Veiliger en goedkoper de ideale bouwlocatie bepalen

Om de ideale locatie voor de bouw van bijvoorbeeld een wolkenkrabber, windmolenpark of brug te bepalen, is normaal gesproken duur boorgatenonderzoek nodig om de stevigheid van de ondergrond te bepalen. Masterstudent Teus van Dam onderzocht een alternatieve methode waarbij aanzienlijk minder van zulke boorgaten nodig zijn. Dat leverde Teus de titel Best Graduate 2022 van de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen op.

Minder CO2-uitstoot

Uiteindelijk draagt het onderzoek van Teus bij aan een betere wereld. ‘Zo’n 9 procent van alle CO2-uitstoot in de wereld komt door cementproductie. Een scherper beeld van de ondergrond voorkomt mogelijk de productie van overbodige betonnen funderingen en dat draagt indirect bij aan een beter klimaat. Door het beperken van het aantal gaten dat geboord moet worden, wordt ook CO2 uitstoot vermeden. Uiteindelijk helpen alle beetjes.’

Nauwkeurig grondonderzoek draagt indirect ook bij aan minder CO2-uitstoot afkomstig van de cementproductie.

Teus van Dam

Best Graduate 2022 van de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen

Geavanceerde techniek voor grondonderzoek

Met wiskundige methoden mede ontwikkeld door de TU Delft realiseerde geo-data specialist Fugro een geavanceerde techniek voor grondonderzoek: Ambient Noise Seismology dat sinds 2016 wordt ingezet. Teus van Dam: ‘Deze techniek kan bijvoorbeeld door projectontwikkelaars gebruikt worden om te bepalen waar de funderingspalen moeten komen voor een zo veilig en duurzaam mogelijke constructie. Fugro zag potentie om deze techniek verder te ontwikkelen met TU Delft, en ik kreeg de kans om dit onderzoek te doen. Ik had me al eerder verdiept in SWANSTM en het leek me geweldig om deze techniek een stap verder te brengen op een manier die meteen toegepast kan worden. Het was bovendien een mooie afsluiting van mijn tweejarige master Applied Geophysics waarbij ik, samen met 20 andere master-studenten, niet alleen aan TU Delft, maar ook aan de ETH Zurich en de RWTH Aachen University studeerde.

Hoe werkt de SWANSTM?

Voor Teus ingaat op zijn onderzoek, waarbij hij begeleid werd door assistent professor Kees Weemstra, legt hij uit hoe SWANS^TM precies werkt. ‘Het is een techniek die de seismische S-golf snelheid in de ondergrond bepaalt. Door te meten hoe snel de seismische golven zich verspreiden en deze snelheden via een wiskundige formule “terug te rekenen” naar diepte, verzamel je informatie over de ondergrond. Zo bepaal je dus op welke plekken je veilig kunt bouwen.’

Dat kan slimmer

Teus vervolgt: ‘Onderzoek naar de ideale bouwlocatie is duur en kost tijd juist vanwege de boorgaten die hiervoor nodig zijn. Ik onderzocht of er een manier was om het aantal boorgaten te verminderen.

Hoge resolutie

Teus implementeerde deze nieuwe code in een bestaand algoritme. Hij paste de code aan waardoor de eigenschappen van de ondergrond op een efficientere manier kunnen worden bepaald.

Even slikken

Het klinkt allemaal erg makkelijk, maar om de code te implementeren, moest Teus onverwachts een heel nieuwe programmeertaal leren. ‘Tijdens mijn bachelor werkte ik met Python en tijdens mijn master met Matlab. Maar nu kwam ik er halverwege mijn thesis achter dat ik gedeeltes van de code in Fortran moest schrijven. Dat was wel even slikken. Maar gelukkig viel het mee en had ik Fortran snel onder de knie. De grootste berekening die ik heb uitgevoerd, stond drie weken te draaien op mijn computer. Heel spannend! Zou mijn verwachting uitkomen? En zo niet, waar ligt het dan aan? Want je hoeft maar één typefout te maken bij het invoeren van de honderden getallen en het mislukt. Gelukkig rolde er na drie weken een kloppend resultaat uit. Ja, toen heb ik met mijn medestudenten wel een klein biertje gedaan.’

Een tien

De examencommissie is lovend over de snelheid waarop Teus de bestaande theorie wist te vatten, te implementeren en uit te breiden. Het leverde hem het uitzonderlijke cijfer van een 10 op en de titel Best Graduate van zijn faculteit. ‘Dat bericht was onwerkelijk en het kostte wat tijd voordat het volledig tot me was doorgedrongen. Ik ben er natuurlijk wel heel blij mee.’

Nieuwe masters begeleiden

Sinds oktober werkt Teus als Borehole Geophysical Logging (BGL) Engineer op een onderzoeksschip van Fugro Netherlands Marine en ziet daar nog genoeg uitdagingen. ‘Ik doe geofysisch onderzoek voor de Westkust van Ierland naar de beste locatie voor een windmolenpark.. Ik ben daarnaast gevraagd om vanuit Fugro nieuwe masterstudenten te begeleiden bij twee vervolgonderzoeken die voortborduren op mijn masterscriptie. Daar kijk ik naar uit. De onderzoeken richten zich op de vraag hoe je in de methode rekening kunt houden met topografie zoals dalen, heuvels en dammen.

Het zou mooi zijn als we in de toekomst door grondonderzoek sneller de zwakke plekken in een kustlijn kunnen aanwijzen.

Teus van Dam

Best Graduate van de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen

Naar het buitenland

‘Als ik verder wil in deze niche van de geofysica, zal ik waarschijnlijk veel in het buitenland gaan werken’, besluit Teus. ‘Vooral in landen als Canada, Australië en Amerika wordt veel onderzoek gedaan. Toevallig is mijn vriendin Canadese. Ik ontmoette haar twee jaar geleden op de TU Delft en ook zij studeerde dit jaar af in de geowetenschappen. Dat maakt het natuurlijk extra leuk om daar te gaan werken.’