Kennisprogramma Natte Kunstwerken geeft inzicht voor vernieuwingsopgave

Veel Nederlandse natte kunstwerken naderen het einde van hun levensduur. Ook neemt de belasting op de kunstwerken toe door intensiever gebruik en veranderingen in de scheepvaart. Denk aan grotere en zwaardere schepen. In het Kennisprogramma Natte Kunstwerken (KpNK) doen Rijkswaterstaat, Deltares, TNO en MARIN onderzoek naar factoren die invloed hebben op de restlevensduur van natte kunstwerken. De resultaten helpen beheerders bij hun besluitvorming rondom vervanging of renovatie van kunstwerken.

Complex vraagstuk

Een van de factoren die invloed heeft op de levensduur van kunstwerken is het aanvaarrisico. Het gelijknamige onderzoeksteam binnen KpNK doet onderzoek naar de kans dat een schip een brug, sluis of een ander kunstwerk raakt en de impact die dat heeft op het vaarwegverkeer, de veiligheid en de constructie zelf. Het team bestaat uit Johan van Sloten (expert constructieve waterbouw bij Rijkswaterstaat), Dick ten Hove (senior projectmanager bij MARIN en lid van het programmateam KpNK), Migena Zagonjolli (senior onderzoeker bij Deltares) en Mirjam Nelisse (senior consultant risicoanalyse en betrouwbaarheid bij TNO). Van Sloten legt uit dat aanvaarrisico een complex vraagstuk is. ‘Dit komt omdat er veel factoren meespelen. Denk aan vaarsnelheid, scheepsmassa, verkeersdrukte op het water en de constructie van het kunstwerk zelf. Door al deze factoren in kaart te brengen, kan het risico op termijn beter geanalyseerd en beheerst worden.’

Intensieve samenwerking

Ten Hove geeft aan dat deze complexiteit vraagt om een lange adem en intensieve samenwerking. ‘Binnen het kennisprogramma werken we stapsgewijs. Samen hebben we een langetermijnplan opgesteld. Elk jaar verdiepen we ons in een of meer onderwerpen, zoals de mogelijke oorzaken van een aanvaring of de inzet van bepaalde data om het aanvaarrisico in te schatten. Zo leveren we niet zomaar losse resultaten op, maar bouwen we samen aan een waardevolle, steeds completer wordende puzzel.’ Zo onderzocht het team in 2022 de potentiële oorzaken voor een aanvaring. In 2023 werd een protocol opgesteld voor het gebruik van AIS-data (waarbij AIS staat voor Automatic Identification System) bij het analyseren van het aanvaarrisico. Het systeem verzamelt gegevens die schepen helpen bij de navigatie en verkeersposten bij verkeersmanagement. In 2024 inventariseerde de werkgroep welke methoden beschikbaar zijn voor het bepalen van de kans op aanvaringen en hoeveel energie een schip bij een aanvaring op de constructie uitoefent. Op basis van dit laatste onderzoek verschijnt nog een handreiking voor de bepaling van aanvaarenergie.

Maatwerk toegankelijk maken

Wat leveren deze onderzoeken nu concreet op? ‘De onderzoeksresultaten helpen bij het ontwikkelen van maatwerkoplossingen om de kans op aanvaringen te beperken of de impact ervan te verminderen,’ legt Nelisse uit. ‘Binnen de wereld van de natte kunstwerken worden generieke normen gehanteerd om het aanvaarrisico te minimaliseren. Die normen zijn conservatief: er wordt rekening gehouden met het zwaarste schip dat met de hoogste snelheid en de meest ongunstige hoek een aanvaring veroorzaakt. Die normen sluiten niet altijd aan op specifieke kunstwerken, omgevingen of scheepstypen.’ Als voorbeeld noemt ze een pijler die volledig buiten de vaarweg staat, waardoor een groot schip er niet in de buurt kan komen. ‘Deze pijler zou volgens de norm op dezelfde manier moeten worden ontworpen als de pijler die direct naast de vaargeul staat.’ Constructies worden op deze manier onnodig sterk, groot of robuust ontworpen, oftewel: overgedimensioneerd. ‘Dit kost veel tijd en geld, terwijl de daadwerkelijke risicobeperking minimaal is.’ In zo’n geval is maatwerk passender. ‘Onze onderzoeken bieden een methode om tot een optimale risicoanalyse op maat te komen’, geeft Nelisse aan. ‘In plaats van een ingrijpende renovatie of een overgedimensioneerd ontwerp, kunnen beheerders en ontwerpers met gerichte aanpassingen de risico’s aanzienlijk verkleinen. Denk aan extra beschermingsconstructies bij brugpijlers of gerichte snelheidsbeperkingen op risicovolle locaties.’

Samen beter worden

Alle hulpmiddelen en publicaties worden gedeeld via de website van het Kennisprogramma en tijdens kennissessies. Tijdens deze sessies presenteren de teamleden de onderzoeksresultaten en geven ze praktijkvoorbeelden. Ook kunnen deelnemers vragen stellen. Zagonjolli: ‘Hoe kan ik de aanvaarrisico’s meenemen in het ontwerp? En welke data kan ik het beste gebruiken? Er komt van alles voorbij tijdens zo’n sessie en dat levert waardevolle gesprekken op. Het is niet alleen een kans om onze kennis te delen, maar ook om ervaringen op te halen om onze methode te blijven verbeteren, ook met het oog op de uitdagingen en de ontwikkelingen van de toekomst. Samen beter worden, daar draait het om.’

Alle perspectieven komen samen

De grote kracht van het Kennisprogramma en de werkgroep? Dat zit hem in de verschillende invalshoeken die samenkomen, zegt Ten Hove. ‘We kijken allemaal door onze eigen bril naar de vaarweg en het aanvaarrisico, en nemen verschillende expertises mee. Ik heb vooral oog voor de vaarweggebruikers en de veiligheid op het water, terwijl een ander bijvoorbeeld alles weet over de constructie van kunstwerken. Door al deze perspectieven samen te brengen, creëren we een volledig plaatje van de uitdagingen én de oplossingsrichtingen.’ Zagonjolli is het daarmee eens: ‘We zitten hier niet als aparte instituten met eigen belangen en agenda’s. We werken echt samen aan het verbeteren van onder andere rekenmethodes, zodat deze makkelijker toepasbaar zijn in de praktijk.’ Als mooi voorbeeld noemt ze het protocol voor het gebruik van AIS-data. ‘TNO, MARIN en Deltares hebben allemaal hun eigen methode om deze data te analyseren. We hebben deze methodes letterlijk naast elkaar gelegd en samen één nieuwe best practice ontwikkeld. Het resultaat is een betere en breder toegankelijke methode’.

Open en nieuwsgierig

Van Sloten roemt de open sfeer en nieuwsgierige houding. ‘Naast ons vieren schuiven per onderzoek vanuit verschillende kanten specialisten aan. Zo nam TNO laatst een expert mee die jaren geleden hun AIS-protocol mede bedacht en ontwikkeld had. Hij was al met pensioen, maar wist ons precies uit te leggen waarom bepaalde keuzes zijn gemaakt, wat de voor- en nadelen waren en welke aandachtspunten er zijn. Zeer waardevolle informatie voor ons onderzoek. En het is altijd mooi om te zien hoe bevlogen collega’s zijn, zelfs na hun pensioen.’ Ook de langdurige samenwerking is een groot pluspunt, vertelt Nelisse tot slot. 'We werken inmiddels ruim vijf jaar samen op dit onderwerp. Dan leer je niet alleen de materie steeds grondiger kennen, maar ook elkaar. We weten precies hoe we elkaars expertises moeten benutten. Het ultieme doel van onze samenwerking? Dat onze kennis van aanvaarrisico’s zorgt voor scherpere ontwerpen die kostenefficiënt zijn en optimale veiligheid garanderen. Dan is onze missie geslaagd.’