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Organisationseinheit der BAM
Innovative Lösungen im Bereich der zivilen Sicherheitstechnologie müssen sehr genau auf die Ansprüche der Endanwender*innen abgestimmt werden. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Innovationsforum InnoBOSK der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ermöglicht erstmalig die Vernetzung von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) mit kleinen und mittleren Unternehmen (KMU). Während verschiedener Workshops, einer zweitägigen Konferenz und auf der digitalen Plattform des Projekts können Anbieter*innen und Endanwender*innen technischer Ausstattung in der zivilen Gefahrenabwehr in Kontakt treten.
Im Projekt InnoBOSK wurden insgesamt vier wissenschaftlich basierte Bedarfserhebungsworkshops durchgeführt. Die Workshops hatten jeweils thematische Schwerpunkte und wurden mit Vertretern unterschiedlicher BOS (Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben) durchgeführt.
In der vorliegenden Arbeit werden die erhobenen Bedarfe ausgewertet.
Im Rahmen dieses Vortrags wurden aktuelle Arbeiten der BAM im Rahmen der Forschungszusammenarbeit mit dem Bundeswehrkrankenhaus Berlin zum primären Explosionstrauma vorgestellt. Den Schwerpunkt des Vortrags bildeten die Auswirkungen der kumulierten Belastung durch "low-level blast" auf das Gehirn von Einsatzkräften und Rückschlüsse für den Arbeitsschutz und die Arbeitsmedizin.
Im Rahmen des Vortrags wurden die Ergebnisse und die Methodik zur Erhebung von Forschungsbedarfen und Fähigkeitslücken bei den Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben, welche im Rahmen des Projektes InnoBOSK durchgeführt wurden, vorgestellt. Den Schwerpunkt bildete dabei die Umsetzung der Workshops gemeinsam mit den Einsatzkräften und die Umsetzung der problemorientierten Erhebungsmethodik.
In the field of explosive reactions, there is a type of explosive effect that lacks a sufficient database and reproducible experiments regarding biomechanics. It concerns the primary explosive effect. It is defined as pure shock wave of the explosion. The physical behavior of the shock wave when interacting with different types of tissue and, in particular, the subsequent transitions of the shock wave, have barely been investigated. The transition of the shock wave into other materials is the focus of the research Therefore, the aim of the investigations is the development of a multidisciplinary method to investigate shock wave behavior in various generic tissue simulants under the most reproducible conditions possible with realistic loads in an experimental test series with short set-up times. An autoclave is used to generate the pressure waves. A simplified torso model consisting of ballistic gelatin is used as a simulant.
In this paper, the influence of protective equipment on the pressure load in the tissue simulant is investigated. For this purpose, consecutive test setups are used. First, the behavior of ballistic gelatin as a tissue simulant is investigated. Then, the simplified torso model is covered with typical combat clothing consisting of four layers.
Afterwards a currently used UHMWPE ballistic protective plate is placed in front of the simplified torso model.
Finally, the combat clothing and the protective plate are examined in combination. Three cast-in pressure sensors are used as measuring devices, as well as an acceleration sensor attached to the protective plate.
The experiments show that the maximum overpressure in a model rotected by combat clothing and the protective plate can be reduced by 95%. However, the propagation speed of the shock wave within the simplified torso model increases from 1535.5 m/s to 2204.5 m/s. This shows that even protective equipment, which is not primarily intended to protect against blast, offers a significant reduction in the pressure load in the protected area. On the one hand it is caused by the media transition from air to PE and the resulting higher reflection of the acceleration of the transmitted wave within the simulant. On the other hand, it is also reduced due to the damping and dispersion caused by the clothing layers.
Im Rahmen des wehrmedizinischen Sonderforschungsvorhabens 29K4 wird der Effekt der primären Explosionswirkung auf Soldaten untersucht. Dazu wird ein Stoßwellengenerator entwickelt, der relevante Überdrucklastfälle mit geringer Rüstzeit und hoher Reproduzierbarkeit erzeugt. Zudem wird ein vereinfachtes Torso-Modell erstellt, um das Verhalten des eingeleiteten Druckstoßes in das Körpermodell zu untersuchen.
Einsatzkräfte von Feuerwehr, Polizei, THW, etc., aber auch Passanten, sind im Training und auch der realen Gefahrenlage einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt. Neben u.a. Gefahrstoffen, elektromagnetischer Strahlung gibt es besondere Gefährdungen wie z. B. Explosionen, die durch eine kurzzeitdynamische Einwirkung charakterisiert sind. Dabei stellt die Überdruckbelastung eine unzureichend erfasste Gefährdung dar [1]. Zur Beurteilung dieser Gefährdung und potenzieller Schutzmöglichkeiten, ist die Erfassung und Charakterisierung der auftretenden Lastfälle in realistischen Einsatz- und Trainingsszenarien mit hochauflösender Messtechnik nötig [2, 3]. Bei der Erfassung sollen der Trainings- oder Einsatzablauf und die körperliche Belastung so gering wie möglich beeinflusst werden. Dies kann mit aktuell verfügbaren Messsystemen nicht gewährleistet werden.
Die BAM stellt daher ein System, den „Sensorträger Einsatzkraft“ (StEk), als Prototyp vor. Dieser Prototyp besteht aus einem autarken, kurzzeitdynamischen Messsystem zur Erfassung der Überdruckbelastung von exponierten Personen. Das in einem Rucksack untergebrachte Messsystem zeichnet sich durch geringes Gewicht und Autarkie aus und ermöglicht damit erstmals den dynamischen Einsatz hochauflösender Messtechnik in Trainings- oder Einsatzszenarien mit wissenschaftlichem Anspruch.
In Situationen, in denen der Einsatz eines Menschen nicht möglich ist, kann der StEk auch mit einem teilweise biofidelen Dummy mit ergänzender, verbauter Sensorik, eingesetzt werden. Darüber hinaus können mit diesem Ansatz kommerziell erhältliche Druckmonitoring-Tools auf ihre Eignung evaluiert und validiert werden.
Derzeit wird ein weiteres autarkes Messsystem aufgebaut, das hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der verbauten Messtechnik eine Weiterentwicklung des Prototyps darstellt. Neben der Erfassung kurzzeitiger dynamischer Belastungen sollen auch Belastungen des Trägers wie Lärm, körpernahe Temperatur und Wärmestrahlung erfasst werden können.
