Forschen für mehr Sicherheit: Das Innovationscluster "Future Security Baden-Württemberg" startet

Bald weiß der Tunnel selbst, ob und wie stark er nach einem Unfall oder einer Explosion beschädigt ist. Sind seine Wände noch tragfähig? Welche giftigen Gase entwickeln sich? Diese Informationen meldet er selbstständig den Einsatzkräften. So können Feuerwehr und Rettungsdienst schnell reagieren und entscheiden, ob sie die Röhre noch betreten und welche Maßnahmen sie einleiten können.

Gemeinsam packen baden-württembergische Forschungseinrichtungen und Unternehmen dieses Projekt und viele weitere an. „Mit der Gründung des Innovationsclusters 'Future Security BW' stärken wir die Vernetzung der Kooperationspartner“, betont Prof. Hans-Jörg Bullinger, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. „Wenn viele an einem Strang ziehen und ihr Wissen teilen, profitieren alle Beteiligten. Mit den Innovationsclustern haben wir Plattformen geschaffen, um in regionaler Nachbarschaft erfolgreich in Märkten zu agieren und die heimische Wirtschaft im Wettbewerb zu stärken.“

Das Konzept hat sich bewährt. Bisher gibt es in Deutschland neun Fraunhofer-Cluster: „Mechatronischer Maschinenbau (Chemnitz), Digitale Produktion (Stuttgart), Optische Technologien (Jena), nano for production (Dresden), Personal Health (Erlangen), Digitale Nutzfahrzeugtechnologie (Kaiserslautern), Automotive Quality Saar (Saarbrücken), Polymertechnologie, (Halle-Leipzig), Virtual Development, Engineering and Training VIDET (Magdeburg).

Die Ausgangsbasis für den Zusammenschluss in Baden-Württemberg ist ideal: Im breit gefächerten und interdisziplinären Feld der Sicherheitsforschung bündeln zur Zeit 21 Unternehmen aus den Bereichen Sensorik, Elektronik, Mikrosystemtechnik, Life Science und Bauwesen, die Universitäten in Freiburg, Karlsruhe, Stuttgart und Tübingen und sechs Fraunhofer-Institute ihre Kompetenzen. Die Koordination übernimmt das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut EMI. Die am Cluster beteiligten Fraunhofer-Institute erhalten in den kommenden drei Jahren jeweils 1,5 Mio Euro von der Fraunhofer-Gesellschaft und dem Land Baden-Württemberg, um gemeinsam mit der Industrie eine Reihe von innovativen Sicherheitstechnologien zu entwickeln.

„Inhaltlich knüpft das Cluster an das europäische und nationale Sicherheitsforschungsprogramm, die Hightech-Strategie der Bundesregierung und die Perspektiven für Zukunftsmärkte der Fraunhofer-Gesellschaft an“, erklärt Prof. Klaus Thoma, Leiter des in Freiburg ansässigen Ernst-Mach-Instituts und Sprecher des Fraunhofer-Verbunds Verteidigungs- und Sicherheitsforschung VVS. „Das Forschungsbeispiel 'Robust Sensing Walls' zeigt, wie Ergebnisse aus Unternehmen, Universitäten und Fraunhofer-Instituten zusammenfließen“. Die in die Wände eines Tunnels oder Gebäudes integrierten Sensornetzwerke werden besondere Fähigkeiten haben: sie sollen widerstandfähig und energieautark sein. Mit der Enocean GmbH arbeiten die Fraunhofer-Wissenschaftler an der Integration von extrem energiearmen Funksensorknoten, die wartungsfrei arbeiten. Das Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) steuert Know-how zur autarken Energieversorgung und zur Funkübertragung bei.

Die Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung IITB in Karlsruhe definieren Schnittstellen, die die Informationen der vielen verteilten Sensoren bündeln und den verschiedenen Anbietern in der jeweils benötigten Aufbereitung zur Verfügung stellen. Systemanbieter wie Züblin AG für den Tunnelbau oder Securiton GmbH für die Gebäudesicherheitstechnik sorgen für industriellen Einsatz der Technologie. So können in Zukunft Feuerwehr, Rettungskräfte, Polizei und Sicherheitsdienste in ihren Leitständen anhand der Daten erkennen, wie tragfähig eine Tunnelwand ist, ob ein unterirdischer Raumabschnitt betreten werden kann, oder ein Gebäudeteil einsturzgefährdet ist.

Die einzelnen kleinen Wächter in der Wand messen dazu Erschütterungen, Druckwellen oder austretende Gase und geben ihre Informationen weiter. Drei verschiedene Energiequellen laden ständig die Batterien auf: kleinste Bewegungen der Wand reichen aus, um ein winziges Schwingungselement anzutreiben. Dieses Piezoelement generiert daraus Strom. Weiterhin wird thermoelektrische Energie durch die Temperaturunterschiede an der Tunnelinnen- und Aussenwand gewonnen. Als dritte Energiequelle ist elektromagnetische Strahlung vorgesehen, beispielsweise durch die Oberleitungen von der Bahn im Tunnel.

Dies ist nur ein Beispiel für die vielfältigen Themen, die die Forscher bearbeiten. Inhaltliche Schwerpunkte des Clusters sind der Schutz kritischer Infrastrukturen, die Identifikation von Explosivstoffen, die Integration von Sicherheitssystemen und gesellschaftliche Aspekte der Sicherheitsforschung.