managing21.be

Bruggen vormen een van de meest kwetsbare onderdelen van de wereldwijde infrastructuur. Vooral in Noord-Amerika en Afrika blijken bruggen vaak in een slechte staat te verkeren. Dat blijkt uit een onderzoek van wetenschappers aan de University of Houston, de Technische Universiteit Delft en de University of Bath, gebaseerd op een studie van 744 bruggen in de hele wereld. De wetenschappers stellen voor om de brugstabiliteit vanuit de ruimte op te volgen, zodat problemen kunnen worden gesignaliseerd voordat rampen dreigen.

Uit het onderzoek blijkt dat bruggen in Noord-Amerika in de slechtste staat verkeren, gevolgd door Afrika. “De sombere bevindingen hangen samen met de leeftijd van veel bruggen”, benadrukt onderzoeksleider Pietro Milillo, professor civiele techniek aan de University of Houston. “In Noord-Amerika vond een bouwpiek plaats in de jaren zestig, waardoor veel van deze bruggen hun ontwerplevensduur hebben bereikt of overschreden.”

De voorgestelde oplossing – het gebruik van een opvolging met satellieten – biedt volgens de wetenschappers regelmatige, gedetailleerde beelden met wereldwijde dekking en uitgebreide historische gegevens. “Ons onderzoek toont dat radarobservaties vanuit de ruimte een regelmatige controle kunnen bieden voor meer dan 60 procent van de lange bruggen in de hele wereld”, werpt Milillo op. “Door satellietgegevens te integreren in de risicobeoordeling kunnen we het aantal bruggen met een risicovolle classificatie aanzienlijk verminderen, vooral in regio’s waar de installatie van traditionele sensoren te duur is,” voegde hij toe.

Volgens de onderzoekers kan deze methode traditionele inspecties aanvullen door verschuivingen op millimeterschaal – veroorzaakt door langzame processen zoals aardverschuivingen of verzakkingen – te detecteren en door afwijkingen in grote gebieden op te sporen.

“Bruggen behoren tot de meest kwetsbare onderdelen van vervoersnetwerken, maar traditionele monitoring kent beperkingen”, stippen de onderzoekers aan. “Visuele inspecties ter plaatse zijn vaak subjectief en kostbaar, terwijl de inspecteurs tussen de doorgaans tweejaarlijkse controles vroege tekenen van slijtage kunnen missen.”

Remote sensing

Hoewel sensoren voor een structureel gezondheidstoezicht (Structural Health Monitoring) een kostenefficiënter alternatief bieden, worden ze nog maar op minder dan 20 procent van de lange bruggen wereldwijd toegepast. Dat gebeurt meestal alleen bij nieuwere bruggen of specifieke risicogevallen. Dit betekent dat er nog altijd een aanzienlijk kennistekort bestaat over de werkelijke constructieve staat van veel bruggen. “Remote sensing vormt een waardevolle aanvulling op het structureel gezondheidstoezicht. De techniek kan onderhoudskosten verlagen en visuele inspecties ondersteunen, vooral wanneer directe toegang tot een constructie moeilijk is.”

“Voor bruggen biedt remote sensing de mogelijkheid om veel vaker vervormingsmetingen over het hele netwerk uit te voeren, in tegenstelling tot traditionele inspecties, die meestal slechts enkele keren per jaar plaatsvinden en personeel ter plaatse vereisen”, werpen de onderzoekers nog op. “Hoewel het gebruik van satelliettechnologie voor de controle van bruggen in academische kring al goed bekend is, wordt het door de autoriteiten en ingenieurs die hiervoor verantwoordelijk zijn, nog niet routinematig toegepast. Ons onderzoek levert het wereldwijde bewijs dat dit een haalbare en effectieve methode is die nu kan worden ingezet.”

De onderzoekers ontdekten dat het opnemen van de resultaten uit remote sensing in risicoanalyses voor nauwkeurigere risicoregisters zorgt door onzekerheid te verminderen. Dit maakt een betere prioritering van het onderhoud en een gerichtere risicobeheersing mogelijk.

De onderzoekers gebruikten voor hun studie gegevens van de satellieten Sentinel-1 van het European Space Agency (ESA) en Nisar van het Amerikaans National Aeronautics & Space Agency (Nasa). “Door vaker updates te bieden dan traditionele visuele inspecties, vermindert deze gecombineerde aanpak de onzekerheid over de actuele toestand van bruggen, wat leidt tot nauwkeurigere risicoclassificaties en effectiever onderhoudsbeheer”, verduidelijken de onderzoekers.