Ga door naar hoofdcontent
ArtikelenHet Geodetische DNA bepaalt de waarde

Het Geodetische DNA bepaalt de waarde

Maandag 1 juni 2020Afbeelding Het Geodetische DNA bepaalt de waarde

Als geodeet ben ik eraan gewend dat beslissingen worden genomen op basis van informatie. Daarom is het belangrijk dat deze informatie juist is. Daar ligt de kracht van de geodeet. Mijn stelling: precisie en betrouwbaarheid zijn competenties die in het DNA van de geodeet zijn verankerd en die veel waarde creëren voor beslissers. Aan de hand van persoonlijke ervaringen en projecten onderbouw ik mijn stelling.

Tijdens mijn loopbaan zag ik de rol van geodeet veranderen van een pure inwinner van geo-informatie naar geodetisch adviseur en GIS- of monitoringspecialist. Maar de doelstelling van de geodeet blijft gelijk, namelijk: het leveren van de juiste geo-informatie. Die moet kloppen, want afnemers nemen daar belangrijke beslissingen op. Die beslissingen variëren van het aanpassen van de onderhoudscyclus van assets tot en met het besluit om een parkeerkelder te ontruimen. In dat laatste geval staan er mensenlevens op het spel. Juiste informatie is dus cruciaal.

Precies en betrouwbaar

Dat geo-informatie moet kloppen werd mij als Landmeetkundige bij de Nederlandse Spoorwegen al snel duidelijk tijdens het onderzoek naar een ontsporing bij Hoofddorp op 30 november 1992. Was de geometrie van het nieuwe spoor wel volgens het ontwerp uitgezet? Klopte die geo-informatie wel? Het feit dat een geodeet wordt opgeleid om niet alleen precies, maar ook aantoonbaar betrouwbaar metingen te verrichten, leidde de focus van het onderzoek al snel naar andere oorzaken. Deze treurige gebeurtenis (er vielen 5 doden en 32 gewonden red.) heeft veel indruk op mij gemaakt. Vele lezers zullen dan ook beamen dat precisie en betrouwbaarheid bij geodeten in het DNA zit. Naast precisie en betrouwbaarheid zijn wij gewend om met vele andere disciplines samen te werken. Voor een monitoringsplan bijvoorbeeld met geotechnici en bouwkundigen. Dan weer met uitvoerders, maar ook met omgevingsmanagers en geohydrologen. Dat is voor ons geodeten heel gewoon, en als iets gewoon is dan spreken we van een kerncompetentie.

Deze twee krachten, precisie en betrouwbaarheid, zijn samen met de kerncompetentie samenwerken verankerd in ons DNA en vormen waardevolle componenten binnen processen, projecten, kleine en grotere profit en non-profit organisaties. Aan de hand van een aantal van onze projecten wil ik dit duidelijk maken. Ik beperk me voor deze projecten tot monitoringsprojecten. In deze projecten is ook mooi om te zien dat de rolinhoud van een geodeet veranderd is en er de laatste jaren ook een sterke IT en datascience component is bijgekomen. Meegaan in de snel veranderende wereld is de geodeet dan ook niet vreemd.

Afbeelding 1 – Een van de 80 tachymeters t.b.v. monitoring NZ-lijn. Jarenlang een vertrouwd beeld in het Amsterdamse stadsbeeld.

Amsterdamse Noord/Zuidlijn

Omdat de nieuwe Noord/Zuidlijn dwars door de binnenstad loopt, was de aanleg lange tijd niet bespreekbaar. Maar met de nieuwste ondergrondse boortechnieken, de automatische data-inwinning en de manuele monitoring van alle bewegingen in de ondergrond, werd het mogelijk om ook in de zachte Amsterdamse bodem veilig een tunnel aan te leggen. De waarde van het continue monitoringsproject Noord/Zuidlijn was: zekerheid omtrent het feit of de omliggende panden stabiel bleven tijdens de aanleg va de metrotunnel. De gemeten data die door 80 tachymeters verzameld werd leverde ‘zettings’-informatie op.

DNA van de geodeet

Kort gezegd werd de beïnvloeding van de omgeving door de werkzaamheden gemonitord. Zekerheid gaat gepaard met vertrouwen in de precisie en betrouwbaarheid van de geleverde data. Het DNA van de geodeet binnen dit project was naast zijn geodetische kennis cruciaal. Tegenwoordig is het normaal dat tijdens kleine, middelgrote en grote infrastructurele werken de invloed op de omgeving wordt gemonitord. De waarde van dit soort systemen wordt dus erkend. Binnen dit soort projecten wordt het DNA van de geodeet mooi gecombineerd met geotechnische voorspellingsmodellen. Op basis van de informatie neemt de opdrachtgever beslissingen. Moet de bouwmethode worden aangepast bijvoorbeeld? Helaas worden monitoringssystemen maar al te vaak als bouwkosten beschouwd. Binnen dit project waren de kosten voor de monitoring ongeveer 1,4% van de totale bouwkosten van rond de 3 miljard euro. Maar zet de kosten voor de monitoring eens tegenover de mogelijke schadebedragen. Vanuit deze redeneringen maak je de stap van kosten naar waarde voor een project.

Afbeelding 2 – Nieuwe biocomposiet draaibrug over het Van Harinxmakanaal bij Ritsumasyl.

Geodeet levert waarde

Voor een industriële klant heeft Sweco een monitoringssysteem ontworpen met als doel om tijdens de ingebruikname (commissioning), real time inzicht te geven in de vervormingen van een verbrandingsketel. Het probleem is dat de ‘starre’ leidingen met de ketel moeten mee bewegen. Hiervoor zijn constructies ontworpen die deze beweging mogelijk maken. Bij de ingebruikname wordt getest of deze constructies hun werk goed doen. Dit betekent dat de ketel wordt verwarmt tot een hoger niveau dan bij normale productie wordt bereikt. De ruimte waarin de metingen moeten plaatsvinden, wordt extreem warm (50-80 graden). Dit moet dan ook remote worden opgelost. Daarnaast zitten er spanningen in het staal, veroorzaakt door de lassen, in de leidingen die in de ketelwand zijn opgenomen en waarmee stoom gegenereerd wordt voor de generatoren. Bij grote temperatuurverschillen kunnen de leidingen gaan lekken. Tijdens dit opwarmingsproces kan de ketel ongewenste vervormingen vertonen. De juiste real time informatie die de klant wil, is het resultaat van het combineren van precieze en betrouwbare data, verzameld door tachymeters, met een IT-omgeving die real time data om kan zetten in informatie. Door deze informatie te koppelen met de juiste kennis van engineers, creëer je informatie waarop de klant beslissingen kan nemen. In dit soort projecten lever je directe waarde. Je gaat van data naar informatie en die verrijk je met kennis van de engineers. De waarde voor de klant is in dit geval: inzicht in de vervormingen zodat tijdig ingegrepen kan worden bij ongewenste vervormingen.

Fietsbrug in Friesland

Voor het vervangen van een fietsbrug over het Van Harinxmakanaal bij Ritsumasyl is de provincie Fryslân een innovatieve weg ingeslagen. De nieuwe fietsbrug bij Ritsumasyl is de eerste beweegbare brug van dit formaat ter wereld, gemaakt van biocomposiet. Naast initiatief getuigt het van lef van de opdrachtgever om met deze nieuwe biocomposiet fietsbrug een beweging op gang te brengen met als doel de circulaire economie te stimuleren. De draaibrug bestaat namelijk uit brugdekken gemaakt van 80% natuurlijk materiaal op basis van vlas. Samen met enthousiaste marktpartijen als Strukton Civiel, SPIE, Delft Infra Composites en de ingenieursbureaus Witteveen + Bos, Sweco en Antea heeft de provincie zich sterk gemaakt voor deze eerste biocomposietbrug in het openbare wegennet [1]. De nieuwe draaibrug heeft een verwachte levensduur van 100 jaar.

Brug van biocomposiet

Tijdens de bouw van de brugdelen, dus reeds voor plaatsing van de brugdelen op locatie, zijn glasvezelsensoren aangebracht op de liggers, waarmee vormveranderingen met hoge frequentie en grote nauwkeurigheid, en dus volcontinu, gemeten kunnen worden. Dit geeft de mogelijkheid om veel meetgegevens van het brugdek te verzamelen waarmee het gedrag van het materiaal in relatie tot de omstandigheden onderzocht kan worden. Dit helpt om meer kennis te ontwikkelen over biocomposiet en de toepassing van het materiaal in een brug.

Het datamanagementsysteem (DMS) zorgt voor de dataopslag, verwerking en analyse van de meetgegevens uit de verschillende meetsystemen en maakt het mogelijk om uit de verschillende databronnen begrijpelijke informatie te halen. Deze informatie wordt via een webportaal beschikbaar gemaakt, voor zowel de betrokken constructeurs en beheerders als kennispartijen, onderwijsinstellingen en overige geïnteresseerden.

De doelstellingen van het datamanagementsysteem zijn:

  • Het verkrijgen van inzichten over de condities, gedrag en eigenschappen van bio-composiet;
  • Het beschikbaar maken van verzamelde data en inzichten aan eindgebruikers;
  • Leveren van toegevoegde waarde voor zes thema’s.
Afbeelding 3 – Screenshot datamanagementsysteem.

Gedragingen van het biocomposiet

In de ontwerpfase is een schaalmodel gemaakt van de brug, om de eigenschappen van het materiaal te onderzoeken en een goede inschatting te maken van de levensduur van de brug. Het schaalmodel stond in een afgesloten omgeving, geïsoleerd van weersinvloeden. Bovendien is het gedrag van het biocomposiet in werkelijkheid anders, omdat de werkelijke overspanning groter is en het schaalmodel gedurende een beperkte periode getest is. Met de monitoringssystemen worden continu meetgegevens verzameld die helpen om het gedrag van de brug inzichtelijk te maken. Dit kan worden getoetst aan de ontwerpparameters, om (met name) gedurende de eerste periode goed te volgen of de biocomposietbrug zich gedraagt conform ontwerp. Dit helpt om kennis te ontwikkelen voor toekomstige ontwerpen. Vanuit het ontwerp is bekend dat de brugdekken vervormen door externe invloeden. Dat begint al tijdens de bouwfase, waarin het dek belast wordt zodat er kruip optreedt. Tijdens deze voorkruipfase wordt kruip geïnitieerd in de constructie. Door de aanwezigheid van de glasvezelsensoren in de biocomposiet, is tijdens de voorkruip de vervorming van de constructie te volgen en kan de constructeur een goede inschatting maken van de overgang naar constante kruip. De meetgegevens helpen hier om de voorkruipfase te optimaliseren. Daarnaast zijn er nog andere parameters relevant voor de constructeurs die afgeleid kunnen worden uit de meetgegevens: de vochtopname, vervorming van het dek, vermoeiing van het materiaal en de krachtsinleiding. Deze parameters zijn afhankelijk van de omstandigheden waarin de brug verkeert. Dit zijn de weersomstandigheden, waarbij temperatuur en luchtvochtigheid een belangrijke rol spelen voor het biocomposiet. Ook de bewegingen van de brug (openen en sluiten) en de belasting van de brug (passages en aantallen fietsers) hebben invloed. Door alle informatie samen te brengen ontstaat waardevolle informatie en kennis over de constructie.

Veiligheid

Hoewel de meetsystemen niet primair zijn gericht op het bewaken van de veiligheid van de brug, geeft het door het combineren van verschillende parameters en door de hoge nauwkeurigheid een goed beeld van de veranderingen die anders over het hoofd gezien worden. Langzaam optredende veranderingen kunnen daarmee wel tijdig opgemerkt worden, wat bijdraagt aan de (constructieve) veiligheid van de brug. Daarnaast levert het systeem informatie over het gebruik van de brug en dat kan worden gerelateerd aan de belasting waarvoor de brug ontworpen is.

Imago van provincie Fryslân

De biocomposiet fietsbrug is innovatief en in hoge mate circulair en kwam daardoor in aanmerking voor een Interreg Subsidie (North-Sea region Biocas). Deze subsidie stimuleert innovatieve en duurzame projecten. Een vereiste vanuit de Interreg-subsidie is dat er gebruik wordt gemaakt van een monitoringsysteem en dat het wordt gebruikt voor kennisontwikkeling.

De inzet van het monitoringssysteem maakt het mogelijk om kennis te ontwikkelen over het gebruik van biocomposiet voor (beweegbare) bruggen. Het delen van de kennis en de onderliggende meetgegevens is een speerpunt. Het voornemen van de provincie Fryslân is om de data als open data ter beschikking te stellen, al dan niet in een afgeleide vorm.

Het beschikbaar stellen van opgedane kennis en de verzamelde meetgegevens draagt bij aan het imago van de provincie Fryslân. Er worden verschillende partijen betrokken bij dit project: overheid, bedrijven, kennisinstellingen en onderwijs. Het laat zien dat de provincie voorop loopt in het gebruik van duurzame materialen en het efficiënt beheren van kunstwerken.

Referentie