28/05/2015 - Neue Technik zur Überprüfung des Fehlens von Frakturen in Steinblöcken

Menéame

Forscher der Abteilung für Geologie der Universität Jaen (UJA) haben zum ersten Mal das Erddurchdringungsradar (GPR) angewendet oder Geradar auf die Feststellung von Frakturen innerhalb eines Steinblocks, der aus dem Steinbruch entnommen wurde, ohne dass zuvor geöffnet werden muss.

Die Hauptwirkung dieser internen Brüche besteht darin, dass sie zerbrochen werden und nicht dazu dienen, die Platten oder Bretter zu erzeugen, die später beim Bau von Gebäuden verwendet werden sollen. Mit dieser Forschung wollen die Experten den Unternehmen dieses Sektors ein Werkzeug zur Verfügung stellen, das ihnen die innere Qualität des Materials vor dem Kauf vermittelt.

Die innere Struktur eines Steinblocks kann derzeit mittels Ultraschall analysiert werdenEine Technik, die neben dem Geradar als nicht destruktiv bezeichnet wird, d.h. sie lässt das Innere eines Gebäudes, einer Struktur oder eines Steinblocks sehen, ohne dass es zerbrochen werden muss. Die Forscher weisen jedoch darauf hin, dass der Ultraschallprozess langwierig ist, da er eine Reihe von Tests und Messungen erfordert, die die Analysetätigkeit erschweren und verlängern. Der Vorteil des Georadars ist die Benutzerfreundlichkeit.

Das Gerät, das mit einer Antenne ausgestattet ist, verfolgt die Oberfläche des Blocks und sendet gleichzeitig elektromagnetische Signale - wie z. B. die von mobilen Netzen verwendeten -, die sich über den Stein ausbreiten. Wenn ein Riss, ein Loch oder ein Materialwechsel vorhanden ist, verursacht das Signal einen Rückschlag, den die Antenne sammelt und der mit Hilfe einer Software in Informationen umgewandelt wird. Auf diese Weise kann man Daten über den Zustand des Materials, die Tiefe, in der der Bruch oder die Gedränge zu finden sind, kennen. "Mit einer einfachen Analyse des Radars auf der Oberfläche werden alle Signale erfasst, die erforderlich sind, um den Zustand des Blocks zu erkennen. Es ist eine sehr schnelle und einfache Methode," erklärt er der Stiftung Entdecken Sie einen der für dieses Projekt verantwortlichen Forscher, Pedro Vera von der Universität Jaén.

Unternehmenslösung

Diese Studie, deren Schlußfolgerungen in dem Artikel "Ground-penetrating radar method used for the characterisation of ornamental stone quarries" (Ground-penetrating radar method used for the characterisation of ornamental stone quarries) enthalten sind, veröffentlicht in der Zeitschrift Construction and Building Materials, entsteht aufgrund einer technologischen Nachfrage. Die mit dem Andalusischen Zentrum für Steintechnologie (CTAP) verbundenen Marmorunternehmen brauchten ein Werkzeug, um die innere Qualität des Blocks an der Quelle kennenzulernen, d. h. im gleichen Steinbruch, ohne dass es zerlegt werden musste. "Ein innerer Bruch teilt den Block in zwei, wodurch das Material unbrauchbar ist, da die Tabellen, mit denen die Platten gemacht werden, nicht entfernt werden können. Es handelt sich um eine wirtschaftliche Ausgabe, die Unternehmen nicht leisten können," so der Experte.

Das Problem wird noch verschärft, wenn das Material außerhalb Spaniens gekauft wird, da die Umzugskosten in den meisten Fällen höher sind als die Kosten für das Produkt selbst. "Heute haben die Steinarbeiter ein Problem: Kauf im Ausland. Trotz der Steinbrüche in Macael (Almeria) oder Novelda (Alicante) müssen Länder wie Brasilien, Türkei, China oder Australien, die natürliche Erzeuger anderer Sorten sind, wie z. B. grüner Granit, das hier nicht vorkommt, herangezogen werden," so der Forscher weiter. Obwohl der Kauf im Ausland erfolgt, erfolgt der Umwandlungsprozess (Schnitt, Abmessungen, Finish) in Spanien. So wird der Stein auf den Webstuhl geschnitten, der eine Industriesäge ist, die mit einem Diamantenfaden den Block zerreißt. Vorher muß er zum Webstuhl transportiert werden, ein Betrieb, der die Benutzung einer Kranbrücke erfordert, einer Maschine, die schwere Lasten transportiert. "Der größte Nachteil ist, dass dieser Prozess wirtschaftliche Kosten verursacht, die verloren gehen, wenn der Block innerlich zerbrochen ist. Und meistens wird er ohne Wissen über das, was darin ist, gekauft," erklärt der Autor der Studie.

Live-Tests

Obwohl die Ultraschalltechnik bereits für die interne Analyse von Steinen gilt, weist der Forscher darauf hin, dass die meisten Unternehmen auf persönlichen Erfahrungen bei der Auswahl der Blöcke beruhen. "Die Unternehmen haben Experten, die das Material nach außen klassifizieren. Es ist wie die Auswahl von Melonen. Manchmal gibt es Fehler. Zum Beispiel mit dem Kalkstein, einer Sorte, die mit bloßem Auge perfekt ist, die aber aufgrund ihrer Natur dazu neigt, innere Hohlräume zu bilden," so Pedro Vera. Die Wirksamkeit des Georadars wurde sowohl in einem Simulationsprogramm als auch in der Realität nachgewiesen. "Sobald wir Ihre Nützlichkeit in einem Computermodell überprüft haben, erfahren wir mit Blöcken aus einem Steinbruch von Macael. Wir wählten ein paar aus, übergaben ihnen das Radar, bearbeiteten die empfangenen Signale und warteten, bis die Blöcke geöffnet waren. Auf diese Weise konnten wir feststellen, daß das Werkzeug wahr war."

Dieses Forschungsprojekt, das vom Rat für Innovation, Wissenschaft und Beschäftigung finanziert wird, zielt darauf ab, die Mobilität des Georadars zum Ursprungsort des Steins zu erleichtern. Zu diesem Zweck arbeiten Experten an der Gestaltung eines mobilen Geräts, das die GPR-Technologie, eine Hochfrequenzantenne in der Größe eines Quadratschuhkastens und eine Software enthält, die Signale analysiert und sofortige Informationen über die Bruchwahrscheinlichkeit des Blocks liefert.

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Nachrichten und Bild: Universität Jaén

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