Tunnelbau: Gestein mit Mikrowellen brechen

Künftig sollen Mikrowellen das Gestein beim Tunnelbau zerkleinern. Österreichische Forscher haben das Verfahren, das eine Zeitersparnis von 50 Prozent und eine Energieersparnis von 10 Prozent bringt, mit Erfolg getestet.

Tunnels könnten in Zukunft schneller gebaut werden, und zwar indem zum Zerkleinern von Gestein statt Brecher Mikrowellen eingesetzt werden. Österreichische Ingenieure der Montanuniversität Leoben haben diese Technik sowohl virtuell als auch in der Praxis getestet, wie es in einer Mitteilung heisst. Zuerst habe man virtuelle Steine am Computer zerbröselt, und zwar, indem man die Temperaturen simuliert habe, auf die sich die Steine erhitzten. So konnten die Ingenieure die Risse berechnen, die dadurch entstanden waren. «Die Simulationen waren relativ umfangreich, weil wir die elektromagnetischen Vorgänge berechnen mussten, die Einstrahlung und die Ausbreitung der elektromagnetischen Welle», erklärt Philipp Hartlieb von der Uni. Daraus schloss man, wie sich das Gestein genau erwärmt.

Die Praxistests wurden mit einer Mikrowellenanlage von Kollegen des benachbarten Lehrstuhls für Bergbaukunde durchgeführt. Sie verfügt über eine Leistung von 25 Kilowatt, 25 Mal mehr als ein Haushaltsgerät. Die Mikrowellen wurden nach Verlassen des Senders in einem Hohlleiter weitertransportiert. Dessen Öffnung hielten die Ingenieure auf den zu zerstörenden Stein – und hatten Erfolg beim Zerbrechen von Felsbrocken. Am besten funktionierte das Verfahren mit kurzen Pulslängen, also einer Art Bombardement mit Mikrowellen.

Laut Hartlieb reduziert das Mikrowellen-Verfahren die Bauzeit um bis zu 50 Prozent und den Energiebedarf um bis zu 10 Prozent. Den mechanischen Abbauprozess können Mikrowellen allerdings nicht vollständig ersetzen. «Aber wir können ihn erleichtern.» (mt/pd)