SSE sorgt für eine explosive Mischung

Mit dem Zug von Zürich aus erreicht man Brig im Wallis in nur gerade zwei Stunden. Seit 2007 der Lötschberg-Basistunnel eröffnet wurde, rasen die Züge mit 200 km/h unter der nördlichen Alpenkette hindurch. Der Lötschberg-Basistunnel ist ein Meisterwerk des Untertagebaus. 1994 hatte man mit dem Bau des Sondierstollens begonnen, der Bau des Haupttunnels dauerte von 1999 bis 2007. Dank moderner Technik ist der Tunnelbau heute wesentlich sicherer als früher. Geblieben sind die harten Umgebungsvoraussetzungen für Mensch und Maschine im Untertagebau.

Ein Unternehmen, das den harten Bedingungen im Tunnelbau trotzt, ist die Société Suisse des Explosifs, kurz SSE, in Brig. Das Unternehmen ist auf die Herstellung von Sprengstoffen für die zivile Sprengtechnik spezialisiert. Neben der Herstellung von Sprengstoff, Feinchemie und Pyrotechnik verfügt SSE über selbst entwickelte Mischladefahrzeuge. Mit diesen wird der Sprengstoff direkt vor Ort im Tunnel hergestellt und in die Bohrlöcher gepumpt. SSE war nicht nur beim Bau der NEAT (Neue Eisenbahn-Alpentransversale) involviert, sondern ist auch am Bau der meisten Schweizer Autobahntunnels der letzten Jahre als Lieferant für Sprengmittel beteiligt.

Eine mobile Sprengstofffabrik für die Produktion von Emulsionssprengstoff im Tunnelbau
Das Firmengelände von SSE befindet sich außerhalb von Brig in einem Tal. Rund hundert Gebäude werden hier vom Unternehmen genutzt. Dr. Maurice Delaloye, der technische Leiter von SSE, erklärt: «Das Unternehmen ist in den letzten hundertzwanzig Jahren stetig gewachsen.» Zudem habe man aus Sicherheitsgründen so viele einzelne Gebäude erbaut.

In einer Halle auf dem weitläufigen Gelände sind die Mischladefahrzeuge MORSE (Module de Repompage et de Sensibilisation d’Emulsion) stationiert. Ein dreiköpfiges Team kümmert sich hier um die Wartung und Reparatur der MORSE-Systeme. Dabei handelt es sich um eine mobile Sprengstofffabrik, mit der direkt im Tunnel Sprengstoff hergestellt wird. Die MORSE-Einheit wird auf einem Trägerfahrzeug montiert, funktioniert aber komplett rückkopplungsfrei. Einzig ein Stromanschluss ist nötig, damit die MORSE betriebsbereit ist. Sie verfügt über drei Tanks für die Komponenten des Emulsionssprengstoffs und über einen Wassertank. Über einen Schlauch werden die Komponenten ins Bohrloch gepumpt. Das Wasser dient zur Schmierung. Erst zuvorderst im Schlauch werden die Komponenten mittels eines statischen Mischers zu einem Emulsionssprengstoff zusammengefügt.

Die stark zusammengefasste Funktionsweise der MORSE hört sich im Grundprinzip einfach an, ist aber in der Umsetzung höchst komplex. Die Zusammensetzung und Energie des Sprengstoffes muss genau den jeweiligen geologischen Voraussetzungen entsprechen. Dazu stellen die Fachleute von SSE auf den jeweiligen Tunnelausbruch abgestimmte Sprengschemas her. Diese werden dann mittels eigener Software programmiert, so dass die MORSE die Dosierung der Komponenten automatisch vornimmt.

24 MORSE-Systeme im Einsatz
Entwickelt wurde die MORSE Ende der Neunzigerjahre ursprünglich von der französischen Firma EPC. Seit 2000 zeichnet SSE für die Weiterentwicklung und Produktion der MORSE verantwortlich. Heute verfügt SSE über 24 Maschinen. Während das Grundprinzip über all die Jahre dasselbe geblieben ist, hat SSE ihre Maschinen fortlaufend optimiert – vor allem, was die Steuerung und Elektronik anbelangt. Dazu hat sich das Unternehmen Partner an Bord geholt. Die Steuerungselektronik liefert die Wago Contact SA, für die Konzeption der Steuerung zeichnet das Briger Ingenieurbüro Demostene + Partner verantwortlich, und der Steuerungsrechner kommt von der Embedded-Spezialistin Syslogic.

Unter Tage herrschen harte Bedingungen
Maurice Delaloye sagt: «Einerseits sind die Bedingungen unter Tage äußerst widrig – Staub, Feuchtigkeit, Hitze, Vibrationen – andererseits legt SSE großen Wert auf die Einsatzsicherheit der MORSE-Systeme und auf den Schutz des Personals.» Entsprechend habe SSE seine Partnerunternehmen vorsichtig evaluiert, so Delaloye. Bei den Steuerungsrechnern achtete SSE auf hohe Schock-, Vibrations- und Hitzeresistenz sowie auf eine lange Verfügbarkeit. Delaloye sagt: «Am Grundprinzip unserer Mischladefahrzeuge wird sich nichts ändern.» Entsprechend sei es für SSE zeit- und kostenaufwändig, wenn wegen abgekündigter Elektronikkomponenten die Steuerung angepasst werden müsse, so Delaloye.

Langlebige und langzeitverfügbare Steuerungsrechner
Mit Syslogic hat sich SSE für eine Partnerin entschieden, die für die lange Verfügbarkeit ihrer Produkte einsteht. Als eines der wenigen Unternehmen entwickelt und fertigt Syslogic alle ihre Industriecomputer selbst. Dank der eigenen Werke in Europa hat das Unternehmen nicht nur die Qualität, sondern auch die Verfügbarkeit ihrer Produkte fest im Griff. Bereits während der Entwicklungsphase achtet Syslogic darauf, dass nur langzeitverfügbare Komponenten eingesetzt werden. Beispielswiese kommen in den Syslogic Industriecomputern nur Prozessorplattformen zum Einsatz, die auf einer Embedded Roadmap gelistet sind. Damit garantiert Syslogic eine Verfügbarkeit von zehn Jahren und mehr.

Ein weiterer wichtiger Punkt, warum sich SSE für die Industriecomputer der Syslogic Compact 71 Serie entschieden hat, ist gemäß Delaloye die Vibrationsbeständigkeit. Er sagt: «Die Tunnelbohrmaschinen sind meist noch vor Ort, wenn wir unsere Mischladefahrzeuge auf die Baustelle bringen.» Entsprechend müssten sämtliche Komponenten den vorherrschenden Vibrationen standhalten.

Syslogic hat für ihre Compact 71 Serie, die vorwiegend in mobilen Anwendungen zum Einsatz kommt, unter anderem Vibrationsmessungen im Frequenzbereich von 10 bis 100 Hz nach der europäischen Norm 60068-2-64 und Schockprüfungen nach der europäischen Norm 60068-2-27 durchgeführt. Sämtliche Belastungstests haben die Industriecomputer mit Bravour bestanden. Zudem kommen in den Syslogic Industriecomputern SSD-Speicher (Solid State Drive) anstelle herkömmlicher Harddisks zum Einsatz. Da SSD-Speicher statisch funktionieren, sind sie im Vergleich zu Harddisks unempfindlich gegenüber Schocks und Vibrationen. Überhaupt verzichtet Syslogic bei ihren Industriecomputern gänzlich auf bewegliche Teile, was für den zuverlässigen Betrieb in widriger Umgebung unerlässlich ist.

Steuerung bewährt sich
Dank der kompromisslosen Industriebauweise eignen sich die Compact 71 Box Computer ideal für die Voraussetzungen im Tunnelbau, das auch weil sie für den Temperaturbereich von –40 bis +85 Grad Celsius zugelassen sind. Die drei Unternehmen Wago, Demostene + Partner sowie Syslogic haben für MORSE eine ultrarobuste und zuverlässige Steuerung entwickelt. Dadurch ist MORSE einfach zu bedienen, was den Schulungsaufwand für die Mineure reduziert.

Nachdem SSE mit dem Einsatz der MORSE bei vielen Tunnelbaustellen erfolgreich war und zur Zeit die meisten großen Schweizer Tunnelprojekte realisiert sind, expandiert SSE zunehmend ins Ausland. Delaloye sagt dazu: «Unsere erprobten Anlagen und unser Know-how stoßen beispielsweise in Polen und Schweden auf große Resonanz.» Man habe heute bereits erste MORSE-Systeme vor Ort und schule dort die Mineure, welche die MORSE-Systeme künftig bedienen werden, um ab Mitte 2015 richtig loszulegen.