Kunstwerken die zélf vertellen wat ze nodig hebben: talking assets

Leeuwarden, het Stephensonviaduct. Sinds de jaren zestig één van de belangrijke schakels in de rondweg van de Friese hoofdstad. Van personenauto tot zwaar vrachtverkeer; elke dag vinden duizenden voertuigen dankzij dit viaduct hun weg tussen het noordelijke en zuidelijke deel van de stad. Na zestig jaar trouwe dienst is deze constructie bezig aan de laatste fase van haar levensduur.

De grote vraag is in hoeverre de theorie de praktijk volgt. “Wij weten dat veel kunstwerken in de praktijk minder zwaar belast worden dan de belasting die in de normen is opgenomen. En van oudere objecten, zoals het Stephensonviaduct, is bekend dat ze vaak sterker zijn dan uit de theoretische modellen blijkt. Dit zou betekenen dat veel bruggen en viaducten langer meekunnen”, vertelt Erik Deuring, Adviesgroepmanager Kunstwerken en Assetmanagement.

Reden voor de gemeente Leeuwarden en Antea Group om te onderzoeken hoe je die restlevensduur in beeld brengt. Deuring: “Dit resulteerde in het idee om dit viaduct met allerlei sensoren uit te rusten zodat je de werkelijke belasting van de brug kunt monitoren en het degradatieverloop in beeld brengt. Hoe langer je dit doet, hoe meer inzichten je krijgt, des te beter je kunt voorspellen wat de werkelijke restlevensduur is.”

Van Leeuwarden door naar Haarlem: de Prinsenbrug. Deze beweegbare brug over het Spaarne is één van de drukste oost-westverbindingen van de stad en is cruciaal voor de doorstroming van de binnenvaart en het wegverkeer. “Een slagboom die niet opengaat, een brugdek dat dienst weigert: één storing heeft meteen grote gevolgen. Dit soort incidenten wil je het liefst voorkomen”, vertelt Miguel Calor, adviseur Assetmanagement.

Maar hoe kun je schades en storingen voor zijn? Calor: “Met visuele inspecties alleen breng je niet alle afwijkingen in beeld: zeker niet als ze net aan het ontstaan zijn. Wanneer je alle kritische onderdelen 24/7 gaat monitoren zie je real-time waar afwijkingen ontstaan en kun je reageren voordat het te laat is.” Samen met de gemeente Haarlem ontwikkelde Antea Group een pilot om de Prinsenbrug tot een Talking Asset te maken. “Wij hebben cruciale onderdelen zoals de hoofdmotor, pompen, cilinders en slagbomen met sensoren uitgerust. Op deze manier krijgen we 24/7 van binnenuit informatie over de prestaties van de brug.”

“Maar, met alleen sensordata ben je er niet”, vertelt Erik Deuring. “We trainen algoritmes om data te interpreteren en verbanden te leggen. Hoe reageert de constructie als een vrachtwagen van 30 ton passeert? Wat zie je over een langere periode gebeuren in een constructie; in welke onderdelen vindt degradatie plaats? Daarnaast werken we met een ‘digital twin’. In de digital twin kunnen we de resultaten zichtbaar maken en simulaties uitvoeren.” In Leeuwarden zijn de algoritmes al aan het werk gezet. In Haarlem moet dit nog gebeuren. Calor: “Wij brengen eerst de vingerafdruk van de brug in beeld: hoe werkt de brug, welke parameters passen bij een vlekkeloos functioneren? Als we deze data doorgronden, kunnen we algoritmes trainen zodat ze afwijkingen leren herkennen.”

Overigens boden die eerste metingen al waardevolle inzichten. Calor: “We zagen dat de hoofdmotor bij het heffen van het brugdek meteen hoog in de toeren ging. Een aanslag op de motor én het vergroot het risico op storingen. We hebben dit meteen doorgegeven aan de gemeente: die kan nu gericht aan de slag om de motor op orde te krijgen.” In de toekomst komen dit soort afwijkingen via een dashboard binnen. “Hierdoor kun je meteen ingrijpen en voorkom je dat afwijkingen storingen worden. Dit resulteert niet alleen in meer beschikbaarheid en betrouwbaarheid. Je kunt onderhoud en inspecties ook gerichter inzetten. Dit bespaart kosten en je wint op termijn aan levensduur.”

Wordt elk kunstwerk in de nabije toekomst een Talking Asset? Calor: “Dat zie ik zeker gebeuren bij de complexere objecten. Vergelijk het met het dashboard van je auto: hoe fijn is het als er een lampje gaat branden zodra een onderdeel niet optimaal functioneert? Je kunt meteen de garage inschakelen en erger voorkomen. Je auto gaat hierdoor langer mee.”

Tanja Lendzion is sinds 2020 CEO van Antea Group Nederland. Onder haar leiding introduceerde het bureau het 1001- dagen plan, een omvangrijk innovatie- en ontwikkelprogramma: “Antea Group wil het ingenieursbureau van de toekomst zijn.”

Lendzion: “Innovatie, verduurzaming én digitalisering: ze zijn onmisbaar om een antwoord te vinden op de opgaves waarvoor onze samenleving staat. Wij nemen het voortouw als het gaat om onderzoek naar én de ontwikkeling van nieuwe toepassingen. Onze Talking Assets zijn daar een voorbeeld van. Maar wij zijn ook het bureau dat robothond Spot introduceerde en volop bezig is met Artificial Intelligence.

“De vervangingsopgave is één van de vraagstukken voor de nabije toekomst. Het vernieuwen van honderden bruggen, viaducten en waterwerken vraagt niet alleen enorme investeringen. Het legt ook druk op kennis en capaciteit in de hele keten. Hoe ga je dit met elkaar organiseren? Sensoring in combinatie met Artificial Intelligence is hierbij een stukje van de puzzel.”

“De ontwikkeling van innovaties doen wij niet alleen. We werken nauw samen met opdrachtgevers, ketenpartners en kennisinstituten. Zo hebben wij een partnership gesloten met KPN rondom het gebruik van de Data Services Hub: hiermee kunnen wij de potentie van data ten volste benutten. En binnen het Partnership Talking Traffic werken wij met overheden en bedrijfsleven aan de ontwikkeling