Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lebende Brücken: Mit alten indischen Bautechniken moderne Städte klimafreundlich gestalten

18.11.2019

Dichte, feuchte Laubwälder, durch den Monsun anschwellende Flüsse und tiefe Schluchten – im indischen Staat Meghalaya vermodern Holzbrücken leicht oder werden von den Fluten weggerissen. Auch Brücken aus Stahl und Beton kommen hier an ihre Grenzen. Brücken aus lebendenden Baumwurzeln überdauern hingegen Jahrhunderte. Prof. Ferdinand Ludwig von der Technischen Universität München (TUM) hat diese besonderen Bauwerke untersucht und schlägt vor, die spezielle Bautechnik in die moderne Architektur zu integrieren.

Vom nordindischen Meghalaya-Plateau führen unzugängliche Täler und Schluchten in die weiten Flächen Bangladeschs. In den Monsunmonaten schwellen die Gebirgsbäche in den Wäldern zu wilden Strömen an.


Meghalaya-Brücke: Brücken aus den verschlungenen Luftwurzeln des Gummibaums Ficus elastica sind mechanisch äußerst stabil.

Copyright: Ferdinand Ludwig

Nutzungsbedingungen: Frei fuer Berichterstattung ueber die TU Muenchen unter Nennung des Copyrights.

Um diese überwinden zu können, bauten schon die indigenen Khasi- und Jaintia-Völker ihre Brücken aus den lebenden Luftwurzeln des Gummibaums Ficus elastica.

„Solche stabilen Brücken aus ineinander verschlungenen Wurzeln können mehr als 50 Meter lang und mehrere Hundert Jahre alt werden“, sagt Ferdinand Ludwig, Professor für Green Technologies in Landscape Architecture an der TUM.

Gemeinsam mit Thomas Speck, Professor für Botanik an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg hat er 74 solcher lebenden Brücken analysiert. „In den Medien und auf Blogs sind die lebenden Meghalaya-Brücken schon viel besprochen worden, wissenschaftliche Untersuchungen gab es bislang allerdings wenige“, sagt Ludwig.

„Außerdem war das Wissen um die alten Bautechniken bislang kaum schriftlich dokumentiert“, fügt Wilfrid Middleton von der Fakultät für Architektur an der TUM hinzu.

Die Forscher führten Interviews mit den Brückenbauern und -bauerinnen, um den Bauprozess besser zu verstehen. Um einen Überblick über die komplexe Wurzelstruktur zu gewinnen, machten sie mehrere tausend Fotos und erstellten daraus 3D-Modelle. Darüber hinaus kartierte das Team die Brücken erstmals.

Eine Brücke, die sich selbst baut

„Üblicherweise beginnt der Bauprozess mit einer Pflanzung: Wer eine Brücke plant, pflanzt einen Setzling des Ficus elastica an einem Flussufer oder am Rand einer Schlucht ein. Zu einem bestimmten Zeitpunkt ihres Wachstums entwickelt die Pflanze Luftwurzeln“, sagt Speck. Die Luftwurzeln werden dann um eine Hilfskonstruktion aus Bambusstangen oder Palmenstämmen geschlungen und horizontal über den Fluss geleitet. Wenn die Wurzeln bis ans andere Ufer gewachsen sind, werden sie dort eingepflanzt. Sie entwickeln kleinere Tochterwurzeln, die ebenfalls an das Ufer gelenkt werden, wo sie eingepflanzt wurden. Durch das stetige Pflanzenwachstum und verschiedene Schlingtechniken bilden die Wurzeln des Ficus elastica hochkomplexe Strukturen, die den Brücken eine große mechanische Stabilität verleihen. Immer wieder werden die neu wachsenden Wurzeln in die bereits bestehende Struktur eingearbeitet.

Eine wichtige Rolle spielen die Eigenschaften des Ficus elastica: „Die Wurzeln reagieren auf mechanische Belastungen mit einem sekundären Wurzelwachstum. Außerdem sind die Luftwurzeln zu Verwachsungen fähig: Bei Verletzungen kommt es zur sogenannten Überwallung und Kallusbildung, ein Prozess, den man auch vom Wundverschluss bei Bäumen kennt. So können sich zum Beispiel zwei Wurzeln, die zusammengepresst werden, miteinander verbinden und verwachsen“, sagt Speck. Gebaut und instandgehalten werden die Brücken von Einzelpersonen, Familien oder auch mehreren Dorfgemeinschaften, die die Brücke nutzen. „Die lebenden Brücken sind also zum einen eine menschengemachte Technik, zum anderen aber auch eine ganz spezielle Form der Kultivierung einer Pflanze“, sagt Speck.

Bauen für nachfolgende Generationen

Bis eine lebende Brücke aus Ficus elastica fertig ist, vergehen Jahrzehnte, wenn nicht Jahrhunderte. An ihrem Bau beteiligen sich oftmals mehrere Generationen. „Die Brücken sind ein einmaliges Beispiel für vorausschauendes Bauen. Davon können wir viel lernen: Wir stehen heute vor Umweltproblemen, die nicht nur uns betreffen, sondern vor allem nachfolgende Generationen. Dieses Thema sollten wir angehen wie die Khasi“, sagt Ludwig.

Lebende Gebäude könnten Städte abkühlen

Die Erkenntnisse über die alten Techniken der indigenen Völker könnten dabei helfen, die moderne Architektur weiterzuentwickeln, sagt Ludwig, der selbst Architekt ist. In sein Planen und Bauen bezieht er Pflanzen bereits als lebende Baustoffe mit ein. 2007 begründete er mit diesem Ansatz ein neues Forschungsgebiet: Die Baubotanik.

Indem Pflanzen ins Bauen integriert werden, könnten wir uns besser an die Folgen des Klimawandels anpassen, erklärt er: „Stein, Beton und Asphalt heizen sich bei hohen Temperaturen schnell auf, besonders in den Städten entsteht Hitzestress. Pflanzen sorgen für Kühlung und ein besseres Klima in der Stadt. Mit der Baubotanik muss nicht extra Raum für die Pflanzen geschaffen werden. Sie sind integraler Bestandteil der Bauwerke.“


Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Ferdinand Ludwig
Technische Universität München
Professur für Green Technologies in Landscape Architecture
Tel: +49 892 8922 570
ferdinand.ludwig@tum.de


Originalpublikation:

Ludwig, F., Middleton, W., Gallenmüller, F. et al. Living bridges using aerial roots of ficus elastica – an interdisciplinary perspective. Scientific Reports 9, 12226 (2019) doi:10.1038/s41598-019-48652-w
https://www.nature.com/articles/s41598-019-48652-w


Weitere Informationen:

https://mediatum.ub.tum.de/1524208

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht Langlebige Fachwerkbrücken aus Stahl einfacher bemessen
21.02.2020 | Hochschule München

nachricht Bestäubung funktioniert in Städten besser als auf dem Land
29.01.2020 | Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Loopings der Bakterien: Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Göttingen analysiert Fortbewegung

Das magnetotaktische Bakterium Magnetococcus marinus schwimmt mit Hilfe von zwei Bündeln von Geißeln. Außerdem besitzen die Bakterienzellen eine Art intrazelluläre Kompassnadel und können daher mit einem Magnetfeld gesteuert werden. Sie werden deshalb als biologisches Modell für Mikroroboter benutzt. Ein internationales Team der Universität Göttingen, des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam und der CEA Cadarache (Frankreich) hat nun aufgeklärt, wie sich diese Bakterien bewegen und deren Schwimmgeschwindigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift eLife erschienen.

Die Forscherinnen und Forscher nutzten eine Kombination von neuen experimentellen Methoden und Computersimulationen: Sie verfolgten die Bewegung der...

Im Focus: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Quantencomputern das Lernen beibringen

24.02.2020 | Physik Astronomie

Nanopartikel gezielt zum Tumor lenken: HZDR-Forscher spüren Krebszellen mit maßgeschneiderten Materialien auf

24.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wie Erdbeben die Schwerkraft verformen

24.02.2020 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics