| KURZ GESAGT |
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In Deutschland liegen immer noch Hunderttausende von unentdeckten Fliegerbomben aus dem Zweiten Weltkrieg vergraben, die nach wie vor eine erhebliche Gefahr darstellen. Diese Altlasten führen häufig zu umfangreichen Evakuierungen, Sperrungen von Stadtteilen und Störungen des öffentlichen Verkehrs, wenn sie entdeckt werden. Um diesen Herausforderungen besser begegnen zu können und die Sicherheit bei der Entschärfung solcher Bomben zu erhöhen, arbeiten deutsche Forscher derzeit an einer neuen Software zur Simulation von Explosionen. Diese entwickelt sich als vielversprechendes Werkzeug zur Vorhersage von Schockwellen und Fragmentflügen, was die Planung und Durchführung von Entschärfungsoperationen revolutionieren könnte.
Erweiterung der Simulation auf unterirdische Effekte
Die Forschergruppe, bestehend aus Experten des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut (EMI), virtualcitysystems GmbH und dem Innenministerium des Landes Nordrhein-Westfalen, arbeitet an der Weiterentwicklung des 3D-Stadtmodell-Simulationsprogramms VC BlastProtect. Ursprünglich im Rahmen des SIRIUS-Projekts entwickelt, simuliert es bisher die Ausbreitung von Schockwellen und den Flug von Bombenfragmenten über der Erde. Nun sollen auch unterirdische Effekte wie die Energieweiterleitung in den Boden modelliert werden.
Dr. Christoph Grunwald vom Fraunhofer EMI erläutert: „Wir erweitern die Software, damit der Kampfmittelräumdienst verschiedene Dämpfungsmaßnahmen vergleichen und die Auswirkungen von Schockwellen im Boden besser einschätzen kann.“ Dies ist besonders wichtig, da die Abdeckung einer Bombe mit Materialien wie Sand oder Wasser die Energieweiterleitung in den Boden verändert und damit auch die Verteilung der Explosionsauswirkungen.
Komplexität des Bodens und realitätsnahe Validierung
Die Simulation der extrem dynamischen Lasten wird durch die variablen Eigenschaften des Bodens erschwert. Material wie Kies, Lehm oder Sand reagiert unterschiedlich auf plötzlichen Energieeintrag. Auch Wasser und Luft beeinflussen das Verhalten. „Die Eigenschaften des Bodens als Dreiphasengemisch (Sand, Wasser, Luft) stellen eine besondere Herausforderung dar“, erklärt Grunwald weiter.
Um zuverlässige Modelle zu entwickeln, führt das Team dynamische Labortests an generischen Bodenproben durch. Dabei werden Wellen mit verschiedenen Dehnungsraten und Amplituden aufgebracht, um experimentelle Ergebnisse mit Simulationen zu vergleichen. Wenn die virtuellen Ergebnisse den experimentellen entsprechen, gelten die Modelle als zuverlässig.
Großflächiger Validierungstest in Mecklenburg-Vorpommern
Ein großangelegter Validierungstest an einem ehemaligen Standort der Nationalen Volksarmee in Mecklenburg-Vorpommern setzte die Modelle realistischen Bedingungen aus. Sechs vergrabene 500-Pfund-Bomben wurden unter verschiedenen Abdeckungen gezündet, während Sensoren die Schockwellen in der Luft und im Boden aufzeichneten. Eine unbedeckte Bombe diente als Referenz.
Diese Übung lieferte wertvolle Daten zur Verfeinerung der numerischen Modelle und bot den Kampfmittelräumdiensten Einblicke in die Effektivität von Dämpfungsmaßnahmen, die in VC BlastProtect simuliert werden können. „Unsere Modelle neigen dazu, auf der sicheren Seite zu irren, was in der Praxis von großem Vorteil ist“, fasst Grunwald zusammen. Dies ermöglicht eine präzisere Risikobewertung und gezielte Maßnahmenplanung vor Ort.
Potenzial für präzisere Risikobewertungen
Mit der fortschreitenden Entwicklung der Simulationstechnologie hoffen die Forscher, den räumlichen Bedarf für Evakuierungen zu verringern und gezieltere Schutzmaßnahmen sowohl für oberirdische als auch unterirdische Infrastrukturen zu ermöglichen. Dies könnte die Entschärfung von Altlasten in Deutschland erheblich effizienter und sicherer gestalten.
Die neue Modellierungskapazität zielt darauf ab, den Entschärfungsteams präzisere Risikobewertungen zu liefern und somit kleinere Evakuierungsradien zu ermöglichen.
Die Herausforderung der nicht explodierten Bomben aus dem Zweiten Weltkrieg bleibt weiterhin eine ernsthafte Bedrohung für Deutschland. Mit der Entwicklung neuer Technologien könnte jedoch ein bedeutender Schritt in Richtung sicherer Entschärfung gemacht werden. Wie wird sich diese Innovation auf zukünftige Sicherheitsmaßnahmen und die allgemeine Wahrnehmung von Altlasten in Deutschland auswirken?
