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Bettina Albers

Erdrutsche unkompliziert und zerstörungsfrei vorherzusagen ist das Ziel von Geomechanikerin Bettina Albers. Für die Entwicklung einer akustischen Prüfmethode greift sie auf das Kontinuummodell der Ausbreitung von Schallwellen in Böden zurück und ergänzt es um den bisher unberücksichtigten Faktor der Wellenausbreitung. Das Modell, das die Privatdozentin an der TU Berlin mathematisch herleitet, ist auch relevant für Fragen der Ölförderung und der Sanierung von verunreinigten Böden.

 

 

»Ich horche in die Tiefe«

Sie nutzen Schallwellen, um Böden zu untersuchen?
Ja, üblicherweise macht man Bohrungen und ent­nimmt Proben, um den Baugrund zu erkunden. Doch dabei muss man den Boden zerstören. Ich versuche mit meiner theoretischen Arbeit die Grundlagen für die Entwicklung zer­störungsfreier Prüfmethoden zu schaffen, die zudem kos­tengünstiger sind. Dabei bediene ich mich der Eigenschaften akustischer Wellen. Wenn man ein Signal durch den Boden schickt und zum Beispiel die Wellengeschwindigkeit misst, kann man daraus auf die Zusammensetzung und Standfestig­keit des Bodens schließen. Das ist auch beim Schiefen Turm von Pisa so gemacht worden. Eine andere Welleneigenschaft lässt sich möglicherweise zur Vorhersage von Erdrutschen nutzen: Bei einem bestimmten Sättigungsgrad des Bodens verdoppelt eine der Schallwellen ihre Geschwindigkeit na­hezu. Wenn dieser Sättigungsgrad durch viel Regen erreicht wird, kann man den Geschwindigkeitsanstieg messen und ein Warnsystem aktivieren.

Sie leisten also theoretische Forschung mit sehr konkretem Nutzen?
Ich sehe mich als Grundlagenforscherin, aber als Ingenieurin bin ich immer auch an der Praxis interessiert. Eines meiner Anliegen ist es, ingenieurtechnische und mathematische Herangehensweisen miteinander zu verknüpfen und eine komplexe Modellbildung für praktische Anwendun­gen zu nutzen. Ich finde es faszinierend, die Vorgänge in der Tiefe eines Mediums auf eine abstrakte mathematische Ebe­ne zu übertragen. Das ist besonders interessant bei porösen Medien, bei denen das Zusammenspiel von Feststoffen und Hohlraumfluiden beschrieben werden muss. In den Hohl­räumen teilgesättigter Böden bewegen sich nichtmischbare Flüssigkeiten, zwischen denen eine Oberflächenspannung auftritt. Der sogenannte Kapillardruck weist bei gleichem Sättigungsgrad des Bodens unterschiedliche Werte auf, je nachdem ob Wasser hinein­ oder abfließt. Ich entwickle in meinem Projekt als Einstein Junior Fellow ein mathemati­sches Modell, das den Einfluss dieser Faktoren auf die Aus­breitung von Schallwellen beschreibt, um noch bessere zer­störungsfreie Prüfverfahren schaffen zu können.

Woran denken Sie, wenn Sie Schallwellen untersuchen?
Wellenausbreitung ist für mich ein bisschen wie das Leben der Menschen. Wenn eine Welle gedämpft ist und ihre Amplitude langsam abnimmt, ist das vergleichbar mit der Kraft des Menschen, die zum Ende des Lebens abnimmt. Auch die Amplitude einer Welle mit ständigem Auf und Ab ist mit dem Leben vergleichbar: Auf Rückschläge folgen meist positive Ereignisse. Für mich ist ein solches positives Ereignis, dass die Einstein Stiftung mir die Gelegenheit bietet, mit viel Freiheit in meinem Gebiet zu forschen.

Video: Mirco Lomoth