​Vir die meeste mense is die kreune en krake van ‘n stuk staal pure irritasie. Dis egter meganiese ingenieur prof  Anriëtte “Annie” Bekker se kos. Sy lei ‘n navorsingsprogram aan die Universiteit Stellenbosch (US) wat elke vibrasie, beweging, slag en kreungeluid van Suid-Afrika se poolnavorsingskip, die SA Agulhas II, ondersoek.

Bekker sal op 26 September 2019 meer daaroor vertel by die volgende Stellenbosch Forum-lesing, wat tussen 13:00 en 14:00 in die US Museum in Ryneveldtstraat aangebied word.

‘n Pad met die SA Agulhas II

Die SA Agulhas II word gereeld gebruik om navorsers en tegnici na Suid-Afrika se navorsingsbasisse in Antarktika en Marion- en Gougheilande te neem.

“Ons taak is om uit te vind watter invloed beweging deur ys en stormwaters op die skip se skagte en propellers het, en hoe passasiers se gemak aan boord geraak word deur die slaankrag van die golwe, die enjins se vibrasie en die beweging van die skip,” vertel prof Bekker, wat sedert 2012 direkteur is van die Klank- en Vibrasienavorsingsgroep in die US Departement Meganiese en Megatroniese Ingenieurswese. “Uiteindelik hoop ons dat ons navorsing sal bydra tot beter skeepsontwerpe en digitale dienste vir die SA Agulhas II en die skeepsbedryf.”

Tans werk ‘n student aan ‘n skaalmodel van die vaartuig om uiteindelik in die Departement Meganiese en Megatroniese Ingenieurswese se sleeptenk te kan toets. Ander werk weer saam om sogenaamde “digitale tweelinge” of modelle van passasiers aan boord te skep. Dié sal hopelik vir kapteins ‘n ingeligte idee kan gee oor hoe passasiers en bemanning spesifieke weers- en ystoestande wat die skip teëkom ervaar. Danksy dié virtuele hulpmiddel sal kapteins kan weet hoe ongemaklik of seesiek hul passasiers dalk is, en of hulle nog enigsins hul werk gemaklik kan verrig. Daarvolgens sou hulle kon besluit om eerder spoed te verminder of rigting te verander, tot voordeel van die mense aan boord en die navorsingsoogmerke van elke vaart.

Volgens Bekker sal sulke “digitale tweelinge” die skeepsbedryf in die algemeen kon help om die veiligheid van bemanning te verseker, en meer gemaklike roetes te beplan wat passasierskepe kan volg.

Enigiets wat vibreer

Bekker se navorsingsgroep fokus nie net op skepe nie. Sy en haar studente het al in samewerking met die Ford motormaatskappy studies gedoen oor watter stoele die mees gemaklikste is as dit om by vibrasies absorbeer. Hulle het al die klankkwaliteit binne die kajuit van elektriese motors gedoen, en oor hoe mense die nuwe klanke in dié “stiller” voertuie ervaaar.   

Haar navorsingsgroep het al met mynboumaatskappye saamgewerk en gemeet hoeveel vibrasies en klanke die bestuurders van swaarvoertuie aan blootgestel word. Sulke langdurige blootstelling word onder meer in die Fakulteit Ingenieurswese se Struktuurlaboratorium nagevors, waar ‘n vibrerende platform in plek is om toetse mee te doen.

“Die voortdurende vibrasies en skokke waaraan ‘n bestuurder van ‘n reuse konstruksievoertuig daglank blootgestel word kan mettertyd tot beserings lei,” verduidelik Bekker

“Ons kan tegnies enigiets navors wat vibreer. Meganiese stelsels, musiek, elektriese stimuli en weerdata  produseer almal seine wat ossilleer. Danksy vibrasie-gebaseerde tegnieke kan ons uit die ossillasiedata aflei wat elkeen se belangrike kenmerke is,” vertel Bekker, wat al die Mail & Guardian se lys van top 200 jong Suid-Afrikaners gehaal het.

Akademiese pad

Bekker, wat in Benoni groot geword het in ‘n huis van selferkende petrolkoppe en motorfanatici, sê haar belangstelling in ingenieurswese is ‘n natuurlike uitvloeisel van haar liefde vir wiskunde, kreatiwiteit en probleemoplossing.

Sy het haar BEng-graad in meganiese ingenieurswese aan die Universiteit Stellenbosch in 2001 behaal, en ‘n MEng-graad cum laude in 2004. Haar doktorsgraad het in 2008 aan die Universiteit Kaapstad gevolg, met ‘n studie oor hoe beserings verminder kan word in voertuie wat in landmyngebiede werksaam is.

Haar tande in die veld van vibrasie en klank is geslyp as lid van Suid-Afrika se Optimal Energy-span wat die Joule elektriese voertuig ontwerp het. Vyf prototipes van die Joule is gebou, maar die projek het geëindig weens ‘n begroting wat gesny is.

Ysige avonture

Dieselfde het gelukkig nie met Bekker se loopbaan gebeur nie. Sy’t in Julie 2011 by die US aangesluit. Kort daarna het ‘n Finniese kontak voelers uitgesteek om te hoor of die US dalk deel wou wees van navorsingsprojek oor die SA Agulhas II. Dié was in aanbou in opdrag van die Suid-Afrikaanse Departement van Omgewingsake en sou die verouderde SA Agulhas I-poolskip vervang. Die navorsing sou begin wanneer die skip se vermoë om yswaters te hanteer in Bothniabaai in die Baltiese See digby Finland getoets word.

 Sy het die uitdaging aanvaar om met die nodige toerusting en al na Finland te reis vir vyf dae van toetse. Sodoende het die Universiteit Stellenbosch, saam met onder meer die Universiteit van Aalto in Finland, een van die belangrikste vennote geword in die bestudering van die skip as ysbreker.

“As jy eers aan boord was, en die omgewing sien waarbinne jy werk, los dit mens nie sommer nie,” verklap sy.

Talle van haar studente het sedertdien vaarte in Antarktika se rigting meegemaak. Met ‘n meetstelsel van 200 sensors (waaronder 32 versnellingsmeters) word die beweging en buiging van die skipstruktuur gedurende vaarte gemonitor. Klankopnames word ook in ʼn kajuit gedoen met  ʼn “winkelpop” genaamd Mike, met mikrofone in sy “ore”.

"Ons is baie trots op die 32-sensor-versnellingstelsel wat by die Universiteit Stellenbosch self ontwikkel is. Daarmee kan navorsers die verplasing en vervorming van die skip se struktuur naspeur soos wat dit deur ys en groot golwe beur,” verduidelik Bekker, wat erken sy kan nie sonder die Latex program wat geskrewe dokumente. maak, en Matlab wat grafieke plot van die data wat ingesamel word nie.

Wanneer haar studente terugkeer Stellenbosch toe na hul yslandskap-avonture, geniet sy dit om te luister na hul vertellings, en na die insigte oor hulself wat hulle keer op keer ontdek in die proses.

Einde verlede jaar het Bekker haar rekenaar afgesit, genoeg kos in die vrieskas gepak en haar jong gesin tuis gelos om vir die eerste keer self weer aan boord van die SA Agulhas II te klim en Antarktika te ervaar. Sy was deel van ‘n internasionale navorsingspan wat die eerste keer sedert 2002 na die berugte Weddellsee van Ernest Shackleton-en-die-Endurance-faam gevaar het – en kon in die proses self ervaar hoe ‘n reis deur stormagtige waters ‘n mens se maag kan laat draai.

“Niks kan jou voorberei vir hoe ontsagwekkend Antarktika is nie. Benewens die klanke van die skeepsmasjienerie is dit stil. Daar is ‘n rustigheid en vrede. Selfs die skaduwees wat die wolke maak beïnvloed die landskap. Omdat dit nooit donker word nie, verloor jy selfs jou sin vir dag en nag. Dit is ʼn omgewing waar aansien nie tel nie en waar die gebrek aan internet en ʼn bestaande kultuuromgewing toets wie en wat jy is. Daar is nie plek om weg te kruip nie. Die gevolg is ʼn verbasende gevoel van vryheid, selfs uitbundigheid – soos ek nog nooit voorheen ervaar het nie.”

Energie

Danksy haar betrokkenheid met die SA Agulhas II het twee studente reeds hul doktorsgrade verwerf, en ses hul meestersgrade in ingenieurswese. Twee studente werk vir ruimte-agentskappe – een in Duitsland en die ander in Pakistan. ‘n Derde student is in die Duitse motorvervaardigingsbedryf betrokke.

Sy koester die dae waarop haar studente hul tesisse verdedig “Ek bly verbaas oor hoe studente ontwikkel en hoe hulle individuele vindingrykheid gereeld jou verwagtinge oortref in uitdagende oomblikke.”

“Die beste deel van my werk is om deure vir nuuskierige studente met potensiaal oop te maak en om te sien hoe vars en vol durf hulle by jou uitstap” verklap sy. “Dis inspirerend om te kan sien hoe doelgerig, vindingryk en kreatief hulle probleme eenvoudig oplos. Dit gee my geweldig baie energie.”