Onder draaiende wieken spelen trillingen een stille symfonie aan informatie. Met artificiële intelligentie lees ik die muziek zodat turbines veiliger, vaker en langer draaien.
De zee is luid, de muziek is stil. Hoog boven de golven slingeren wieken hun ritme door de lucht, terwijl diep in de windturbine een fluisterende toon meereist. Trillingen tekenen een stille symfonie die meer onthult dan het oog ziet. Die symfonie draagt waardevolle informatie over gezondheid, slijtage en schaderisico. Ik luister mee; hoor ik de valse noot, dan grijp ik vroegtijdig in om problemen voor te zijn.
Elke grote constructie, of het nu een brug, dam, of windturbine is, trilt op zijn eigen ritme. Wind en golven geven het tempo aan; de constructie neemt die maat over en laat een herkenbaar patroon horen. Zoals elk instrument een eigen toon heeft, zo heeft elke constructie haar eigen trilling: de toon waarop ze vanzelf gaat meetrillen zodra je haar even uit evenwicht duwt. Vergelijk het met het klankbord van een piano dat meetrilt wanneer je een snaar aanslaat.
Een onbelaste brug klinkt anders dan een brug met verkeer. Een windturbine met stevige fundering klinkt anders dan een turbine waaronder de zeebodem langzaam wegspoelt. Zolang een constructie gezond is, blijft die eigen toon vrijwel gelijk. Verandert er iets, dan verandert ook de klank: de toon zakt of wankelt en het vertrouwde ritme verschuift, vaak al lang vóór je aan de buitenkant iets merkt.
Het begint vaak subtiel. De zandlaag rond de fundering kan langzaam wegspoelen; de toren verliest een tikje stijfheid en zakt in toon. In de metingen zie ik dat als een kleine verschuiving van het vertrouwde ritme. Hoe eerder ik die verschuiving opmerk, hoe gerichter ik kan ingrijpen: een extra inspectie, een tijdelijke aanpassing van het vermogen of een test bij lage belasting.
Meeluisteren
Hiervoor zet ik artificiële intelligentie in: in plaats van stapels cijfers door te ploegen, laat ik de computer leren wat normaal klinkt en wat niet. In mijn onderzoek bouwde ik AI-modellen die die gegevens omzetten in een herkenbaar profiel: de eigen toon en het vertrouwde ritme van een gezonde turbine. Dat profiel groeit mee met de seizoenen en met de omstandigheden op zee. Het systeem vergelijkt nieuwe metingen met het aangeleerd beeld en geeft een seintje zodra iets afwijkt.
Ik neem metingen op enkele doordachte plaatsen in de turbine: bovenin de toren, halverwege en bij de voet. Die metingen tonen hoe de turbine beweegt tijdens normaal bedrijf en vormen de basis om haar toestand te volgen. Klinkt de toon plots lager of verschuift het ritme op een manier die we nog niet zagen, dan meldt het systeem een afwijking. Ik plan dan gericht een inspectie of onderhoud op het juiste moment. Zo beperken we uitval en zijn we problemen voor.
Ik hoef niet elke turbine vol trillingssensoren te hangen. Ik leer het systeem grondig luisteren op enkele volledig uitgeruste turbines en draag die kennis over naar de rest van het park. Zo ontstaat een gedeeld geheugen dat voortdurend vergelijkt en meteen een seintje geeft zodra er één turbine uit de toon valt. Het resultaat: eerder zien, slimmer plannen, minder stilstand. Door afwijkingen op waarde te schatten én de context mee te nemen, blijven turbines langer gezond en presteert het park betrouwbaar.
Niet elke afwijking is schade. Zoals de akoestiek van een ruimte hetzelfde instrument anders laat klinken in een lege kerk dan in een kleine kamer, kleuren weer en zeetoestand het “geluid” van de turbine. Een warme, kalme zomerdag klinkt anders dan een stormachtige winternacht op zee. Daarom geef ik bij elk signaal ook de mate van zekerheid mee: hoeveel wijst naar echte schade, en hoeveel verklaart de akoestiek van het moment? Zo onderscheid ik ‘goed mis’ van ‘vreemd maar verklaarbaar’ en voorkom ik valse alarmen.
Wat op zee werkt, pas ik ook op land toe: op een innovatieve voetgangersbrug verschuift het ritme mee met ochtendlijke koude en warme namiddagen. Zoals hetzelfde instrument anders klinkt in een concertzaal dan in een kleine kamer, kleurt de akoestiek van het moment het signaal. Daarom filter ik eerst het temperatuureffect uit de metingen en beoordeel ik pas daarna of er echt iets mis is.
Slimme infrastructuur die spreekt - of beter: zingt. Dat is het toekomstbeeld dat we nastreven. Dankzij de vooruitgang in artificiële intelligentie kunnen bruggen, torens en windturbines in de toekomst vroegtijdig signaleren wanneer er iets misgaat. Door trillingen te lezen als muziek, kunnen we schade eerder detecteren, levensduur verlengen en onderhoud optimaliseren. En als alles klopt, klinkt het als een perfect gestemde symfonie.
Maximillian Weil dingt mee naar de Vlaamse PhD Cup 2025. Ontdek meer over dit onderzoek op www.phdcup.be.
