Kanalinspektion: in Rohre schauen, die nie aufhören zu fließen

Die gefährlichste Form des Kanalverfalls ist die Schwefelwasserstoffkorrosion. Wo Abwasser steht oder an Absturzbauwerken aufgewirbelt wird, wird Schwefelwasserstoff freigesetzt, verwandelt sich im Luftraum am Scheitel des Rohrs in Schwefelsäure und löst den Beton von innen auf. Rohre leiden außerdem unter Muffenversatz und Fremdwasserinfiltration, Rissen und Brüchen, Wurzeleinwuchs und Durchhang (Setzung).

Ist ein Rohr erst einmal gebrochen, wird der umgebende Boden zusammen mit dem Grundwasser hineingezogen. Unter der Erde bildet sich ein Hohlraum, und eines Tages gibt die Straße darüber nach. Straßeneinbrüche durch Abwasserkanäle ereignen sich in Japan jedes Jahr in großer Zahl. Die meisten sind kleine Löcher, aber je größer das Rohr, desto mehr Boden kann es auf einmal verschlucken.

Japan hat rund 490.000 km Abwasserkanäle. Ein großer Teil davon wurde ab der Hochwachstumsära in Eile gebaut, sodass die Länge jenseits der üblicherweise angenommenen Nutzungsdauer von 50 Jahren kurz davor steht, stark zu steigen. Seit der Novelle des Sewerage Act von 2015 müssen Abschnitte mit hohem Korrosionsrisiko (etwa große Absturzbauwerke und Dükerkammern, die Schwefelwasserstoff ausgesetzt sind) mindestens einmal alle fünf Jahre inspiziert werden.

Am schlimmsten ist das Problem in großen Hauptsammlern. Sie sammeln das Abwasser ganzer Einzugsgebiete, der Abfluss lässt sich also nicht stoppen, und das Wasser ist tief. Einen Menschen hineinzuschicken bedeutet Gas, Strömung und Dunkelheit auf einmal. Die wichtigsten Rohre sind die, die am schwersten einzusehen sind – das ist die Realität der Kanalisation.

Nach dem Einbruch war das Rohr in keinem Zustand, den Menschen betreten könnten: Schwefelwasserstoff, ein Abfluss, der sich nicht stoppen ließ, und eingestürzter Boden. Kleine Drohnen wurden daher durch Schächte in das Rohr geschickt, um das Innere zu filmen, und wurden Berichten zufolge eingesetzt, um die Verhältnisse im Rohr zu prüfen (z. B. kleine, in Japan gefertigte Drohnen für enge Räume). Die nationale Regierung forderte daraufhin die Kommunen auf, landesweit vorrangige Inspektionen großer Abwasserkanäle durchzuführen, auch mit Drohnen.

In der Kanalisation ist die Drohne das erste Augenpaar, das anstelle eines Menschen hineingeschickt wird. Am nützlichsten ist sie in Rohren mit großem Durchmesser, in denen das Wasser für eine Kanalkamera auf Fahrwagen zu tief ist, die Bedingungen für Menschen aber zu gefährlich sind.

Das Grundmuster: an einem Schacht einfliegen, geradeaus durch die Rohrmitte fliegen und am nächsten Schacht bergen – oder zurückfliegen. Ein gleichmäßiger Abstand zur Wand bei fester Beleuchtung erlaubt es, die Bilder anschließend zu einer Abwicklung der Rohrwand oder einem 3D-Modell zusammenzusetzen.

Ein Abwasserkanal ist einer der härtesten Orte, an denen eine Drohne fliegen kann: überhaupt kein GNSS, völlige Dunkelheit, enger Raum, fließendes Wasser darunter und Schwefelwasserstoff oder Methan in der Luft. Funk breitet sich geradlinig aus, sodass die Verbindung hinter Krümmungen und Abstürzen leicht abreißt.

• Ohne GNSS: die Position kommt von Kameras, LiDAR und Trägheitssensoren. Ein Rohr sieht aber über lange Strecken gleich aus, sodass die zurückgelegte Strecke leicht driftet. Setzen Sie an jedem Schacht neu an. Ohne GNSS
• Enger Raum: Rechnen Sie mit Wandberührung und wählen Sie einen geschützten Rahmen. Prüfen Sie den Rohrdurchmesser gegen die Größe des Fluggeräts und wie der Propellerstrahl zurückströmt. Enge Räume
• Dunkelheit: Lichtleistung und Richtung entscheiden über die Bildqualität. Fixieren Sie die Belichtung und rechnen Sie damit, dass Gischt und Nebel das Licht streuen. Dunkelheit
• Wasser und Feuchtigkeit: nach unten gerichtete Abstandssensoren lassen sich von Wasser leicht täuschen. Feuchtigkeit beschlägt Objektive und Gischt durchnässt den Rahmen. Wasser, Gischt und Feuchtigkeit
• Sauerstoffmangel und giftige Gase: der Drohne macht das vielleicht nichts aus, den Menschen am Schacht schon. Messen Sie Sauerstoff und H₂S und lüften Sie vor der Arbeit. Sauerstoffmangel und giftige Gase
• Explosionsfähige Atmosphären: Methan und andere Gase können sich ansammeln. Gewöhnliche Drohnen sind nicht explosionsgeschützt. Vereinbaren Sie vor der Anfahrt einen Gasgrenzwert, oberhalb dessen Sie nicht fliegen. Explosionsfähige Atmosphären

Rohmaterial ist nur ein Video von einem dunklen Rohr. Zur Inspektion wird es erst, wenn Sie festhalten, wo (wie viele Meter von welchem Schacht), was (Korrosion, Risse, Infiltration) und wie schlimm. Die Kanalinspektion erfasst Schadensarten und Schweregrade in festen Kategorien und weist jedem Rohr eine Dringlichkeitsstufe zu, die die Reihenfolge der Instandsetzungen bestimmt.

In Japan werden Abwasserkanäle von den Gemeinden verwaltet (und einzugsgebietsweite Hauptsammler von den Präfekturen). Die Novelle des Sewerage Act von 2015 legte Unterhaltungs- und Instandsetzungsstandards fest: Abschnitte mit hohem Korrosionsrisiko müssen mindestens einmal alle fünf Jahre inspiziert und die Ergebnisse aufgezeichnet werden. Methoden und Bewertungen folgen nationalen Leitlinien und den Handbüchern der Japan Sewage Works Association. Nach dem Einbruch in Yashio richtete die Präfektur einen unabhängigen Untersuchungsausschuss zur Ursache ein, und im März 2025 forderte die nationale Regierung landesweit besondere vorrangige Untersuchungen großer Rohre an, während sie die Art der Inspektionen überprüft.

Auf der Flugseite erfasst Japans Civil Aeronautics Act Flüge in geschlossenen Innenräumen nicht; die amtliche Auslegung behandelt Tunnel und unterirdische Gänge, deren Inneres klar vom Außenraum getrennt ist, als Innenraum, sodass ein Flug nur im Inneren eines Rohrs in der Regel keine luftfahrtrechtliche Erlaubnis oder Genehmigung braucht. Starts oder Testflüge auf der Straße außerhalb des Schachts sind eine andere Sache. Arbeiten auf der Straße brauchen eine Straßennutzungserlaubnis, und wer sich einem Schacht nähert, muss die Ordinance on Prevention of Anoxia zu Gasmessung und Belüftung befolgen. Im Ausland sind Kodierungssysteme für Schäden im Rohr weit verbreitet (z. B. NASSCO PACP in den USA, EN 13508-2 in Europa). Vergleichen Sie die Länder in den Vorschriften weltweit.

• Unter dem Wasser: Korrosion oder Schäden unterhalb der Wasserlinie bleiben für eine fliegende Drohne unsichtbar. Die Sohle braucht niedrigeren Abfluss oder andere Geräte.
• Hohlräume außerhalb des Rohrs: eine Drohne sieht nur die Innenfläche. Hohlräume außerhalb des Rohrs müssen von der Straße aus mit Bodenradar und ähnlichen Verfahren gefunden werden.
• Wanddicke und Festigkeit: Bilder zeigen Oberflächenrauheit, nicht die verbleibende Dicke oder Festigkeit des Betons. LiDAR misst die Form; die tatsächliche Festigkeit braucht Prüfungen.
• Lange Haltungen und plötzliche Schwallwellen: Akku und Funk begrenzen, wie weit ein Flug reicht. Steigt das Wasser bei Regen schnell, ist das Fluggerät womöglich nicht mehr zu bergen.
• Bewertung und Verantwortung: Schäden zu deuten und Reparaturprioritäten zu setzen obliegt Eigentümern und Ingenieuren.

Es folgt der Ausblick der Redaktion. Die Schächte großer Hauptsammler haben Drohnenluken und Ladestationen. In trockenen Nächten fliegen Drohnen feste Abschnitte von Schacht zu Schacht und nehmen die Rohrwand in derselben Höhe und Beleuchtung wie beim letzten Mal auf. Am Morgen leuchten auf der Karte nur die Abschnitte rot, in denen die Korrosion fortgeschritten ist.

Bilder aus dem Rohr, Untersuchungen von Hohlräumen unter der Straße sowie Abfluss- und Gassensoren laufen auf einer Karte zusammen, sodass „der Boden unter dieser Kreuzung ist gefährdet“ vor einem Unfall bekannt ist. Menschen steigen nur noch in Rohre, um sie zu reparieren oder wenn eine Bestätigung wirklich nötig ist. Die Kanalinspektion hat sich von einer Arbeit, die Leben riskiert, zu einer Arbeit gewandelt, die über den Boden wacht, auf dem die Stadt steht.