Zustand von Kirche und Kloster ist jetzt messbar

Wissen / 16.06.2017 • 16:25 Uhr / 4 Minuten Lesezeit
Oliver Sass (l.) und Teammitglied Benjamin Schrei zeigen die neu entwickelte Feuchtesonde. FOTO: UNI GRAZ
Oliver Sass (l.) und Teammitglied Benjamin Schrei zeigen die neu entwickelte Feuchtesonde. FOTO: UNI GRAZ

Forscher an der Grazer Universität entwickelten Feuchtsonde, die Verwitterungsprozesse messen kann.

graz. Das Wechselspiel von Feuchtigkeit, eisiger Kälte und starker Trockenheit setzt Kulturdenkmälern zu. Vor allem aus Sandstein gebaute Schlösser, Kirchen und Klöster sind weltweit davon betroffen.

Meistens gehen Verwitterungsprozesse mit der Einwirkung von Feuchtigkeit einher. Forscher an der Universität Graz haben nun eine handliche und auch günstige Feuchtesonde entwickelt.

Umweltbedingungen

Die Verwitterungvorgänge, die an Natursteinoberflächen ablaufen, sind komplex, schilderte Oliver Sass, Leiter des Instituts für Geografie und Raumforschung an der Universität Graz der APA. Da laufen vielfältige physikalische, chemische und biologische Vorgänge ab, die sich gegenseitig beeinflussen oder auch bedingen, informiert der 51-jährige Professor für Physische Geographie.

Die Exposition, also die Umweltbedingungen, denen der Stein ausgesetzt ist, spielt dabei eine weitere wichtige Rolle: Vor Niederschlag, Sonne und Wind geschützte Bereiche nehmen einen anderen Verwitterungsverlauf als jene an den sogenannten Wetterseiten.

Exakte Messungen

Um wissenschaftlich zu untersuchen, wie die Verwitterungsprozesse im Detail vor sich gehen und welche Rolle das Makroklima spielt, sind exakte Messungen und entsprechende Sensoren notwendig.

Nun hat Oliver Sass mit seinem Forscherteam eine neuartige Sonde entwickelt, welche die Feuchtigkeit in Gestein und in Gebäuden misst und damit Informationen über die Auswirkungen der klimatischen Veränderungen geben kann.

System selbst entwickelt

Ihren Ausgang hat die Entwicklung des an der Uni Graz lehrenden Geomorphologen in der alpinen Verwitterungsforschung genommen. „Bei der Untersuchung von Felswänden haben wir bisher keinen für uns befriedigenden Sensor, der im Testgestein mit für und vertretbarem Aufwand die gewünschten Daten liefern würde. Schließlich brauchen wir Sensoren, die preisgünstig sind, weil wir an vielen Stellen exakt messen wollen“, schilderte Sass seine Motivation, sich das entsprechende System selbst zu entwickeln. Ebenso viele Sensoren brauche man, wenn man untersuchen will, wie sich das Makroklima auf das Mikroklima einer Kirchenwand auswirke.

Das von Sass entwickelte kostengünstige System schaffe es nun, rasch und präzise den Wassergehalt in unterschiedlichen Tiefen von Mauern und Felsen zu ermitteln. Dabei handle es sich um einen kapazitiven Sensor, welcher auf Basis der Veränderung der elektrischen Kapazität eines einzelnen Kondensators bzw. eines Kondensatorsystems arbeitet. Gleichzeitig sei es unempfindlich gegenüber den im Gestein befindlichen Salzen.

„Bei den meisten Systemen verfälschen sie die Ergebnisse und erschweren eine Interpretation der Daten“, erklärte Sass. Für die Positionierung der Sonden reichen Bohrlöcher mit einem Durchmesser von sechs Millimeter. Da die Sensoren hintereinander gestaffelt werden können, könne ein Bohrloch für mehrere Messtiefen verwendet werden.

Start im Ötztal

Geht es nach der Vorstellungen von Sass, so könnte die Sonde an Gebäuden in den klimatisch unterschiedlichsten Gebieten Europas zum Einsatz kommen, um Veränderungen in den jeweiligen Klimazonen besser erforschen und Schäden besser vorhersagen zu können. Doch auch im ursprünglichsten Arbeitsbereich des Geografen werden die Sonden zur Anwendung kommen: Die Grazer Forscher wollen sie demnächst an Felswänden im Ötztal an Randschliffen von Gletschern einsetzen. Sass zufolge geht es hier um die Frage, „wie sich Gletscher auf die Verwitterung und Erosion auswirken“.