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Reifenabrieb zählt zu den größten Mikroplastikquellen in Europa – er belastet Luft, Böden und Gewässer. Mit dem Projekt »SUMERA« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM mit Unterstützung des Landes Rheinland-Pfalz ein digitales Modell, das Reifenabrieb erstmals umfassend simuliert und Emissionen vorhersagbar macht.
Nach Angaben des ADAC fallen allein in Europa jedes Jahr etwa 500.000 Tonnen Abriebpartikel an. In Deutschland geht rund ein Drittel der gesamten Mikroplastik-Emissionen auf synthetischen Kautschuk aus Autoreifen zurück. Reifenabrieb ist eine nicht sichtbare, aber wesentliche und lange unterschätzte Umweltbelastung.
Mit der neuen Euro-7-Abgasnorm, die ab Ende 2026 gilt, werden zudem Grenzwerte für Reifen- und Bremsabrieb eingeführt. Erstmals werden damit auch nicht-abgasbedingte Emissionen reguliert. Das stellt die Automobilbranche vor eine weitere Herausforderung.
Wie der digitale Reifen Abrieb sichtbar und berechenbar macht
Mit dem Forschungsprojekt »SUMERA« (Simulationsmethoden zur Untersuchung von Feinstaub- und Mikroplastikemissionen durch Reifenabrieb) legt das Fraunhofer ITWM die Grundlage für eine ganzheitliche digitale Simulation von Reifenabrieb. »Digitale Zwillinge gelten in vielen Industrieanwendungen inzwischen als Schlüssel zur Innovation – in der Fahrzeugentwicklung gilt das auch für Reifen« so Dr. Klaus Dreßler, Leiter des Bereichs »Mathematik für Fahrzeuge, Systeme und Anlagen« am Fraunhofer ITWM. »Mit unserem Digitalen Zwilling unterstützen wir Unternehmen zukünftig dabei, neue Designs zu entwickeln. Der virtuelle Reifen bildet das Zusammenspiel von Reifenprofil, Gummimischung, Straßenbelag und Fahrdynamik genau ab.«
Damit lässt sich Abrieb nicht nur messen, sondern bereits in der Simulation reduzieren, bevor der erste Prototyp entsteht. Wie viel Abrieb entsteht, hängt dabei von zahlreichen Faktoren ab:
- Fahrbahnbelag: Material und Beschaffenheit des Fahrbahnbelags beeinflussen den Abrieb.
- Fahrweise: Kurvenfahrten, Beschleunigung und Bremsen erhöhen den Verschleiß.
- Reifenprofil und Gummimischung: Härtere Mischungen sind langlebiger, weichere bieten bei tiefen Temperaturen mehr Sicherheit, verschleißen aber schneller.
Die Simulation soll künftig ermöglichen, diese Einflüsse präzise zu berechnen und die Verteilung der entstehenden Partikel im Verkehrsraum sichtbar zu machen.
»Hersteller können neue Designs deutlich schneller virtuell erproben, Entwicklungszyklen verkürzen und ihre Produkte gezielt auf geringeren Abrieb optimieren«, erklärt Stefan Thielen. Er leitet das Projekt am Fraunhofer ITWM. »Das spart Kosten, liefert präzisere Prognosen zum Abriebverhalten und ermöglicht nachhaltigere Reifen, ohne Kompromisse bei Sicherheit oder Komfort.«
Im Bereich »Mathematik für Fahrzeuge, Systeme und Anlagen« des Instituts liegt der Schwerpunkt seit mehreren Jahren auf Forschungsthemen wie Mobilität und Energieeffizienz von Fahrzeugen. Besonders intensiv untersucht das Team den Einsatz von Simulation und Künstlicher Intelligenz, zum Beispiel zur Validierung von Sensoren im Kontext des autonomen Fahrens. Ein weiterer Fokus liegt auf Simulationsmodellen für Reifen, hier wurde unter anderem das erfolgreiche Softwaretool »CDTire« entwickelt, das in der Reifen- und Fahrzeugindustrie bereits flächendeckend im Einsatz ist.
Förderbescheid übergeben – Stärkung des Forschungsstandorts
Katharina Heil, Ministerialdirektorin im Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit Rheinland-Pfalz, überreichte am 25. Februar 2026 den Förderbescheid am Fraunhofer ITWM. »Mit der Förderung von SUMERA investieren wir gezielt in Forschung, die ökologische Zukunftsfragen adressiert und gleichzeitig industrielle Innovation voranbringt. SUMERA leistet auf der einen Seite einen Beitrag zur Entwicklung digitaler Werkzeuge, die die Innovationskraft unserer Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie stärken. Gleichzeitig trägt das Vorhaben zum konsequenten Schutz von Klima und Umwelt sowie zur Luftreinhaltung bei und kann einen Beitrag zur Reduktion feinstaubbezogener Krankheitsfälle leisten. Das Fraunhofer ITWM demonstriert erneut eindrucksvoll seine Innovationskraft und Aktualität.«, so Ministerialdirektorin Heil. Das Wissenschaftsministerium Rheinland-Pfalz fördert das Projekt mit 499.202 Euro, das offiziell am 1. Oktober 2025 gestartet ist.
Dr.-Ing. Stefan Thielen
Bereich »Mathematik für Fahrzeuge, Systeme und Anlagen«
Telefon +49 631 31600-4049
presse@itwm.fraunhofer.de
https://www.itwm.fraunhofer.de/de/abteilungen/mf.html Mehr Informationen zum Bereich »Mathematik für Fahrzeuge, Systeme und Anlagen« des Fraunhofer ITWM
Bescheidübergabe Projekt »SUMERA«: Katharina Heil, Ministerialdirektorin im Ministerium für Wissensc ...
Copyright: Fraunhofer ITWM
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars
Economics / business administration, Energy, Environment / ecology, Mathematics, Traffic / transport
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German
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