29.05.2018

Leben retten mit Niedrigfrequenz

Südafrikanisch-deutsche Kollaboration entwickelt Sensortechnologie zur Ortung von Bergleuten.

Das Technologie-Zentrum Informatik und Informations­technik (TZI) der Universität Bremen kooperiert mit der süd­afrikanischen Wits University bei der Entwicklung von Sensoren für die Ortung von vermissten Minen-Arbeitern. Dezentrale Funk­netze sollen in Zukunft helfen, Berg­leute nach Unglücken recht­zeitig zu finden, wenn die üblichen Kommunikations­wege ausfallen. Auch im Alltag kann das System genutzt werden, beispiels­weise um die aus­reichende Versorgung der Beschäftigten mit Sauer­stoff zu gewährleisten.

Abb.: Im Einsatz für die Sicherheit von Bergleuten: Idrees Zaman, Anna Förster (beide Uni Bremen), Frederick Cawood, Asad Mahmood (beide Wits University; Bild: U. Bremen

Mehr als achtzig Menschen starben im vergangenen Jahr bei Gruben­unglücken in Süd­afrika – welt­weit rechnen Experten jährlich sogar mit mehr als 10.000 Todes­fällen in Berg­werken. Wissenschaftler der Universität Bremen sowie der Wits University in Johannes­burg entwickeln daher gemeinsam eine neue Sensor- und Funk­technologie, die eine Positions­bestimmung vermisster Berg­leute ermöglichen soll. Darüber hinaus hat die Technologie das Potenzial, auch im Alltag die Gesund­heit der Arbeiter zu sichern.

Eine der größten Gefahren für Bergleute besteht im Einsturz von Decken und Wänden: Die Arbeits­kräfte sind dann oft von der Außen­welt abgeschnitten oder komplett verschüttet. Für Rettungs­teams ist es häufig sehr schwer, die betroffenen Berg­leute zu orten, zumal die Stollen mittlerweile immer tiefer in den Unter­grund getrieben werden. Viele Verschüttete werden zu spät gefunden, manche nie. Die Experten sprechen daher vom „Missing Miner Problem“ – dem Problem der verschollenen Berg­leute.

Bis jetzt gab es dafür keine Lösung, weil herkömmliche Mobil­funk­technologien unter Tage nicht funktionieren – schon gar nicht unter Bergen von Geröll. Am Technologie­zentrum Informatik und Informations­technik (TZI) der Universität Bremen beschäftigt sich die Arbeitsgruppe Kommunikations­netze unter der Leitung von Anna Förster jedoch bereits seit mehreren Jahren mit dem Aufbau dezentraler Netze, die zum Einsatz kommen können, wenn die Infra­struktur zusammenbricht, etwa aufgrund von Natur­katastrophen. Diese Arbeiten helfen nun, auch in Berg­werken zuverlässige Kommunikations­verbindungen herzustellen.

Entstanden ist das Projekt im Rahmen eines Austausch­besuchs des wissenschaftlichen Mit­arbeiters Idrees Zaman am Bergbau-Institut der Wits University. Unter­stützt wurde es vom Post­graduate Inter­national Programme der Uni Bremen und von der süd­afrikanischen Universität. Gemeinsam mit den dortigen Partnern entwickelte Zaman ein System aus Knoten­punkten, die eine Erreichbarkeit in allen Winkeln eines Berg­werks ermöglichen sollen. Die Bergleute tragen dabei einen Sensor am Körper, der automatisch ihren genauen Aufenthalts­ort an das System überträgt. „Selbst wenn die Verbindung bei einem Unglück abbricht, kann auf diese Weise jederzeit die letzte Position der Betroffenen ermittelt werden“, erklärt Förster, die das Projekt mitbetreut. „Das ist schon eine große Hilfe.“

Das System nutzt eine niedrige Funk­frequenz, die deutlich robuster ist als das normale WLAN-Netz. Dies geht zwar mit einer reduzierten Band­breite einher, also einer geringeren Menge an über­trag­baren Daten, aber es bleibt noch Spiel­raum, um neben der Position der Berg­leute auch vitale Körper­funktionen oder den Sauerstoff­gehalt im Blut zu beobachten. Somit können die Beschäftigten rechtzeitig in Sicher­heit gebracht werden, wenn beispiels­weise die Sauerstoff­versorgung im Stollen nicht optimal funktioniert.

Die ersten Tests hat das System erfolgreich bewältigt – im Keller der Wits University, die dort die Umgebung einer Mine nach­gebaut hat. Nun soll das System für den Einsatz in einem echten Berg­werk weiterentwickelt werden. Geplant ist in diesem Zusammen­hang auch der Ausbau der Kooperationen zwischen der Universität Bremen und der Wits University.

TZI / DE

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