64 interview Het gelijk van probabilistiek Ton Vrouwenvelder Het gelijk van probabilistiek 2 2015 interview 65 2 2015 CV 1 Risicoanalyse vormt al jaren het belangrijkste aandachtsgebied van Ton Vrouwenvelder. Hoewel het onderwerp voor velen te abstract is, heeft het de laatste decennia behoorlijk aan belang gewonnen. "Voor complexe projecten kan risicoanalyse veel voordelen opleveren en een groot deel van de huidige normen is op probabilistiek gebaseerd." Bij de recente ontwikkeling van regelgeving voor bestaande bouw (NEN 8700) en aardbevingen (NPR 9998) heeft de filosofie dan ook een rol van betekenis gespeeld. Na zijn studie Weg- en waterbouwkunde aan de TU Delft (toen nog TH) blijft Ton Vrouwenvelder "hangen op de univer - siteit", zoals hij het zelf noemt. Hij besteedt zijn tijd vooral aan het doen van onderzoek op gebied van toegepaste mechanica. Promoveren is evenwel niet aan de orde. "Dat is in die tijd niet echt in de mode". In de zeven jaar dat hij als onderzoeker actief is op de universiteit, gaat hij zich steeds meer toeleggen op risico- en betrouwbaarheidsanalyses. Een vakgebied dat, naast toegepaste mechanica, als een rode draad door zijn carrière loopt. In 1977 legt Vrouwenvelder zijn functie als onderzoeker bij de TH neer en gaat hij aan de slag bij TNO. Het aandacht- gebied van zijn werk verandert er niet wezenlijk mee en hij gaat zich daarnaast toeleggen op dynamica. "In dat vakgebied komen mechanica en risicoanalyse op een heel mooie manier samen. Windbelasting is in feite alleen fatsoenlijk te beschrij- ven in stochastische termen. Verder heb je natuurlijk mecha- nica nodig om de invloed van die windbelasting op de constructie te kunnen bepalen." TU Delft In 1987 krijgt Vrouwenvelder een aanstelling als deeltijdhoog- leraar aan de TU Delft. Zo krijgt hij er naast zijn onderzoek- staak ook een serieuze onderwijsfunctie bij. Hij geeft college voor vier of vijf vakken. "Voor een parttime hoogleraar is dat 1 Ton Vrouwenvelderfoto: Hans Stakelbeek naam prof.ir. Ton Vrouwenvelder leeftijd 67 opleidingen TH Delft, Weg- en waterbouwkunde werkgevers TNO / TU Delft nevenfuncties JCSS, TC 250-SC 1, NEN, ENW, Tcbb 2 2015 Het gelijk van probabilistiek 2 2015 66 2 Risicoanalyse Betrouwbaarheids- en risicoanalyses, ofwel probabilistiek, hebben zoals gezegd altijd veel aandacht gehad van Vrouwen- velder. "Ik heb de opkomst van het fenomeen grotendeels meegemaakt. Toen ik afstudeerde, begon het net in de belang- stelling te komen. En die is sinds die tijd alleen maar toegeno- men. Niet in sneltreinvaart, maar wel gestaag." De risicoanalytische benadering zal volgens hem in de dage- lijkse praktijk nooit heel breed toepasbaar worden. Ze is slechts voor een paar doeleinden geschikt. Er zijn globaal twee toepassingsgebieden te onderscheiden. Het eerste is de echt bijzondere constructies. "Bij heel complexe constructies kan het lonend zijn gedetailleerd te kijken naar risicoanalyses. We hebben in Nederland maar een paar projecten gehad waarbij de techniek volledig is ingezet. Voorbeelden zijn de Ooster - scheldekering en de Maeslantkering." Als tweede belangrijke toepassingsgebied noemt Vrouwenvelder de ontwikkeling van normen. Zo liggen risicoanalyses ten grondslag aan de belas- tingfilosofie van de Eurocodes en de NEN 8700. "De techniek is gebruikt als basis voor de semi-probabilistische methode, de methode met veiligheidsfactoren zoals we die nu kennen. Maar bedenk dat semi-probabilistiek niet zonder probabilistiek kan. Ik hoor wel eens zeggen dat als een probabilistische benade- ring niet lukt, het maar met een semi-probabilistische moet. Dat is een onzinnige uitspaak. Want als het niet probabilistisch kan dan kan het ook niet semi-probabilistisch, althans niet op een verantwoorde manier. Dan krijg je veiligheidscoëfficiënten die nergens op zijn gebaseerd. Je kunt, als je de onzekerheid niet exact kent, niet zomaar een veiligheidscoëfficiënt van een factor 2 of zo kiezen. Natuurlijk kun je de onzekerheden nooit volledig in beeld krijgen, je zult in de praktijk ook echt wel eens moeten bijstellen. Wat dat betreft zit er ontegenzeggelijk een subjectief element in. Maar die moet je zo veel mogelijk zien te beperken. En met probabilistiek kan dat. Het moet wel aan een team van onafhankelijke deskundigen worden overge- laten. Ze mogen geen voorkeur hebben voor de een of andere uitkomst. Fabrikanten zelf kunnen nog wel eens te optimis- tisch zijn, maar ook hen heb je nodig. De kennis die zij opdoen bij kwaliteitscontrole is van grote waarde. Denk maar aan de massa informatie die kubus- of cilinderproeven opleveren." Experts Probabilistiek is dus niet voor iedereen weggelegd. En dat hoeft volgens Vrouwenvelder ook helemaal niet. "Het lijkt mij zinloos als alle Nederlandse constructeurs zich die vaardigheid eigen gaan maken, want dat kost gigantisch veel geld. En sterker nog; als je het niet redelijk vaak toepast, verlies je op den duur je vaardigheden. Wel moet iedereen ervan zijn door - drongen welke mogelijkheden het biedt. Voor de daadwerke- lijke invulling kun je experts raadplegen bij bijvoorbeeld TU behoorlijk veel. Formeel was ik maar twee dagen in dienst bij de TU. Maar een strikte scheiding tussen beide functies was eigenlijk niet te maken. En juist de combinatie van de twee heb ik altijd zeer waardevol gevonden. Mijn TU-taak kon ik voeden met problemen uit de praktijk die ik bij TNO tegen- kwam. Die gebruikte ik als inspiratie voor afstudeer- en promotieonderwerpen en examenopgaven. En omgekeerd kon ik zaken waarvoor bij TNO geen tijd was ze behoorlijk uit te werken, een afstudeerder bij de TU vragen. Aan die kruisbe- stuiving heb ik altijd veel plezier beleefd." foto: Hans Stakelbeek "Het lijkt mij zinloos als alle constructeurs zich probabilisitiek eigen gaan maken" 2 Verkeerbelastingen kunnen het best met een stochastische model worden beschreven foto: Beeldbank.rws.nl, Rijkswaterstaat / Thea van den Heuvel interview Het gelijk van probabilistiek 2 2015 67 3 4 3, 4 Bij heel complexe constructies zoals de Oosterscheldekering en de Maeslantkering kan het lonend zijn gedetailleerd te kijken naar risicoanalyses foto 3: Beeldbank.rws.nl, Rijkswaterstaat / Harry van Reeken foto 4: Beeldbank.rws.nl, Rijkswaterstaat / Joop van Houdt oplegt. Ook als je van een bepaald product heel veel moet maken, kan het lonen aandacht te besteden aan risicoanalyse. Bovendien geldt dat normen grenzen hebben. Lang niet alle belastingen staan goed omschreven. Als je de belasting in een fabriek wilt bepalen, is het wel goed om de achtergronden van de belastingen in de norm te kennen." Buitenland Voor de benadering van bestaande bouw heeft risicoanalyse veel betekend. "Aanvankelijk werd gezegd dat je voor bestaande bouw geen lager veiligheidsniveau mocht hanteren. Door de risicoanalytische benadering hebben we dat uiteinde- lijk wel voor elkaar gekregen. Althans in Nederland. Want niet ieder land denkt hier hetzelfde over. Elke Europese lidstaat is volledig verantwoordelijk voor zijn eigen veiligheidsbeleid. Je en TNO. Het is al langere tijd een wens van mij dat ook de grotere ingenieursbureaus die expertise in huis hebben, al is het bij een paar specialisten. Daarmee breng je de materie vanuit de onderzoeksomgeving meer naar de praktijk. Op dit moment is dat naar mijn idee nog te weinig het geval. Han Vrijling (collega-hoogleraar met wie Vrouwenvelder samen het vak probabilistisch ontwerpen doceerde, red.) en ik hoopten dat door het vak te doceren aan de TU, de studenten het uiteindelijk ook in de praktijk zouden brengen. Maar dat valt helaas nogal tegen. Toch hebben we ten opzichte van zo'n 45 jaar geleden al ontzettend veel bereikt." Vrouwenvelder heeft in die ontwikkeling een belangrijke bijdrage geleverd en is al jaren het internationale boegbeeld vanuit Delft voor het gebruik van betrouwbaarheidsanalyses op een zo breed moge- lijk terrein. Niet voor niets won hij in 2010 de Oeuvre Award Riskmanagement. Sceptisch Er bestaat echter nog altijd veel scepsis over het concept proba- bilistiek, dat realiseert Vrouwenvelder zich als geen ander. Veel mensen hebben bijvoorbeeld moeite met de beschrijving van de kans op dodelijke ongevallen ? ook wel plaatsgebonden risico genoemd ? van 10 -4 per jaar. De nauwkeurigheid en geloofwaardigheid daarvan wordt ter discussie gesteld. "Mijn reactie daarop is altijd: geloof je de veiligheidsfactor 1,5 wel? Het gaat er ook niet om of je erin gelooft, het gaat erom wat de beste benadering is. En een probabilistische benadering zit gewoon heel consistent in elkaar. Statistische eigenschappen zijn fysische grootheden waarmee je op een verantwoorde manier kunt variëren. En je kunt ze meten. Toegegeven, een kans van 10 -4 is niet zo eenvoudig te meten, maar in theorie kan het wel. Spelen met een veiligheidsfactor van 1,5 is velen malen onverantwoorder." In de praktijk hoor je ook nog wel eens klachten over de ontoe- gankelijkheid van de problematiek. Zo bestaat er een mogelijk- heid om de eis van de tweede draagweg te omzeilen met een risicoanalyse. Maar er is nauwelijks iemand die weet hoe dat echt moet. Volgens Vrouwenvelder is probabilistiek echter toegankelijker dan veel mensen denken. "Je kunt bijvoorbeeld op basis van goede onderbouwing aantonen dat een gebouw in plaats van in CC2 in CC1 valt, waardoor je met lagere veilig- heidsfactoren kunt rekenen. Dit is in feite ook al een risicoana- lytische benadering. Uiteraard leveren die zaken nog wel eens discussies op, bijvoorbeeld met toetsende gemeenten. Zeker als de man aan de andere kant van de toonbank het vermoeden heeft dat er ergens naartoe wordt gerekend. Toch kan de methode uitkomst bieden als het ontwerp sterke beperkingen "Geloof je de factor 1,5 wel?" 2 2015 68 Het gelijk van probabilistiek 5 5 Elke Europese lidstaat is verantwoordelijk voor zijn eigen veiligheids- beleid; zo kennen dijken in Duitsland bijvoorbeeld een veel lager veiligheidsniveau dan in Nederland foto: Beeldbank.rws.nl, Rijkswaterstaat / Henri Cormont veiligheidsniveau niet door toedoen van een derde partij dras- tisch worden ondermijnd. Maar er zijn best ook argumenten te bedenken om uit te gaan van 10 -4. Op de systematiek heeft dat geen invloed, wel op de uitkomsten natuurlijk. Het definitieve uitgangspunt voor het veiligheidsniveau is uiteindelijk een poli- tieke keuze, dat is niet aan de opstellers van de NPR. Om die reden is een impact assessment uitgevoerd. Daaruit moet blijken wat de gevolgen van de nieuwe regelgeving zijn." De huidige regelgeving voor aardbevingen heeft een lange geschiedenis die Vrouwenvelder maar al te goed kent. "De roep om goede regelgeving voor aardbevingen is niet nieuw. Wij sturen daar al jaren op aan, onder andere na de aardbeving in Roermond in 1992. Ook de situatie in Groningen is al veel langer aanleiding de problematiek eens goed aan te pakken. Maar we hebben moeten wachten tot de beroemde beving in Huizinge in 2012, die heeft het politieke klimaat veranderd. Pas toen werd het ook bij andere partijen duidelijk dat er een Nederlands voorschrift moest komen. Het grote economische belang van gaswinning is dus heel bepalend geweest. Om die reden is het EZ dat het mogelijk heeft gemaakt dat er nu een NPR ligt en niet BZK, dat normaal verantwoordelijk is voor bouwregelgeving." Aanvankelijk werd redelijk eenvoudig gedacht over de Neder - landse regelgeving, er was immers al een Eurocode voor aard- bevingen. Bovendien lag er een hoop kennis vanuit Japan, Verenigde Staten, Italië. Oorspronkelijk was er dan ook nauwe- lijks geld beschikbaar om een Nederlandse norm te ontwikke- len. Daar kwam het probleem bij dat normontwikkeling het in veel gevallen vooral van vrijetijdswerk moet hebben. Niet echt ingrediënten die bijdragen aan een spoedige totstandkoming van regelgeving. "Wij hebben ons daarom sterk gemaakt dit keer wel een fatsoenlijk budget vrij te maken. Desalniettemin hebben we het met een relatief bescheiden budget moeten doen, zeker in het licht van wat er allemaal moest gebeuren. De problematiek is hier namelijk niet vergelijkbaar met de rest van de wereld. Het gaat immers om geïnduceerde bevingen en niet om tektonische, zoals elders. Dat vraagt om heel andere voor - spelmethoden. We konden dus niet zomaar gebruikmaken van de standaard statistiek en de standaard fysica. Toch hebben we, gezien de politieke tijdsdruk, op een gegeven moment de knoop doorgehakt en de huidige stand der techniek opgenomen in de NPR. Dit betekent wel dat de modellen die we hanteren voor verbetering vatbaar zijn. Ook de invloed van toekomstige winningsplannen speelt een grote rol en er is nog altijd niet goed bekend wat die invloed exact is. Door te besluiten om in 2014 de gaskraan op sommige plekken dicht te draaien en op overige juist open, lijkt het erop dat er wel degelijk een verband bestaat tussen het niveau van gaswinning en de kans op bevin- gen. Maar nog altijd wordt gezegd dat de huidige informatie te gering is om er al te grote conclusies aan te verbinden." kunt dus niet in een Europese norm vastleggen dat bestaande bouw een lagere veiligheid moet hebben dan nieuwbouw. Ook staat er in de Eurocode dat je een semi-probabilistische bere- kening alleen mag vervangen door een probabilistische indien de nationale autoriteiten het goed vinden. In Nederland mag dat, in de Scandinavische landen ook, maar in Duitsland niet. Dit alles heeft deels te maken met historie en economie. Het ene land is rijker en heeft meer geld over voor veiligheid. Maar je komt vreemde dingen tegen. Dijken kennen in Duitsland bijvoorbeeld een veel lager veiligheidsniveau en kassen juist weer een hoger dan in Nederland." Aardbevingen Dezelfde discussie speelt bij de aardbevingsproblematiek. Het eerder genoemde plaatsgebonden risico is in de ontwerpversie van de NPR 9998 vastgesteld op maximaal 10 -5 per jaar. "Dat is best streng, zeker in vergelijking met het buitenland. En volgens ons, als commissie die de NPR heeft ontwikkeld, mag het "Wij sturen al jaren aan op goede regelgeving voor aardbevingen" interview 2 2015 69 Het gelijk van probabilistiek 6 6 Bij bestaande bouw in Groningen gaat het vaak om metselwerkconstructies Van welke belastingen exact moet worden uitgegaan, staat dus nog lang niet vast. Ook het bepalen van de sterkte van gebou- wen is niet eenvoudig. "Er ligt wereldwijd heel veel kennis over aardbevingsbestendigheid van bouwwerken. Maar die kennis sluit niet direct aan op de manier waarop wij in Nederland bouwen. Of eigenlijk bouwden, want het grootste probleem zit in de bestaande voorraad. Het gaat bijvoorbeeld om rijtjeshui- zen uit de jaren zeventig die op een heel goedkope manier zijn gebouwd. Het is maar de vraag of je die goed kunt beoordelen op basis van buitenlandse richtlijnen. Gezien de weinig solide manier van bouwen, moet je de meest geavanceerde rekenme- thoden gebruiken om iets 'heel' te kunnen rekenen. De NPR die er nu ligt, is een goede stap maar wel een eerste. De komende tijd zullen tekortkomingen aan het licht komen en zal duidelijk worden of zij te voorzichtig of misschien wel te optimistisch is. Op basis van die bevindingen kunnen we gericht onderzoek gaan doen en zal er nog een aantal nieuwe versies uitkomen. Voor de korte termijn is het verstandig om in de praktijk vooral de dingen te doen die sowieso moeten gebeuren, ongeacht wat er uit vervolgonderzoek komt." Met pensioen Samen met onder meer Joost Walraven drukt Vrouwenvelder een belangrijke stempel op de aardbevingsproblematiek. Dat zij beiden aan het eind van hun loopbaan zitten, ziet Vrouwen- velder niet als probleem. "Wij zijn ook niet de enigen hoor. Mensen als Raphael Steenbergen (TNO, red.), Simon Wijte (Adviesbureau Hageman, TU/e, red.), Mark Lurvink (NEN, red) spelen ook een grote rol. En zij zijn nog wel een tijdje actief. Dus voor aardbevingsproblematiek zie ik het wel goed- komen. Maar in zijn algemeenheid is bezetting wel een probleem. Dat heeft alles te maken met teruglopende budget- ten. Je schrikt wel als je ziet wat er in 45 jaar tijd is overgeble- ven van het aantal mensen dat met beton- en staalconstructies bezig is, of dat nu binnen TU, TNO of Rijkswaterstaat is." Vrouwenvelder zelf is sinds 2012 als TU'er officieel gepensio- neerd. Sindsdien is hij emeritus hoogleraar. "Als emeritus mag je lopende afstudeerders en promovendi afronden. Afstudeerders zijn inmiddels klaar, er lopen nog wel twee promotieonderzoe- ken." Voor de opvolging van zijn leerstoel is vooralsnog geen ruimte. De vakken over mechanica en probabilistisch ontwer - pen zijn overgenomen door anderen. Zelf geeft hij zo nu en dan nog een college als gastdocent en voor anderhalve dag in de week werkt hij voor TNO. Dat blijft hij nog wel een tijdje doen. Als belangrijkste taak ziet hij kennisoverdracht naar jongere generaties. "Het zou zonde zijn als kennis die ik heb opgebouwd op de een of andere manier tussen wal en schip zou vallen. Niet omdat die kennis technisch verouderd is. Nee, gewoon om organisatorische redenen. Daar kan ik niet goed tegen." Vrouwenvelder bekleedt ook nog een paar posities in commissies die voor TNO van belang zijn. "Daar kan ik niet zomaar mee ophouden, dat zou voor TNO niet goed zijn. Maar nieuwe dingen binnen TNO neem ik niet meer aan. In ieder geval niet in de rol van projectleider." Er zijn in de tussentijd wat andere dingen op zijn pad gekomen. Zo is hij sinds kort lid van Tcbb, de Technische commissie bodembeweging, een onafhankelijke commissie die adviseert over het verband tussen opsporing, winning van delf- stoffen en bodembeweging. De commissie is in het leven geroepen om particulieren te ondersteunen bij een eventuele claim over schade aan hun woning bij mijnbouwactiviteiten, niet alleen in Groningen. Belasting Naast 'zijn' probabilistiek zijn er nog genoeg andere onderwer - pen waaraan we volgens Vrouwenvelder veel aandacht moeten blijven besteden. Duurzaamheid en inspectie zijn goede voor - beelden. Maar als hij één onderwerp moet noemen waarvan hij hoopt dat het in de toekomst meer aandacht zal krijgen, is het belasting. "In mijn intreerede zei ik al dat de civiel ingenieur aan belastingontduiking doet. Eigenlijk geldt dat nog steeds. Verreweg de meeste aandacht gaat uit naar sterkte. Dat is voor een deel te wijten aan het feit dat er geen industriële drive achter het fenomeen belasting zit. De beton- en de staalindus- trie voelen zich verantwoordelijk voor kennis en regelgeving op hun gebied. Maar belastingen zijn niemands domein. Probeer maar eens een financier te krijgen voor goede regelgeving voor windbelastingen. Ik geloof dat de laatste metingen voor vloer - belastingen in kantoorgebouwen dateren van 1960!" ? Jacques Linssen