01. August 2021

Zukunftsvisionen beim Tunnelbau

Wie könnte der Tunnelbau in Zukunft aussehen? – Vordenker Elon Musk träumt schon lange von einem Hyperloopsystem mit dem er Menschen in Kapseln (Pods) durch ein Tunnelsystem unter der Erde transportieren kann. Nach Forschungen mit Unis weltweit für die Entwicklung der Pods hat er jetzt die „Not-a-Boring-Competition“ lanciert, um den Tunnelbau schneller und günstiger zu machen. Mit dabei an vorderster Front: Das Team von Swissloop-Tunneling. 


Hinter Swissloop Tunneling stehen über 40 Schweizer Studierende aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Bauingenieurwesen, und verschiedenen wirtschaftsnahen Bereichen. 

Bohren, was das Zeug hält! Geht es nach dem Amerikaner Elon Musk, sind heutige Transportsysteme über Schiene und Strasse viel zu langsam und zu teuer. Mit einem Hyperloop-Transportsystem möchte er den Verkehr revolutionieren. Seine Idee sieht vor, dass sich Transportbehälter (Pods) unter Verwendung eines linearen Elektromotors allmählich beschleunigen und luftgelagert durch sich nahezu im Vakuum befindliche Rohre unter oder über dem Boden gleiten. Damit können Geschwindigkeiten bis zu 1200km/h erreicht werden. Die Technologie ist nachhaltiger als die Luftfahrt und deutlich schneller als Hochgeschwindigkeitszüge.  
 
Bohren muss günstig und schnell sein 

An den Pods hat Musk zusammen mit Universitäten weltweit von 2015-2019 geforscht. Fehlen noch die Tunnel für die Hyperloop-Rohre. Allerdings ist Elon Musk der bisherige Tunnelbau (man ahnt es schon) viel zu langsam und zu kostenintensiv. Zusammen mit seiner Firma „The Boring Company“ hat er deshalb einen Wettbewerb lanciert. „Not-a-Boring-Competition“ heisst der Contest mit dem er die besten Tunnelbau-Innovationen der Zukunft finden will. Seine Vorgabe dazu hat es in sich: „Beat Gary, the snail – zu Deutsch: Bohre schneller, als die Schnecke Gary kriechen kann.“ Dabei wird bei der Schnecke eine Maximalgeschwindigkeit von 1cm pro Sekunde angenommen. 

Schweizer Team unter den Finalisten 

400 Wettbewerbsteilnehmer aus aller Welt haben die Herausforderung angenommen, haben Pläne und CAD-Modelle eingegeben. 12 davon haben es ins Finale geschafft. Swissloop Tunneling gehört zu den "Digging Dozens", also zu den 12 Teams, welche die technischen Designprüfungen bestanden haben und mit ihrer Tunnelbohr-Maschine beim Finale der „Not-a-Boring-Competition“ im Hebst in Los Angelos antreten dürfen. Über 40 Studierende stehen hinter Swissloop Tunneling. Das Team wurde 2020 gegründet und vereint Kompetenzen aus Maschinenbau, Elektrotechnik und Bauingenieurwesen, sowie verschiedenen wirtschaftsnahen Bereichen. Mit dazu gehören auch ehemalige Mitglieder des Swissloop Teams (also Teilnehmer, die bei der Entwicklung der Pods 2015-2019 mitgewirkt haben). 

Prototyp ist im Bau 

Swissloop Tunneling will den Tunnelbau schneller, nachhaltiger und effizienter machen. Dazu hat das Studententeam im Herbst 2020 ein Konzept und CAD-Pläne entwickelt. Im Frühling 2021 dann der erste grosse Erfolg: Das Schweizer Team kam weiter in die Endrunde und damit ging das Projekt erst richtig los, wie Mediensprecherin Theresa Lanschützer erzählt, denn die Maschine muss jetzt zusammengebaut werden: „Diverse Firmenpartner liefern Teile, einige werden von den Studenten selbst hergestellt. Diese werden aktuell bei der EMPA in Dübendorf montiert. Anfang Juli will man damit fertig sei, damit noch genügend Zeit für die Test-Phase des Tunnel-Roboters besteht. 

Finale Entscheidung in der Mojave-Wüste 

Bei der Endausscheidung, die in der Mojave-Wüste bei Los Angeles stattfindet, müssen die 12 Teams je eine Strecke von 30 Meter mit einem Durchmesser von 50cm bohren. Die Schweizer haben dabei hohe Ziele: „Wir wollen schneller sein, als alle anderen Teams und möglichst rasch am richtigen Ort ankommen“, stellt Lanschützer klar. Eine Woche lang wird das Swissloop Tunneling-Team vor Ort sein. Die Bohrmaschine, die aus verschiedenen Teilen besteht, wird vor Ort zusammengebaut und getestet. Die Pläne werden erneut bewertet. Der Wettbewerb schliesslich wird am letzten Tag stattfinden. Zum Schluss soll ganz Elon-Musk-like ein Mini-Tesla durch jeden fertig gebohrten Tunnel fahren. 

Eine Bohrmaschine, die nicht nur bohrt 

Der Bohrroboter, der in der Schweiz entwickelt wird, besteht aus verschiedenen Teilen: Nach dem Bohrkopf folgt bereits eine Art Ansaugsystem, welche das lose Material nach Hinten aus dem zu erstellenden Tunnel herausleitet. Ein Stück weiter hinten verkleidet eine angeschlossene Maschine den Erdtunnel rundherum gleich mit Kunststoff. Den Untergrund, den es zu durchbohren gibt, kennt das Schweizer Team bereits im Vorfeld: „Es wird weiches Material sein, hauptsächlich Lehm und Sand und eine Art natürlichen Betons“, erklärt Lanschützer. 
 
Die „Not-a-Boring-Competition“ findet Im Herbst 2021 in Los Angeles statt. Das genaue Austragungsdatum war bis zum Redaktionsschluss noch nicht bekannt. – Was wenn das Schweizer Team nicht siegt? – Lanschützer zuckt die Schultern: „Das wäre natürlich sehr schade, sagt sie dann. Aber wir machen auf jeden Fall weiter. Die Forschungen und Entwicklungen am Hyperloopsystem machen den Studierenden grossen Spass und deshalb gilt: Egal was passiert. Wir bleiben auf jeden Fall dran.“ 

 

Swissloop 

Swissloop ist eine von Studenten geführte Initiative mit dem Ziel, an der Erforschung und Weiterentwicklung der Hyperloop-Technologie und ihrer Anwendung in der realen Welt beizutragen. Das Team entwarf und baute funktionsfähige Prototypen - sogenannte Pods -, mit denen es von 2015-2019 an der International Hyperloop Pod Competition teilgenommen hat. Im Jahr 2019 erreichte der Swissloop-Pod eine Spitzengeschwindigkeit von 252 km/h und belegte damit den zweiten Platz bei der SpaceX Hyperloop Competition. Für ihren selbst entwickelten Linearmotor erhielt das Swissloop-Team den Innovationspreis. 

Swissloop Tunneling 

2021 nimmt ein neues von Studenten geführtes Team aus der Schweiz an der Not-a-Boring-Competition von Elon Musk teil. Hierbei geht es darum einen Tunnelbohrroboter zu bauen der schneller arbeiten kann, als eine Schnecke kriechen kann. Das Schweizer Team liegt mit seiner Bewerbung aktuell unter den zwölf Finalisten. Swissloop Tunneling wird von zahlreichen Hochschulen, Verbänden und Sponsoren aus der Privatwirtschaft unterstützt.  

Mehr Informationen

 

Text: Anita Bucher 

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