Tourenplanung für den Winterdienst ist komplex. Deshalb brauchen Verantwortliche dafür alle Informationen, die sie bekommen können. Zwar geben Wetter-Apps einen Überblick über die Witterung, haben jedoch auch einen blinden Fleck: die Straßen an sich. „Um hier die tatsächlichen Bedingungen aufzuzeigen, brauchen wir Sensorik in der Straße“, berichtet Frank Zokoll, Transport Weather Application Manager bei der Ott HydroMet Fellbach GmbH. Deshalb kommen stationäre Glättemeldeanlagen zum Einsatz, um Eis und Raureif schnell zu prognostizieren. Diese bestehen aus einer Vielzahl an verschiedenen Sensoren sowie Kameras, das wichtigste Element ist dabei allerdings der Bodensensor, mit dem u.a. die Temperatur der Straße gemessen wird. „Die zu ermitteln, ist allerdings nicht die große Kunst“, berichtet Matthias Danisch, Geschäftsführer der Boschung Mecatronic GmbH. „Die große Kunst ist es, zu erkennen, was genau auf der Fahrbahn liegt.“ Dazu bieten Glättemeldeanlagen zwei Technologien: die aktive sowie die passive Gefrierpunkttemperaturmessung.
Zwei Messungen für die Glättemeldeanlage
Beide Messungstypen unterscheiden sich dabei in der Funktion, teilen sich aber einige Gemeinsamkeiten, wie z. B. die Betriebsbedingungen. „Bei beiden Messungstypen brauchen wir Nässe auf der Fahrbahn und eine Bodentemperatur kleiner als vier Grad plus“, erklärt Danisch. So ermittelt die Bodensonde bei der passiven Messung die Leitfähigkeit der darauf befindlichen Flüssigkeit. Denn je höher der Salzgehalt einer Lösung, desto höher die Leitfähigkeit. Ebenfalls verändert sich durch Salz der Gefrierpunkt von Wasser. Darum lässt sich mit den erhobenen Daten der wahrscheinliche Gefrierpunkt kalkulieren. Wenn die gemessene Fahrbahntemperatur nun dem kalkulierten Wert entspricht, kommt es zu Eis. Bei der kritischen Marke von zwei Grad vor dem Gefrierpunkt, erfolgt eine automatische Warnung an die Einsatzkräfte – genug Zeit, um mit dem Winterdienst zu beginnen.
Beim zweiten Messungstyp, der aktiven Gefrierpunkttemperaturmessung, kommt dagegen ein in der Sonde verbautes Kühlelement zum Einsatz, das den darauf befindlichen Wasserfilm so weit abkühlt, bis er gefroren ist. Um den Gefrierpunkt zu ermitteln, verlassen sich die Techniker auf die sogenannte Kristallisationsenthalpie oder Kristallisationswärme, die freigesetzt wird, wenn ein Stoff seinen Aggregatszustand von flüssig zu fest ändert. Wird dieser kleine Wärmeanstieg während des Abkühlens registriert, ist der Gefrierpunkt ermittelt. Nach dem Gefrieren wird die Sonde wieder erhitzt, um den Wasserfilm zu schmelzen und die nächste Messung vorzubereiten. Je nach Hersteller dauert dieser Vorgang acht bis zwanzig Minuten, sodass in einer Stunde mehrere Messvorgänge durchgeführt werden können.
Vor- und Nachteile der Messungstypen
Die aktive wie passive Gefrierpunkttemperaturmessung haben ihre eigenen Vorteile und Einsetzbarkeiten. Während die passive Messung aufgrund der vergleichsweise limitierten Technik weniger Energie im Betrieb braucht, kann sie nur zum Einsatz kommen, wenn Salz als Taumittel gestreut wird. In speziellen Umgebungen, wie z. B. Flughäfen, in denen aufgrund der Korrosionsgefahr andere Stoffe für den Winterdienst benutzt werden, sei die aktive Messung daher geeigneter, wie Danisch ausführt. Auch zur Feststellung von Reifglätte – also Feuchtigkeit, die aus der Luft austritt und dann gefriert – sei sie besser geeignet. Welcher Messungstyp für welchen Einsatz infrage komme, lasse sich jedoch nur von Einzelfall zu Einzelfall entscheiden, so Frank Zokoll. Zu unterschiedlich seien die Anforderungen der Kunden. Aufgrund dieser unterschiedlichen Eignungen bieten manche Hersteller Geräte an, die beide Techniken kombinieren.
Zusätzlich zu den Bodensonden verfügen Glättemeldeanlagen noch über eine Reihe an Sensoren wie Nachtbildkameras oder weitere optische Sensorik. Damit lassen sich Wasser, Schnee oder Schneeregen auf der Straße auch unabhängig von der Gefrierpunkttemperaturmessung erfassen. Abgesehen davon bieten manche Hersteller auch eine Kooperation mit Wetterdiensten wie dem Deutschen Wetterdienst (DWD) an, welcher im Gegenzug für die Bereitstellung der ermittelten Daten eine Wetterprognose liefert, sodass Verantwortliche über zusätzliche Informationen zur Tourenplanung verfügen.
Glättemeldeanlagen: auf die Signalwirkung kommt es an
Trotz der ausgeklügelten Technik ist die Aussagekraft von Bodentemperaturen für größere Bereiche begrenzt, wenn sie nur von einer Glättemeldeanlage stammen. Um die Effektivität zu erhöhen, würden die Anlagen immer am sogenannten „Cold Spot“ installiert, wie Danisch ausführt: „Der Bereich, der bei Frost am schnellsten betroffen ist, eignet sich am besten.“ Von hier aus erfüllen die Anlagen eine Signalwirkung, um den ersten Frost im Gebiet zu erkennen. Doch wie viele Glättemeldeanlagen brauchen größere Kommunen, um ihre Straßen effektiv abzusichern? „Das hängt sehr von der Topografie ab“, berichtet Zokoll. „In den Alpen z.B. kann jedes Tal eine andere Witterung haben. Außerdem müssen die Straßen und Bebauung des Gebietes bedacht werden.“ Deswegen komme es auch hier immer auf den Einzelfall und eine Absprache mit den jeweiligen Verantwortlichen an.
Übrigens: Neben den Eis-Alarmen im Winter stellen Glättemeldeanlagen eine gute Rechtssicherheit dar, wenn es trotz Winterdienst doch mal zu einem Unfall kommt. Ebenfalls bieten sie im Sommer ungeahnte Vorteile, denn mit den optischen Sensoriken und Kameras lassen sich u.a. Extremwetter-Ereignisse, wie z.B. Starkregen nachweisen. Auch bei Fällen von intensiver Hitze, wenn die Bodentemperatur über 50 Grad steigt, geben die Anlagen Alarm. Bestimmte Straßen-Baumaterialien können ab dieser Temperatur zu schmelzen beginnen. Mit der entsprechenden Vorwarnung haben Verantwortliche die Möglichkeit, Gegenmaßnahmen einzuleiten, wie z. B. das Tempolimit für den Verkehr herabzusetzen. So bietet die Anlage das ganze Jahr über einige Mehrwerte.
