Het betonnen Pantheon in Rome is in uitstekende staat na 2, 000 jaar. Staalwapening kan de levensduur van betonconstructies echter drastisch verkorten en de achteruitgang kan al na 10 jaar beginnen.

Infrastructuren zoals bruggen en wegen zijn meestal van gewapend beton, die continue monitoring nodig hebben voor een normale werking en veiligheid. Grote betonconstructies vormen verschillende uitdagingen, voornamelijk vanwege het brede scala aan aggregaten, fragmenten samengeperst, in het materiaal.

'On a roll' - niet-destructief onderzoek (NDT met behulp van echografie)

NDO is een van de meest effectieve manieren om dergelijke betonconstructies te inspecteren. Het gedeeltelijk door de EU gefinancierde COBRI-project heeft een eenvoudig en efficiënt systeem ontwikkeld dat ook goedkoop en draagbaar is. Zoals Philippe Olivier, CEO van ELOP AS, het bedrijf dat COBRI coördineert legt uit:"De belangrijkste technologische doorbraak is een nieuw ontwerp voor het vastleggen van realtime ultrasone gegevens van betonconstructies en het presenteren van deze gegevens in een voor mensen leesbaar 3D-videoformaat."

De ultrasone rollende scanner bevat ook tal van andere functies. Het is een hoge snelheid en scant met 10 cm/s tot 100 cm/s, afhankelijk van de resolutie. De penetratiediepte is vergroot van 15 cm tot 50 cm. Resolutie van ongeveer 1 cm kan wapening detecteren, kort voor wapeningsstaaf, en scheiding van het materiaal in lagen en scheuren.

prototype ontwikkeling, testen en valideren

Er waren uitdagingen onderweg en de ontwikkeling van het prototype was veeleisender dan verwacht. Het hanteren van verschillende golfvormen en verstrooiing van aggregaten vergde veel extra onderzoek en tijdrovende experimenten.

Er was een veldtest uitgevoerd met Ramboll, een hooggekwalificeerd bedrijf in bruginspectie en NDO. ELOP werkte samen met partners zoals TOPRO, Aurotech Echografie AS, COWI en RAMBOL om dit project te realiseren.

Volgende stappen - schaalhoogtes en marktuitbreiding

COBRI eindigde eind 2017 en heeft ambitieuze plannen voor het uitbreiden van technologische functies en introductie op de markt. Optimalisatie van signaalverwerking zal resulteren in discriminatie tussen de verschillende materialen – staal, lucht en water – in de visualisatie. Parallel hieraan, de industrialisatie van de scanner zal worden voltooid en het bedrijf zal ook het verkoopteam opbouwen en de productie starten.

Voor grotere horizontale gebieden, een trolleyversie met dezelfde basisrollen is in ontwikkeling. Het te inspecteren terrein is niet altijd vlak en constructies zoals dammen, pilaren en silo's vereisen tijd- en kostenverslindende steigers om toegang te krijgen. Het antwoord is de rollende scanner die is aangesloten op robots of crawlers.

Gebaseerd op hetzelfde rollende principe voor het snel en veilig vastleggen van ultrasone gegevens, het team is van plan een nieuwe markt aan te spreken. Hogere frequenties gebruiken, nieuwe breedbandscanners kunnen worden gebruikt op composietmaterialen en metaal. Ook, niet-destructieve doelstructuren kunnen windmolenbladen zijn, lassen inspectie, tanks en scheepsrompen en dit wordt onderzocht via het spin-off project Multrawheel.

Sociaaleconomische impact en het milieu

"Impact houdt niet op bij het detecteren van problemen in constructies van gewapend beton, hoewel vroege proactieve detectie van corrosie, barsten en delaminatie kunnen wereldwijd leiden tot besparingen van miljarden euro's, " benadrukt Olivier. De gebruikerswaardeketen omvat constructeurs, inspectieadviseurs en NDO-dienstverleners aan de brugeigenaren. Bovendien, de scanner vereist minder specialistische training dan systemen die momenteel in gebruik zijn en gegevens kunnen worden overgebracht naar een centrale locatie waar ze door experts kunnen worden geanalyseerd.

Milieuvoordelen zijn onder meer een vermindering van het energieverbruik voor de productie van cement en sloopafval. Vermindering van verkeersvertragingen betekent minder brandstofverbruik en minder bijbehorende geluidsoverlast en luchtvervuiling. Samenvattend het succes van het project, "We bieden een goedkope oplossing voor eenvoudige en efficiënte NDO van betonconstructies, " zegt Olivier. Verwijzend naar de impact op de weginfrastructuur, hij voegt toe:"Deze innovatieve oplossing zal de huidige methodes voor bruginspectie vereenvoudigen en verbeteren en bijgevolg de veiligheid verbeteren, kapitaalinvesteringen en de capaciteit van de wegeninfrastructuur verbeteren."