INFRASTRUCTUUR  
Maintenance Magazine 155 – maart 2022

Evergem zet toon voor predictief onderhoud Vlaamse sluizen

Door veelvuldig gebruik en een aantal schadegevallen was de grote sluis in Evergem toe aan een grondige herstelling. De Vlaamse Waterweg en het Vlaams overheidsdepartement Mobiliteit en Openbare Werken (MOW) maakten van de gelegenheid gebruik om haar uit te rusten met bijkomende sensoren op de sluisdeuren, met het oog op een efficiënter en effectiever onderhoud en beheer in de toekomst.

Door Koen Mortelmans

De sluis in Evergem ligt op de belangrijkste verbinding voor de binnenvaart tussen de haven van Gent-Terneuzen en het zuidelijke achterland. Jaarlijks verwerkt ze tienduizenden binnenvaartschepen. “Dit proefproject richt zich niet op sluizen met mogelijke ouderdomsgebreken, maar wil, met diverse types sensoren, zoveel mogelijk nuttige data verzamelen en ervaring opdoen met de interpretatie van die gegevens. Vandaag de dag zijn veel Vlaamse sluizen al uitgerust met sensoren voor de sturing en registreren de waterwegbeheerders deze data, met behoud voor een beperkte tijd”, zegt Leslie Etneo, ingenieur bij het MOW. “De deuren zelf zijn in die sluizen echter niet uitgerust met sensoren. Bovendien worden deze data amper benut voor onderhoudsdoeleinden of voor het beheer van de sluisdeuren.”

Van reactief naar proactief

MOW is er intussen van overtuigd dat de principes en technologieën voor predictief onderhoud die al worden gebruikt in de industrie eveneens op sluisdeuren van toepassing kunnen zijn. Sluizen zijn immers bewegende onderdelen en kunnen dan ook als machines beschouwd worden. “Dit is een nieuw inzicht. Tot nog toe werden sluizen veeleer als ‘robuuste kunstwerken’ beschouwd. Sluisdeuren uitrusten met verschillende sensoren en deze info combineren met de al beschikbare gegevens geeft meerdere voordelen. Enerzijds kunnen de data van de sensoren relevant zijn voor directe toepassingen, anderzijds kunnen we de nieuwe en bestaande data ook gebruiken om voorspellende variabelen te definiëren. Met behulp van geavanceerde data-analyse willen we komen tot een predictief en preventief onderhoud van de sluizen.”

Draaipunten vernieuwd

Aan het project gingen een aantal workshops met de stakeholders vooraf, om de behoefte op scherp te krijgen. Daarna werd een marktconsultatie georganiseerd, gevolgd door het uitschrijven van een bestek. Op basis daarvan werd de opdracht voor het leveren en plaatsen van de sensoren toevertrouwd aan het privébedrijf Zensor. In oktober plaatste Zensor in het staalatelier waar de sluisdeuren hersteld werden 68, sensoren op de sluisdeuren (27 op elke stroomopwaartse deur en zeven op elke stroomafwaartse), die begin november weer op hun plaats werden gezet. Tijdens de werken werden ook de draaipunten van de sluisdeuren gedeeltelijk vernieuwd. Tijdens de werken kon de scheepvaart altijd gebruik maken van de tweede, kleinere sluis in Evergem. MOW laat in februari de laatste zes sensoren boven de waterlijn plaatsen en het data-acquisitiesysteem installeren. Begin november is de grote sluis opnieuw in gebruik genomen en startte de derde fase van de werken. Hierin krijgen de hydraulische en elektromechanische delen van de deuren een grondige revisie. De werken zullen in augustus 2022 volledig afgerond zijn.

Types sensoren

Elke sensor heeft een eigen, specifieke functie. Sommige meten hoeveel het staal wordt uitgerekt, andere de helling of de snelheid waarmee het water stroomt. Ze moeten mogelijke probleemsituaties al in een beginfase kunnen identificeren. “Voor de scheepvaart is het nuttig dat grote onderhoudswerken vooraf kunnen worden gepland”, licht projectleider ingenieur Bart Verbeke (MOW) toe. “De uitdaging in het pilootproject ligt erin om Zensor zoveel mogelijk fenomenen te laten meten met een zo efficiënt mogelijke sensoropstelling. De verschillende fenomenen die relevant zijn bij het onderhoud van de sluis zoals lagerslijtage, scheefstand, waterbelasting, waterlekken … worden door diverse types sensoren gemeten en omgezet naar de juiste inzichten. Zo worden accelerometers ingezet om het gedrag van de lagers te kunnen opvolgen.” Verder worden er inclinatiesensoren ingezet voor het opvolgen van zowel de scheefstand bij het openen en sluiten van deur (hoe goed sluit de deur) als de scheefstand van de deurvleugel op termijn (het afhangen van de deur door slijtage van de lagers of toegenomen gewicht door het ophopen van slib). “We zetten ook rekstrookjes en boutspanningssensoren in om de krachtwerking op de sluis op te volgen. Naast het meten van onderhoudsgerelateerde fenomenen, is het ook vereist om de positie van de deuren nauwkeurig te bepalen. Hiervoor gebruiken we rotatie- en lineaire encoders met inclinometers.”

Slib

Data die al voor deze installatie gelogd werden zijn de waterstanden en cilinderdrukken. “Ook daaruit kunnen we wellicht heel wat informatie uit afleiden, zoals hoe goed of vlot sluiten de deuren? Zit er iets geklemd of is er te veel slib ...?” Een typisch voorbeeld bij de omschakeling van correctief naar preventief onderhoud is het verwijderen van het slib dat zich ophoopt voor de opwaartse deuren. “Nu wordt dat periodiek verwijderd of wanneer de deuren niet goed meer sluiten. Met een goede data-analyse zouden we al veel vroeger moeten kunnen opmerken dat er zich slib aan het ophopen is.”

Leren interpreteren

Het datalab en de afdeling Expertise Beton en Staal van MOW werken momenteel op basis van bestaande data aan een waarschuwingstool voor onderhoud. Doelstelling is om met behulp van bijkomende sensoren bijkomende data te capteren om het preventief en predictief onderhoud mee te onderbouwen vanuit het oogpunt ‘Structural Health Monitoring’. “Met allerlei zaken kan het mislopen bij een sluisdeur, vooral uitlijningen die verkeerd gaan, deuren die afzakken, lagers die slijten ... We hebben in Evergem bewust veel sensoren geplaatst, om er te leren welke informatie voor het beheer en het onderhoud cruciaal is en welke niet. Die informatie kunnen we dan gebruiken om sluisdeuren elders van een kleiner aantal, maar meteen van de juiste sensoren te voorzien. Uit de meetgegevens van de sensoren kan niet rechtstreeks worden afgeleid wat moet worden onderhouden of vervangen. We moeten ze met elkaar combineren en in die combinatie patronen leren herkennen”, geeft Etneo mee. De initiatiefnemers hopen na een jaar voldoende informatie te hebben verzameld om ook andere sluizen te ‘sensor-ibiliseren’. Op die manier zullen de sluizen minder onverwacht moeten worden gesloten en zullen er minder volledige droogzettingen noodzakelijk zijn voor inspectie.