onstructieve veiligheid is een thema dat in de schijn- werpers staat. Eind 2009 wees een VROM-rapport uit dat de constructieve veiligheid van veel Nederland- se bruggen en viaducten in het geding is. Het gros hiervan is gebouwd in de tweede helft van de vorige eeuw en de con- structies zijn gebaseerd op de verkeersintensiteit en het ge- wicht van voertuigen van toen. Die belasting is de afgelopen decennia echter sterk toegenomen, terwijl de ouderdom van de kunstwerken zich doet gelden. Gevolg: bij veel bruggen en viaducten zijn de technische eigenschappen en mogelijke risi- co’s niet meer bekend, de constructieve veiligheid is niet meer vanzelfsprekend. Dit resulteert in een vergrote kans op cala- miteiten waarbij de verantwoordelijkheid ligt bij de beheerder.
Negentig kunstwerken Bij de provincie Limburg ontstond de behoefte om de con- structieve veiligheid van negentig potentieel risicovolle kunst- werken in kaart te brengen.”Als provincie wilden we naar aan- leiding van de landelijke discussie omtrent dit thema en het rapport van VROM een risicomatrix opstellen”, vertellen Je- roen Brune en Wiel Reggers, beheerders kunstwerken van de provincie Limburg. “Belangrijk voor ons was dat we aan de hand van deze matrix een overzicht kregen van risicovolle kunstwerken, maar dat we ook een prioritering konden ma- ken van kunstwerken die nader onderzocht moesten worden.”
Deze vraag werd neergelegd bij vier adviesbureaus. Reggers: “Omdat bij ons de constructieve kennis ontbreekt, wilden we niet blind varen op de aanpak van één bureau. We hebben daarom meerdere bureaus ingeschakeld die elk een aantal kunstwerken voor hun rekening namen. Daarnaast hadden we een aantal ijkkunstwerken aangewezen waarvoor alle op- drachtnemers een risicomatrix hebben opgesteld. We konden zo de aanpak en de uitkomsten van de verschillende bureaus met elkaar vergelijken.”
De onderzoeken leverden een wisselend beeld op. Een aan- tal bureaus classifi ceerde het risico van de kunstwerken vrij snel als ‘hoog’ en adviseerde een herberekening van de hele constructie. Brune: “Deze uitkomst was vaak gebaseerd op een ‘engineersjudgement’ en kon niet altijd goed onderbouwd worden. Twee bureaus gingen hierin juist een stapje verder, waaronder advies- en ingenieursbureau Oranjewoud. Dit laat- ste bureau maakte gebruik van FMECA, een methode die ons onbekend was, maar die een meer divers en gedetailleerder beeld gaf van het risicoprofi el van een kunstwerk.”
FMECA in vogelvlucht Advies- en ingenieursbureau Oranjewoud introduceerde begin 2011 de Failure Mode, Effect and Criticality Analysis (FMECA) als risicomatrix voor kunstwerken. De methode is oorspronke- lijk ontwikkeld door het Amerikaanse leger en wordt veelvul- dig toegepast in de auto-industrie en de luchtvaart. Het doel van de methode is het systematisch signaleren van risico’s voordat deze zijn opgetreden. Jeroen Dassen, projectleider bij Oranjewoud: “Anders dan bij een conventionele aanpak is
34 Nr.8 - 2011 OTAR
het hoofddoel niet om te controleren of een systeem zijn ta- ken nog kan vervullen, maar om te controleren of een systeem mogelijk andere effecten kan veroorzaken dan het ontwerp voor ogen heeft en zo ja, waarom? Met andere woorden: je onderzoekt een brug of viaduct op de oorzaken en gevolgen van mogelijke faalwijzen om daarna op voorhand maatregelen te kunnen treffen die dit falen voorkomen.”
Juist deze benadering maakt FMECA interessant voor het doen van risicoanalyses voor de constructieve veiligheid van kunstwerken. Dassen: “Een kunstwerk is - net als een auto - een complex systeem van unieke onderdelen die elk aan ver- schillende faalmechanismen blootstaan, die in ongewenste ef- fecten kunnen resulteren. Met de FMECA-methode zoom je hier heel gedetailleerd op in. Dit levert per uniek onderdeel een concreet beeld op van mogelijke falen, de oorzaken, de gevolgen en de kans op ontdekking van dit falen. Als je aan al deze aspecten een waarde toekent, kun je hiermee de hoogte van een risico weergeven.”
Voor bruggen en viaducten zijn veel voorkomende faalmecha- nismen overbelasting, degradatie van beton, vermoeiïng of brand. In de FMECA-risicomatrix worden bij deze mechanis- men de mogelijke oorzaken (zoals exceptionele transporten, toename verkeersintensiteit, corrosie, ASR) benoemd, maar ook beheersmaatregelen die de gevolgen van de oorzaak weg kunnen nemen. Reggers: “Als blijkt dat één van onze kunst- werken een hoog risico scoort op het faalmechanisme beton- degradatie met als oorzaak een mogelijke alkali-silicareatie (ASR, red.), dan kun je hier gericht onderzoek naar laten doen. Blijkt dat dit vermoeden onjuist is, dan daalt het risicoprofi el voor het hele kunstwerk. Deze aanpak geeft je als beheerder een stuur om de constructieve veiligheid al in een vroeg sta- dium gericht te vergroten. Als beheerder kun je hierdoor de juiste prioriteiten leggen.”
FMECA nader bekeken De FMECA risicoanalyse bestaat grofweg uit vier stappen. Om de werking van deze methodiek te illustreren, nemen we een willekeurige brug als voorbeeld. Allereerst wordt dit kunstwerk ontleed in onderdelen, de decompositie. De brug als hoofdsysteem wordt uitgesplitst naar de subsystemen bo-