es erkennt strukturelle Veränderungen und mögliche Materialdegradation wie z.B. Ermüdung und kann eine Frühwarnung ausgeben, falls voreingestellte Grenzwerte erreicht werden. Die vor Ort gesammelten Daten der Brücken des Projekts sollen außerdem mit umfangreichen Forschungs- und Labortestdaten verglichen werden (unter Verwendung beschleunigter Bewitterungs- und Kriechverformungstests).

Um überdies eine maximale Materialzirkularität zu erreichen, ist die Rückgewinnung der Materialien aus den Biokompositen Teil der Forschung. Das Projekt nutzt nachwachsende Rohstoffe auf innovative Weise. Über den Brückenbau hinaus zeigt es das Potenzial einer klimafreundlichen Bio-Wirtschaft in der Bauwirtschaft auf.