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Umwelt überwachen und schützen: THGA-Technik gewinnt internationale Challenge

25.11.2019

Vom Brainstorming bis zur smarten Lösung am Stadtparkteich: Ihr Projekt „Smart Lake“ stellen die THGA-Wissenschaftler auch in einem Video vor.

Umweltmonitoring via Smartphone: Prof. Dr. Bernd vom Berg und Masterstudent Philipp Krienke testen das THGA-System.

Der Sommer 2018 brach in vielerlei Hinsicht Rekorde, darunter auch einen traurigen: In vielen deutschen Seen und Flüssen kam es zu einem massiven Fischsterben. Grund dafür waren die langanhaltend hohen Temperaturen und der stetig sinkende Sauerstoffgehalt im Wasser. Damit sich solche Entwicklungen künftig besser überwachen und bestenfalls vermeiden lassen, haben Wissenschaftler der Technischen Hochschule Georg Agricola (THGA) ein neues System entwickelt. „Smart Lake“ überwacht Wasserdaten und sendet eigenständig eine Warnung an den zuständigen Techniker, wenn Grenzwerte überschritten werden. An dem Projekt waren maßgeblich Masterstudierende aus dem Studiengang Elektro- und Informationstechnik beteiligt. Mit ihrer Idee vom intelligenten See belegten Prof. Dr. Bernd vom Berg und sein Team nun den ersten Platz in einem internationalen Wettbewerb, der „Sigfox Universities Challenge 2019“.

Das digitale Erfolgsrezept heißt „Internet of Things“: Immer mehr Gegenstände des täglichen Lebens sind miteinander vernetzt und an eine globale Infrastruktur angeschlossen – vom Kühlschrank, der sich selbst befüllt, bis hin zum Autoassistenzsystem oder dem Fitnesstracker. Beim „Green IoT“ wird diese Idee noch um den Umweltgedanken erweitert, erklärt Prof. vom Berg von der THGA: „Dank modernster Technik können wir effektive Systeme zum Schutz der Umwelt aufbauen und einsetzen und somit einen wesentlichen Beitrag leisten, um Lebensräume für Tiere, Pflanzen und Menschen zu bewahren.“

So haben die Bochumer Wissenschaftler kurzerhand den See selbst smart gemacht. Im nahen Stadtparkteich installierten sie ihr spezielles Monitoring-System „Smart Lake“. Messstationen, entlang des Gewässers verteilt, erfassen seither zyklisch die Wasserparameter und übermitteln sie an zentrale Überwachungsstellen. „Dabei können wir genau festlegen, wie oft gemessen wird z.B. alle zehn Minuten, alle 12 Stunden oder einmal am Tag“, erklärt Student Philipp Krienke, der das System in seiner Bachelorarbeit entwickelt hat und jetzt weiter optimiert. „Sobald Grenzwerte überschritten werden, sendet es eigenständig eine Alarm-Mail an die Verantwortlichen. In Bochum etwa an das Tiefbauamt und ggf. dann an die Feuerwehr“, sagt der 28-Jährige.

Das Besondere ist, dass die Messwerte in einer übersichtlichen Grafik auf Smartphone oder Tablet ankommen. So lassen sich Tendenzen und Änderungen noch besser erkennen. Im Ernstfall könnte dann schnellstmöglich reagiert werden, z. B. mit der Einleitung von Frischwasser oder Sauerstoff. Und zwar bevor umweltgefährdende Situationen eintreten.

Für die Übertragung nutzen die THGA-Wissenschaftler das weltweite IoT-Netzwerk des französischen Anbieters „Sigfox“. Es ermöglicht, Objekte mit geringem Energiebedarf drahtlos mit dem Internet zu verbinden. Das praxisnahe Beispiel überzeugte jetzt auch Sigfox selbst: Bei der diesjährigen Sigfox Universities Challenge belegten die Bochumer Wissenschaftler den ersten Platz, zusammen mit einem Projekt aus Indien.

Monitoring mit unbegrenzten Möglichkeiten

Das Umweltmonitoring-System der THGA ist aber nicht nur für die Überwachung von Gewässern geeignet, sondern lässt sich universell in vielen Bereichen des aktiven Umweltschutzes einsetzen. Da die komplette Kernelektronik immer gleichbleibt, muss nur die Sensorik individuell an die Anforderungen angepasst werden. „Ursprünglich hatten wir die Technik für den Nachbergbau entwickelt, nämlich um stillgelegte Schächte zu überwachen“, erklärt Prof. vom Berg. Inzwischen überwachen die Sensoren u. a. auch Aquarien im Tierpark oder ein Wildschweingehege im Wald. Lediglich das Sigfox-Netzwerk muss vor Ort vorhanden sein. So lassen sich mit dem Bochumer System künftig die unterschiedlichsten Umweltschutzszenarien erfassen und lückenlos überwachen – auf der Erde, im Wasser oder in der Luft.

Redaktion: Carmen Tomlik

Ihr Projekt stellen die Wissenschaftler in einem Video vor.

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