De infrastructuur in Nederland behoort tot de beste van Europa. De kwaliteit van bijvoorbeeld het wegdek is hoog. Alleen veel infrastructuur zoals bruggen en viaducten is inmiddels al aardig op leeftijd. Gemiddeld zijn bruggen ongeveer 100 jaar te gebruiken. Na 80 jaar is er vaak meer onderhoud nodig. “In Nederland hebben we veel bruggen die gebouwd zijn tussen 1950 en 1970. De komende jaren zullen we dus veel moeten renoveren”, zegt Seirgei Miller, universitair docent civiele techniek aan de Universiteit Twente. Dat is een grote opgave, maar ook een interessante kans. Er komt ruimte voor circulariteit, verduurzaming en het introduceren van slimme oplossingen.
Waarom je dit moet weten:
Om de CO2-uitstoot terug te dringen, moeten we de manier waarom we bouwen aanpassen. Er komt daarbij ook steeds meer aandacht voor het welzijn van mensen in de gebouwde omgeving. Dit zijn belangrijke ontwikkelingen die bijdragen aan de stad van de toekomst. Deze wetenschappers richten zich op circulaire en flexibele infrastructuur en leggen uit wat de mogelijkheden en valkuilen hierbij zijn.
“Voorheen was het minimaliseren van de kosten altijd het belangrijkste uitgangspunt voor de bouw. Ik denk dat daar nu een ander uitgangspunt bij moet komen; het minimaliseren van emissies”, zegt Yuguang Yang, universiteit docent beton structuren aan de TU Delft. Daarvoor hebben we een andere mindset nodig, beaamt ook Miller: “Om de deadline (van het Parijsakkoord, red.) te halen, moeten we innoveren en daarmee wat financiële risico’s nemen. Dat geldt zowel voor bedrijven als voor de overheid. We moeten de conservatieve pet afzetten en de innovatieve pet op. Laten we samen stappen zetten en de risico’s delen.”
Leren door te doen
Zowel Miller als Yang werken al jaren aan diverse onderzoeken op het gebied van infrastructuur. Miller richt zich met name op asfalt, hij heeft de dagelijkse leiding over de Asphalt Paving Research and Innovation Unit (ASPARI) van de Twente University. Hierbij focust hij niet zozeer op het materiaal zelf, maar kijkt hij vooral naar het verbeteren van het proces eromheen. Denk bijvoorbeeld aan het digitaliseren van de supply chain van asfalt of het gedeeltelijk automatiseren van het proces om lagen asfalt te storten.
Verschillende grote bouwbedrijven en Rijkswaterstaat zijn ook aangesloten bij het fieldlab. “Het leuke van deze setting is dat je kunt leren door te doen. We ontwikkelen veel kennis, zowel voor de wetenschap en het bedrijfsleven als voor het onderwijs. Ik vind het heel belangrijk om naast de technologische ontwikkeling ook te kijken naar de ontwikkeling van human capital. Welke trainingsprogramma’s hebben we nodig naar aanleiding van de nieuwe technologieën? Hier moeten we naar mijn mening tegelijk met de technologische ontwikkeling over nadenken. De mensen die hier uiteindelijk mee moeten werken zijn net zo belangrijk als de technologie zelf. Daarom gebruiken we de opgedane kennis ook weer in het lesmateriaal voor universiteiten HBO’s en MBO’s”, zegt Miller daarover.
Yangs onderzoek richt zich met name op betonnen bruggen. Hij ontwikkelt methodes en modellen om door de tijd heen vast te stellen of de constructies van bruggen veilig zijn. Zijn onderzoeksgroep werkt op dit gebied ook samen met Rijkswaterstaat.
Digitaal en duurzaam
Beide onderzoekers zijn betrokken bij 4TU.Bouw, het samenwerkingsverband tussen de bouwkunde faculteiten van de vier technische universiteiten in Nederland. Binnen deze samenwerking zijn verschillende teams actief op diverse thema’s. Een van de zogenoemde Domein Aanjaag Teams (DAT) richt zich op infrastructuur en mobiliteit. Het DAT initieert nieuwe onderzoeken en is daarnaast het aanspreekpunt voor mensen uit de industrie, de Topsectoren en de overheid. Yang: “Met het DAT willen we toewerken naar een slimme, flexibele, circulaire en energie neutrale infrastructuur die beschikbaar is voor iedereen in Nederland. Daarbij kijken we altijd eerst naar manieren om de levensduur van bestaande infrastructuur te verlengen. Gaat dat niet meer, dan kijken we naar het vervangen van onderdelen.”
Binnen het DAT Infrastructuur en Mobiliteit zijn drie thema’s belangrijk: data-gedreven ontwerpen en onderhouden, het gebruik van circulaire materialen en modulair bouwen. Een groot onderdeel binnen al deze thema’s: digitalisering. “Met geïntegreerde sensoren kunnen we veel data verzamelen. Zo kunnen we de staat van bruggen bijvoorbeeld veel beter in de gaten houden en gericht onderhoud uitvoeren. Dat is goedkoper en duurzamer omdat we minder materialen weggooien”, geeft Miller als voorbeeld.
Hij ziet een grote kans in het verzamelen en analyseren van data om de infrastructuur nu en in de toekomst beter te maken. “Ik denk dat we daarmee de infrastructuur nog verder kunnen optimaliseren.” Daarom pleit Miller ervoor om meer sensoren te gebruiken op bewegende objecten, bijvoorbeeld op de fiets. Daarmee kan de staat van wegen en fietspaden bijna continu worden gemonitord. Daarmee kunnen burgers heel makkelijk en snel ontzettend veel data bruikbare verzamelen.
Bruggen bouwen 2.0
Yang werkt met zijn onderzoeksgroep aan een groot project als het gaat om nieuwe bruggen. “We gaan een brug maken met een compleet nieuw materiaal genaamd geopolymeerbeton. Het materiaal bestaat voor een groot deel uit industrieel afval en er wordt geen cement gebruikt. Dat maakt het een stuk duurzamer. Het produceren van cement is de belangrijkste bron van CO2-uistoot rond beton”, vertelt hij over het project. De brug wordt in Friesland gemaakt. “Het is een grote stap want vooralsnog hebben we het materiaal alleen op kleine schaal in het laboratorium getest.”
Daarnaast doet hij ook onderzoek naar het hergebruiken van onderdelen van oude bruggen. “Als een brug gesloopt wordt, is dat meestal niet omdat de brug in slechte staat is. Het is meestal omdat het plan voor dat gedeelte van de weg is veranderd. Er moet bijvoorbeeld een bredere weg komen of er wordt een ander soort verkeer verwacht. De oude brugelementen verkeren nog in goede staat. Daarom willen we deze elementen gebruiken om een nieuwe brug te bouwen. Dat scheelt een hoop CO2-uistoot, zowel bij het afbreken van de oude brug als bij het bouwen van de nieuwe brug”, zegt Yang. Er worden nu – in samenwerking met bedrijven – twee bruggen op deze manier gebouwd. “Daar zijn we trots op omdat het niet makkelijk is om dit voor elkaar te krijgen. De bruggen moeten natuurlijk wel aan alle veiligheidseisen en dergelijken voldoen.”
Snellere implementaties
Naast de wetenschappelijke activiteiten, willen Milller en Yang zich ook inzetten voor een vernieuwing van de eisen en regels rondom innovaties in de bouw. “Er zijn ontzettend veel goede innovaties, maar de regelgeving heeft vaak moeite om de innovaties bij te houden. Het aanpassen of vervangen hiervan duurt ontzettend lang – soms wel tien jaar –en dat bemoeilijkt de implementatie van innovaties. Dat is zonde. Wij willen het gat tussen de innovatie en de implementatie dichten zodat we sneller kunnen ontwikkelen en vernieuwen”, stelt Miller.
Yang: “De wereld rond infrastructuur is aan de ene kant heel vernieuwend, maar aan de andere kant heel conservatief omdat het gaat om de veiligheid van mensen die de infrastructuur dagelijks gebruiken. Dan hebben mensen toch vaak de neiging om terug te grijpen op producten en oplossingen die ze al kennen. We maken stappen, maar het innovatieproces gaat langzaam. Dat terwijl de vooruitgang in de bouw juist zo hard nodig.”
Samenwerking
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
