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Arbeit bis in die Nacht: die Schweizer Studierenden beim Tunnelbau-Wettbewerb in Texas. Foto: PD

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Swissloop Tunneling – zukunftsorientiertes Bauen im Untergrund

Ein Studierendenteam der ETH Zürich hat mit einem neuartigen Konzept zum Tunnelbau den Champion Award der von Elon Musk gegründeten «The Boring Company» gewonnen.

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Swissloop Tunneling – zukunftsorientiertes Bauen im Untergrund

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Die acht zum Wettbewerb eingeladenen Teams aus aller Welt waren aufgerufen, neue Lösungen für den Tunnelbau zu präsentieren und dabei «schneller zu sein, als eine Schnecke kriechen kann». Als Sieger der «Not-a-Boring-Competition» 2024 in Bastrup, Texas, gingen die Studierenden der ETH Zürich hervor: Sie erhielten den Champions Award und belegten damit den ersten Platz im gesamten Wettbewerb. Mehr noch: Sie haben es geschafft, den konventionell riskanten, zeit- und ressourcenintensiven Tunnelbau zu revolutionieren. Mit einer selbstentwickelten Tunnelbohrmaschine steht dem Team von Swissloop Tunneling nun kein Hindernis mehr im Weg, um ihrem neuartigen Konzept zum Durchbruch zu verhelfen.

Vorbild Murmeltier

Swissloop Tunneling ist ein studentischer Verein der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich und weiterer Schweizer Universitäten. 2021 designte und baute das Forscherteam seine Mikrotunnelbohrmaschine «Groundhog Alpha», benannt nach einem der raffiniertesten tunnelbauenden Tiere der Natur, dem Murmeltier. Mit einem einzigartigen Steuerungsmechanismus und fortschrittlichen Tunnelauskleidungssystem war Groundhog Alpha wendiger als konventionelle Lösungen und imstande, die Tunnelinnenwand während eines ununterbrochenen Bohrprozesses zeitgleich 3D zu drucken. Diese neuartige Lösung bietet entsprechende Vorteile, die bis anhin fehlen.

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Mit Champion Award ausgezeichnet: das Team von Swissloop Tunneling.

Nach drei Jahren intensiver Entwicklungsarbeit, anspruchsvoller Implementierung innovativer Microtunneling-Mechanismen und laufender Optimierung ist es Swissloop Tunneling gelungen, das volle Potenzial seiner Maschine auszuschöpfen. Damit trägt der studentische Verein entscheidend dazu bei, Bauprojekte einer nachhaltigen Zukunft technisch zu realisieren.

Innovationsgeist gefragt

Um langfristige Nachhaltigkeitsziele erfüllen zu können, begleitet von infrastrukturellem Wachstum und Wandel, ist kontinuierlicher Innovationsgeist im Bauwesen gefordert. Dies betrifft nicht nur Neuansätze für Bauprojekte an der Oberfläche, sondern auch Operationen im Untergrund. Speziell der Tunnelbau ist von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, ober- und unterirdische Infrastruktur weiterzuentwickeln. Schliesslich erfordern umfassende und neue Formen nachhaltiger Energieversorgung die Erschliessung weiträumiger Untergrundverbindungen durch Microtunneling, speziell bei der Leitungsverlegung unter der Oberfläche.

Auch der Personen- und Güterverkehr in städtischen sowie ländlichen Gebieten verläuft sowohl über die Oberfläche als auch durch den Untergrund. In der langen Frist wird dieser Bedarf an Tunnels nicht abnehmen, im Gegenteil. Das Erschliessen von Tunnel-Wegstrecke bleibt für den nachhaltigen Ausbau öffentlichen Verkehrs – als ökologische Alternative zum Autoverkehr – von internationaler Relevanz. Aber auch futuristische Hochgeschwindigkeits-Mobilitätskonzepte wie Hyperloop sind nicht realisierbar ohne effizienteren und finanziell tragbareren Tunnelbau. Konventionelle Tunnelbohrmaschinen werden dem bei weitem noch nicht gerecht. Hier setzt Swissloop Tunneling mit der Entwicklung einer zeitsparenden, ressourceneffizienten und damit kostengünstigen Tunnelbohrtechnologie an.

Liner-Mechanismus

Nach der Entwicklung der ersten prototypischen Tunnelbohrmaschine wurden deren Stärken beibehalten, die Maschine mit neuen Systemen ergänzt und die Zuverlässigkeit fortlaufend optimiert. Den zentralen Ansatz, um den Tunnelbau noch effizienter zu machen, bildet der sogenannte Liner-Mechanismus. Das aktuelle Modell namens «Groundhog Beta» ist mit diesem Mechanismus ausgestattet und so imstande, simultan zum Bohrprozess und der Vorwärtsbewegung die Tunnelwand ohne Unterbruch mit wiederverwendbarem Material zu erstellen.

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Bohrkopf der innovativen Schweizer Maschine.

Swissloop Tunneling konnte diesen anspruchsvollen, in der Form neuartigen Mechanismus erfolgreich beim diesjährigen Wettbewerb in den USA demonstrieren. Den Schweizer Studierenden gelang es, die längste Tunnelbohrstrecke unter allen teilnehmenden Teams zu erreichen. Die Herausforderung bestand darin, technologisch komplexe Neuansätze in kurzer Zeit erfolgreich zu implementieren und die eingesetzte Maschine hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Effizienz im Bohrprozess zu optimieren.

Mit ihrem ersten Platz hat Swissloop Tunneling eine schon länger andauernde Erfolgsgeschichte fortgesetzt. An den beiden vorangegangenen «Not-a-Boring-Competitions» in Las Vegas und Bastrop (Texas) hatte Swissloop Tunneling bereits zweimal in der Folge den Innovation Award gewonnen und damit jeweils den zweiten Gesamtrang belegt.

Von Experten geprüft

Nach der erfolgreichen Teilnahme an internationalen Tunnelbohr-Wettbewerben, bei denen die Technologie des Teams auch extern von erfahrenen Experten umfassend geprüft wurde, und mit den internen Lernerfahrungen der vergangenen Jahre verfügt Swissloop Tunneling inzwischen über ein solides Fundament, um einen entscheidenden Beitrag zum Wandel hin zu skalierbareren Tunnelbauprozessen leisten zu können. Mit seinen hochinnovativen Systemen – aktuell spezialisiert im Bereich des Microtunnelings – wird sich das Team der ETH-Studierenden entsprechend weiter für die Realisierung von Nachhaltigkeitszielen, die kontinuierliche Innovationsschritte im Bauwesen erfordern, im Austausch mit Industrie und Interessenten engagieren.

Swissloop Tunneling

Das Team von Swissloop Tunneling wurde Ende 2020 gegründet und ist inzwischen auf mehr als 60 ETH-Studierende aus technischen und wirtschaftsbezogenen Fächern angewachsen.

Weitere Informationen

Deklaration: Dieser Inhalt wurde von der ETH im Rahmen der Partnerschaft mit Sustainable Switzerland selbst erstellt.

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