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Nachhaltige Nutzung von Aushubmaterialien des Tief- & Tunnelbaus mithilfe sensorgestützter Technologien (NNATT)

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FFG Leitprojekt 01/2024-12/2026

Aushubmaterialien machen mit rund 42 Mio. t/a fast 60 % des österreichischen Abfallaufkommens aus, von denen 73 % deponiert und nur 8 % in Behandlungsanlagen eingebracht (BMK, 2021) und deren Outputströme größtenteils einer geringwertigen Verwendung, z.B. Untergrundverfüllung, zugeführt werden. Gleichzeitig werden in Österreich 55 Mio. t/a grundeigene mineralischer Rohstoffe abgebaut (Statista, 2022). Ursache für diese Diskrepanz sind die Herausforderungen bei der Materialdisposition, aber auch die günstige (ALSAG-freie) Deponierung von nicht kontaminierten Aushubmaterialien. Somit stellt die Verwendung von Aushubmaterialien einen ungenutzten Beitrag zur Kreislaufwirtschaft dar, welcher sich vor allem in der Schonung heimischer Ressourcen und in der Minimierung des CO2 Ausstoß von Tiefbauprojekten bemerkbar macht (Galler, 2015).

Projektziele

  • Erörterung von nachhaltigen Verwertungswegen aufgrund der geotechnischen, mineralogischen, petrographischen, geochemischen und hydrogeologischen Ergebnisse aus der geologischen Vorerkundung von geplanten und im Projekt bearbeiteten Tief- und Tunnelbaustellen
  • Sensorbasierte Stoffstromcharakterisierung mittels online-Analyse von Wert- bzw Störstoffen durch LIBS und HyperSpecs sowie mineralogische Zusammensetzung durch Raman Spektroskopie am Förderband unter realen Bedingungen in der Tunnelforschungsanlage „Zentrum am Berg“ der MUL
  • Entwicklung eines Qualitätssicherungssystems durch Erstellung eines Klassifikationsmodells, welches das Material durch KI-gestützten Abgleich der Ergebnisse der online Analyse mit gesetzlichen Anforderungen verschiedenen Recyclingpfaden bzw. Deponieklassen zuführt
  • Baustofftechnische Überprüfung der aus dem Aushubmaterial hergestellten Produkte

Projekt Consortium

  • Montanuniversität Leoben
    • Lehrstuhl für Subsurface Engineering (Koordinator)
    • Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft
    • Lehrstuhl für Cyber-Physical-Systems
  • AGIR Austria GmbH
  • AiDEXA GmbH
  • LSA Laser Analytical Systems & Automations GmbH
  • Austin Powder GmbH
  • Master Builder Solutions
  • Edaphos Engineering
  • Daxner & Merl
  • Universität Innsbruck, Materialtechnologie Innsbruck (MTI)
  • ÖBB-Infrastruktur AG

Fördergeber

  • Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG)

Project Information

In the NNATT project model research and experimental work is conducted to identify tunnel- and excavated material with sensor based classification and deep learning. Representative tunnel- and excavation material from Austria is sampled, mineralogically, chemically and geotechnically characterized, sensor based measured in preliminary tests and finally applied in a conceptual pilot plant for material classification at the Zentrum am Berg in Eisenerz. Additionally, the project focuses on opportunities for application in alternative building materials, resulting in saving of primary raw materials and the associated reduction of CO2 emissions.

In 2021, excavated materials, such as tunnel excavation, accounted for around 46.1 million tons, or 60% of Austria’s total waste. Our project proposes an innovative solution for the recycling of excavated materials from tunneling and construction projects by using spectral imaging technology data in deep neural networks to predict rocks and their recycling potentials. By implementing real-time material identification on a conveyor belt based on deep neural networks, we aim to feed the excavated material into a recycling chain. This cutting-edge technology enables us to identify the resources potential of the material, facilitating efficient processing and sorting both on-site and off-site.

The objectives of our project are fourfold: to conserve valuable resources in Austria by maximizing material reuse, to reduce the burden on landfills by minimizing waste disposal, to shorten transportation routes and decrease CO2 emissions associated with material transport, and to promote sustainable practices within the construction industry.

Through the integration of advanced technology and a commitment to sustainability, our project represents a significant step towards creating a future in which excavated material is considered a valuable resource that contributes to a circular economy.

Poster

Science 4 Technology @ MUL: Click here for poster
Exner Poster Session: Click here for poster

Other

Website AVAW: https://www.avaw-unileoben.at/de/forschung/projekte/nnatt