Schlieren
Diese Geräte spüren die feinsten Erdbeben

Die Firma GeoSIG rettet mit ihren Sensoren Leben in der ganzen Welt. Hierzulande kennen sie die wenigsten.

Fabienne Eisenring
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Geschäftsführer Johannes Grob in der Produktionshalle in Schlieren, wo die GeoSIG höchst sensitive Sensoren zur Erdbebenfrühwarnung oder zur Überwachung von Infrastrukturen herstellt.
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Das Innenleben der GeoSIG-Geräte ist hochkomplex. Eine im Sensor eingebaute Masse fängt die Vibrationen der ersten Erdbebenwelle auf und wandelt sie in ein digitales Signal um.
Diese Signale werden dann per Wifi an örtliche Datenzentren geschickt, wie Marketingleiter Reza Ghadim beim Rundgang durch den Betrieb erklärt.
Mithilfe der GeoSIG-Instrumente können Menschen bis zu einer Minute vor Eintreffen der verheerenden Sekundärwelle gewarnt, Züge gestoppt oder AKWs vom Netz genommen werden.
GeoSIG Schlieren 06.07.17
Die Geräte sind für die widrigsten Umweltbedingungen gerüstet. Dieser Bohrlochsensor funktioniert unter Wasser genauso gut wie 500 Meter tief im Boden.
Von der Verpackungshalle aus werden die Geräte in Erdbebenrisikogebiete auf der ganzen Welt verschickt.
In separaten Werkräumen werden die Geräte eingehend getestet, bevor sie das Gebäude verlassen. So etwa in einem Kühlschrank oder auf einem «Shaker», der ein Erdbeben simuliert.
Werkzeuge verschiedener Zwecke im Werkraum der GeoSIG.

Geschäftsführer Johannes Grob in der Produktionshalle in Schlieren, wo die GeoSIG höchst sensitive Sensoren zur Erdbebenfrühwarnung oder zur Überwachung von Infrastrukturen herstellt.

Im Hauptsitz der Firma GeoSIG in Schlieren, direkt neben einer der wichtigsten Schlagadern des Schweizer Bahnnetzes, zittert der Boden nur, wenn die Schnellzüge in Richtung Zürich oder Bern vorbeidonnern. Menschen, die sich im Gebäude aufhalten, spüren die Erschütterungen kaum. Die Hightech-Sensoren, die das Unternehmen primär zur Messung und Auswertung von Erdbebenwellen entwickelt, sind da um einiges sensibler.

Vor vier Jahren zügelte die GeoSIG vom aargauischen Othmarsingen an die Schlieremer Wiesenstrasse, in «eine blaue Box», wie Marketingleiter Reza Ghadim das Gebäude, das sie mit der Verpackungsfirma Brieger teilen, scherzhaft nennt. Es sieht dem Gehäuse ihrer Sensoren täuschend ähnlich.

Schutz für Hollywood-Hotel

Nach der Firmengründung vor 25 Jahren habe man zunächst eine Durststrecke überwinden müssen. Denn die Produkte von GeoSIG waren so neu nicht. Es galt, sich auf einem «hart umkämpften Nischenmarkt» zu behaupten, sagt Ghadim. Doch mit den Jahren gewann das Unternehmen an Boden – und das weltweit. «Mehr als 95 Prozent unserer Geschäfte wickeln wir international ab.»

Dimensionen: Stellen Sie sich vor...

... Sie halten einen fünf Kilogramm schweren Korb voll Äpfel in der einen Hand und zwei Apfelkerne von insgesamt 1,5 Gramm in der anderen. Dies entspräche etwa dem Verhältnis zwischen der maximalen Vibrationsstärke, die ein GeoSIG Sensor messen kann, und jener, die ein am Firmengebäude in Schlieren vorbeifahrender Zug erzeugt, wie Erdbebeningenieur Talhan Biro erklärt. Ein Hunderttausendstel eines Apfelkerns, also zirka 0,000015 Gramm, käme der schwächsten messbaren Vibration gleich.

In über 100 seismisch aktiven Ländern sind heute Tausende der GeoSIG-Geräte zur Erdbebenfrühwarnung oder zur permanenten Überwachung von Infrastrukturen im Einsatz. Dazu gehören etwa 24 Instrumente für das TGV-Zugnetz bei Marseille, 42 für ein Wolkenkratzer-Hotel in Hollywood, 50 für den griechischen Preveza-Tunnel, 20 für den Enguri-Damm in Georgien oder 56 für die dänische Øresund-Brücke.

Ein Vorteil ist hierbei das Team, in dem zehn Nationen vertreten sind. Es lehrt die Verantwortlichen vor Ort die Bedienung der Sensoren. Viele Gesprächspartner seien aber überrascht, wenn sie hören, dass die GeoSIG «nur» rund 25 Mitarbeitende beschäftigt und nicht 2000, sagt Ghadim, ein gebürtiger Iraner.

In der «zumeist von Erdbeben verschonten» Schweiz ist die Firma weniger bekannt. Ihre Instrumente kommen hierzulande vor allem bei Sprengungen, etwa in den 1990er-Jahren beim Bau des Vereinatunnels, oder beim Abriss von Bauwerken zum Zug. Vorab wird berechnet, welcher Erschütterung die umliegenden Gebäude standhalten können, ohne Schaden zu nehmen. «Fordert jemand im Nachhinein Entschädigung für seine rissige Hauswand, könnten wir analysieren, ob die Sprengung tatsächlich eine Kraft entfaltete, die die Struktur beeinträchtigte», sagt Ghadim. Deshalb würden sie von Gebäudebesitzern und Städten oft gleichzeitig beauftragt – als Absicherung.

Von einem Seismometer im GeoSIG-Gebäude aufgezeichnete Vibrationen von durchfahrenden Zügen. Gemessen wurde einmalig, werktags von 15 Uhr nachmittags bis 3 Uhr morgens. Die Vibrationen der durchfahrenden Züge sind erkennbar als blaue Wellen in der oberen Grafik. Wenn schwere Güterzüge, leichtere Passagierzüge oder gar zwei Züge gleichzeitig vorbeifahren, schlägt sich das in der Stärke der gemessenen Vibrationen nieder. Erkennbar ist, zwischen 17 und 19 Uhr passieren zirka 110 Züge das Firmengebäude neben dem Bahnhof Schlieren. Auch sieht man, dass die Frequenz von durchfahrenden Zügen bis etwa 22 Uhr höher ist als während der Nacht. Die untere Grafik ist ein Exempel von zehn Minuten. Klar erkennbar ist hier, dass die Vibrationen langsam anwachsen, wenn der Zug sich nähert und abflachen, wenn er sich wieder entfernt.

Von einem Seismometer im GeoSIG-Gebäude aufgezeichnete Vibrationen von durchfahrenden Zügen. Gemessen wurde einmalig, werktags von 15 Uhr nachmittags bis 3 Uhr morgens. Die Vibrationen der durchfahrenden Züge sind erkennbar als blaue Wellen in der oberen Grafik. Wenn schwere Güterzüge, leichtere Passagierzüge oder gar zwei Züge gleichzeitig vorbeifahren, schlägt sich das in der Stärke der gemessenen Vibrationen nieder. Erkennbar ist, zwischen 17 und 19 Uhr passieren zirka 110 Züge das Firmengebäude neben dem Bahnhof Schlieren. Auch sieht man, dass die Frequenz von durchfahrenden Zügen bis etwa 22 Uhr höher ist als während der Nacht. Die untere Grafik ist ein Exempel von zehn Minuten. Klar erkennbar ist hier, dass die Vibrationen langsam anwachsen, wenn der Zug sich nähert und abflachen, wenn er sich wieder entfernt.

Zur Verfügung gestellt

Schweizer AKWs auf dem Radar

Die Produkte der Firma sind für die widrigsten Umweltbedingungen gerüstet. Ein Bohrloch-Sensor funktioniert in einer Röhre aus rostfreiem Stahl auch im Wasser genauso gut wie 500 Meter tief im Boden. Auch möglich ist es, die Messgeräte in einer Art unzerstörbarem Schrank einzubauen. «Während ein Gebäude durchgeschüttelt wird, soll dieser hier weiterhin seine Arbeit machen», sagt Ghadim beim Rundgang durch das Betriebsgebäude und klopft auf den metallenen Kasten, der auch in den Schweizer Atomkraftwerken Beznau, Leibstadt und Gösgen eingesetzt wird. Mit Letzterem arbeitet die Firma an einem aktuellen Projekt betreffend seiner vor zehn Jahren installierten Erdbebeninstrumentierung zusammen.

«Stellt ein Beben eine Bedrohung für die Anlage dar, würde das Atomkraftwerk entweder automatisch abgeschaltet oder die Betreiber erhielten sofort eine Einschätzung der erwarteten Anlagenschäden zugeschickt, worauf die Entscheidung bei ihnen liegt», erläutert Ghadim. Die Installation bei Atomkraftwerken gehöre zu den schwierigsten; sie erfordere Expertisen und das Einhalten von strikten Sicherheitsstandards.

Wertvolle Sekunden

Bevor eines der bis zu 10 000 Franken teuren Instrumente das Gebäude der GeoSIG verlässt, wird seine Leistung eingehend getestet. So etwa in einem Kühlschrank oder befestigt auf einem sogenannten «Shaker», mit dem sich ein Erdbeben simulieren lässt.

Geschäftsführer und Firmengründer Johannes Grob gibt sich Mühe, die Funktionsweise der Erdbebenfrühwarnung simpel zu erklären. Die Sensoren enthalten eine Masse, die schon durch feinste Bodenbewegungen in Schwingung gerät. Im Falle eines Erdbebens nimmt sie zunächst die harmlose Primärwelle wahr. Dies wird in ein digitales Signal umgesetzt, ausgewertet und per WiFi ans örtliche Datenzentrum gesendet. «Abhängig davon, wie weit entfernt die Sensoren vom Herd liegen und wie sich das Erdbeben ausbreitet, kann die Zeitspanne zwischen der ersten Welle und der verheerenden Sekundärwelle von 15 Sekunden bis zu einer Minute betragen», so Grob.

Wertvolle Sekunden, in denen etwa Schnellzüge automatisch gestoppt, Chemie-Fabriken vom Strom genommen, Gasleitungen geschlossen, Aufzüge verlangsamt und auf dem nächsten Stock geöffnet, Sirenen aktiviert oder Menschen per SMS gewarnt werden.

Megastadt unter Beobachtung

Besonders stolz ist die Firma auf das 2009 durchgeführte Projekt «NetQuakes» der US-Erdbebenbehörde, wobei sie sich gegen amerikanische Mitbewerber durchsetzen konnte. Die GeoSIG-Sensoren überwachen heute grosse Flächen des Erdbebenrisikogebiets San Francisco Bay. Dabei greift die Firma auf Daten zur Bodenkonsistenz, zur Bevölkerungsdichte, zu Alter und Stabilität der Gebäude sowie der Standorte von Schulen, Spitälern und anderen Infrastrukturen zurück.

«Nach einer natürlichen oder von Menschen ausgelösten Katastrophe erstellen unsere Geräte eine ‹Shake Map›, was erlaubt, die am schwersten betroffenen Gebiete mit mutmasslich hohen Opferzahlen sofort zu identifizieren und Rettungskräfte dorthin zu dirigieren», sagt Grob. Dass so viele Leben von ihren Geräten abhängen, ist den Schlieremern bewusst. Fehler dürften sie sich nicht erlauben: «Die Erdbeben-Community ist sehr klein. Hätte eines unserer Systeme im Ernstfall versagt, hätte sich dies wie ein Lauffeuer verbreitet – und uns den Ruf gekostet», so Grob.

Direkt ins Forschungszentrum

Eine abschliessende Sicherheit kann aber auch eine souveräne Arbeitsweise nicht bieten. «Es gibt keine nachgewiesene Methode, den präzisen Zeitpunkt eines Erdbebens, seinen Herd oder seine Stärke vorauszusagen», sagt Grob. Die Firma greife der Forschung aber diesbezüglich unter die Arme. Gesammelte Rohdaten stellt sie seismischen Forschungszentren sowie Hochschulen zur Verfügung, etwa der belgischen Universität Löwen.

Zusammen mit fortschreitenden Erkenntnissen über die tektonischen Vorgänge unter unseren Füssen gewinnen die Forscher ein immer genaueres Bild, mit welcher Wahrscheinlichkeit Beben welcher Stärke zu erwarten sind und welche Erschütterungen dabei maximal auftreten können. Damit sind Bauingenieure wiederum in der Lage, Gebäude neu so zu konstruieren, dass sie den Belastungen standhalten.

Im Firmensitz der GeoSIG gibt es indes nicht viel zu befürchten. Das letzte starke Erdbeben mit einer Magnitude von 3,4 erschütterte Schlieren 1923. Das Zürcher Limmattal gilt laut dem Schweizerischen Erdbebendienst als Zone mit geringer Bebengefährdung.