Erdbebenschutz: Diese Technologie wird Leben in Entwicklungsländern retten

Am 25. April 2015 bebte in Nepal und im Himalaya die Erde. Das Erdbeben erreichte die Stärke 7,8 auf der Richterskala und ereignete sich um 11:56 Uhr Ortszeit. Am nächsten Tag folgte ein Nachbeben der Stärke 6,7, und weitere Nachbeben folgten bis in den Juni hinein. Für die Menschen in Nepal war es eine Katastrophe, auf die sie weder vorbereitet noch vor der sie ausreichend geschützt waren. Am Ende beklagte Nepal über 10.000 Todesopfer, und zahllose Bürger des Staates waren obdachlos – die Beben zerstörten etwa 130.000 Häuser. Es folgten beeindruckende Akte der Solidarität – von NGOs als auch von der Weltgemeinschaft. Dennoch stellt sich die Frage, wieso in einer Zeit, in der wir von der Technologie her in der Lage sind, komplette Hochhäuser vor Erdbeben zu schützen, derartige Tragödien möglich sind. Die Antwort ist einfach: Nepal ist kein reiches Land. An der Universität Brighton wird derzeit eine Technologie zum Schutz von Gebäuden vor Erdbeben entwickelt, die auch in ärmeren Ländern einsetzbar ist.

Erdbebenschutz im großen Stil

In den letzten Jahren wurden im Bereich Erdbebenschutz für Gebäude große Fortschritte gemacht. Systeme, die die Gebäude von der Erdoberfläche isolieren können die Schäden, die bei Erdbeben entstehen, deutlich reduzieren, wenn nicht so ganz verhindern. Das Problem dabei: Die Systeme lassen sich nur in Neubauten verbauen und sind zudem recht teuer. Somit sind sie außerhalb großer Industrieländer nicht wirklich eine Option.

Es besteht daher Bedarf an einer Technologie, die bereits bestehende Gebäude vor Schäden zu schützen. Dies ist nicht nur in Hinblick auf die Hunderttausende von Obdachlosen in Nepal wichtig, sondern vor allem deshalb, weil bei einem Erdbeben eine Vielzahl der Todesopfer einstürzenden Gebäuden zum Opfer fallen.

An der School of Environment and Technology der Universität Brighton wird so eine Technologie entwickelt. Ein Team rund um Pierfrancesco Cacciola arbeitet an einer sogenannten “Vibration Barrier” (ViBA), die gleich mehrere Gebäude vor Erdbeben schützen soll. Die Barriere wird in der Erde vergraben und ist in der Lage, einen Großteil der durch die seismischen Schockwellen entstehenden Vibrationen zu absorbieren. Laut Cacciola können so zwischen 40 und 80 Prozent der Energie abgefangen werden, bevor sie zu Schäden an Gebäuden führen.

Das Team betrachtet dabei die Gebäude nicht als einzelne Einheiten, sondern versucht, sie als integralen Bestandteil von Städten zu betrachten. Die ViBas können einzelne Gebäude oder auch Gruppen von Gebäuden schützen, sie dienen aber gleichzeitig auch als Teil eines Netzwerkes, das ganze Städte beschützen kann.

ViBa: Diese Box schützt vor Erdbeben

Die ViBa selber ist eine unscheinbare kleine Box, in der eine feste, zentrale Masse enthalten ist, die von Sprungfedern in Position gehalten wird. Im Falle eines seismischen Events schwingt die Masse in der Box und absorbiert so einen beträchtlichen Teil der auftreffenden Schockwellen. Die Koppelung mit den umliegenden Gebäuden erfolgt durch die Erde selber. Die Tiefe, in der die ViBa vergraben wird, hängt davon ab, wie tief die Fundamente der Gebäude reichen.

Die Geräte können nicht nur zum Schutz vor Erdbeben genutzt werden, sondern auch, um Gebäude von allen anderen Vibrationen zu isolieren, wie sie zum Beispiel durch Straßen- oder Schienenverkehr entstehen.

Die Größe stellt ein Problem dar

Da die ViBas auf aufwendige Technologie verzichtet, wären sie auch in Entwicklungsländern gut einsetzbar. Es gibt jedoch ein Problem: Die Größe. Die Einheiten müssten etwa die Hälfte der Masse der Gebäude haben, die sie beschützen. Das führt wieder zu einem Kostenfaktor. Da die Geräte aber eingesetzt werden können, um mehrere Gebäude zu schützen, könnten sie sich dennoch als praktikabel herausstellen.

Momentan existieren die ViBas nur in Computermodellen. Um sie in der echten Welt einzusetzen, muss das Team noch einige Experimente durchführen, um Schäden durch Nebenvibrationen auszuschließen. Außerdem müsste ein möglichst günstiger Weg gefunden werden, um die Einheiten zu installieren.

Langfristig können die ViBas aber zum effizienten Schutz von Städten vor Erdbeben beitragen. Sie hätten unter Umständen einen Anteil der Toten in Nepal verhindern können.

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