Felteksponering og monitorering til forlængelse af anlægskonstruktioners levetid

Aktivitetsplan nr. E5 2017-2020

Anlægskonstruktioner som Femern Bælt forbindelsen er forbundet med ekstremt store investeringer (mere end 50 mia. DKK), og derfor er der tilsvarende store samfundsmæssige gevinster i at udvikle teknologi og løsninger, som kan forlænge levetiden af sådanne konstruktioner yderligere. Storebælt og Øresund blev designet til 100 års levetid. Femern Bælt forbindelsen er designet til 120 års levetid. Dette har selvsagt stor betydning i et totaløkonomisk perspektiv.

De store offentlige anlægsinvesteringer er centrale for at booste den teknologiske udvikling og bidrage til teknologispring. Den viden man opbyggede via Storebælt og Øresund medførte bl.a. nye betontyper som markant har forbedret holdbarheden af danske anlægsbetoner og har skabt nye produkter på hylderne hos danske betonproducenter. Endvidere har det bidraget til opgraderet viden hos rådgivere, entreprenører og producenter, så de nu står stærkere i den internationale konkurrence om at få opgaver på større anlægsprojekter både i og udenfor Danmark.

Femern A/S valgte allerede i 2009 at investere i etableringen af en felteksponeringsplads med ønsket om, at Femern projektet kunne bidrage til videnopbygningen inden for betons holdbarhed til gavn for byggeriet af Femern Bælt-forbindelsen og til gavn for fremtidige anlægsprojekter. Data fra denne felteksponeringsplads og andre er nøglen til, at Femern projektet og andre større anlægsprojekter kan bidrage med ny og opdateret viden om anlægskonstruktioners levetid. En viden, som allerede er taget i anvendelse i specifikationerne for beton for Femern projektet, og som forventes anvendt af entreprenørerne, når byggeriet går i gang.

Arbejdet med at indsamle bedre data fra eksponeringspladsen kan optimeres gennem udviklingen af robuste monitoreringssystemer, som er baseret på state-of-the-art sensorer og måleteknik. De løsninger der anvendes på felteksponeringspladsen i dag er driftstunge og er ikke baseret på trådløs teknologi. Teknologien indenfor sensorer og anden intelligent måleteknik har udviklet sig enormt de seneste år, og teknologien er også på et prisniveau, hvor det giver mening at indbygge det i såvel felteksponeringspladser som i anlæggene.

Udviklingen af monitoreringssystemerne vil dels muliggøre automatisk og løbende opsamling af data fra felteksponeringspladser og på sigt fra selve anlægskonstruktionerne. Førstnævnte mhp. at udvikle levetidsmodeller, der er kalibreret med pålidelige data, som kan anvendes mht. udvikling af betondesign til kommende anlægskonstruktioner. Sidstnævnte mhp. at der i selve driftsfasen af anlæggene kan følges op med monitorering af den aktuelle tilstand for at kontrollere korrektheden af levetidsmodellernes forudsigelser.

Denne aktivitetsplan har som målsætning at skabe grundlaget for fremtidigt levetidsdesign af anlægskonstruktioner med endnu længere levetid. Dette via nyudviklede systemer til monitorering og machinelearning på af data fra felteksponeringsstationer, herunder Femern’s eksisterende eksponeringsstation i Rødbyhavn og data fra norske felteksponeringsstationer. Dertil kommer forskning i betons holdbarhed til at få opgraderet vidensniveauet om holdbarheden af betonkonstruktioner i havmiljø. Samtidig er det et formål at etablere et såkaldt ”Living Lab” i Rødby, hvor der i udstillingshuset i Rødby skabes et interaktivt formidlingsrum vedrørende felteksponering, holdbarhed og levetid af betonkonstruktioner til både professionelle og andre besøgende.

Aktiviteten gennemføres i et samarbejde mellem Teknologisk Institut, der er danske eksperter indenfor betons holdbarhed, DHI, der er eksperter inden for dataindsamling og behandling samt Norges Teknisk-Naturvidenskabelige Universitet (NTNU), der er verdensførende indenfor holdbarhed af marine konstruktioner. I Norge har man i forbindelse med ”Ferjefri E39”- et anlægsprojekt til ca. 340 mia NOK - igangsat en lang række PhD & Post-Doc projekter ved Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet (NTNU) og Statens Vegvesens (SV) er i gang med etablering af en felteksponeringsplads ved Austefjorden. Aktiviteten gennemføres endvidere i tæt samarbejde med rådgivere, entreprenører og producenter, som har interesse i at udvikle nye løsninger indenfor holdbarhedsdesign af betonkonstruktioner samt virksomheder inden for elektronik, målesystemer og sensorsystemer, som har interesse i at afsætte nye produkter til anlægssektoren.

Væsentligste aktiviteter er 1) udvikling af en ny monitoreringsløsning med trådløs teknologi, der muliggør en mere økonomisk og brugervenlig overvågning af sensorer i store konstruktioner, 2) etablering af et dansk-norsk samarbejde for at opnå en international førerposition indenfor holdbarhed og monitorering af marine konstruktioner, hvor nye dataanalyse værktøjer som machinelearning, deep learning mv. anvendes således at ny viden om holdbarhed og levetid kan forankres, 3) udnyttelse af Femern A/S’ eksisterende felteksponeringsplads i Rødbyhavn til etablering af et Living Lab, der vil danne en grundlæggende basis for de øvrige aktiviteter og formidling i denne aktivitetsplan, og 4) formidling af den opbyggelse viden og teknologi ved brug af Rødbyhavn Living Lab, gennemførelse af workshops, præsentationer ved netværksaktiviteter, matchmaking, uddannelse, etc. samt udvikling af teknologisk services.

Aktiviteten vil med hjemtagning og udvikling af viden samt teknologi indenfor optimering og monitorering af holdbarhed og levetid af anlægskonstruktioner, medvirke til at danske aktører indenfor anlægsbranchen bringes i en førerposition internationalt set – specifikt også i forhold til de kommende norske anlægsarbejder.

Aktiviteten omtalt ovenfor er bl.a. støttet af Styrelsen for Institutioner og Uddannelsesstøtte under Uddannelses- og Forskningsministeriet.