Schaalbare monitoring: cruciaal voor toekomstbestendige Nederlandse infrastructuur
Vrijdag 8 december 2023Het belang van hoogfrequente continue monitoring bij bouwwerkzaamheden is in de sector inmiddels een geaccepteerde maatregel om risico’s te mitigeren en te signaleren. Met verouderende infrastructuur en de daarbij horende vervangings- en renovatieopgave (V&R-opgave), stijgt ook de vraag naar schaalbare hoogfrequente en continue monitoring van bestaande objecten: ‘structural health monitoring’. Dit vraagt om een passende aanpak.
Een passende aanpak wil zeggen dat doorlooptijden langer kunnen zijn, en dat budgetten van opdrachtgevers uit andere bronnen komen. Objectieve informatie van sensoren speelt een sleutelrol in het sneller en beter bepalen van constructieve veiligheid van infrastructuur, zoals bruggen, tunnels en kademuren. Hierdoor kunnen rekenmodellen gevalideerd worden, waardoor levensduur en risico’s beter bepaald kunnen worden. Daarnaast wordt hiermee een ander zeer belangrijk doel behaald: het vroegtijdig signaleren van achteruitgang van en schade aan objecten.
Schaalbaarheid centraal
Dat de V&R-opgave en onverwachtse uitval van kritische infrastructuur tot maatschappelijke uitdagingen gaat leiden, is recent weer aan het licht gekomen bij de incidenten rondom de Nelson Mandelabrug boven de A12 in Zoetermeer en de Prinses Margriettunnel in de A7 bij Sneek. Met automatische monitoren is het mogelijk om onzekerheden te verkleinen en de voorspelbaarheid te vergroten. Echter, tegen welke kosten? Standaard monitorings- en deformatietechnieken hebben de reputatie dat ze niet schaalbaar zijn vanwege hoge kosten, operationele arbeid, beperkte levensduur van de sensoren en vaak ingewikkelde data-interpretatie. Daarom is het belangrijk dat er oplossingen worden ontwikkeld waarbij schaalbaarheid centraal staat.
V&R-opgave en onverwachtse uitval van kritische infrastructuur leiden tot maatschappelijke uitdagingen
De ‘Internet of Things’-revolutie (IoT) zorgt voor technologische versnelling. Het wordt makkelijker om kosteneffectief draadloze en hoge precisie-sensoren te ontwikkelen. En data-integratie, analyse- en visualisatietools in de cloud leiden tot meer en gebruikersvriendelijke inzichten.
Het doel heiligt de middelen
Fugro ontwikkelt samen met opdrachtgevers en partners oplossingen om aan de verhoogde vraag aan automatische monitoringsdata te voldoen. Voorheen lag de focus veelal op het leveren van zeer hoge precisie en geodetisch correcte informatie. Tegenwoordig spelen meerdere aanvullende speerpunten een belangrijke rol, om zo een breder maatschappelijk doel te behalen.
Voorbeelden hiervan zijn:
- Bruikbaarheid: de hoeveelheid data uit sensoren vormt een steeds grotere uitdaging. Daarom is het de taak van een geodataspecialist als Fugro om deze data om te zetten in puur bruikbare informatie (fit for purpose), en te ontsluiten in een dusdanig formaat dat er de meeste waarde uit kan worden gedestilleerd. Dat kan bijvoorbeeld met dashboards, of via API’s, die aansluiten op systemen van opdrachtgevers.
- Kostenverlaging per tijdseenheid: doordat sensoren een langere levensduur hebben, minder onderhoud vergen, en gemakkelijker zijn te installeren, nemen de operationele kosten af en wordt de inzet van sensoren kosteneffectiever.
- Efficiënter omgaan met mensen en middelen: nu materialen en kundige mensen schaars zijn, wordt het steeds belangrijker om met minder fte een grotere output te leveren. Monitoring moet dan ook vooral worden ingezet, als het verderop in de keten besparingen oplevert: kostenreductie door vervanging van andere activiteiten, of waardeverhoging door bijvoorbeeld levensduurverlenging van objecten.
- Verminderen van overlast voor de omgeving: het wordt steeds vaker belangrijk geacht dat metingen en/of sensoren niet leiden tot stremmingen of overlast voor weggebruikers of bewoners. Bij de keuze van materiaal en de uitvoering wordt hier dus al over nagedacht. Dan worden passende oplossingen verzonnen. Een praktisch voorbeeld is het gebruik van camouflagekleuren afhankelijk van de achtergrond.
Oplossingen ontwikkelen waarbij schaalbaarheid centraal staat
Oplossingen Fugro
Fugro ontwikkelt met een grote groep hardware- en softwareontwikkelaars inhouse innovatieve monitoringsoplossingen. Daarnaast werken wij samen met partners uit de keten om te experimenteren met nieuwe technieken, en te leren waar deze effectief kunnen worden ingezet. Een voorbeeld zijn de recente ontwikkelingen op het gebied van GNSS-sensoren en glasvezelreksensoren, die zijn toegepast op de IJsselbruggen.
Alle monitoringsoplossingen komen samen in het VirGeo® portal, Fugro’s online portal waar realtime data worden gepresenteerd. Deze portal geeft 24/7 toegang tot de gegevens, en tot de bruikbare inzichten waarin die data worden verwerkt. Daarnaast spelen wij een actieve rol binnen nationale innovatieprogramma’s en gaan wij bredere samenwerkingsverbanden aan. We lichten enkele voorbeelden uit van innovaties en innovatieprogramma’s. Hiermee leveren we een compleet portfolio aan oplossingen voor verschillende vraagstukken binnen de V&R-opgave.
Fugro levert een compleet portfolio voor verschillende vraagstukken binnen de V&R-opgave
Visuele vibrometrie – camera’s die trillingen meten
Fugro en Witteveen+Bos kregen van Rijkswaterstaat Digicampus de gelegenheid om cameratechnologieën voor brugmonitoring te valideren bij de Moerdijkbrug. Hierbij is de cameratechniek ‘visuele vibrometrie’ toegepast, waarmee trillingen en bewegingen van de constructie worden gemeten. Dat zijn belangrijke rekenparameters om de sterkte van constructies te berekenen.
De gemeten bewegingen met de twee technologieën blijken goed overeen te komen. Daarmee is visuele vibrometrie een geschikte methode om het globale gedrag van de brug te registreren, en bijvoorbeeld de eerste eigenfrequenties en de ‘mode shape’ (bewegingsvorm) te bepalen. Daarnaast is het mogelijk om camera’s multifunctioneel in te zetten. Ze kunnen bijvoorbeeld ook verkeersdrukte registreren of als warmtebeeldcamera’s worden ingezet voor het op afstand meten van temperaturen.
TotaLite®
TotaLite® is Fugro’s nieuwste inhouse ontwikkelde monitoringsoplossing voor langdurige automatische deformatiemetingen. De oplossing is gebaseerd op gepatenteerde optica en slimme beeldverwerkingsalgoritmes. TotaLite® is een draadloos, kosteneffectief en gebruiksvriendelijk instrument, dat zonder in te leveren op betrouwbaarheid, zeer precies deformaties van reflectoren monitort. TotaLite® wordt binnenkort geïntroduceerd op de markt.
Dynamisch laserscannen
Met Fugro’s portfolio aan dynamische laserscan-oplossingen kunnen alle objecten op en langs wegen, waterwegen en het spoor worden ingemeten en gemonitord. De oplossingen zijn te gebruiken vanaf verschillende voertuigen: DRIVE-MAP®, BOAT-MAP en RILA®. Dit maakt het mogelijk om op grote schaal en zeer kosteneffectief exacte locaties – en daarmee deformaties – van civiele objecten te meten. Dit kan vele malen sneller (en dus frequenter) dan op de traditionele wijze.
Nationaal Groeifonds
Het Nationaal Groeifonds heeft 100 miljoen euro toegekend aan het programma Toekomstbestendige Leefomgeving voor de realisatie van een duurzame economische groei en transitie in de bouw- en infrastructuursector. Fugro is één van de initiatiefnemers van het samenwerkingsverband Talking Assets, waarin Witteveen+Bos, Fugro, TNO, Royal HaskoningDHV, Arcadis, Movares en Deloitte samenwerken aan het deelproject datagedreven beheer en onderhoud. Hierin werken wij aan slimme rekenmodellen, nieuwe monitoringstechnieken en het samenbrengen van informatie en tools in Digital Twins om de V&R-opgave effectiever en met minder stremmingen voor gebruikers uit te voeren.
Auteurs
Reacties