Kennisinstituut Deltares heeft een nieuwe onderzoeksfaciliteit, de GeoCentrifuge, officieel in gebruik genomen. Een ‘innovatieve en noodzakelijke state-of-the-art onderzoeksfaciliteit’, zei minister Mark Harbers van Infrastructuur en Waterstaat gisteren bij de opening. De bewindsman noemde de GeoCentrifuge van ‘enorme strategische waarde’ gezien de opgaven voor we voor staan. In de nieuwe centrifuge kunnen onder meer op schaal nagebouwde waterkeringconstructies op extreme condities worden getest.
De ontwikkeling en de bouw van de in Frankrijk geproduceerde centrifuge vergde tien jaar, inclusief vertraging door de coronapandemie. De installatie is niet uniek. Er staan soortgelijke centrifuges van dezelfde grootte in Cambridge en Nantes, maar deze zijn wel uitgerust voor andere specifieke toepassingen voor onderzoek, zoals bijvoorbeeld aardbevingen (Nantes). De versie van Deltares is met name ingericht op 'onderzoek gerelateerd aan slappe bodem met watervraagstukken', legde onderzoeker Suzanne van Eekelen van Deltares uit.
Tijdwinst
De GeoCentrifuge in Delft kan 150 g-kracht (150 keer de zwaartekracht) opwekken en heeft een maximale snelheid van 347 km/u en 3 rotaties per seconde. De centrifuge heeft een arm van 5 meter en een platform van 1,30 bij 1,30 meter. Deze grootte heeft als voordeel dat de modellen die worden getest in de centrifuge niet al te ver hoeven te worden verschaald, stelde Harm Aantjes van Deltares. Daarnaast geldt tijdwinst als belangrijke factor. Processen in de grond die in werkelijkheid jaren duren worden in de centrifuge teruggebracht naar uren, aldus het kennisinstituut.
“Door de afmeting en het bereik van deze centrifuge kunnen we infrastructuurconstructies als wegen, tunnels, leidingen of spoorbanen onder extreme condities testen voordat ze worden gebouwd”, legde Aantjes uit. Deze proeven zullen zich ook richten op dijken die getest kunnen worden onder extreme condities, zoals hoge waterstanden of droogte. Ook kunnen windturbines die op zee worden gebouwd worden getest, met als onderzoeksvraag: zijn de funderingen van de almaar hogere turbines bestand tegen extreme krachten op de Noordzee.
Door testen onder extreme omstandigheden kan op voorhand inzicht worden gegeven in de effecten van bijvoorbeeld veroudering, toenemend gebruik, of bodemdaling en klimaatverandering, aldus het instituut. Ook is meer precies te bepalen welke materialen nodig zijn om constructies sterk genoeg te maken, wat tot kostenefficiëntie leidt.
Strategische waarde
Minister Harbers sprak over de ‘enorme strategische waarde’ van de GeoCentrifuge. De nieuwe testfaciliteit kan, aldus de bewindsman, een belangrijke bijdrage leveren aan de opgaven waar het kabinet voor staat zoals waterveiligheid, energietransitie en klimaatbestendig bouwen. “De kennis en data die hier worden verzameld zijn hartstikke noodzakelijk voor die opgaven. Denk aan dijkversterking, kustbescherming, offshore infrastructuur. Denk ook aan aardbevingen, droge en natte infrastructuur. En denk aan onze gigantische woningbouwgave. Daarbij levert GeoCentrifuge ook een bijdrage aan andere ambitie van het kabinet, namelijk dat water en bodem eerder en dwingender worden betrokken bij ruimtelijke plannen.”
Ook directeur Erik Wagener van het Hoogwaterbeschermingsprogramma toonde zich ingenomen met de nieuwe testfaciliteit, die door het HWBP meteen al wordt ingezet voor het pilotproject in Reevediep bij Kampen. Wagener: “We werken bij waterveiligheid en dijkversterking vaak buiten ons ervaringsgrenzen; we wapenen ons tegen omstandigheden die we niet vaak en helemaal niet hebben meegemaakt. Het is dan heel moeilijk om te bepalen wanneer je oplossingen voldoende zijn. Je zou met langdurige monitoringstrajecten dezelfde kennis kunnen opdoen, maar hier kan het razendsnel en ook goedkoper. Het is een mooi voorbeeld van onderzoekinnovatie, waarmee we heel veel waterschappen op weg kunnen helpen bij het maken van een goed dijkontwerp."
HWBP TEST OPBARSTEN IN GEOCENTRIFUGE
In het pilotproject Reevediep onderzoeken Waterschap Drents Overijsselse Delta en Deltares hoe bij hoogwater het land achter de dijk omhoog wordt gedrukt en 'opbarst'. Als dat gebeurt wordt de dijk instabiel en schuift het talud van een dijk af. Er is nog onvoldoende kennis over hoe dit opbarsten precies werkt, stelt het HWBP dat met het 'Praktijkonderzoek Opbarsten bij Dijken' meer inzicht wil krijgen in wat er met de dijk gebeurt als er sprake is van opbarsten.
In de nieuwe GeoCentrifuge wordt een model op kleine schaal getest met het doel om te bepalen of het model de werkelijkheid goed beschrijft bij verschillende variaties in de bodemopbouw (deklaag). De test in de centrifuge geldt als voorbereiding op een grote veldproef bij het Reevediep. Deze test is kostbaar, wat een goede voorbereiding met een test in de GeoCentrifuge rechtvaardigt, aldus het project. "Voor een paar honderdduizend euro kunnen we verschillende variaties in de bodemopbouw (deklaag) beproeven en onze grote veldproef bij het Reevediep goed voorbereiden."
Minister Mark Harbers en algemeen directeur Annemieke Nijhof van Deltares nemen de GeoCentrifuge in gebruik:
CORRECTIE 12 JUNI
In het artikel stond dat de centrifuge in Cambridge is ingericht op specifieke testen gericht op aardbevingsonderzoek. Dat is de centrifuge in Nantes. Dit is aangepast.
Een interessant gegeven is dat 80% van ons drinkwater thuis wordt verbruikt. Daar ligt een enorme uitdaging, maar ook een kans om echt verschil te maken. Door slimmer om te gaan met de distributie van water, kunnen we helpen om het verbruik te verminderen zonder dat we daar veel van merken. Dit zou niet alleen helpen om onze waterbronnen te sparen, maar ook de druk op het systeem tijdens droge perioden verlagen.
Dit gaat verder dan alleen maar korter douchen; het gaat om een bewuste verandering in ons dagelijks leven om ervoor te zorgen dat er genoeg water is voor iedereen. Iemand iets gunnen. Beginnen met het nadenken over de oplossingen menukaart ook met water zoals we dat met energie doen - waar kunnen we besparen, hoe kunnen we efficiënter zijn, en hoe kunnen we ons aanpassen aan nieuwe omstandigheden?
Er is geen eenduidige oplossing voor het probleem, en additionele productie levert ons op langere termijn niets op. Misschien is het tijd om deze uitdaging aan te gaan en te kijken naar hoe we thuis ons watergebruik kunnen optimaliseren.