Nog even en er is een volledig gecertificeerde methode voor vernieuwing van drinkwaterleidingen met kousreliningtechniek. Met deze toepassing en die van twee andere sleufloze technieken, pipe-cracking en de buis-in-buismethode, willen Waterleiding Maatschappij Limburg (WML) en Heijmans bovengrondse overlast voorkomen en tijd en kosten besparen. De samenwerking wordt met belangstelling en hoge verwachtingen gevolgd.
De potentiële winst is groot. WML heeft een saneringsprogramma voor 8.500 kilometer drinkwaterleiding. Bij een levensverwachting van tachtig jaar moet WML jaarlijks gemiddeld honderdtien kilometer waterleiding vervangen. Landelijk wordt de renovatieopdracht geschat op veertig duizend kilometer. Als gevolg van een naoorlogse piek in de aanleg ligt de opgave voor de komende jaren fors hoger dan gemiddeld. Het was die uitdaging die Sjef Vaessen van WML en John Henzen van Heijmans in 2011 samenbracht. Sjef Vaessen: “We wilden slimmere oplossingen; iets wat de omgeving minder zou belasten. Heijmans heeft die uitdaging serieus genomen.” John Henzen: “Het begon met de vraag ‘Wat is er nodig om de reliningtechniek die al twintig jaar voor riolering wordt gebruikt ook geschikt te maken voor drinkwaterleidingen?’”
Er werd contact gezocht met Insituform, de belangrijkste producent van cured-in place pipe (CIPP) systems en DSM. DSM was al bezig een hars te ontwikkelen die zou kunnen worden toegepast voor drinkwater. Die ontwikkelingen werden op initiatief van Henzen en Vaessen bij elkaar gebracht. Het eindproduct is een met de DSM-hars geïmpregneerde kous die aan de binnenkant van bestaande waterleidingen wordt aangebracht en zelfs constructief de functie van de oude waterleiding kan overnemen. De nieuwe waterleiding heeft daarmee een zelfde levensverwachting als de oorspronkelijk leiding: tachtig tot honderd jaar. De definitieve certificering door KIWA wordt in juni 2014 verwacht.
Heijmans en WML bekijken welke uitvoeringsmethode van de diverse sleufloze technieken per project het meest geschikt is. Naast de kousreliningtechniek worden pipe cracking en de buis-in-buismethode toegepast. Sjef Vaessen: “Met hulp van studenten van de Hogeschool Zuyd hebben we een beslismatrix ontwikkeld aan de hand waarvan we kunnen bepalen welke techniek in een bepaalde situatie het beste is. De variabelen daarin zijn onder andere de leeftijd van de leiding, de bestrating, het soort materiaal, de diameter, de zuurtegraad van de grond en de staat van de leiding (aantal lekkages). Daar rolt al wel de optimale techniek uit, maar de kostencomponent zit er nog niet in. Met proefprojecten gaan we meer data verzamelen, zodat de beslismatrix steeds betrouwbaarder wordt.”
John Henzen: “We zitten dus nog in het ontwikkeltraject. Het experimenteren zal zeker met vallen en opstaan gepaard gaan. Uiteindelijk zullen we onze bevindingen breder gaan delen, maar zover is het nog niet.” Sjef Vaessen: “Je kunt zo veel droogzwemmen als je wilt, maar de praktijk is toch altijd weer net anders. Uiteindelijk willen we uitkomen op een beslismatrix die ons laat zien welke techniek het beste is en wat vernieuwing in de ter plaatse geldende omstandigheden per meter mag kosten. Daarvoor denken we nog twee jaar nodig te hebben.”
De buis-in-buismethode wordt al vaker toegepast. Met de pipe crackingmethode heeft WML in november 2013 in Beek de Nederlandse primeur gehad. In dit project werd de bestaande tachtig millimeter stalen leiding opgesneden en een nodulair gietijzeren Saint Gobain-leiding met een inwendige diameter van honderd millimeter ondergronds ingetrokken. Voor de bouwvak worden dit jaar nog drie trajecten met behulp van sleufloze technieken uitgevoerd. Dit najaar zal het eerste project met behulp van kousrelining worden uitgevoerd.
Bij pipe cracking wordt een conusvormige wig door de bestaande leiding getrokken, waardoor die wordt opgesneden. (Foto: WML)
Vaessen en Henzen gaan ervan uit dat naast de traditionele graafmethode, het altijd mogelijk zal zijn een van de drie technieken toe te passen. De voordelen zijn groot. John Henzen: “Met sleufloze technieken kunnen we per dag twee keer zo veel meter leiding vervangen. Er is bijna geen overlast. We hoeven niet in de grond te roeren, geen grond af te voeren en de dure Limburgse bestrating hoeft niet open. Wat dat betekent voor de kosten is nu niet te zeggen; we zitten nog in de proeffase. Het proces is nog niet geoptimaliseerd en kan zeker nog efficiënter. Een ding weet ik wel: opgeteld ben je altijd goedkoper uit als je niet hoeft te graven.”
Om in de binnenstad voldoende parkeergelegenheid te creëren zonder dat dit ten koste gaat van de leefbaarheid van het centrum, heeft de gemeente Harderwijk een nieuwe parkeergarage laten bouwen aan de Houtwal.
De garage is rond, heeft een diameter van 60 meter en biedt plaats aan 450 voertuigen. In het midden heeft hij een groot glazen dak, dat ervoor zorgt dat tot onderin – ruim 21 meter beneden het maaiveld – daglicht valt. De parkeerlagen hebben de vorm van een spiraal en liggen rond de lichtschacht die een doorsnede heeft van 12 meter. Op weg naar beneden komen bezoekers nergens een pilaar tegen. Voor het verlaten van de garage is een aparte rijbaan gemaakt rond de lichtschacht, die automobilisten zonder obstakels naar de uitgang voert.
Automobilisten rijden als in een kurkentrekker naar beneden. (Beeld: Gemeente Harderwijk)
De garage is aanbesteed als design-and-constructcontract, en ontworpen en gebouwd door bouwcombinatie Houtwal. Voor de bouw zijn diepwanden gemaakt tot een diepte van 24,5 meter, waarbij elk paneel ongeveer 8 meter breed is en 1,2 meter dik. Een rubberen slab tussen de diepwanden zorgt voor een goede waterdichte afsluiting.
Nadat de ring van diepwanden gereed was, is het grootste deel van de grond hydraulisch ontgraven om overlast voor de omgeving door vrachtwagens te voorkomen. Het natte zand is opgezogen en via een persleiding naar een depot verpompt. De leidingen hiervoor zijn tijdelijk in het gemeentelijke riool aangebracht.
Tijdens graafwerkzaamheden zijn resten van een oude stadspoort ontdekt. Deze zijn gerestaureerd en staan tentoongesteld op de onderste verdieping van de parkeergarage.
De onderste vloer van de garage bestaat uit onderwaterbeton. Om opdrijven van deze vloer te voorkomen zijn ruim 400 GEWI-ankers aangebracht met een lengte van 34 meter. De paalpunten van deze ankers zitten 53 meter onder het maaiveld.
Voorafgaand aan het storten van het onderwaterbeton is een wapeningslaag van een meter dik aangebracht, die ervoor zorgt dat de vloer niet opbolt. Na uitharding van het onderwaterbeton bleek de aansluiting tussen de vloer en wanden nog niet volledig waterdicht. Daarom hebben duikers gaten door het beton geboord en met injectielansen een expanderende tweecomponentenhars geïnjecteerd tussen de vloer en de wanden. Toen de lekkage was verholpen, heeft de bouwcombinatie het water uit de bouwput gepompt en is begonnen met de afbouw.
Eerst is bovenop het onderwaterbeton een constructieve vloer gemaakt van 75 centimeter dik. Vervolgens zijn de middenkoker en de trappenhuizen gebouwd. Vanuit de trappenhuizen zijn de kolommen gesteld waarop de prefab betonnen parkeerdekken steunen. Het betreft acht betonnen kolommen voor de middenring en zestien voor de buitenring. Het niet-glazen deel van het dak bestaat uit ruim vijftig betonnen dakliggers met een gewicht van elk zestien ton. Het dak is voorzien van gras en het glas is beloopbaar om het gebied een parkachtige uitstraling te geven.
De parkeergarage is voorzien van energiezuinige, dimbare led-verlichting. In totaal gaat het om 650 led-armaturen die vier standen hebben: 30, 25, 20 en 15 Watt. Verder is de garage uitgerust met een sprinklerinstallatie. Bij brand gaan de sprinklers nabij het vuur direct sproeien, zodat een brand geen kans heeft zich verder te ontwikkelen. Daardoor blijft de temperatuur bij een brand laag en blijft de bouwkundige constructie gespaard. Een ventilatiesysteem zorgt voor de afvoer van rook.
“Als kersverse directeur van het COB ben ik me er dagelijks van bewust dat ik werk ten dienste van ons netwerk. De bijna 75 organisaties die participant zijn van het COB bepalen onze agenda en het is mijn rol om al die meningen en visies te verenigen in programma’s, projecten en platforms waar mensen graag aan meewerken.
Dat is voor mij de kern van het COB: echte experts verenigen, mensen met vakkennis, mensen die de problemen van ondergronds bouwen dagelijks ervaren en die supertrots zijn op de mooie dingen die ze bouwen, beheren en onderhouden. Allemaal vakidioten die elkaar de tent uit kunnen vechten tijdens een tender, maar bij ons gebroederlijk en gezusterlijk aan de slag gaan als de opgave maar boeiend genoeg is en hen raakt.
Dat we binnen het tunnelprogramma de verbinding met praktijkprojecten weer helemaal terug hebben, is voor mij persoonlijk de grootste winst van de afgelopen jaren. Resultaten van expertteams en onderzoek moeten in logische, kleine stapjes meteen in de praktijk worden toegepast. Iedere tunnel een beetje beter, en zo met elkaar grote stappen maken. Dat civiele techniek weer helemaal op de kaart staat, maar de digitalisering en installaties ook, maakt me blij en trots.
Zo’n zelfde ontwikkeling wil ik bereiken op het gebied van kabels en leidingen. Ook daar zijn de opgaven groot en complex en geloof ik in de kracht van de mensen in ons netwerk. Weten waar je naar toe wilt en heel gedreven met kleine stapjes grote veranderingen bewerkstelligen, dat is ook voor dit werkveld mijn missie voor de komende periode.
Als laatste speerpunt gaan we in alle vakgebieden ‘waarde’ benadrukken. Al dat geld dat wordt uitgegeven aan bouwen, beheren en onderhouden in de ondergrondse ruimte is maatschappelijk gemakkelijker te verantwoorden als we meer waarde toevoegen. Mag het bij een renovatie meteen een onsje duurzamer, veiliger, mooier, slimmer en multifunctioneler? Mag nieuwbouw toekomstbestendiger worden? Hoe veranderen wij zelf van objectdenkers naar systeemdenkers?
Genoeg te puzzelen dus, voor nu en nog vele jaren. Ik heb er zin in!”
Sinds 1 april 2019 is Karin de Haas directeur van het COB. Ze was al acht jaar aan het COB verbonden in het veld van kennis, communicatie en strategie. Het opzetten en managen van het tunnelprogramma was de laatste jaren haar primaire taak en dit blijft haar verantwoordelijkheid. Eerder werkte Karin onder meer voor Delft Cluster, het Ministerie van IenW, Deltares (toen GeoDelft) , TU Delft en Geo-Impuls.
In 2016 lanceerde Amsterdam de strategie Naar een stad zonder aardgas. Nieuwbouwgebieden worden al niet meer op aardgas aangesloten. Voor de bestaande bouw kiest Amsterdam voor een gebiedsgerichte aanpak. Daaraan wordt invulling gegeven met een zogeheten City Deal, een samenwerkingsverband van netbeheerders, woningcorporaties, warmteleveranciers en het Rijk. De Van der Pekbuurt in Amsterdam-Noord is aangewezen als pilot.
Er is afgesproken dat per gebied wordt bekeken wat de beste aanpak is en welke alternatieven voor aardgas het meest geschikt zijn. Ook alternatieven als volledig elektrische warmtesystemen of geothermie komen daarbij in beeld. Essentieel is dat de transitie in samenhang met andere opgaven wordt bekeken. Adviseur stedelijke programmering Ruben Klijn: “We hebben nog meer opgaven, zoals herinrichtingsprojecten, het autoluw maken van de binnenstad, klimaatbestendig inrichten en de sociale wijkaanpak. We willen deze opgaven combineren om tot integrale afwegingen te komen. De energietransitie is belangrijk, maar is dus niet de enige opgave. Er spelen veel verschillende belangen in de openbare ruimte. De gemeente wil ten aanzien van het aardgasvrij maken van de stad keuzevrijheid bieden. We onderzoeken nu hoe we dat proces het best structureel kunnen inrichten. In de tussentijd gaan de ontwikkelingen gewoon door.”
Een van die tussentijdse ontwikkelingen betreft de Van der Pek- en Gentiaanbuurt in Amsterdam-Noord. De directe aanleiding om daar aan de slag te gaan, was het besluit van woningbouwcorporatie Ymere om het woningbezit in die wijk duurzaam te renoveren en van het gas af te halen. De woningen worden volledig gerenoveerd. De straten zijn smal, en voor woningen aan de andere kant van de straat moet de gasaansluiting gehandhaafd blijven. Nuon Warmte heeft een inschatting gemaakt van de toekomstige stadsverwarmingsbehoefte, en heeft mede op basis daarvan met Ymere een contract gesloten voor de levering van stadswarmte voor vijftien jaar.
De Van der Pekbuurt is een arbeiderswijk uit begin twintigste eeuw aan de noordoever van het IJ. (Foto: gemeente Amsterdam/Koen Smilde Photography)
Stadsdeelregisseur in Amsterdam-Noord Eric van den Beuken: “Het gaat in eerste aanleg om 38 woningen in het eerste van zeven blokken in de Gentiaanbuurt. Er is geen primair warmtenet in de buurt en er moet dus gebruikgemaakt worden van tijdelijke warmtecentrales die ergens in de openbare ruimte geplaatst moeten worden. Daarnaast moet er een warmte-overdrachtstation gerealiseerd worden dat de warmtelevering voor drie- tot vijfhonderd aansluitingen kan verzorgen. Aardgasvrij organiseren via stadswarmte laat dus ook zichtbare sporen na in de openbare ruimte die in deze toch al smalle wijken steeds meer onder druk staat.”
Ruben Klijn: “De renovatieplanning van Ymere is autonoom. Daaruit volgt het verzoek aan Nuon Warmte om een aansluiting op het warmtenet te realiseren. Nuon Warmte richt zich tot de gemeente voor vergunningen en dergelijke. Voor Ymere is dit een heel strategisch besluit. Zodra de investeringsbeslissing is genomen, wil men uiteraard zo snel mogelijk tot uitvoering komen. Nuon heeft een wettelijke leveringsplicht. Dat leidt tot de puzzel die we nu proberen te leggen. Waarbij een belangrijke vraag is of er überhaupt plaats is in de ondergrond. Andere stakeholders in de ondergrond, Waternet, Liander en KPN, willen mee in dit project. Maar de vraag blijft: halen we december 2018, het moment waarop de eerste gerenoveerde woningen worden opgeleverd, of moeten de bewoners de boel de eerste maanden verwarmen met straalkachels?”
Halen we december 2018 of moeten de bewoners de boel de eerste maanden verwarmen met straalkachels?
De pilot in de Van der Pekbuurt moet bijdragen aan een aanpak waarmee het aardgasvrij maken van wijken steeds sneller kan verlopen. In de overeenkomst die de gemeente Amsterdam met woningcorporaties heeft gesloten, is afgesproken dat zij een leidende rol hebben in dit transitieproces – alleen Ymere heeft al meer dan 40.000 huurwoningen in Amsterdam. Maar ook met de ‘grote stappen’ die langs deze weg gezet kunnen worden, is de uitdaging om de ambitie van de gemeente Amsterdam waar te maken, bijzonder groot. Senior adviseur Ruimte en Duurzaamheid Theun Koelemij: “De corporaties hebben hun plannen voor de komende jaren kenbaar gemaakt. Op basis daarvan hebben we een kaartje gemaakt, waarop de eerste 10.000 woningen die van het gas af gaan, zijn ingetekend. De ambitie uit het coalitieakkoord – aardgasvrij in 2040 – vraagt een tempo van gemiddeld 20.000 woningen per jaar. In 2018 zullen er weer 20.000 worden aangewezen. We moeten dus razendsnel leren en het tempo fors verhogen. Dat Amsterdam in 2040 aardgasvrij moet zijn, is de enige zekerheid.”
De snelheid waarmee aardgasvrij bereikt moet worden, zal ongetwijfeld betekenen dat er ook na de Van der Pekbuurt wijken zullen volgen waarvoor nog geen kant-en-klaar plan van aanpak beschikbaar is. In de tussentijd wordt met de City Deal wel gewerkt aan een integrale aanpak die het aardgasvrij maken zo soepel mogelijk moet verbinden met de genoemde andere opgaven in de stad. Theun Koelemij: “We hebben een Datasquad ingericht waarmee we alle planningen in kaart brengen en op elkaar kunnen afstemmen. Ook daarin werken we samen met Waternet (riool en water), Liander (gas/elektra), Nuon Warmte en de corporaties.”
Aan de Klimaattafels, waar het aardgasvrij maken van Nederland wordt voorbereid, lijkt men eensgezind over het feit dat gemeenten de regie moeten hebben. Zover is het in de praktijk nog niet. Eric van den Beuken: “De gemeente heeft op dit moment geen sleutels om op te treden of af te dwingen, maar kan de beschikbare privaatrechtelijke instrumenten desgewenst wel op-en-top uitnutten.” In de praktijk van de City Deal is het nu nog niet nodig dat Amsterdam zijn spierballen laat zien. De grote winst van de City Deal-aanpak is dat alle betrokken partijen weten en accepteren dat je (in de ondergrond) niet solo kunt opereren. Andere partijen hebben ook behoefte aan regie. En iedereen is gecommitteerd aan een gezamenlijke integrale aanpak. Of dat zo blijft, is overigens de vraag. Theun Koelemij: “De aanpak die we nu hanteren, wordt breed gedragen. Maar we moeten ons realiseren dat we tot nu toe vooral op relatief kleine schaal werken. Als we straks naar 20.000 woningen per jaar gaan, gaat het pas echt pijn doen. Al was het maar omdat we niet ieders planning kunnen volgen en partijen investeringen dus sneller moeten afschrijven.”
In de Van der Pekbuurt zal grotendeels nog sprake zijn van ad-hoc-oplossingen. “Wat we in deze fase leren,” zegt Eric van den Beuken, “is dat de regierol niet goed is belegd, dat nog onduidelijk is wie welke kosten draagt, dat we niet weten hoe het stelsel van vergunningen en procedures vormgegeven dan wel aangepast moet worden om de renovatieplanningen van private partijen mogelijk te kunnen maken. Daarbij komt dat we ons moeten realiseren dat we als overheid veranderingen wel kunnen stimuleren, maar dat acceptatie uiteindelijk afhankelijk is van hoe wij als overheid verschillende opgaven slim weten te combineren. Voor dat slim combineren bestaat geen masterplan. Het hangt – ook in technische zin – af van de lokale situatie. Heb je een warmtebron in de buurt of niet? Dat maakt al een groot verschil. Je kunt uiteindelijk misschien voor tachtig procent tot standaardisatie komen, maar er zal altijd een stukje maatwerk nodig zijn. Afhankelijk van breed genoeg gedragen ‘sense of urgency’ in de buurt heb je incentives nodig om te kunnen veranderen. Het proces begint met het uitspreken van wat je wilt bereiken. Het tempo waarin je die ambitie kunt bereiken, is ook afhankelijk van wat mensen willen, en de mate waarin je dwingend wilt optreden.”
Een inspectievoertuig met verschillende camera’s en sensoren in combinatie met automatische beeldherkenning vormt de basis van SewerSense, een slim assetmanagementsysteem voor rioolstelsels dat de TU Delft en de Universiteit Leiden ontwikkelen. Onderzoekers Lisa Scholten en Dirk Meijer lichten toe.
Om ons afvalwater te transporteren naar rioolzuiveringsinstallaties ligt in de Nederlandse ondergrond een gigantisch netwerk van rioolbuizen. Totaal gaat het om meer dan 130.000 kilometer aan leidingen. Het is van groot belang dat dit netwerk goed functioneert en niet beschadigd raakt. Als dat wel gebeurt, kan vuil afvalwater bijvoorbeeld de bodem en het grondwater verontreinigen. Ook kunnen lekken ertoe leiden dat het riool als drainagesysteem gaat werken. Daardoor worden grote hoeveelheden grondwater afgevoerd naar de zuiveringsinstallatie, wat een negatief effect heeft op het zuiveringsrendement. En ingegroeide wortels kunnen de afvoer belemmeren en ongewenste sedimentatie veroorzaken. Om dit soort gebeurtenissen te voorkomen, wordt elk stuk riool gemiddeld eens in de tien jaar geïnspecteerd. Hierbij wordt een camera door de buizen gevoerd, waarbij een inspecteur de beelden beoordeelt en de actuele staat van de buizen vaststelt.
“Het beoordelen van de beelden is niet eenvoudig en afhankelijk van de beoordelaar”, legt Scholten uit. “Is er bijvoorbeeld sprake van een diepe scheur die spoedig leidt tot lekkage of instorting van de rioolbuis of is het een onschuldige verkleuring van de wand? Op de camerabeelden is dat vaak niet goed te zien, waardoor er bij het beoordelen geregeld fouten worden gemaakt. Daar komt bij dat ook op basis van een juiste beoordeling vaak niet duidelijk is hoe lang een rioolbuis nog kan worden gebruikt voordat er problemen ontstaan, zoals lekkage of instorting. Een deel van de oplossing voor dit probleem is het verzamelen van betere en betrouwbaarder informatie over de staat van het riool.”
Scholten vervolgt: “Dit proberen we in het project SewerSense via twee sporen te bereiken. Binnen het eerste spoor onderzoeken we of met andere camera’s en sensoren de kwaliteit van de inspectiebeelden te verbeteren is. Met een 3D-camera kun je bijvoorbeeld diepte goed in beeld brengen en met een laserscanner kun je nauwkeurig de geometrie van rioolbuizen bepalen en vervormingen vaststellen. Om tot een goede keuze voor camera’s en sensoren te komen, werken we onder andere samen met collega-onderzoekers Mathieu Lepot en Francois Clemens. Zij werken aan een soort amfibievoertuig, waarmee riolen kunnen worden geïnspecteerd die in gebruik zijn. Voor hun onderzoek beproeven zij dit voertuig met allerlei sensoren zoals lasers, infraroodcamera’s en binnenkort sonar. Aan de hand van hun onderzoek wordt duidelijk welke technieken betere informatie opleveren.”
Meijer vult aan: “Naast betere beelden werken we ook aan een methode om de beoordeling objectiever en efficiënter te maken. Daarbij maken we gebruik van zogeheten neurale netwerken; geavanceerde computerprogrammatuur die min of meer op eenzelfde manier werkt als het menselijke brein. Zo’n neuraal netwerk is zelflerend en kun je trainen. Daarvoor gebruik ik circa twee miljoen beelden die de afgelopen jaren met inspectiecamera’s in rioolstelsels zijn gemaakt.”
“De training bestaat eruit dat ik het netwerk steeds een beeld voorleg dat het moet beoordelen. In het begin gokt het netwerk of er wel of geen schade zichtbaar is. Vervolgens ‘vertel’ ik het netwerk wat het juiste antwoord is. Die kennis gebruikt het netwerk bij volgende beoordelingen, het vergelijkt nieuwe beelden met beelden die het eerder heeft gezien. Daardoor wordt het steeds beter in het herkennen van de verschillende vormen van schade. Aangezien we het netwerk zodanig willen trainen dat het straks alle schadevormen herkent, gaan we ook laboratoriumexperimenten uitvoeren. Daarvoor gaan we met verschillende camera’s en sensoren beelden maken van specifieke schadegevallen. Die beelden willen we ook gebruiken voor het trainen van het netwerk.”
‘Door het trainen wordt het systeem steeds beter in het herkennen van de verschillende vormen van schade.’
“Een belangrijk voordeel van geautomatiseerde beeldherkenning is tijdwinst. Een computer kan een grote hoeveelheid beelden veel sneller beoordelen dan een mens. Daarnaast vermindert automatische beeldherkenning de kans op menselijke fouten. De objectiviteit neemt dus toe. Overigens is het niet zo dat de rol van de inspecteurs bij het beoordelen volledig verdwijnt. Zo zullen er altijd beelden blijven waarover ook het neurale netwerk twijfelt. Die beelden worden ter beoordeling voorgelegd aan de inspecteur.”
Scholten: “Zoals ik al zei zijn betere en betrouwbaarder informatie alleen niet voldoende. Rioolbeheerders moeten ook weten wat een bepaald defect betekent voor het gebruik van het riool om op basis van de inspectieuitkomsten goede besluiten te kunnen nemen over het onderhoud. Ook daarbij willen we hen helpen. Ons plan is een model te ontwikkelen dat aangeeft hoe groot de kans is dat een bepaald defect zoals een scheur in de wand van een rioolbuis, tot een ernstig probleem of storing leidt. Denk aan lekkage of het instorten van een deel van het riool. Daarbij willen we allerlei belangrijke factoren meenemen zoals de leeftijd en het materiaal van het betreffende riool, de lokale bodemopbouw en de externe belasting. Rijdt er bijvoorbeeld veel verkeer over het riooltracé?”
“De ontwikkeling van een dergelijk model is een kwestie van lange adem. Om betrouwbare voorspellingen te kunnen doen, hebben we veel gegevens nodig, het liefst van twee of meer opeenvolgende inspecties. Op dit moment hebben we die nog nauwelijks. We vullen het model nu met gegevens uit datasets van twee gemeenten. Aan de hand van die gegevens bepalen we of we extra data van gemeenten nodig hebben, en of we wellicht ook expertkennis moeten verzamelen en invoeren. Uiteindelijk hopen we het model zo goed te krijgen, dat we er nauwkeurig mee kunnen vaststellen welke combinatie van factoren bepalend is voor de de kans op een storing en hoe groot de bijdrage van elke afzonderlijke factor is. Die kennis is belangrijk om te bepalen hoeveel riool vervangen dient te worden en welke stukken prioriteit moeten krijgen. Daarnaast hopen we met het model verschillende onderhoudsstrategieën te kunnen beoordelen en de toegevoegde waarde van geautomatiseerde beeldherkenning aan te tonen.”
In de tv-serie Nederland van boven werd onder meer ingezoomd op Breda, waar zo’n duizend kilometer riool onder de grond ligt. (Beeld: NPO)
>> Bekijk het item
Links Arjen van Wijngaarden, rechts Jan Gooijer. (Foto: Vincent Basler)
Drinkwaterbedrijf Vitens brengt in zijn waterleidingnet grote aantallen sensoren aan die onder andere de druk, stroomsnelheid en waterkwaliteit continu meten. Slimme analyse van deze enorme stroom aan meetgegevens verschaft het bedrijf meer inzicht en controle. Een gesprek met Jan Gooijer van Vitens en Arjen van Wijngaarden van Anchormen.
“Sensoren in ons drinkwaternet zijn niet nieuw”, vertelt Gooijer. “We gebruiken ze sinds 2012, maar tot voor kort was het aantal sensoren gering. Bovendien deden we relatief weinig met de meetgegevens. Een paar jaar geleden bedachten we dat we waarschijnlijk veel meer informatie uit de data zouden kunnen halen dan we tot dan toe deden. Daarom hebben we eind 2015 via LinkedIn een soort wedstrijd uitgeschreven, een open data challenge. Voor deze wedstrijd hebben we vijf gigabyte aan gegevens beschikbaar gesteld, waarna we data-analisten hebben gevraagd ons te laten zien welke kansen die gegevens van onze druk-, flow-, waterniveau- en waterkwaliteitssensoren bieden om onze bedrijfsvoering te verbeteren. Circa dertig partijen hebben onze data geanalyseerd en hun ideeën ingezonden. De inzending van de data-analisten van Anchormen sprak ons het meest aan.”
“Voor de challenge hebben we krachtige en geavanceerde data-technieken ingezet om patronen in de complexe dataset te herkennen”, zegt Van Wijngaarden. “Op basis van onze analyses zagen we bijvoorbeeld heel duidelijk een dag- en weekpatroon. Tegelijkertijd wisten we niet echt wat we zagen, omdat je daarvoor inhoudelijke kennis nodig hebt van onder andere het drinkwaterdistributieproces en de processen die tot veranderingen van de watersamenstelling leiden. Dit laat zien dat je voor een zinvolle analyse van big data altijd zowel datawetenschappers als inhoudelijke specialisten nodig hebt. Alleen dan kun je je bedrijfsvoering echt verbeteren. Door onze analyse te combineren met de inhoudelijke kennis binnen Vitens konden we bijvoorbeeld aantonen dat een afsluiter dichtstond, terwijl hij open leek te staan.”
De datawetenschappers die Vitens ondersteunen bij het analyseren en slim inzetten van data komen onder meer uit het High Potential Program van Anchormen. (Foto: YouTube/Anchormen)
>> Lees meer
Gooijer: “De inzending van Anchormen bevestigde ons vermoeden dat we onze bedrijfsvoering konden verbeteren door slim gebruik te maken van big data. Daarom hebben we dit bedrijf gevraagd om samen met ons proefprojecten uit te voeren om de mogelijkheden in beeld te krijgen. Als eerste hebben we een proef gedaan rond Leeuwarden, waar we al relatief veel sensoren in het drinkwaternet hadden aangebracht. Bij deze proef hebben we gekeken naar de watersamenstelling. Als Vitens dachten we dat deze heel constant was, maar de data-analyse liet zien dat de samenstelling behoorlijk varieert. Die variatie wordt onder meer veroorzaakt doordat we het Friese drinkwaternet voeden vanuit vijf verschillende drinkwaterproductiebedrijven. Elk bedrijf produceert water met een specifieke samenstelling. Met de waterkwaliteitssensoren kunnen we het water van ieder productiebedrijf afzonderlijk detecteren. Door deze kwaliteitsgegevens te combineren met gegevens over de stroomsnelheid in het leidingnetwerk, kunnen we ook zien hoe het water zich door het netwerk beweegt. En dat blijkt vaak anders te gaan dan we dachten. Zo viel op dat het drinkwater niet altijd de kortste route volgt van bron naar afnemer. Daardoor verblijft het water langer in het netwerk en kan er ongewenste biologische activiteit optreden die uiteindelijk tot bruin water kan leiden. Nu we dat weten, kunnen we bepaalde afsluiters dichtzetten om ervoor te zorgen dat water de snelste route volgt en zo kort mogelijk in het netwerk zit. Ook kunnen we het transport optimaliseren, zodat we ons bestaande netwerk efficiënter gebruiken.”
‘Als Vitens dachten we dat de watersamenstelling heel constant was, maar de data-analyse liet zien dat de samenstelling behoorlijk varieert.’
“Doordat we de watersamenstelling in ons netwerk nu continu kunnen volgen, dienen zich nieuwe kansen aan”, aldus Gooijer. “We kunnen afnemers bijvoorbeeld vooraf waarschuwen als de waterkwaliteit tijdelijk iets minder is. Ook kunnen we onze zakelijke klanten een vaste waterkwaliteit gaan garanderen. Zuivelfabrieken stellen bijvoorbeeld hoge eisen aan de hardheid van het water. Als we straks zien dat er een pakketje water met een andere hardheid richting een zuivelfabriek gaat, kunnen we de betreffende leiding even afsluiten en het water naar afnemers voeren die minder last hebben van variaties in kwaliteit.”
“Een ander proefproject betrof lekdetectie. Door de meetgegevens van druksensoren continu te monitoren, kunnen we grote lekken – waarbij per uur meer dan vijftien duizend liter water weglekt – snel signaleren. Voor kleinere lekken hebben we ook een detectiemethode gevonden. Daarvoor kijken we per balansgebied – bijvoorbeeld een wijk met vijfhonderd woningen – naar het waterverbruik tussen twee en drie uur ‘s nachts. Het verbruik is dan laag en heel constant. Als je dit nachtverbruik langere tijd volgt en ziet dat het in de loop van de tijd geleidelijk toeneemt, dan weet je dat er ergens in het gebied een lek zit. Op deze manier hebben onze operators een tijdje terug een lek in Beetsterzwaag ontdekt.”
“Als je weet dat er ergens een lek in het netwerk zit, dan kun je de globale locatie van het lek bepalen door tijdelijk extra drukmeters te plaatsen of door slim te ‘spelen’ met afsluiters”, legt Gooijer uit. “Vroeger ging je dan vervolgens om de honderd meter graven om de exacte locatie van het lek te vinden. Nu gebruiken we meestal een drone met een infraroodcamera die temperatuurverschillen waarneemt. Het weglekkende water zorgt in de winter lokaal voor een hogere en in de zomer voor een lagere bodemtemperatuur.”
“Het op deze manier benutten van big data zorgt ervoor dat het distributienetwerk voor Vitens niet langer een black box is”, legt Van Wijngaarden uit. “Door de data met slimme algoritmen te analyseren, krijgt het bedrijf inzicht in het functioneren van het leidingennetwerk en kan het gericht gaan sturen. Natuurlijk moet je als bedrijf wel voor elke toepassing vooraf een goede afweging maken tussen de benodigde investering en de verwachte baten. Hoeveel sensoren moet je bijvoorbeeld aanbrengen en welke voorzieningen op IT-gebied zijn nodig? Zo heb je een snelle internetverbinding nodig als je afsluiters realtime wilt bedienen. Wat dat betreft is de werkwijze die Vitens volgt, met eerst een proof of concept, dan een pilot in een deel van het verzorgingsgebied en vervolgens het uitwerken van een businesscase, erg raadzaam.”
“Los daarvan is het goed om te beseffen dat het benutten van big data meer omvat dan het plaatsen van sensoren en het ontwikkelen van algoritmen. Zo veranderen ook de werkprocessen, wat in eerste instantie vaak tot weerstand leidt. Dat betekent dat je veel tijd moet steken in het begeleiden van mensen en moet laten zien dat data-analyse vooral gebruikt wordt als beslissingsondersteunend instrument en ervoor zorgt dat er minder routinematige handelingen nodig zijn.”
De gemeente Den Haag werkt aan een nieuwe verbindingsweg tussen knooppunt Ypenburg (A4/A13) en de Centrumring: de Rotterdamsebaan. Deze weg wordt 3,8 kilometer lang en doorkruist het grondgebied van de gemeenten Leidschendam-Voorburg, Rijswijk en Den Haag. Onderdeel is een geboorde tunnel, de Victory Boogie Woogietunnel, die tweemaal twee rijstroken krijgt en ongeveer 1.860 meter lang wordt.
De Utrechtsebaan is de belangrijkste toegangsweg van Den Haag. Van het verkeer dat de stad dagelijks in- en uitgaat, rijdt veertig procent via deze weg. Dat leidt elke dag tot files die zich vaak uitbreiden naar de omringende snelwegen zoals de A12, A13 en A4. De aangrenzende woonwijken hebben veel last van sluipverkeer. De nieuwe Rotterdamsebaan zorgt ervoor dat de druk op de Utrechtsebaan afneemt en het verkeer zich beter verdeelt. Met de nieuwe weg krijgt het verkeer van en naar Rotterdam, Delft en Ypenburg een alternatief.
De Rotterdamsebaan loopt van het knooppunt Ypenburg richting het noorden, kruist met een tunnel het groene gebied de Vlietzone, het water de Vliet en de woonwijk Voorburg-West en komt uit op de Binckhorstlaan. Daar sluit de nieuwe weg bij de Neherkade direct aan op de Centrumring. Het tracé komt grotendeels overeen met de ligging van de tweede toegangsweg die architect Dudok – die na de Tweede Wereldoorlog de leiding had over de wederopbouw van Den Haag – in zijn plannen had opgenomen. De inpassing van de nieuwe verbindingsweg was een complexe opgave. Uiteindelijk heeft de inspraakprocedure ertoe geleid dat het ondergrondse deel van het tracé driehonderd meter langer wordt dan technisch gezien noodzakelijk is. Met de verlenging is de gemeente tegemoetgekomen aan bezwaren van omwonenden en andere belanghebbenden.
Artist impression van de skyline vanuit de Vlietzone. Op het dak van de tunnel zijn de geplande zonnepanelen te zien. (Beeld: Rotterdamsebaan)
De tunnel, die Victory Boogie Woogietunnel gaat heten, wordt geboord. Hiervoor maakt de aannemerscombinatie (zie rechts) gebruik van de tunnelboormachine waarmee eerder de Sluiskiltunnel is aangelegd. De tunnel wordt 1.860 meter lang, waarbij het geboorde deel een lengte heeft van circa 1.640 meter. De twee tunnelbuizen komen op ongeveer vier meter van elkaar te liggen, krijgen een diameter van ruim tien meter en liggen op het diepste punt 29 meter onder de grond. In iedere buis komen twee rijstroken en tussen de buizen komt om de 250 meter een dwarsverbinding.
De Rotterdamsebaan moet hét voorbeeld van duurzame infrastructuur in Nederland worden. De Combinatie Rotterdamsebaan heeft in het ontwerp veel aandacht besteed aan de verschillende duurzaamheidsaspecten, zoals vormgeving en inpassing in het landschap, luchtkwaliteit en energiegebruik. Een goed voorbeeld is de tunnelmond in de Vlietzone. Hier komt over het dienstgebouw en de tunnelmond een grote overkapping die bestaat uit zonnepanelen. De elektriciteit die hiermee wordt opgewekt, zal worden gebruikt in het dienstgebouw. Een ander voorbeeld is het fine dust reduction system, een systeem waarmee vijftig procent van het fijnstof bij de tunnelmonden wordt afgevangen.
In 2014 is de gemeente gestart met het bouwrijp maken van het tracé en in 2015 is een aantal wegen in de Binckhorst opnieuw ingericht. Eind 2015 is de aanbesteding afgerond en is de opdracht, in de vorm van een design-, built- en maintenancecontract met vijftien jaar onderhoud, gegund aan de Combinatie Rotterdamsebaan. In 2016 heeft de gemeente de laatste voorbereidende werkzaamheden afgerond, waarna de aannemerscombinatie van start kon met het inrichten van de werkterreinen in de Vlietzone, de Binckhorst en het knooppunt Ypenburg.
Het boren van de Victory Boogie Woogietunnel startte half januari 2018. Vanuit de startschacht op het werkterrein in de Vlietzone graaft tunnelboormachine Catharina-Amalia haar weg naar de Binckhorst. Naar verwachting komt ze daar in juni 2018 aan. Vervolgens wordt de machine gedemonteerd en teruggebracht naar de Vlietzone. Nadat de machine weer is opgebouwd, start het boren van de tweede tunnelbuis. De opening van de Rotterdamsebaan staat gepland voor 1 juli 2020.
Om onder de grond alvast ruimte te maken voor de tunnel van de Rotterdamsebaan, moesten grote stroomkabels verlegd worden. De gemeente Den Haag maakte een video over deze indrukwekkende klus. Over een afstand van liefst een kilometer werd tot vijfendertig meter diep onder de grond een gestuurde boring uitgevoerd.
Herontwikkelingsgebied De Nieuwe Stad in Amersfoort beschikt over een eigen ondergronds warmtenet. De vijfentachtig gebruikers van de terreinen en opstallen van de voormalige Prodentfabriek vormen samen een zo veel mogelijk zelfvoorzienende micro-stad, waarvan een eigen biomassacentrale deel uitmaakt. Ontwikkelend belegger Schipper Bosch beheert het ruim twee hectare grote gebied vanuit een overkoepelende duurzaamheidsvisie.
In drie jaar tijd is de Prodentfabriek getransformeerd tot een nieuw stadsdeel met ruimte om te werken, leren en verblijven; een levendige plek met festivals, een poppodium, een restaurant, gedeelde moestuinbakken en een sterke lokale gemeenschap. De bewoners vormen een mix van grote en kleine bedrijven, afkomstig uit verschillende sectoren, variërend van zakelijke dienstverlening en onderwijs tot horeca en cultuur. De huurprijzen zijn marktconform. De brede mix van activiteiten en het streven om fossiele energiebronnen geheel uit het gebied te bannen, hebben een sterke aantrekkingskracht. Terwijl elders in de stad kantoren en bedrijfspanden leegstaan, geldt voor De Nieuwe Stad een wachtlijst.Uitgangspunt is dat de kwaliteit van het gebied blijft groeien. Dat betekent dat de waarde die een gebied heeft voor de gebruikers, blijft toenemen. Energieneutraliteit met behulp van een ringleiding waar verschillende energiebronnen op aangesloten kunnen worden, speelt daarin een belangrijke rol.
Edwin Dalenoord, duurzaamheidsexpert bij Schipper Bosch: “In De Nieuwe Stad zijn we eigenaar van de volledige infrastructuur, inclusief elektriciteit, water, warmte en koeling. Uitgangspunt is dat we het gebruik van fossiele brandstof willen uitbannen. We hebben allerlei alternatieven onderzocht. We hebben bijvoorbeeld gekeken naar biogasvergisting en rioolwarmte, maar voor effectieve toepassing daarvan zijn er te weinig mensen in De Nieuwe Stad. Inmiddels zijn we erachter gekomen dat vlak naast ons terrein een groot hoofdriool loopt, en onderzoeken we de mogelijkheden om daaruit warmte te winnen. In de zomer gebruiken we het net voor koeling, die we onttrekken aan de leidingen voor grondwaterzuivering.”
“Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken.”
Bart Schoonderbeek, algemeen directeur van Schipper Bosch, vult aan: “We hebben ook onderzocht of we gebruik konden maken van geothermie op twee kilometer diepte. Dat bleek niet haalbaar, maar ik geloof er heilig in. Als we een paar miljoen over hadden gehad, zouden we het zeker hebben gedaan vanuit de overtuiging dat voldoende mensen zouden aanhaken. Het warmtenet gevoed door een biomassacentrale bleek de beste oplossing, vergde minder kapitaal en is flexibeler. We kunnen vanuit de huidige praktijk veel gemakkelijker aansluiten op nieuwe energieconcepten. Zo kijken we ook naar het gebruik van zonneboilers. Op gebouwniveau krijg je dat niet rond, maar op gebiedsniveau red je het wel. Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Dan verdien je het meest. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken. Wachten heeft geen zin, je moet het gewoon doen.”
De bewoners krijgen tijdens een rondleiding uitleg over de biosmassacentrale. (Foto: Cees Wouda)
Het warmtenet is aangelegd met behulp van gestuurde boringen. Elk gebouw is met een sub-leiding aangesloten op het centrale circuit. Op het hele terrein zijn langs de gevels leidingstraten vrijgehouden, zodat noodzakelijk graafwerk bij uitbreiding en onderhoud effectief, met zo min mogelijk hinder kan plaatsvinden. De brandstof voor de biomassacentrale wordt nu nog ingekocht. Edwin Dalenoord: “Ons eerste doel was de centrale operationeel te maken. We zijn nu aan het onderzoeken hoe we in dat proces nog verder kunnen verduurzamen, bijvoorbeeld door gebruik te maken van groen- en houtafval van de gemeente, hoveniersbedrijven en aannemers. Dat levert maximaal tweehonderd ton op, terwijl we duizend ton nodig hebben. We schalen dus langzaam op. We hebben ervoor gekozen om een biomassaketel te kopen en gewoon te beginnen, en kiezen daarmee dus ook bewust voor een leerproces.”
De Nieuwe Stad is in alles een lerend project, waarbij aansturing plaatsvindt op basis van de ontwikkelingen van vandaag. De achterliggende droom, gebaseerd op herontwikkeling vanuit de menselijke maat en duurzaamheid, is rotsvast verankerd in de organisatie, maar de weg ernaartoe wordt bepaald door ontwikkelingen en ervaringen. Bart Schoonderbeek: “Het gaat niet om stenen. Dat is dood materiaal. Een gebied als dit is een levend organisme. We hebben De Nieuwe Stad ontwikkeld vanuit hoe we zelf in een stad willen wonen. We denken niet vanuit stenen, maar vanuit mensen. We willen dromen verbinden. We willen mensen in staat stellen hun eigen omgeving mede vorm te geven. Daarvoor moeten gebieden autonoom en begrijpbaar zijn.”
De keuze van Schipper Bosch betekent een bewuste keuze voor vallen en opstaan, maar geeft tegelijkertijd een enorme dynamiek. Bart Schoonderbeek noemt het ‘permanente tijdelijkheid’. “De gewenste kwaliteit is uitgangspunt. Die ambitie is ononderhandelbaar. We zijn vrij recalcitrant. Dat betekent dat we steeds een hele weg te gaan hebben om iedereen te overtuigen. Maar de permanente tijdelijkheid stelt ons in staat om dagelijks bij te sturen. Dat is van enorme meerwaarde.”
De biomassacentrale wordt gevoed door met name houtsnippers en restafval van timmerfabrieken in de omgeving. (Foto: Cees Wouda)
Dunea heeft een nieuwe techniek ontwikkeld om distributieleidingen voor drinkwater goedkoper en met minder overlast voor bewoners te saneren. Door een stevige ballon op te blazen in de leiding, hoeft het water voor andere aansluitingen op dezelfde leiding niet te worden onderbroken. Zo kan een leiding in kleinere delen worden vervangen.
Op de IJsselkade in Leiden zijn Dunea-monteurs Peter van de Burg en Mario Kreber al vroeg bezig met de voorbereidingen. Er moet over een lengte van dertig meter een gietijzeren leiding worden vervangen. Nadat de waterleiding met een graafmachine is blootgelegd, wordt een gat in de oude distributieleiding geboord. Daarna brengen de monteurs via het gat een blaas (ballon) in de buis. De blaas wordt opgepompt en sluit de buis luchtdicht af. Vervolgens kan de oude buis worden verwijderd. Op de nieuwe leiding komt een speciale afsluitbare koppeling, waarop de volgende dag wordt voortgebouwd. Het is een nieuwe techniek waarmee Dunea nu ervaring opdoet.
“Geweldig. Je hoeft geen noodleidingen meer aan te leggen”, zegt Peter. “Bovendien zitten onze klanten minder lang zonder water. In plaats van een hele wijk af te sluiten, hoeven we alleen het water in de straat waar we de leiding vervangen tijdelijk af te sluiten.”
Het idee ontstond binnen MOC-operationeel, de afdeling die nadenkt over materialen en methodieken. André Koning en Michel Helgers werkten het verder uit: “We wilden een manier bedenken om distributieleidingen te saneren zonder aanleg van noodleidingen. Een noodleiding leggen en weer weghalen, betekent veel graafwerkzaamheden, en het bedraagt al snel een derde van de totale saneringskosten. Bovendien wordt de noodleiding vaak maar één keer gebruikt en daarna weggegooid. Werken zonder noodleidingen is dus minder belastend voor het milieu.”
Per jaar vervangt Dunea vijfendertig kilometer aan leidingen in vele projecten. Peter: “We vervangen met de nieuwe methodiek gemiddeld dertig tot veertig meter op een dag. In de pilot testen we onder meer hoe de blaas zich houdt bij gietijzeren leidingen. De binnenkant van dit type leidingen is soms wat ruw. We testen of de blaas daartegen bestand is en niet beschadigt raakt of knapt. Tot nu toe is dat niet gebeurd. De eerste bevindingen zijn positief!”
Om half twaalf ’s ochtends is de dagproductie van de pilot al gehaald: dertig meter oude distributieleiding is vervangen door een nieuwe pvc buis met een diameter van honderdtien millimeter. Daarna kan de graafsleuf weer dichtgegooid worden met zand. De mannen nemen na gedane arbeid eerst even pauze in de schaftkeet met koffie en een paar flinke boterhammen met spek. André Koning vertelt dat ze de nieuwe techniek al een naam hebben gegeven: de HELKO-methodiek. “HEL is van Helgers en KO is van Koning”, legt Andre glimlachend uit.
Het is goed mogelijk dat de techniek straks in het hele land navolging krijgt. Andere waterbedrijven kwamen al langs op de IJsselkade om te kijken hoe de techniek werkt. Een klantbelevingsonderzoek maakte ook onderdeel uit van de pilot. In de nabijgelegen Spaarnestraat vertelde een bewoner: “Het is gebruikelijk dat bij het vervangen van de leidingen de straat twee tot drie keer open gaat, maar bij ons was het binnen een dag gepiept. ’s Ochtends werd de straat opengebroken en toen ik ’s middags van mijn werk thuiskwam, lagen de stoeptegels er alweer in.”
Omdat het water tijdelijk wordt afgesloten en het een pilot is, stelt Dunea waterflessen beschikbaar voor de bewoners. De volgende ochtend wordt het water bemonsterd volgens de standaardprocedure. De bewoners krijgen het advies om de eerste vier dagen alleen water te drinken nadat het is gekookt. “Ik hoorde van mijn vrouw dat het water slechts kort is afgesloten”, aldus de bewoner. “Ze hielden ons netjes op de hoogte.”
Peter en André brengen de blaas in de buis. (Foto: Dunea)