Robots rukken op in de haven

Meeuwen cirkelen rond reusachtige kranen, terwijl een containerschip aanmeert. Mensen en dieren lijken piepklein in vergelijking met de enorme vaartuigen en apparaten die hier de dienst uitmaken. Volledig automatisch zetten de kranen de lading over op autootjes, die helemaal vanzelf vooruit gaan, zonder dat een mens ze bestuurt. Ze rijden strak achter elkaar naar een kleinere binnenhaven. Daar zetten de voertuigen de containers weer over op onbemande bootjes, die de lading kriskras door de haven naar binnenvaartschepen brengen. Ondertussen worden automatisch alle overdrachtspapieren verspreid, die de douane controleert en krijgt het binnenvaartschip groen licht om naar de plaats van bestemming te varen.

Volautomatisch

Over twintig jaar gaat het er in de Rotterdamse haven misschien wel zo aan toe. Wat hierboven staat geschreven lijkt nu nog een futuristisch vergezicht. Maar dat is het niet helemaal. De eerste stappen richting een vergaande robotisering worden op dit moment al gezet. Denk maar eens aan de volautomatische APM Terminal van de Tweede Maasvlakte, die onlangs opende. Onbemande kranen losten daar begin dit jaar voor het eerst een containerschip. Dat was een wereldprimeur. Kraanmachinisten kregen een nieuwe rol als toezichthouder. Dat leidde overigens al tot protesten van zo’n duizend havenwerkers, die bang zijn hun baan te verliezen door dit soort toepassingen. In de Antwerpse haven werken ze aan een soortgelijk systeem. Ook wil de Rotterdamse haven Portbase gebruiken, een systeem van papierloos exporteren van goederen.

“Robotisering neemt nu een vlucht”, zegt hoogleraar havens en scheepvaartwegen Tiedo Vellinga (TU Delft). Dat is mogelijk dankzij de ontwikkeling van goedkope en nauwkeurige sensoren, slimme rekenmethodes en omdat automatisering geld bespaart. Het is dus geen toeval dat meerdere onderzoeksgroepen wereldwijd kijken naar de ontwikkeling van de haven van de toekomst.

Slimme schepen

Een van de meest interessante projecten is de ontwikkeling van slimme schepen. Dat is bijvoorbeeld handig wanneer een schip in een haven of rivier vaart. Nu nog wordt de bodem gebaggerd, zodat een boot niet vastloopt. Vellinga en collega’s onderzoeken een andere mogelijkheid. “We willen dat een schip met sensoren nagaat waar ondieptes zijn en de navigatie daar op aanpast. Die meetgegevens verstuurt de boot vervolgens weer naar de centrale die het deelt met andere vaartuigen. Hierdoor past het schip zich aan de natuur aan en gebeurt dit niet andersom. Dat is een heel groot verschil met hoe het nu gaat. Daarmee respecteer je het ecosysteem, en ben je uiteindelijk naar mijn stellige verwachting, ook veel goedkoper en slimmer bezig. We hebben inmiddels in Nederland zoveel geleerd over de nevenaffecten van ingrepen in het natuurlijk systeem, dat we die kennis moeten inzetten samen met de nieuwe technologie om de dingen beter te doen.”

Vellinga onderzoekt momenteel een systeem om schepen slim te maken op de rivier de Waal, samen met Deltares, Rijkswaterstaat en MARIN. “Binnenvaartschepen komen daar al dagelijks langs. Wat nu als een deel van die boten gegevens verzamelen. Sensoren aan boord meten dan de bodemligging, die voortdurend verandert onder meer door de waterstand en zandafvoer. Hoe meer info we hebben, des te beter we voorspellen. De natuur creëert vaak automatisch vaargeulen en daar doen we ons voordeel mee”, aldus Vellinga. Ook in Birma doet de hoogleraar momenteel onderzoek naar een soortgelijke toepassing in een grillige rivier. De insteek van Vellinga past in deze tijd, waarin er steeds meer aandacht is voor bouwen met de natuur, dat al op meerdere plaatsen wordt toegepast.

RoboShip

Niet alleen schepen en havens worden steeds slimmer in de toekomst, ook bij het onderhoud en de inspectie spelen computersystemen en robotica een steeds grotere rol. Een van de beste voorbeelden daarvan is RoboShip, waar de Universiteit Twente aan meewerkt. Dat is een robot, die de ballasttanks van bijvoorbeeld vracht- en cruiseschepen inspecteert. Ballasttanks zorgen onder meer voor meer stabiliteit op een schip. Ze worden gevuld met water.

“Om de paar jaar kijken inspecteurs ze helemaal na, omdat zeewater het staal aantast. Na het leeg maken van een tank blijft veel rotzooi achter. Zoals algen en andere beestjes. Deze produceren ook methaan en daardoor doen inspecteurs eerst altijd eerst een gasmeting”, legt Dian Borgerink uit. Hij promoveerde onlangs op RoboShip. “Ze gaan vervolgens naar binnen door een nauwe doorgang. Het is gevaarlijk werk en kan volgens ons veel beter worden gedaan door een robot.”

Want daarbij hoeven de inspecteurs geen gevaarlijke capriolen meer uit te halen om de tank in te gaan. Roboship werkt met een operator buiten de ballasttank. Diegene bedient de robotarm die ongeveer een meter lang is. Het apparaat zit op een rail in de tank en heeft een camera die een panoramaview van de tank geeft. “De robotarm komt vrijwel overal. Van dat plekje helemaal links boven in tot onder op de bodem. Wanneer een operator een deel beter wil zien, bijvoorbeeld een vermoedelijke beschadiging, is het mogelijk om een close-up te maken.”

Niet alleen Borgerink bekijkt robots, die schepen goedkoper, veiliger en beter inspecteren en schoonmaken. Meer onderzoekers richten zich hier op. Neem de Fleet Cleaner. Dat is een robot die de buitenkant van een schip schoonmaakt en al het vuil en (schelp)dieren verwijdert. Zodat ze de lak niet verder beschadigen en de brandstofkosten voor de eigenaar niet verder toenemen door de lifters. Een ander bedrijf, iTanks, werkt aan de iClean. Dat is een robot die ruwe olietanks reinigt. Stuk voor stuk interessante toepassingen, die onderzoekers momenteel ontwikkelen. “Er is een enorm potentieel, maar al deze nieuwe technieken moeten zich eerst nog in de praktijk bewijzen”, zegt Mare Straetmans. Binnen het Havenbedrijf Rotterdam richt hij zich op innovatie en ondernemerschap.

Open data

In de haven van de toekomst zijn volgens Straetmans niet alleen veel mogelijkheden voor robots, maar vooral ook voor open data. Want ook havens en schepen gebruiken ontzettend veel data. “Toch gebeurt het nog dat een schip dat met volle vaart van Porto naar Rotterdam vaart, hier nog acht uur moet wachten omdat er geen plek is. Dan kon de kapitein net zo goed veel langzamer varen en benzine besparen”, zegt Straetmans. Hij pakt zijn laptop en laat de website marinetraffic.com zien, dat lijkt op Google Maps maar dan voor vaarwegen.