De Ingenieur mei 2019

T EC H N I E K M A A K T J E W E R E L D

DE INGENIEUR nummer 5 | jaargang 131 | mei 2019

Stroom op voorraad Hoe slaan we groene energie op?

An engineer’s career is never straightforward, but their professional development should be. new company

patent

new job internship

portfolio

big project

new team new role

curriculum vitae

new client self-employed

need new job skills learning searching experience

budgets portfolio update

staff training

cancelled project

EXCLUSIEF VOOR KIVI-LEDEN Een efficiĂŤnte, flexibele en professionele plannings-, strategie- en rapportagetool voor ingenieurs.

Omdat hij geschikt is voor alle functies en loopbaanstadia, is de tool ideaal om uw ontwikkeling te plannen, vast te leggen en te analyseren, en uw portfolio op te bouwen.

Met minimale inspanning en maximaal resultaat kunt u vandaag nog de controle overnemen en uw ontwikkeling stroomlijnen!

Meer info: www.kivi.nl/opd

THE OPD TOOL

ONLINE PROFESSIONAL DEVELOPMENT

foto Vattenfall

12 OPSLAAN ALS ...

De zon schijnt niet altijd, de wind gaat geregeld liggen. Willen we kunnen bouwen op zonnepanelen en windturbines, dan zullen we de opgewekte energie moeten kunnen opslaan. Maar welke ­manier is dan de beste? Batterijen, waterstof, warmte – of nog iets anders?

21 ALTERNATIEF VOOR ALEXA Digitale assistenten voorzien bedrijven als Amazon en Google van allerlei informatie over hun gebruikers. Daarom werkt ­informaticus Monica Lam aan een concurrent die privacy wél hoog in het vaandel heeft staan.

28 NAALDLOZE OPLOSSING Een injectie met behulp van een naald kan pijn doen en schade aanrichten. Daarom werken Twentse onderzoekers aan een methode waarbij druppels vloeistof door de huid worden ­geschoten.

50 VAN ALEPPO NAAR DELFT Vijf jaar geleden vluchtte landbouwkundig ingenieur Fares al Hasan uit zijn moederland Syrië. Inmiddels doet hij onderzoek aan de TU Delft naar hoe droogte zich verspreidt.

Geknipt Vooraf Focus Giesen Energieopslag Möring Digitale assistenten Markermeerdijk Naaldloze injectie To do Geothermie Quote Podium Inbox Veiligere auto’s Eureka Rolf zag een ding Aldus Vluchteling-wetenschapper Punt Media Kopstuk Voorwaarts Groene bedoelingen Passie

T EC H N I E K M A A K T J E W E R E L D

DE INGENIEUR nummer 5 | jaargang 131 | mei 2019

Lees het laatste technieknieuws op www.deingenieur.nl facebook.com/deingenieur.nl @de_ingenieur

Stroom op voorraad Hoe slaan we groene energie op?

42 GRIJPGRAAG Deze keer in Eureka: een robotgrijper die allerlei vormen met uiteenlopende ­gewichten kan vastpakken.

Verder: een vuilnisbak die bijhoudt wat er allemaal aan etenswaar wordt weg­ gegooid, een trapauto voor op de snelweg en meer.

beeld Mieke Roth

EUREKA

jaargang 131 nummer 5 mei 2019

De Markermeerdijk is aan vernieuwing toe. Drie zogenoemde proefterpen zorgen ervoor dat plannen voor de dijk in de prak­ tijk zijn te testen.

illustratie Peter Welleman

INHOUD

24 TESTBERGJES

2 3 4 5 12 20 21 24 28 31 32 36 39 39 40 42 47 48 50 53 54 58 60 62 64

COLOFON

GEKNIPT

ABONNEMENTEN Leden van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) ontvangen De Ingenieur uit hoofde van hun lidmaatschap.

Abonnement voor niet-leden (inclusief btw): • magazine € 128,50 per jaar • digitaal € 69,- per jaar • losse nummers € 15,- (inclusief verzending) Abonnementen worden tot wederopzegging aangegaan en ten minste voor de vermelde periode. Het abonnement kan na deze periode per maand worden opgezegd. U kunt uw opzegging het beste via onze website doorgeven: www.deingenieur.nl/lezersservice

ABONNEESERVICE DE INGENIEUR Ga voor (cadeau)abonnementen, adreswijzigingen en het laten nazenden van niet ontvangen nummers naar het webformulier op de site, te vinden onder het kopje ‘Abonneeservice’. www.deingenieur.nl adres Postbus 30424, 2500 GK Den Haag e-mail abonneeservice@ingenieur.nl tel. 070 39 19 850 (bereikbaar op maandag, ­dinsdag, donderdag en vrijdag van 9 tot 14 uur)

DE INGENIEUR ALS PDF Abonnees die De Ingenieur willen downloaden als pdf-bestand, ­kunnen daarvoor terecht op de website: www.deingenieur.nl/pdf

­

‘De samenleving moet juist blij zijn met een lage CO2-prijs.

Het is een signaal dat technologische vooruitgang effectief is om de emissiereductiekosten laag te houden, ondanks de steeds ­scherpere klimaatdoelen.’

Edwin Woerdman, in maart benoemd als hoogleraar regulering en markten aan de Rijksuniversiteit Groningen, is geen voorstander van een hoge CO2taks (RUG).

‘EBIT macht frei.’

Volkswagentopman Herbert Diess maakt in niet de meest handig gekozen bewoordingen duidelijk dat een bedrijfstak als Porsche, met een hoge ­earnings before interest and tax (EBIT), wat meer vrijheid krijgt binnen zijn bedrijf (de Volkskrant).

REDACTIE drs. Pancras Dijk (hoofdredacteur), ir. Jim Heirbaut, drs. Jean-Paul Keulen (eindredacteur), Marc Seijlhouwer MSc

VORMGEVING Hannie van den Berg Grafische Vormgeving & DTP, Houten

‘Het ligt voor de hand dat als een uitvinding wordt gedaan ­zonder menselijke betrokkenheid, die in het publieke domein blijft. Net als de oplossingen van de natuur; die zijn ook van ­niemand in het bijzonder.’

REDACTIEADRES Prinsessegracht 23 2514 AP Den Haag Postbus 30424 2500 GK Den Haag tel. 070 391 9885 e-mail redactie@ingenieur.nl website www.deingenieur.nl

ADVERTENTIES Delia Appelman tel. 070 391 9851 e-mail delia.appelman@kivi.nl

Peter Blok, hoogleraar octrooirecht en privacy aan de Universiteit Utrecht, in antwoord op de vraag van wie het intellectueel eigendom is als een kunstmatig intelligent systeem een uitvinding doet (Technisch Weekblad).

DRUK Bariet Ten Brink, Meppel

De Ingenieur verschijnt 12 maal per jaar. © Copyright 2019 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, via internet of op welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Niet in alle gevallen is na te gaan of er op de illustraties in dit nummer nog copyright rust.

Waar er nog verplichtingen zijn tot het betalen van auteursrecht is de uitgever bereid daar alsnog aan te voldoen.

‘Als we willen dat grootse ideeën tot bloei komen en vervolgens grootse actie wordt ondernomen, moeten mensen met alle denk­ bare achtergronden samen aan tafel zitten.’

Katie Mehnert, die na jaren werkzaam te zijn geweest in de olie-industrie de organisatie PinkPetro oprichtte, vindt dat de energiesector meer vrouwen moet aantrekken om de klimaatverandering effectief te kunnen aanpakken (Scientific American).

ISSN 0020-1146

LIDMAATSCHAP KONINKLIJK INSTITUUT VAN INGENIEURS Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) is de beroepsvereniging voor hoger opgeleide technici in Nederland. Iedereen die hoger technisch onderwijs volgt, heeft gevolgd of een sterke affiniteit heeft met techniek, kan lid worden van KIVI. Leden ontvangen vanuit het lidmaatschap technologietijdschrift De Ingenieur. Kijk voor meer lidmaatschapsvoordeel op www.kivi.nl/lidmaatschap.

CONTRIBUTIE 2019 Regulier lidmaatschap: € 137,50 Afgestudeerd in 2018/2019: € 69,Studentlidmaatschap: € 44,Seniorlidmaatschap: € 108,De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland.

Een lidmaatschapsjaar loopt van 1 januari tot en met 31 december.

Bij lidmaatschappen die in de loop van het jaar ingaan, wordt de ­contributie naar rato berekend. Aanmelden voor het lidmaatschap kan via www.kivi.nl/lidworden.

OPZEGGEN LIDMAATSCHAP Het lidmaatschap wordt jaarlijks automatisch verlengd. Beëindiging van het lidmaatschap kan per het einde van het kalenderjaar. Er geldt een opzegtermijn van ten minste één maand; een schriftelijke opzegging per brief of e-mail dient uiterlijk 1 december in ons bezit te zijn. Na ontvangst van de opzegging en eventueel verschuldigde contributie verstuurt de ledenadministratie een bevestiging.

CORRESPONDENTIEADRES Koninklijk Instituut Van Ingenieurs t.a.v. Ledenadministratie Postbus 30424 2500 GK Den Haag tel 070 391 98 80 ledenadministratie@kivi.nl

‘Ik vind het belangrijk dat in een gebied waar woonwijken en ­industrie zo dicht op elkaar zitten bewoners en bedrijfsleven ­elkaar serieus nemen.’

Volgens de Rotterdamse burgemeester Ahmed Aboutaleb moeten grote ­chemiebedrijven het begrip van omwonenden niet verspelen door nalatigheid of onverschilligheid (Chemie Magazine).

‘Met doordacht, voorzichtig en empathisch ontwerp kunnen we ervoor zorgen dat we creatievere en betere beslissingen nemen, langer leven, superkrachten krijgen in de fysieke wereld, en ­elkaar beter leren begrijpen.’

Frank Chen, partner bij risicokapitaalbedrijf Andreessen Horowitz, ­probeert tegenwicht te bieden aan alle paniekverhalen over AI in de media (Andreessen Horowitz).

‘Het is alsof je een brandende lucifer in een lucifersdoosje gooit.

Je krijgt het vuur onmogelijk nog uit. Dat de Notre-Dame deels is afgebrand, verbaast mij niet. Wel dat het niet eerder is gebeurd.’

Architect François Chatillon benadrukt dat het brandgevaar in het houten dak van de Parijse kathedraal bekend was (New York Times).

AUTO’S EN PIANOLA’S

Drs. Pancras Dijk is hoofd­ redacteur van De Ingenieur.

Rudy Kousbroek had een scherpe geest, een brede blik en een fijne pen, blijkt weer bij herlezing van zijn essays

Mooi om te zien dat stukken uit dit blad soms ­decennia later weer waardevol blijken, in welke vorm dan ook. Intussen proberen we hier op de ­redactie juist de technische ontwikkelingen van nú te beschrijven, en de scherpe maatschappelijke keuzes waarvoor we staan. Zoals in het cover­ verhaal van deze maand: hoe slaan we de energie uit duurzame bronnen op? Zijn batterijen het geschiktst, kunnen we ons beter op waterstof richten of zijn er andere mogelijkheden?

Vergelijkbare grote vragen komen in andere ­artikelen in deze editie aan bod. Hoe beschermen we ons land tegen extremere weersomstandig­ heden? Hoe maken we onze auto’s veiliger? Welke ethische kaders kiezen we bij het doorontwikkelen van kunstmatige intelligentie? Allemaal vragen waarop de definitieve antwoorden nog moeten worden ­geformuleerd. Met zijn creatieve geest had Kousbroek ons vast een stuk op weg kunnen helpen.

Ik wens u weer veel leesplezier, nu of wellicht in een verre toekomst.

Toen ik eenmaal de smaak te pakken had, bleef ik nog even verder speuren. Ik ging op zoek naar columns die de befaamde essayist Rudy Kousbroek (1929-2010) begin jaren tachtig van de vorige eeuw voor De Ingenieur schreef. Aanleiding voor mijn zoektocht was de publicatie van de bundel Wat nooit eerder gebeurd is, afgelopen maand. Daarin heeft oud-uitgever en schrijver Maarten Asscher een groot aantal essays samengebracht die Kousbroek schreef rond het thema kunst en techniek.

Ik kan het boek iedereen aanraden. Kousbroek had een scherpe geest, een brede blik en een fijne pen, blijkt weer bij herlezing van zijn essays. Hij schreef over uiteenlopende onderwerpen als autotechniek, pianola’s en de vloek van de stroomlijn, en altijd met hetzelfde enthousiasme en hetzelfde vernuft. Een deel van de essays uit de bundel schreef Kousbroek oorspronkelijk voor De Ingenieur. Nadat ik de bundel uit had, was mijn Kousbroek-honger nog niet volledig gestild, maar gelukkig vond ik in het archief een aantal stukken die Asscher niet had opgenomen.

foto Inge van Mill

VOORAF

A

lleen al de afgelopen week dook ik twee keer op verzoek van een lezer het archief van De Ingenieur in. Een informatiespecialist zocht namens een van haar collega’s een artikel uit 1947 waarvan ze enkel de auteursnaam kende: prof.ir. J.L.A. Cuperus, ‘en het heeft waarschijnlijk met de spoorwegen te maken’. Een andere lezer zei onderzoek te doen naar mobilisatie en opvang van geïnterneerde militairen in de Eerste Wereldoorlog.

Daarover bleek volgens een verwijzing elders ­ G.C. Beltman, kapitein bij de genie, in 1915 een groot artikel te hebben geschreven in De Ingenieur.

Of we dat nog hadden liggen, luidde ongeveer de vraag. Beide lezers kon ik gelukkig verder helpen, dankzij het zorgvuldig bijgehouden archief hier op het K ­ oninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI) in Den Haag – al voelde ik het stof de rest van de middag wel in mijn neus prikken.

mei 2019 | de ingenieur 5 | 3

Hoe maak je een kerk brandveilig?

Fiets voorkomt val

Meubels uit plasticafval

Lees het laatste ­technieknieuws op www.deingenieur.nl

foto Cverkest

Zolang de salderings­ regeling van kracht is, ligt de terugverdientijd van zonnepanelen voor huiseigenaren rond de zeven jaar.

FOCUS

KRITIEK OP SALDERING De salderingsregeling blijft in ieder geval tot 2023 bestaan, zo maakte het ministerie van Economische Zaken en Klimaat eind april bekend. Maar er is fikse kritiek op de regeling, omdat die zonnepaneelbezitters gratis geld geeft en de rekening doorschuift naar de rest van de bevolking.

De salderingsregeling zorgt ervoor dat eigenaren van zonne­ panelen de energie die ze aan het net leveren kunnen verrekenen met hun eigen elektriciteitsgebruik. Aanvankelijk zou deze ­regeling na 2020 verdwijnen, maar minister Wiebes van Eco­ nomische Zaken en Klimaat heeft besloten de regeling in ieder geval met twee jaar te verlengen.

Na 2022 zal er geleidelijke afbouw plaatsvinden, tot er in 2031 geen saldering meer geldt. In die afbouwperiode zullen zonnepanelen steeds goedkoper worden, zo verwacht de minister, waardoor erin investeren interessant blijft. Eind 2019 moet er een concreet plan liggen voor deze afbouwperiode.

Dat de regeling twee jaar langer blijft bestaan, komt doordat het afbouwen complexer bleek dan gedacht. Aanvankelijk wilde men een regeling waarbij zonnepaneeleigenaren subsidie kregen die langzaam minder zou worden. Dit zou echter te veel ­papierwerk met zich meebrengen. De nieuwe beoogde afbouwregeling vereist een elektriciteitsmeter die heen- en ­terug­levering kan meten en niet elke woning heeft zo’n meter.

De netbeheerder denkt dat in 2023 wél elk huis kan zijn voorzien van de benodigde apparatuur.

onder redactie van ir. Jim Heirbaut redactie@ingenieur.nl m.m.v. drs. Pancras Dijk, drs. Jean-Paul Keulen en Marc Seijlhouwer MSc

4 | de ingenieur 5 | mei 2019

Netverzwaring De salderingsregeling is controversieel. ‘Via de salderingsregeling wordt het net gebruikt als een soort gratis accu en de kosten komen bij de netbeheerder terecht’, zegt ir. Ben Voorhorst, COO van netbeheerder Tennet. Die kosten komen onder andere door verzwaring van het net: er moeten meer kabels worden aangelegd om alle teruggeleverde stroom te transporteren. ­Uiteindelijk worden de kosten van netverzwaring doorberekend

naar de energierekening van alle ­huishoudens.

Prof.dr.ir. David Smeulders, hoogleraar energietechnologie aan de TU Eindhoven, ziet de salderingsregeling als oneerlijk.

‘Het is alsof mensen met zonnepanelen gratis geld krijgen. En het zorgt er voor dat opslag van zelf opgewekte energie tot nu toe weinig aandacht krijgt.’ Voorvorst vult aan: ‘Door de saldering af te schaffen, s­ timuleer je mensen om de energie thuis te gebruiken. Dan voorkom je netverzwaring.’ Het ministerie beaamt dat: ‘De ­afbouw van de salderingsregeling helpt eventuele lokale problemen met net­capaciteit voorkomen.’

De minister meldt in de brief aan de Tweede Kamer dat burgers die opgewekte energie zelf gebruiken nu al geen elektriciteitsprijs en -belasting betalen. Er zouden dus genoeg stimulansen voor zijn.

Maar zelfverbruik vereist wel opslag, bijvoorbeeld in batterijen. Nu zijn die echter nog erg prijzig: de Powerwall van Tesla kost bijvoorbeeld minstens 7000 euro, exclusief installatie. Het ministerie rekent op de markt: ‘Het afschaffen van de salderingsregeling geeft mensen een prikkel om hun eigen energie te gebruiken. We verwachten dat de markt zal inspringen op de vraag naar diensten en producten om dat eigen gebruik te vergroten.’ (MS) Meer over de verschillende methodes om energie op te slaan in het cover­ artikel van deze editie (pagina 12).

PRIJS VOOR EFFECTEN IN STAAL Voor zijn afstudeeronderzoek naar het gedrag van scheepsstaal heeft Olivier Baas de Kooy Prijs 2019 gewonnen.

Baas’ bevindingen zijn zowel toepasbaar voor defensiedoeleinden als voor het monitoren van scheurvorming in staalstructuren.

De Kooy Prijs wordt elk jaar uitgereikt door de afdeling Defensie & Veiligheid van het Koninklijk Instituut voor Ingenieurs (KIVI) aan een afstudeerder die uitzonderlijk goed werk heeft verricht.

Olivier Baas MSc, die eind 2018 aan de TU Delft een tien kreeg voor zijn afstuderen, richtte zijn onderzoek op het niet-­ lineaire magnetische gedrag van staal.

Niet-lineair wil zeggen dat er onverwachte effecten in het staal optreden.

‘Als het achtergrond-magneetveld verandert, dan veranderen de magnetische eigenschappen van het staal mee; een blijvend effect’, legt Baas uit. Hij onderwierp proefstukken staal aan een extern magneetveld en mat vervolgens wat er in het staal gebeurde. Ook deed hij numerieke simulaties aan het staal.

Het onderzoek is bijvoorbeeld van belang voor stalen schepen. Die hebben een magneetveld om zich heen, de zogeheten magnetische signatuur. Zee­ mijnen gaan af wanneer ze een verandering in het magneetveld detecteren, meestal veroorzaakt door een schip.

Defensie rust schepen daarom uit met elektrische spoelen die een tegengesteld magneetveld opwekken en zo de externe magnetische signatuur opheffen, wat het schip onzichtbaar maakt voor zeemijnen. Het lastige is alleen dat het magnetische gedrag van staal mettertijd een klein beetje verandert. Baas’ bevindingen moeten op termijn een systeem mogelijk maken dat de stroom door de spoelen dynamisch mee laat veranderen.

Scheurtjes meten Het afstudeerwerk van Baas richtte zich verder op CrackGuard, een magnetische methode om scheurtjes in staal te detecteren. ‘Onder wisselende be­ lasting treden in staal scheurtjes op. Waar zo’n scheurtje zit, is aan het oppervlak een magneetveld te meten

DIGITAAL DIPLOMA

Olivier Baas kreeg de Kooy Prijs 2019 voor zijn afstudeer­ onderzoek.

dat loodrecht uit het staal komt.’

Baas werkt nu aan een sensor op basis van de CrackGuard-techniek. Het idee is dat zo’n sensor ter hoogte van een scheur op het staal van een schip of offshoreconstructie wordt geplakt. Om de zoveel tijd meet de sensor het magneetveld en stuurt hij die data draadloos door naar een centraal punt. Zo kan een bedrijf de voortgang van de scheurvorming in de gaten houden. ‘Het is vaak lastig om een opslagtank of een offshoreplatform te herstellen, dus bedrijven willen graag de scheurtjes in de gaten kunnen houden.’

Het is de bedoeling dat dit werk leidt tot een betaalbare sensor die door een startup op de markt wordt gebracht. (JH)

GIESEN illustratie Matthias Giesen

Dankzij de digitalisering heeft het onderwijs zich de laatste jaren sterk ontwikkeld. Maar dat geldt niet voor het belangrijkste wat er op een onderwijs­instelling te behalen valt: het diploma. Dat is nog net zo’n stukje papier als vroeger. Om dat te veranderen, zijn negen universiteiten in verschillende landen, waaronder de ­ TU Delft, het project Digital Credentials gestart.

Alumni die hun diploma willen laten verifiëren, moeten zich nu wenden tot hun oude universiteit. Soms kan dat per post, soms ook moeten ze er fysiek heen.

Voor bijvoorbeeld vluchtelingen kan dat ingewikkeld of zelfs onmogelijk zijn.

Digital Credentials moet een wereldwijd digitaal systeem opleveren voor het vastleggen van academische prestaties. Niet alleen de bul, maar ook cursussen die academici in hun verdere loopbaan volgen, zijn daaraan toe te voegen. ‘We willen een infrastructuur ontwikkelen om die leerprestaties en diploma’s betrouwbaar te kunnen verifiëren en waarmerken’, stelt ­ prof.dr. Rob Mudde, vicevoorzitter van de TU Delft.

Het initiatief bouwt voort op een proef van MIT voor een diplomasysteem op basis van blockchaintechnologie, dat fraude moet voorkomen. (PD) mei 2019 | de ingenieur 5 | 5

illustratie Ymke Pas

FOCUS

De kosten van muziek Nog nooit hadden we méér muziek tot onze beschikking en nog nooit betaalden we er zo weinig voor. Dat blijkt uit onderzoek in de VS. Nu we muziek vooral streamen, is het plasticgebruik veel lager dan vroeger. De CO2-uitstoot is wel hoger geworden.

Kosten van muziek A aantal geproduceerde

populairste muziekdragers (miljoen)

hoeveelheid benodigd plastic (miljoen kg)

D

hoeveelheid uitgestoten broeikasgassen (miljoen kg)

E

Jaartal (met de op dat moment populairste geluidsdrager)

B gemiddelde winkelprijs populairste muziekdrager (dollar)

Milieukosten

1977 (lp) 1988 (cassettebandje)

1,1

2000 (cd) 2013­2016 (mp3)

2019 (streaming)

1,2

C winkelprijs (% van gemiddeld weekinkomen)

?

2,6 8

2,4 10,0*

61

4,8 11,1

C

21,6

56

?

16,7 28,6

58

B

D

200-350 157 136 140

1,2 n.v.t. 118

9,4 943

450 4,5

3,4 344

A

E

*prijs voor maandabonnement op Spotify etc.

Vroeger kochten we in de platenzaak een lp, cassettebandje of cd. Tegenwoordig nemen de meeste mensen muziek tot zich via abonnementen op Spotify, Deezer en Pandora, of via websites als YouTube en SoundCloud. Handig, want we hebben onze muziek overal tot onze beschikking; onze apparaten pikken hem met WiFi of 4G uit de lucht. En we besparen op plastic, dat voorheen nodig was voor de muziekdragers en de verpakking. Al dat streamen en downloaden heeft echter ook een nadeel: het kost veel elektriciteit, en veroorzaakt dus CO2-uitstoot. ‘Het is niet onze bedoeling om consumenten te vertellen dat ze moeten stoppen met muziek luisteren. Maar we willen wel graag dat ze een gevoel krijgen voor de veranderde kosten die samenhangen met de manier waarop we muziek consumeren’, zegt onderzoeker dr. Matt Brennan van de University of Glasgow, die de Amerikaanse muziekmarkt onderzocht.

Bron: Citizen Bravo

6 | de ingenieur 5 | mei 2019

FOCUS

DE LESSEN VAN DE NOTRE-DAME

tekst ir. Jim Heirbaut

Toen de Notre-Dame in Parijs op 15 april in lichterlaaie stond, hield de stad zijn adem in. Een dag later overheerste een dubbel gevoel: verdriet over de verminking van de beroemde kerk en opluchting dat er geen slachtoffers waren gevallen en het monument niet tot de grond toe was afgebrand. Maar kan zo’n brand ook in Nederland gebeuren? Absoluut, zeggen experts. Ook in ons land staan oude gebouwen met constructies van hout.

Lege buizen Bij zulke gebouwen zijn drie soorten maatregelen te nemen tegen brand: bouwkundige, installatietechnische en ­organisatorische. Om te beginnen met de bouwkundige maatregelen: een in­deling in compartimenten, begrensd door wanden en plafonds die goed brand­werend zijn, zorgt er in de meeste ­moderne gebouwen voor dat de brand beperkt blijft tot een afgebakend gebied. Alleen: een kerk is nauwelijks in compartimenten in te delen.

Wel zou je het hout kunnen impregneren, zodat het langzamer brandt. Ook zijn brandwerende platen in te zetten. ‘Die schermen het hout af van temperaturen tot boven 1000 °C’, zegt ir. Pascal Steenbakkers van ingenieursbureau Arup. Toch gebeurt dat zelden, mogelijk uit onbekendheid met de techniek, of omdat het te duur of niet mooi zou zijn.

Dan de installaties, te beginnen met ­detectie. Een brandmeldinstallatie kan een beginnende brand detecteren en de beheerder van een gebouw of de brandweer inseinen. De brand in de Notre-­ Dame laat echter zien dat zulke proce­ dures niet altijd goed verlopen. Bij een alarm moest een bewaker naar boven ­lopen om met eigen ogen te controleren of er inderdaad een brand was, meldde The New York Times. Toen deze naar het

dak klom, zag hij echter niets. Pas na een tweede automatische melding werd de brandweer gewaarschuwd, waardoor kostbare tijd verloren ging.

Om een ontstane brand te bestrijden, wordt vaak gewerkt met een sprinkler­ installatie; een oplossing waar men bij de Notre-Dame bewust niet voor koos. ‘Het nadeel van zo’n installatie is dat het systeem kan lekken of beschadigd kan raken, waarbij water delen van het gebouw of kunstobjecten kan beschadigen. Met het oog daarop zijn er overigens ook sprinklersystemen ontwikkeld waarbij de buizen leeg zijn, en de waterstroom pas op gang komt als er zeker brand is’, aldus Steenbakkers.

Hete apparaten Waar het de organisatorische maatregelen betreft: tijdens renovatiewerkzaam­ heden zoals die in de Notre-Dame plaatsvonden is er vaak een verhoogd risico op brand. Werklui gaan aan de slag met lasapparaten, slijptollen en halogeen-bouwlampen; elektrische apparaten die heet ­worden of waar vonken vanaf komen.

‘Het risico op brand gaat omhoog met de drie O’s: onverschilligheid, onvoorzichtigheid en ongeïnformeerdheid’, zegt

­ ichael Heirbaut, consultant brandbeveiM ligingsinstallaties bij Linthorst Techniek.

De kans op menselijke fouten is te verkleinen door strakke procedures voor te schrijven. ‘Het zogenoemde hete werk mag dan bijvoorbeeld alleen plaats­ vinden tussen tien uur ’s ochtends en twee uur ’s middags. Daarna gaan de apparaten die heet worden uit en loopt een medewerker regelmatig een vast rondje ter controle. Ook moeten er op de werkplaats voldoende blusmiddelen voorhanden zijn om een beginnend brandje ­direct in de kiem te kunnen smoren.’

De praktijk is vaak anders, stelt Steenbakkers. ‘Er wordt een hoofdaannemer ingehuurd; vaak een groot bedrijf waarbij alles goed is georganiseerd. Maar die huurt weer onderaannemers in, die veiligheidsvoorschriften niet altijd even goed naleven.’

Zo kwamen uit Parijs geluiden dat de werklui zouden hebben gerookt op hun werkplek. Steenbakkers: ‘Vaak denken mensen: het gaat toch goed? Ik doe dit even snel en mij overkomt het niet. Ja, inderdaad, het gaat heel lang goed, tot het een keer mis gaat. Dan is het essentieel dat je de juiste keuzes hebt gemaakt om de brandrisico’s te beheersen.’

foto LeLaisserPasserA38/CC BY-SA 4.0

De precieze oorzaak van de brand in de Notre-Dame is nog niet bekend.

Maar wat kunnen we leren van de brand in de Parijse kathedraal? Hoe moeten we omgaan met monumenten vol hout?

Op 15 april brandde een deel van de Notre-Dame af.

mei 2019 | de ingenieur 5 | 7

FOCUS

TRAGER DAN TRAAG Strikt gesproken is xenon-124 radioactief.

Deze variant op het edelgas xenon kán ­immers spontaan vervallen. Zo’n verval is echter zeldzamer dan zeldzaam: het duurt meer dan een biljoen keer zo lang als de levensduur van het universum voordat de helft van een hoeveelheid xenon-124­atomen is vervallen. Toch hebben onderzoekers dit verval nu weten te detecteren met het experiment ­XENON1T onder de Italiaanse berg Gran Sasso, dat eigenlijk werd opgetuigd voor de zoektocht naar donkere materie.

Een xenon-124-kern kan alleen vervallen als hij twee elektronen tegelijk invangt.

Dat gebeurt bijna nooit, maar als je genoeg xenonatomen in de gaten houdt, zul je af en toe toch tekenen zien van zo’n ­verval. Met XENON1T, een roestvast stalen ­cilinder gevuld met 3,5 ton xenon, ­lukte dat 126 keer tussen februari 2017 en februari 2018. Daarmee was de halfwaardetijd van xenon­-­124 vast te pinnen op 18 maal 1022 jaar. Ter vergelijking: het heelal is ‘maar’ 13,8 maal 109 jaar oud.

Maar hoe zie je dan dat een xenon-124kern twee elektronen vangt? Die elektronen zijn afkomstig uit de binnenste ­elektronenschil van het atoom. De lege plek­­ken die daardoor in die schil ontstaan, worden vervolgens ingenomen door elektronen uit andere schillen, waarbij een ­waterval aan röntgenfotonen ontstaat. Ook kan een elektron naar binnen bewegen zónder straling uit te zenden. In dat geval wordt de vrijgekomen energie overge­ dragen op een ander elektron, dat hierdoor aan het atoom kan ontsnappen.

Nu worden deze fotonen en elektronen in de detector gelijk geabsorbeerd door ­ het omringende xenon, vertelt natuurkundige p ­ rof.dr. Patrick Decowski (Nikhef en Universiteit van Amsterdam). ‘Maar dat ­levert vervolgens wel twee lichtflitsjes op met 300 µs ertussen.’ En die lichtflitsjes zijn precies het soort signaal waar ­XENON1T voor is gebouwd. ‘Dat is net zo’n signaal als we zouden verwachten wanneer er in de detector een donkere­materie-deeltje op een xenonkern botst, maar dan met een veel hogere energie.’ tekst drs. Jean-Paul Keulen foto XENON Collaboration

8 | de ingenieur 5 | mei 2019

FOCUS

mei 2019 | de ingenieur 5 | 9

FOCUS

Hoe gedragen gewassen zich in de gesloten omgeving van een ruimtestation of een nederzetting op een verre planeet? De Europese ruimtevaartorganisatie ESA doet er onderzoek naar en schakelt daarbij de hulp in van het publiek.

Tienduizend jaar na de eerste landbouwrevolutie ­begrijpen we nog steeds niet precies hoe planten werken. Ondertussen dient zich de vervolgvraag ­alweer aan: hoe groeien gewassen in een ruimteschip? Om die vraag te beantwoorden, startte ESA het ­project MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative). Daarmee doet de ruimtevaartorganisatie nader onderzoek naar biologische processen in een gesloten systeem. Zo’n systeem moet voorzien in schoon water, schone lucht en voldoende voedsel, met enkel de zon als energiebron.

Een deel van het onderzoek spitst zich toe op micro-­ organismen, een deel op het kweken van gewassen.

Om daarbij de hulp van het publiek in te schakelen, zette ESA AstroPlant op. ‘We hebben enorm veel data nodig om te begrijpen hoe allerlei plantensoorten zich ontwikkelen in diverse omstandigheden. Daarin kan burgerwetenschap een rol spelen’, zegt dr. Christel Paille, hoofdwetenschapper van MELiSSA. Burgers die meedoen, krijgen onderdelen toegestuurd waarmee ze op basis van nauwkeurige aanwijzingen hun eigen plantenlab kunnen bouwen.

Vanaf komende maand is het nieuwste model van

dit lab te koop, met name bedoeld voor scholen en creatieve werkplaatsen. Op de site astroplant.io is de crowdfunding inmiddels gestart.

Het plantenlab zit vol sensoren die de groeicyclus van de plant bijhouden. Data over temperatuur, vochtigheidsgraad en bladtemperatuur komen zo ­uiteindelijk terecht bij MELiSSA, dat dan bepaalt ­welke groeiomstandig­heden de meeste potentie hebben voor nader o ­ nderzoek aan boord van het ­internationaal ruimtestation ISS. Dat moet binnen drie jaar plaatsvinden.

Zonder Wageningen Op dit moment richt MELiSSA zich vooral op graan­ soorten, vertelt dr.ir. Thieme Hennis, projectleider van AstroPlant. Maar ook met tomaten, rijst, aard­ appelen en spinazie wordt al geëxperimenteerd.

‘We ­richten ons op soorten die voor ruimtevaart ­relevant zijn’, zegt Hennis. ‘Tegelijkertijd helpen we de ­wetenschap door meer kennis op te doen over het p ­ recieze gedrag van planten.’

Dergelijk onderzoek wordt ook al verricht op indoor farms, maar volgens Hennis is er een verschil. ‘Daar gaat het om het patenteren van specifieke processen. Wij delen al onze bevindingen.’

Er is ook een aantal universiteiten bij het onderzoek betrokken, maar dat geldt niet voor Wageningen University & Research. ’Nederland betaalt niet mee aan MELiSSA en mag daarom formeel niet meedoen’,

foto ESA

RUIMTEPLANTENLAB VOOR THUIS

Met de citizen science kit AstroPlant kunnen burgers hun eigen plantenlab bouwen.

VAN BOTERKUIPJE TOT STOEL Een nieuwe recyclingfabriek vist in Heerenveen plastic uit het huishou­ delijk afval om er grondstoffen voor meubels van te maken.

foto Morssinkhof Rymoplast

Op bedrijventerrein Ecopark De Wierde in Heerenveen is afgelopen maand een nieuwe fabriek van Morssinkhof Rymoplast begonnen met proefdraaien. Het be-

10 | de ingenieur 5 | mei 2019

drijf gaat het huishoudelijk kunststofafval van ruim 3 miljoen huishoudens verwerken tot grondstoffen voor nieuwe producten. De fabriek, 200 bij 70 m groot, verwerkt hogedichtheidspolyetheen (waarvan o ­ nder meer melk-, sap- en shampoo­verpakkingen worden gemaakt) en poly­propeen (gebruikt in jerrycans en rietjes). Het afgedankte materiaal komt binnen via de ernaast gelegen, eveneens splinternieuwe kunststof­sorteerinstallatie (KSI) van afvalverwerkers Omrin, HVC en Midwaste.

Ook in de recyclefabriek zelf vindt nog sortering plaats. Zo wordt met behulp van geavanceerde nabij-infrarood-specDeze fabriek in Heerenveen verwerkt kunststofafval tot grondstoffen voor nieuwe producten.

troscopie op kleur geselecteerd. Koud- en heetwastechnieken zuiveren het mate­ riaal vervolgens, waarna een tweede kleursortering volgt. ‘Een verhouding van bijvoorbeeld 95 % wit en 5 % niet-wit wordt door deze extra kleursorteerder een verhouding van 99 % en 1 %’, zegt drs. Bob Morssinkhof, logistiek manager bij de nieuwe fabriek. Dat is aanzienlijk zuiverder dan haalbaar is met andere methodes.

Korreltjes plastic Meubelgigant IKEA heeft in de fabriek geïnvesteerd. ‘Het idee is dat wij bijvoorbeeld weggegooide margarinekuipjes ­recyclen tot wit ‘regranulaat’; korreltjes van gerecycled plastic’, zegt Morssinkhof.

‘Daarvan kan IKEA dan stoelen, bakjes of emmers maken. Zo past de recycling

FOCUS

FIETS VOORKOMT VAL Samen met Gazelle hebben onderzoekers van de TU Delft een fiets ontwikkeld met een hulpmotor in het stuur die bijstuurt als de fietser dreigt om te vallen.

goed in het streven naar een circulaire economie.’

De fabriek kan 25.000 ton kunststof per jaar verwerken en biedt plaats aan veertig werknemers. Na een paar maanden proefdraaien volgt in juli de officiële opening. De verwachting is dat er dankzij de regranulaten van Morssinkhof in Heerenveen 20.000 ton CO2 per jaar wordt ­bespaard.

Directeur Jon Vernooij van afvalverwerker Omrin is enthousiast over de samenwerking met de recycler. ‘Omdat steeds meer producten in plastic worden verpakt, zijn nieuwe recyclingmogelijk­ heden noodzakelijk. We kunnen voortaan in Heerenveen het grijze afval van de burgers volledig scheiden, sorteren en wassen, zodat IKEA er weer nieuwe ­producten van kan maken.’ (PD)

Stijgend aantal ongelukken Proefpersonen die met de aangepaste fiets aan de slag gingen, waren onder te verdelen in twee groepen, vertelt Schwab. ‘De ene helft vond

foo’s TU Delft

legt Paille uit. ‘Heel spijtig dat we het zonder de hulp van de beste landbouwuniversiteit van Europa moeten stellen.’

De Amsterdamse appbouwer MOBGEN | Accenture Interactive in Amsterdam mag wel bijdragen. Die ontwierp de app waarmee de gebruikers de data over hun plant kunnen bijhouden en doorgeven.

Bij dit bedrijf staat ook een vroege versie van het plantenlab dat volgende maand beschikbaar komt. (PD)

Het systeem werkt op basis van een sensor die de hoeksnelheid van het frame meet. Verandert die, wat kan betekenen dat de fiets begint met omvallen, dan is dit aanleiding voor het motortje in het stuur om tegen te gaan sturen. Het systeem treedt dus ook in werking als iemand bewust een bocht in stuurt, maar alleen aan het begin van de bocht. ‘Als de stuurhoek constant blijft, doet het motortje niets meer en ga je rustig door de bocht’, zegt fietsonderzoeker dr.ir. Arend Schwab van de TU Delft.

De stuurondersteuning werkt alleen bij snelheden hoger dan 4 km/h.

‘Ga je langzamer, dan is het heel lastig om te balanceren door te sturen’, aldus Schwab. Zou je bij hogere snelheden een fikse ruk aan het stuur geven, dan kan het systeem die meestal corrigeren. Maar daar zit wel een bovengrens aan. ‘We zeggen dus niet dat je nooit zult vallen met dit systeem.’

het meteen heerlijk, de andere helft vond het maar vreemd aanvoelen.’

Volgens de onderzoeker is het systeem een beetje te vergelijken met lane assist, dat een auto automatisch binnen de lijnen op de weg houdt.

‘In het begin voelt het alsof iemand aan je stuur rommelt. Maar daar kun je aan wennen en als je er vertrouwen in hebt, werkt het heel prettig.’

De fiets op de foto is nog een prototype, dat de partijen samen hebben ontwikkeld en gebouwd. Om richting een productiefiets te gaan, moeten er nog verschillende dingen anders.

Schwab: ‘Het motortje kan nog veel kleiner en eleganter. De accu kan ook kleiner, of zelfs helemaal weg in het geval van een elektrische fiets. Die heeft immers al een stroombron aan boord.’

Aanleiding voor het project is het ­behoorlijke aantal fietsongelukken, dat de laatste jaren ook nog eens stijgt. Waarschijnlijk heeft dat te maken met de opkomst van de elektrische fiets, waardoor ouderen langer blijven fietsen. Bovendien brengen elektrische fietsen hogere snelheden met zich mee, én hogere verschillen in snelheid tussen verschillende typen fietsen. (JH)

Deze fiets stuurt bij met een hulpmotortje als hij dreigt om te vallen.

mei 2019 | de ingenieur 5 | 11

ENERGIEOPSLAG

7 MANIEREN OM ENERGIE TE BEWAREN

Tijd voor

opslag

12 | de ingenieur 5 | mei 2019

Hoe kunnen we de energie die windturbines en zonnepanelen opwekken het beste mei 2019 | de ingenieur 5 | 13 opslaan?

foto Depositphotos.com

ENERGIEOPSLAG

ENERGIEOPSLAG

In 2050 moet alle energie die we in Nederland opwekken uit ­duurzame bronnen komen; vooral uit wind en zon. Deze bronnen zijn echter ­minder ­regelbaar dan fossiele centrales, en dus moeten we voorraden ­aanleggen. Maar hoe is energie op te slaan op een praktische en ­betaalbare manier? Een overzicht. tekst Marc Seijlhouwer MSc

H

et Klimaatakkoord schiet op veel ­punten tekort. Doelen voor uitstoot­ beperking van de industrie worden volgens het Planbureau voor de Leef­ omgeving hoogstwaarschijnlijk niet gehaald en op andere gebieden is nog veel onzekerheid over de kosten van maatregelen. Weinig mensen hebben het echter gehad over de ­Klimaattafel Energie. Terwijl die een enorm ­probleem heeft laten ­liggen.

‘In het uiteindelijke rapport staat weinig con­ creets over energieopslag’, vertelt prof.dr.ir. David Smeulders, hoogleraar energy technology aan de TU Eindhoven. ‘Een paar politiek correcte state­ ments over hoe belangrijk waterstof wordt, maar geen politiek bewustzijn over grootschalige opslag van wind en zon.’

Batterijen

E

en thuisbatterij van Tesla kost op dit moment meer dan 7000 euro, exclusief installatie. Zo’n batterij heeft dan een vermogen van 5 tot 7 kW, zodat je 13,5 kWh per dag op kunt slaan. Op piekdagen kan een rijtjeshuis met twaalf zonnepanelen zo 25 kWh produceren, terwijl het verbruik van een gezin met twee kinderen rond de 13 kWh ligt. En veel verbruik vindt na zonsondergang plaats: televisie, was­machines, vaatwassers. In theorie kan zo’n batterij dus prima de nacht overbruggen. Zeker als de bewoners meer slimme apparaten aanschaffen, die aangaan op de momenten dat er veel stroom is. Een wasmachine of een vaatwasser bijvoorbeeld, zodat er schone was en vaat is als je thuiskomt.

Die aanpak komt echter in de problemen als we steeds meer elektrificeren. Een warmtepomp heeft veel stroom nodig; als die stroom groen is, is dat beter voor het klimaat dan een cv-ketel. Maar de vraag naar elektriciteit neemt daardoor wel toe en dan volstaat een batterij niet meer om de nacht door te komen. ‘Elektrificatie zorgt voor minder energieverbruik, maar vraagt meer elektriciteit. Dan moet er wel genoeg

14 | de ingenieur 5 | mei 2019

Terwijl er nogal wat nodig is. Om Nederland volledig duurzaam van energie te voorzien, moet elke vierkante kilometer gemiddeld 3,6 MW aan energie opwekken. En al die energie wordt niet gelijk verdeeld over de dag geleverd. In de avond schijnt de zon niet en het is regelma­ tig windstil. Dan moet er een back-up zijn; een voorraad die groot genoeg is om uitzonderlijk slechte winters, met lange nachten en wei­ nig wind, te overbruggen. Met die reserve moeten bovendien defecten of uitval van de opwekking zijn te ondervangen, net zoals kan met de voorraad olie die Nederland nu heeft.

Dalende kosten Het wegvallen van constante, betrouwbare producenten zoals gas- of kolencentrales zal daarbij zorgen voor een volledige ommekeer van het energiesysteem: van vraaggestuurd naar aanbodgestuurd. Met enorme installaties die van stroom waterstof maken, of ammonium, of methaan. Allemaal ideeën die nieuwe techniek vereisen en die boven­ dien rap betaalbaar moeten worden. Want in 2050 moet alles klimaat­ neutraal zijn.

Goed voor de ko voor langdurig rte termijn, te duur e opslag elektriciteit zijn’, zegt Fokko Mulder van de TU Delft. ‘Het wordt een ingewikkeld verhaal: je wilt dat de apparaten zoveel mogelijk op ‘verse’ elektriciteit draaien en dat je alleen tijdens de koudste winterdagen, zo’n 20 % van het jaar, reserves moet aanboren.’

Batterijen kunnen daarbij helpen op de korte termijn, maar zijn ongeschikt voor langdurige opslag. ‘Daar zijn ze veel te duur voor. Doordat je de batterij bij langdurige opslag slechts een paar keer per jaar gebruikt, in de winterweken, ligt de prijs per kWh hoog; rond de 100 euro.

Pas als batterijen dertig keer goedkoper worden, kunnen ze misschien concurrerend worden’, denkt Mulder.

Volgens David Smeulders van de TU Eindhoven is zo’n kostenreductie niet realistisch. ‘Dé autoriteit op batterijgebied, Steven Chu van Stanford University, denkt dat de capaciteit van

ENERGIEOPSLAG

Voor onderzoeksinstituut TNO is energieopslag een prioriteit. Recent publiceerde het instituut een white paper over de energietransitie.

Daarin staat dat kostenreducties door gestage innovatie en een slimme combinatie van energietechnieken (besparing, duurzaam, infrastruc­ tuur) rond 2040 een goedkopere energievoorziening kan opleveren dan een waarbij we afhankelijk blijven van fossiele brandstof. ‘Het uit­ sparen van fossiele brandstoffen die we in toenemende mate importe­ ren, is daar belangrijk in, net als steeds verdere kostendaling van duur­ zame energie’, vertelt prof.dr. André Faaij. Hij is wetenschappelijk directeur van Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN), dat sinds een jaar onderdeel is van TNO, en hoogleraar energiesysteemanalyse aan de Rijksuniversiteit Groningen. ‘Een windturbine op zee levert nu al stroom die net zo duur is als elektriciteit uit een gascentrale. Die kos­ ten zullen blijven dalen, terwijl een gascentrale altijd de gasprijs heeft om rekening mee te houden.’

Zelfs als je de investeringskosten in de benodigde opslag meerekent, kan duurzame stroom goed uit de bus komen. ‘Maar dan moet je wel een flexibeler systeem hebben dan nu; een systeem waarmee je alleen energie gaat opslaan als je hem goedkoop kan inkopen’, zegt Mulder. In Duitsland staan regelmatig windmolens stil, omdat er geen vraag is

naar energie en die niet rendabel is op te slaan.

De stroom is op zo’n moment 0 cent waard. ‘Als je voor 2 cent per kWh kunt inkopen, wordt het verdienmodel voor waterstofomzetters en andere technieken al interessanter.’

Chaotisch mozaïek Op dit moment kraakt ons energiesysteem al in zijn voegen. Mensen of bedrijven die zonnecellen op hun woning of bedrijfspand hebben liggen, kunnen het overschot terugleveren aan het net.

‘Mensen gebruiken deze regeling nu als gratis accu’, vertelt ir. Ben Voorhorst, Chief Operating Officer van netbeheerder Tennet. Smeulders vindt dat oneerlijk: ‘Mensen krijgen geld om stroom terug te leveren, maar halen ‘s avonds weer energie van het net af.’

Deze salderingsregeling verdwijnt binnen een paar jaar. Daardoor zullen veel mensen zich be­­ lazerd voelen: ze schaften de zonnepanelen aan met een terugverdientijd in hun hoofd, en die wordt een stuk langer als ze geen geld krijgen voor het terugleveren aan het net. Ook de thuis­ gebruiker moet dus nadenken over energie­ opslag: een dure batterij met weinig vermogen, slimme apparatuur die overdag stroom verbruikt, of bijvoorbeeld een warmtebatterij of waterstof­ fabriekje op wijk- of stadsniveau? Het zijn alle­ maal mogelijkheden, die het energiesysteem nog

Vorig jaar onthulde Eneco een grote batterij bij de grens van Duitsland en Denemarken. Deze batterij diende overigens niet voor opslag van duurzame energie; dat was op dat moment niet rendabel.

foto Eneco

‘Er gebeurt een hoop, maar het zijn vooral nog plannen; er is weinig gebouwd op het gebied van opslag.’ Dat zegt prof.dr. Fokko Mulder, als hoogleraar aan de TU Delft gespecialiseerd in materialen voor energiesystemen. ‘Maar het gaat sneller dan mensen denken. In het Westen worden alleen nog maar duurzame energie-installaties neer­ gezet. En er zijn al vier jaar subsidieloze windparken.’ Nu is het tijd voor de volgende stap: de duurzaam opgewekte stroom op betaalbare wijze opslaan.

lithium-ionbatterijen nog maximaal twee keer beter kan. Daarna zit je aan fysieke grenzen. Als er niet meer in een batterij past, zullen prijs en afmeting problematisch worden. Maar voor de korte termijn zijn ze wel degelijk belangrijk.’

Mulder voorziet zelfs een toekomst waarin velden vol accu’s energie opslaan voor nachtelijk Nederland.

Dan hoeft niet elke burger een dure thuisbatterij aan te schaffen. Volgens André Faaij van TNO is echter lokaal opslaan de oplossing. ‘Grote opslagvelden vol accu’s op een paar plekken in Nederland vragen te veel van het elektriciteitsnet. Kleinere opslag op een hoop plekken werkt beter.’

mei 2019 | de ingenieur 5 | 15

ENERGIEOPSLAG

Dat alles betekent dat bedrijven, gemeentes en burgers de komende jaren plannen moeten maken om hun energie te produceren en te her­ bergen. Ingewikkelde vraagstukken, waar lang niet iedereen iets van af weet. ‘We hebben als TNO een kennisagenda en we adviseren gemeen­ ten over de transitie. Maar daar mag meer regie bij worden gevoerd’, geeft Faaij toe. ‘Er moet geen chaotisch mozaïek van maatregelen komen, want dan lukt het niet om betaalbaar een nieuw ener­ giesysteem te bouwen.’

Om dit alles goed te plannen, is er een overzicht van de opties nodig.

‘En je moet weten of en hoe die opties moeten worden verbeterd, zodat je goed kunt bepalen wanneer nieuwe techniek is in te zetten en wan­ neer een gemeente behoefte heeft aan nieuwe infrastructuur.’ En alle opties, waarover in de kaders rond deze tekst is te lezen, worden als het aan de ontwikkelaars ligt ooit betaalbaar. Daarbij komen sommige naar verwachting net op tijd af, in 2050. Andere vereisen een dooront­ wikkeling, maar geen nieuwe techniek. En sommige lijken simpelweg al aan de top van hun kunnen te zitten, maar zijn desalniettemin onmisbaar voor een soepele transitie.

‘En je moet ruimte laten voor verrassingen’, stelt Faaij. ‘Denk bijvoor­ beeld aan zeewier of geothermie. Geothermie levert betrouwbare energie, zeewier kan dienen als bron voor biobrandstof. Dat zijn tech­ nieken waar men het vijf jaar terug nog niet over had, terwijl die vol­ gens de huidige inzichten aanzienlijk kunnen bijdragen aan de over­ gang naar een duurzame energievoorziening. En hoe meer opties je hebt, hoe flexibeler het nieuwe systeem wordt.’

Waterstof

‘W

ondermiddel’ waterstof lijkt de oplossing voor een hoop problemen. Je kunt waterstof net zo verbranden als aardgas en met een paar wijzigingen past het zelfs in het huidige pijpennetwerk dat bij Slochteren begint en heel Nederland en Europa door gaat. Ook is waterstof groen te produceren, kent het gas allerlei toepassingen en verliest het niets aan energie als je het lang opslaat.

Of, wanneer en in welke mate er echt een waterstofnetwerk komt, is volgens André Faaij van TNO de vraag. ‘Het hangt af van de hoeWil waterstof concurrerend worden, dan moeten elektrolysefabrieken vele veelheid energie die we produceren en hoe hard de vraag groeit malen groter en goedkoper worden, maar de techniek is er. Nu wordt door elektrificatie. Waterstof maken van stroom is r­elatief duur; elektrolyse onder meer ingezet om chloor te maken, zoals gebeurt in deze het is beter om energie op te slaan in een stuwmeer of gewoon zo fabriek. slim mogelijk te gebruiken. Pas bij grote overproductie kan waterstof uitkomst bieden.’

Om waterstof te maken met elektriciteit is een zogenoemde elekaanbesteding voor zo’n project, dat in 2026 moet worden gebouwd. trolyser nodig: een apparaat dat water met behulp van elektriciteit ‘Je hebt dan meteen afzet van de stroom en een plek om de elektriomzet in waterstof en zuurstof. Dat is een proces met veel verlies: citeit op te slaan’, vat Ben Voorhorst van Tennet samen.

25 % van de energie gaat verloren. En als de waterstof later weer Industriespelers als Tata Steel, BP en Shell werken aan steeds growordt omgezet in elektriciteit, verdwijnt er tere elektrolysers, hoewel de investeringsplannen nog niet defininog meer. Al met al houd je maar 50 tot tief zijn. Maar de waterstof uit die apparaten Goed voor de lang 60 % van de energie over. Toch kan dat de zal niet dienen voor energievoorziening. Het e te maar veel energiev rmijn, moeite waard zijn. ‘Bedenk dat je pas stroom gas wordt gebruikt voor chemische proceser omzetting en lastig lies bij gebruikt voor waterstof als er geen vraag sen, waarbij w ­ aterstof meer waard is dan e opslag meer is naar directe elektriciteit’, zegt Fokko wanneer je het slechts als brandstof gebruikt.

Mulder van de TU Delft. ‘Dan is het in feite gratis stroom Voor die hoogwaardige toepassing is een en is het verlies een minder grote strop.’ elektrolyser nu misschien rendabel, voor energie nog lang niet.

Maar die elektrolysers zijn nu nog veel te duur, terwijl hun capaciteit ‘Maar als je slim stroom inkoopt, kan het wel’, denkt Mulder. Faaij: te klein is. ‘Die capaciteit zal gigawatts groot moeten zijn’, zegt Mul‘Als de prijs van elektriciteit richting de 1 cent per kWh gaat, kan het der. ‘Er wordt straks heel veel wind op zee opgewekt en je moet concurrerend worden. Op plekken waar grote hoeveelheden duurzaoverproductie goed kunnen opvangen.’ Mede daarom zijn er nu al me zonne-energie wordt gemaakt, zoals de Sahara of Australië, is ideeën om bij een windpark meteen een elektrolyser te bestellen. dat op termijn mogelijk; dan wordt groene waterstof een concurrent In Duitsland doen Tennet, Shell en Siemens samen mee aan een van waterstof uit aardgas, dat de industrie nu gebruikt.’

16 | de ingenieur 5 | mei 2019

foto Bayer/Thyssenkrupp

decentraler maken. Ondertussen moet Tennet hoe dan ook meer kabels aanleggen, om alle teruggeleverde stroom te kunnen verwerken en om de enorme hoeveelheden stroom aan te kunnen die straks van zonneparken en zeewind­ parken komen.

ENERGIEOPSLAG

Warmte

Veel meer cap aci maar werkt vo teit dan batterijen, oral op grotere schaal

G

ewone batterijen hebben voor langetermijnopslag zo hun beperkingen. Wat wel goed werkt? Warmtebatterijen. ‘De grootste energievraag in woningen komt van warmte. Als je die kunt opslaan, ben je een heel eind’, vertelt David Smeulders van de TU Eindhoven. ‘Dus ik stel me voor dat mensen kleine elektrobatterijen hebben, met wat grote warmtebatterijen.’

André Faaij (TNO): ‘Warmte-koude-opslag met behulp van warmtepompen haalt een hoge efficiency. Als je de geproduceerde warmte opslaat, bijvoorbeeld in de grond, verlies je wel een beetje energie, maar er blijft veel over. Ook langere tijd, over seizoenen heen. Daarom is het een belangrijke optie om met fluctuerende energieproductie om te gaan.’

Er zijn verschillende manieren om warmte op te slaan. In (grond)water of in gesmolten zout bijvoorbeeld. Dat laatste gebeurt al bij zonnecollectoren, waar reflectors zonlicht concentreren in één punt en de gebundelde hitte zout vloeibaar maakt. Dat zout bevat dan een grote hoeveelheid energie.

In Duitsland werkt men verder aan een zogenoemde Carnotbatterij, die gesmolten zout opwarmt met elektriciteit. ‘Je verliest dan een halve graad aan warmte per dag’, vertelt Smeulders. ‘Dat is zelfs voor een maand te

overzien, want het zout wordt wel 500 °C.’ Zulke technieken zijn vooral geschikt op grote schaal; voor thuis zijn batterijen die met warmte werken geschikter. ‘En op wijkniveau werkt opslag onder de grond misschien. Per huis is dat onhandig, want je wilt niet je tuin omspitten om een ondergrondse warmteopslag te maken.’

Of een warmte-koude-opslag met water nuttig is, zal erg afhangen van de manier waarop we onze huizen straks verwarmen. Het opgeslagen water heeft namelijk slechts een temperatuur van 10 tot 15 °C. Met een warmtepomp kun je dat met relatief weinig energie genoeg verwarmen, maar een warmtepomp is voorlopig duur, maakt lawaai en vereist een goed geïsoleerd huis. Het grote voordeel van opslag in warmte is echter de capaciteit: je kunt veel meer energie kwijt in kleinere ruimte.

Elektrische auto’s Daarnaast noemt Mulder het probleem dat t­erugleveren een ander soort batterij vereist. ‘En de levensduur van zo’n batterij wordt korter doordat je hem vaker op- en ontlaadt.’ Dat betekent niet dat elektrische auto’s nutteloos zijn: alle kleine beetjes opslag helpen, dus de auto kan zeker een rol spelen – maar geen hoofdrol.

rij om Te kleine batte zijn echt nuttig te

foto Ludovic Hirlimann

G

oed, elektrische auto’s zijn nog erg prijzig in vergelijking met benzineauto’s. Maar het is onvermijdelijk dat we straks duurzamer rijden; ofwel op waterstof, ofwel op elektriciteit. ‘Elektrisch of slim hybride rijden wordt goedkoper dan rijden op benzine’, zegt André Faaij (TNO). ‘En als auto’s op elektriciteit rijden, hebben ze een batterij. Handig om je overtollige energie in op te slaan, of de auto nu thuis staat of op kantoor en zonnestroom van het bedrijfspand opvangt. Op de opgeslagen energie rijd je dan, of je gebruikt die in de avond.’

Maar opslag in auto’s, en terugleveren van die energie, is niet zo makkelijk. De capaciteit is vaak te klein. Fokko Mulder (TU Delft) rekent het voor: ‘Stel dat elke auto in Nederland elektrisch is, en gemiddeld 40 km per dag rijdt. Dan heb je 30 tot 60 GWh nodig om al die auto’s te laden. Maar als Nederlanders verbruiken we wel 2400 GWh per etmaal. Auto’s hebben dus helemaal niet genoeg capaciteit om terug te leveren.’

Batterijen in auto’s kunnen dienstdoen als buffer voor duurzame energie.

mei 2019 | de ingenieur 5 | 17

ENERGIEOPSLAG

Verzwaard net

als je bijvoorbeeld zonne­ parken of windmolens in de buurt van grootverbruikende industrie kan plaatsen, dan is dat een uitkomst.’

Regionale energiestrategieën, die vaststellen hoe je energie opwekt, opslaat én verbruikt, worden onmisbaar. Daarnaast hoopt Voorhorst dat de regelgeving wordt versoepeld, bijvoorbeeld door minder back-up-systemen verplicht te stellen. Zo is er meer uit het net te halen met de huidige infrastructuur. ‘We gaan zien hoeveel we uiteindelijk moeten doen. Het netbeheer is in ieder geval uitdagender dan het in jaren is geweest.’

foto Tennet

E

lektrificatie van warmte en transport is weliswaar veel ­zuiniger, maar geeft ook problemen. Het stroomnet is niet gebouwd om zulke grote vraagtoenames te verwerken.

Landelijk netbeheerder Tennet probeert daarom samen met de regionale net­beheerder zo snel mogelijk de capaciteit van de midden- en hoogspanningsnetten te verhogen.

‘Voor wind hebben we het inmiddels goed gereld qua timing: als er een nieuw offshore windpark komt, ligt de kabel er al en is het hoogspanningsstation op land klaar voor ‘ontvangst’ van al die stroom van zee’, vertelt Ben Voorhorst van Tennet. ‘Voor zon gaat dat nog minder goed; er komen in rap tempo zonneparken bij, mede door subsidies. En die worden natuurlijk aangelegd op plekken waar de grond het goedkoopst is. Dan krijg je de situatie dat al die productiecapaciteit niet altijd op die specifieke locaties kan worden aangesloten. Daarom zien wij ook graag dat er een duidelijke planning komt en de opgewekte zonnestroom in de buurt kan worden gebruikt.’

Dat zou voor de netbeheerder, en uiteindelijk de maatschappij, een hoop schelen. Verzwaring van het net vergt flinke investeringen en kost veel tijd. Als dat te voorkomen is, heeft dat dus de voorkeur. Op korte termijn zal Tennet er echter niet aan ontkomen: het net moet worden versterkt, vanwege de sterk groeiende vraag naar elektriciteitstransport. Maar op langere termijn zou er een systeem moeten ontstaan waar de extra duurzaam opgewekte energie in een gemeente of regio blijft. ‘Elke extra GW is duur. Dus

Duur en ingewikke ld onvermijdelijk als , maar onze elektriciteitsbehoef te stijgt

Elektriciteitsnetten moeten worden versterkt, anders kunnen ze de grote hoeveelheid duurzame energie uit wind- en zonneparken niet aan.

Omgezet waterstof

S

tel dat het straks rendabel is om duurzame energie massaal om te zetten in waterstof. Dan treedt er een volgend probleem op: de opslag. Waterstof is een klein molecuul, waardoor het snel vervliegt. ‘In de bestaande gasbellen kun je het niet opslaan; waterstof is veel kleiner dan methaan’, weet David Smeulders van de TU Eindhoven. Er zijn wel zoutcavernes in Nederland aangewezen waar waterstof in kan. ‘Maar die hebben een capaciteit voor ongeveer 10.000 huizen, terwijl we er in Nederland 7,7 miljoen hebben.’

Smeulders heeft daarom een ander idee: ‘Met behulp van koolstof­ dioxide kun je waterstof simpel omzetten in methaan en het vervolgens op de bekende manieren opslaan. Heb je het vervolgens nodig, dan maak je er weer waterstof van op de opslaglocatie. Daar komt CO2 bij vrij, maar die is dan op te slaan tot hij weer nodig is om methaan te maken. Dat kan bijvoorbeeld bij de gasopslag in Bergermeer, waar 130 TWh aan elektriciteit in de vorm van methaan in past.’

Een nadeel van deze techniek is dat hij alleen nog op papier bestaat.

Smeulders: ‘We hebben een roadmap. In 2050 kunnen we op GWschaal methaan uit waterstof maken. Zulke installaties willen we dan bouwen naast bestaande gascentrales.’

18 | de ingenieur 5 | mei 2019

Als eerste stap zal Smeulders een heel bescheiden ‘centrale’ bouwen in het lab op de TU Eindhoven. Eind dit jaar verwacht hij resultaten. Naar schatting kost het omzetten naar methaan zo’n 4 cent per kWh en dat zijn volgens Smeulders concurrerende kosten als de energie anders verloren gaat door gebrek aan opslag.

Een andere optie is waterstof omzetten in ammoniak. Fokko Mulder van de TU Delft ziet hier een toekomst in. ‘Omdat ammoniak vloeibaar is bij -33 °C, kun je deze stof opslaan in grote tanks waar men nu olie in

r heden, maa jk li e g o m g a r Betere opsl nog op papie n e e ll a t a a best

Battolyser

foto Vattenfall

ENERGIEOPSLAG

V

eel technieken die ons moeten helpen om energie op te slaan, bestaan al langer. Elektrolyse is decennia oud, net als batterijen.

Maar er zijn, ook in Nederland, volop nieuw ideeën, die misschien wel de toekomst van energieopslag kunnen zijn. Want als de huidige stand der techniek iets laat zien, dan is het dat geen enkele methode echt klaar is voor , maar massale opslag. worden ontwikkeld en g no t oe M Bij de TU Delft werkt Fokko el biedt kans dubbel verdienmod Mulder aan een speciale batterij die waterstof produceert op het moment dat hij vol zit. Een hybride systeem dus, dat Bij de Eemshaven, waar nu al veel zonnepanelen liggen, komt een combi­ de batterij voor kortetermijnopslag gebruikt en het overschot automanatie van een batterij en een elektrolyser. Dit experimentele apparaat tisch in waterstof omzet. De batterij zelf is niet eens nieuw: het is een biedt kortetermijn- én langetermijnopslag in een. nikkel-ijzerbatterij, een soort die voor de tijd van de lithiumbatterijen veel werd gebruikt. ‘Het grote nadeel was de lage energie-efficiëntie van zo’n batterij. Maar hij ging wel lang mee.’

Mulder en zijn team bouwden een nieuwe versie van deze batterij en geeft Mulder hoop voor de toekomst. ‘Nikkel en ijzer zijn goedmaakten er een elektrolyser aan vast; het geheel noemden ze een kope materialen die ruim voorhanden zijn. En je hebt twee battolyser. Volgens Mulder werkt dit systeem beter dan andere elekbusinessmodellen in één: je kunt stroom in een batterij optrolysers. ‘Elektrolysers met een alkalisysteem kunnen nooit helemaal slaan én als waterstof. Door op slimme momenten stroom in te uitstaan, anders wordt de geproduceerde waterstof minder puur. Dat kopen en de juiste opslagmethode te kiezen, kan dit succesvol probleem speelt bij de battolyser niet. Een ander type elektrolyser, die worden.’ membranen gebruikt, heeft dat probleem ook niet, maar is dan weer Dit jaar moet een pilot starten in de Eemshaven; een systeem duur. De battolyser kan concurreren met zo’n systeem.’ van 15 kW. ‘Daarna moeten er systemen met vermogens van Dat zo’n nieuwe techniek concurreert met bekendere technieken, een paar MW komen.’

foto ChristianSchd/CC BY-SA 4.0

Waterstof is om te zetten in ammoniak, dat vervolgens in vloeibare vorm is op te slaan in olietanks.

­ pslaat. En je kunt hem met tankers vervoeo ren. Die containers kunnen zo 700 GWh herbergen; veel meer dan zoutcavernes.’ De omzetting heeft bovendien een efficiency van zo’n 90 %, dus er gaat relatief weinig energie verloren.

Wel is ammoniak corrosief. De containers die nu voor olie worden gebruikt, zullen dus moeten worden versterkt. Dat kost weer ­extra geld en daarom denkt Smeulders dat methaan – dat we nu al massaal opslaan – meer kans maakt. Voor beide onderzoekers staat echter vast dat alleen opslag in waterstof moeilijk wordt. Om echte reserves aan te leggen, zijn zulke grote hoeveelheden energie nodig dat waterstof simpelweg te veel ruimte vraagt. |

mei 2019 | de ingenieur 5 | 19

MENSENWERK

‘M

MÖRING

ooi, he?’, zegt een van ons. We kijken door de ramen van het Eemshotel naar een in fluorescerend geel gestoken man die buitendijks over de klei loopt en een spoor van voetstappen achterlaat. Links de leegte van het water, aan de overkant de Duitse kust, rechts de dijk en daarachter de industrie. ‘Gerrit Krol zou hier van hebben genoten’, zeg ik.

Het moet meer dan twintig jaar geleden zijn geweest dat ik voor het laatst in de Eemshaven was. Toen heerste leegte. Het industriegebied was met veel stampij ontwikkeld voor olie-industrie die nooit kwam, want de energiecrisis was net uitgebroken. Tot het einde van de vorige eeuw bleef de Eemshaven een zorgenkindje. Nu is het een postapocalyptisch landschap met enorme gebouwen en heel weinig mensen. Google zit er, een enorme moutfabriek, energiecentrales. Het gaat goed met de haven. Niet dat wij daarvoor zijn gekomen.

Isaiah Berlins verdeelde de mens onder in vossen, die veel dingen weten, en egels, die één belangrijk ding weten. Wandelaars die het door de mens gemaakte verafschuwen, zijn egels. Voor hen telt maar een ding en dat is ‘de natuur’. Wij, achter de ruiten van het Eemshotel, zou je alleen maar als vossen kunnen omschrijven: wandelaars die de wereld van het industriegebied even liefhebben als het Reestdal met zijn zeldzame planten.

Het Eemshotel staat buitendijks op hoge palen en is te bereiken via een lange steiger. Het ziet eruit als een scheepsbrug die hier een nieuwe bestemming heeft gevonden. Binnen valt alle haast weg. Hier, in het grijze water van de Eems, zijn er alleen nog de elementen. Land, zee en lucht. Zelfs het dagmenu heeft iets tijdloos: gebakken lever, rode kool en aardappelen.

Marcel Möring is schrijver, bekend van romans als In Babylon (1997), Dis (2006), Louteringsberg (2011) en Eden (2017).

20 | de ingenieur 5 | mei 2019

Toen ik nog in Rotterdam woonde, reden mijn ex en ik op mooie zomeravonden graag naar de Maasvlakte om in het dovende licht van de ondergaande zon te kijken naar de raffinaderijen en de opslagtanks. Er zijn mensen die bij zoiets denken aan vervuiling en broeikaseffect, en terecht, maar ik word in zo’n omgeving onweerstaanbaar be­ vangen door een vreemd soort ontzag voor wat de mens wrocht. Als het gaat om natuur en techniek ben ik een pluralist: ook al lijken ze soms onverenigbaar, ze kunnen prima naast en met elkaar bestaan.

We zijn geneigd om in tegenstellingen te denken: natuur slash (zoals mijn kinderen tegenwoordig zeggen) mensenhand. De meeste mensen die bij mij op bezoek komen, lopen naar het raam en kijken naar de weilanden, het riviertje dat daardoor loopt en de grote eiken. Het is een kleinschalig landschap, het Reestdal. Een goede vriend omschreef het als een Hollandse versie van De Gouw, waar de hobbits uit In de ban van de ring wonen.

Mijn bezoekers denken dat ze naar natuur kijken, maar alles wat ze zien, is gemaakt. In de twaalfde eeuw hebben monniken het riviertje afgetakt en in een lus om het kloosterterrein gelegd, zodat ze stroomopwaarts vers water konden innemen en stroomafwaarts vuil water kwijt konden. Pachters hebben daarna het natte land ontgonnen. Jaar in jaar uit hebben ze de mest uit de potstal op het land gebracht, waardoor de hoge essen ontstonden die je nu ziet. Vee heeft de ene soort flora bemest en de andere soort uitgedund. Na het klooster kwam de adel, die op dezelfde plek een buitenhuis bouwde en lanen en tuinen aanlegde. Allemaal mensenwerk en we noemen het natuur.

Wat hij had aangezien voor biodiversiteit, was het resultaat van landbouwgif

Het leidt soms tot verwarring. Ik liep met een vriend in de omgeving, toen hij met een zucht opmerkte hoe prachtig de verschillen in kleur waren tussen het ene veld en het andere. Het was inderdaad mooi: bijna helgeel gras hier en verderop sappig groen.

‘Dat komt’, zei ik, ‘doordat de boer heeft gespoten.

Het gele gras is aan het verdorren. Daar komt straks mais.’ Mijn gezelschap keek een beetje beteuterd.

Wat hij had aangezien voor biodiversiteit was het resultaat van landbouwgif.

Later liepen we door een weide, langs het riviertje.

Water stroomde over een schuifdammetje en stortte klaterend naar beneden. ‘Dat maakt het landschap interessant’, zei mijn gezelschap, ‘zo’n watervalletje.’

Ik besloot maar geen betoog te houden over de gemaakte wereld. Het was er een te mooie middag voor.

foto John Tekeridis

Google Home-speakers gebruiken Assistant om woorden te begrijpen en commando’s uit te voeren. Google verkocht in korte tijd miljoenen van deze slimme speakers.

VERANTWOORDE DIGITALE ASSISTENT IN DE MAAK

‘Alexa, zoek een concurrent’ Spraakgestuurde hulpjes als Alexa en Google Assistant worden steeds populairder en kunnen steeds meer. Maar ze leggen wel beslag op persoonlijke informatie. Hoogleraar informatica Monica Lam komt daartegen in opstand en bouwt haar eigen digitale assistent. Die is met commando’s te programmeren én beschermt je privacy. tekst Marc Seijlhouwer MSc

‘D

igitale assistenten zijn de engste dingen in de tech­ industrie tot nu toe. Maar ze bieden ook kansen die er tot nu toe niet waren om ál je data te com­ bineren.’ Prof.dr. Monica Lam van Stan­ ford University beziet de opkomst van de Alexa’s en Google Assistants in onze huiskamers met een dubbel gevoel.

Aan de ene kant kunnen mensen op

een laagdrempelige manier krijgen wat ze willen van webwinkels, zoekmachi­ nes en andere diensten; precies de zelf­ beschikking waar de Amerikaanse hoogleraar al jaren op hoopt. Aan de andere kant brengen de feitelijke monopolies van Amazon en Google ook allerlei risico’s met zich mee, zeker nu het aantal mensen met een digitale assistent in huis snel groeit. Meer dan

100 miljoen Alexa’s staan er wereld­ wijd in huiskamers, liet webwinkel­ gigant Amazon begin dit jaar weten.

Van de Google Assistant zijn er al min­ stens 50 miljoen in omloop. En op de toonaangevende consumentenbeurs CES in Las Vegas eerder dit jaar had­ den heel wat van de stands op zijn minst íéts te maken met een digitale, stemgedreven assistent. Blijkbaar was mei 2019 | de ingenieur 5 | 21

KIEZEN VOOR PRIVACY

foto Stanford University/Monica Lam

Almond, de open source digitale assistent waar hoogleraar informatica Monica Lam aan werkt, heeft in tegenstelling tot Alexa van Amazon en Google Assistant wél oog voor de privacy van zijn gebruiker. Alexa luistert bijvoorbeeld constant mee, omdat ze het moet kunnen horen wanneer iemand haar naam zegt. De opgenomen gesprekken worden vervolgens opgeslagen op servers van Amazon. Voor Google Assistent geldt ongeveer hetzelfde.

Bij Almond zit het anders: de voor iedereen beschikbare basiscode geeft de gebruiker de macht om te kiezen. Bedrijven zullen met die code commerciële producten maken.

‘Een deel daarvan zal hetzelfde model volgen als Amazon: goedkope apparatuur, waarbij je als klant betaalt met je data.

Maar er zullen ook assistenten komen met Almond-code die de gebruiker zelf laat kiezen wanneer en hoe data wordt gedeeld’, zegt Lam. ‘Dat is het idee achter open ­source: diversiteit van technologie.’

Monica Lam werkt aan een virtuele assistent die je data alleen doorspeelt naar derden als je dat toestaat.

Bovendien kan hij veel meer dan de huidige speakers, omdat hij is te programmeren met woorden.

het een gat in de markt: een klein apparaatje dat begrijpt wat je zegt.

Om bijvoorbeeld kookwekkers te zetten, muziek af te spelen of ­producten te bestellen bij een webwinkel.

De populariteit van dit soort ‘praatpalen’ is nauwelijks een verras­ sing voor Lam, die kort in Nederland was om een lezing te geven voor de Universiteit Leiden over digitale assistenten en hoe ons internet­ gebruik verandert. Tien jaar geleden had ze al in de gaten dat een ­dergelijk systeem een megahit zou zijn. ‘Uit mijn onderzoek conclu­ deerde ik dat de app die je gebruikt om te communiceren de ruggen­ graat zou worden van de hele internet­structuur. In China zie je dat het best: daar is het WhatsApp-achtige WeChat uitgegroeid tot alles-ineen-app. Je WeChat-account ís je online profiel. Zonder kun je niet communiceren. En inmiddels zit er ook een winkel aan vast, een ­gamekanaal enzovoort.’

Telecombedrijven In Europa en de VS zou dat ook gebeuren, voorzag Lam. ‘Toen ik ont­ dekte dat de manier waarop je online communiceert essentieel zou zijn voor grote dataplatforms, probeerde ik telecombedrijven ervan te overtuigen daar een app voor te lanceren. Die bedrijven zijn immers gereguleerd door de overheid en moeten zich aan regels houden. Maar destijds hadden ze er geen tijd en geld voor, Silicon Valley nam het over en inmiddels heeft Facebook bijna alle grote apps in haar bezit.’

Het nut van digitale assistenten voor gebruikers is duidelijk. ‘Ze geven 22 | de ingenieur 5 | mei 2019

een interface aan je data, zodat je die makkelijk en snel kunt sorteren of aanpassen. Daar zijn mensen naar op zoek. Eén apparaat waarmee je bijvoorbeeld berichten en foto’s van Facebook, Instagram en WhatsApp allemaal kunt benade­ ren zonder ook maar een knopje in te drukken.’

Door de monopolies van de bedrijven achter de praatpalen liggen echter ook misbruik van data, inbreuk op privacy, woekerprijzen en machtsmis­ bruik op de loer. ‘Begrijp me niet verkeerd: ik ben blij dat er twee bedrijven zijn in deze praatpaal­ wereld. Maar nog beter zou het zijn als het echt een open markt was.’

En dus begon Lam aan haar eigen initiatief: Almond, een open source digitale assistent, waar­ van iedereen de code kan inzien, aanpassen en gebruiken. Niet alleen dat: deze assistent moet ook nog eens vele malen beter worden dan de rest. Hij moet met commando’s zijn te program­ meren op een laagdrempelige en natuurlijke manier. Als je zegt: sorteer al mijn Facebook­ vrienden op leeftijd en vertel me wie de oudste vijf zijn, dan moet de assistent weten wat dat betekent. Let wel: op dit moment werkt Almond

foto Amazon

Alexa-speakers kunnen op basis van stemcommando’s muziek afspelen, producten bestellen bij webwinkel Amazon en allerlei andere dingen.

Maar je geeft wel al je data weg aan een bedrijf dat die vervolgens gebruikt om meer winst te maken.

nog niet met spraakherkenning. Hij heeft ge­­ schreven woorden nodig. Programma’s die spraak automatisch omzetten in tekst worden pas in een latere fase ingebouwd.

Nu kan een computer mensen niet zomaar ­be­­grijpen. Met machine learning leert de assistent om normale zinnen en woorden om te zetten in een programmeertaal. ‘Zo’n systeem kun je mak­ kelijk voor de gek houden of verkeerde dingen leren. Maar we gaan ervan uit dat mensen thuis willen dat het systeem goed werkt en dus niet met voorbeelden komen die expres het systeem in de war sturen.’ Dat maakt de eisen aan de AI minder streng.

Bovendien: voor een zelfrijdende auto moet een kunstmatig intelligent algoritme niet alleen leren rijden, het mag ook nooit de fout in gaan.

Voor een assistent maakt dat minder uit; als er iets misgaat, geef je het commando gewoon opnieuw.

Dat zorgt ervoor dat mensen het systeem nu al kunnen gebruiken zonder desastreuze gevolgen.

En hoe lang duurt het dan tot het algoritme precies snapt wat we willen? ‘We gokken dat het vijf jaar kost. Natuurlijke taal is niet makkelijk; het leren ervan vereist een hoop data die nu nog niet open source beschikbaar is. Maar we moeten dit ontwikkelen om te voorkomen dat twee bedrijven straks álle data in handen hebben.’

Systeembreker Maar Amazon en Google hebben nu al zo’n groot deel van de markt, daar valt toch niet meer tegen op te boksen? Zo is het niet, denkt Lam. ‘Alle andere bedrijven maken zich zorgen over de dominantie van de grote twee. Ze willen een alter­ natief, maar kunnen niet in hun eentje de markt

doorbreken. Door achter een open-source-systeem te gaan staan, ­kunnen ze samenwerken. Als er een monopolie is, is open source de enige remedie.’

Lam kan het weten, want ze werkte eerder mee aan het ‘breken’ van een ander systeem. Rond 2008 was bijna alle netwerkinfrastruc­ tuur in de VS in handen van het IT-bedrijf Cisco Systems. Aan Stanford ontstond toen het idee om een netwerk te maken met behulp van ­software, zodat er minder hardware nodig was en Cisco dus minder macht zou hebben. Deze software-defined networks kregen al snel steun van de hele IT-industrie, die het monopolie wilde doorbreken.

‘Google, Deutsche Telekom en HP deden bijvoorbeeld mee’, herinnert Lam zich. Door die steun kon de techniek uitgroeien tot een product, en vervolgens ging het hard. De geschatte waarde van de SDN-­ industrie is 100 miljard dollar. ‘En door die groei doet zelfs Cisco nu mee om SDN groter te maken.’

‘Als er een monopolie is, is open source de enige remedie’ Lam hoopt en denkt dat haar Almond om dezelfde reden zal werken.

Als zij met haar team een goed programma schrijft, zullen bedrijven als Apple en Microsoft het vervolgens tot een product maken. En Almond is technologisch geavanceerder dan de andere assistenten (je kunt hem immers programmeren), waardoor deze assistent de potentie heeft om groter te worden dan de bestaande apparaten.

Makkelijk zal dat niet worden. De assistent moet worden getraind met data, maar de beste data zijn nu in handen van Amazon en Google.

Dat maakt hun monopolies veel sterker dan dat van Cisco destijds. Kan het onafhankelijke, open systeem die toch doorbreken? De tijd zal het leren. Maar Lam is vol optimisme, en ziet het ook als bittere noodzaak.

‘We moeten onze krachten bundelen om monopolies te bestrijden.

Want uiteindelijk zijn die voor niemand goed.’ | mei 2019 | de ingenieur 5 | 23

Een waterspanningsmeter op de proefterp in Etersheim, met op de achtergrond de Etersheimer Braakmolen. Deze polder werd in 1632 bedijkt en leeggemalen, na een eerdere dijkdoorbaak.

De dijk langs de Noord-Hollandse kant van het Markermeer moet op de schop. Op drie plaatsen pal achter de dijk heeft de Alliantie Markermeer­dijken proefterpen opgeworpen: ideale plekken om kennis en ideeën te toetsen. foto Cris Toala Olivares

tekst drs. Pancras Dijk

TEKORTKOMINGEN MARKERMEERDIJK WORDEN AANGEPAKT

Proefterp als testlab

D

oor het hoge gras – het zal een tijd geleden zijn dat de schapen hier mochten grazen – struin ik met grote stappen naar boven, waar zich het beloofde uitzicht voor me ontvouwt: het prachtige, buitendijkse over­ stromingsgebied Oosterkoog, vol riet en vogelrumoer. Verderop ligt het Markermeer te schitteren in de zon.

Het is koud en windstil, de lucht is helder. In dat kalme water in de verte schuilt het gevaar, heb ik net begre­ pen. Dat is de reden dat deze dijk moet worden versterkt.

Achter me dumpen zandwagens hun

24 | de ingenieur 5 | mei 2019

zware lading op een weiland. In een week tijd is er een zandhoop op­­ge­ worpen van inmiddels 1 m hoog, ter grootte van een half voetbalveld. Her en der steken palen uit het zand. Hier, net buiten het plaatsje Etersheim, wordt een proefterp aangelegd, be­ doeld om alle kennis en ideeën te tes­ ten die ingenieurs hebben bedacht om het gebied veilig te houden.

Zuiderzeevloed De 48 km lange Markermeerdijk loopt van Hoorn tot aan de monding van het IJ in Durgerdam. Het is een provinciaal monument dat al eeuwenlang het land­

schap bepaalt. Op sommige plaatsen, zoals hier bij Etersheim, is er in de loop der tijd een knik in gekomen, of een rare uitstulping; het gevolg van een doorbraak uit het ver­leden. Zo laat de dijk zich lezen als een geschiedenis­ boek, dat leert hoe voorgaande genera­ ties de voortdurende strijd tegen het water hebben uitgevochten.

Het huidige profiel van de dijk dateert van kort na 1916. In januari van dat jaar vond er voor het laatst een grote doorbraak plaats. De Zuiderzee­ vloed eiste in Noord-Holland negen­ tien levens, waarvan zestien op ­Marken. Vrijwel het gehele veen­

weide­­gebied Waterland kwam onder water te staan. De ramp luidde de aanleg van de Afsluitdijk in, om de Zuiderzee voorgoed te temmen. In de getroffen provincie werd het Hoogheemraadschap Noordhollands Noorderkwartier opgericht, dat verantwoordelijk werd voor alle dijken ten noorden van het IJ. De Markermeerdijk hoeft sindsdien niet meer te beschermen tegen een woelige zee. Toch geldt hij als een primaire waterkering waarvoor strenge regels gelden. Want ook het Markermeer kan een bedreiging vormen. Bij zware regenval – en daarvan wordt in de toekomst door de klimaatverandering alleen maar meer verwacht – stijgt het waterpeil.

Klotst het water langere tijd tegen de dijk, dan kan die verzwakken en uiteindelijk zelfs landinwaarts afschuiven. Dat kan een overstroming betekenen.

Hechte samenwerking Al in 2006 kwamen de tekortkomingen van de dijk aan het licht. De dijk is grotendeels gebouwd op slappe veengrond; een groot stuk ervan werd dan ook afgekeurd vanwege onvoldoende stabiliteit. De kans op een doorbraak, zo werd berekend, was hoger dan de toen geldende grens van eens in de 10.000 jaar. Inmiddels is de normering zelfs aange­ scherpt: nu geldt een overstromingsrisico van eens in de duizend jaar als bovengrens. In totaal moet 33 km van het traject worden aangepakt.

‘In de tweede week van januari zijn we begonnen met het aanleg­ gen van een eerste proefterp’, zegt ir. Remco den Hertog. Inmiddels zijn er drie in aanbouw, allemaal in de Noord-Hollandse gemeente

foto Cris Toala Olivares

Met een bulldozer wordt het aangevoerd zand verspreid over de proefterp. Uiteindelijk zal die 5 m hoog worden en veel kennis opleveren over het gedrag van de ondergrond bij zware belasting.

Edam-Volendam. Het aanleggen van proefterpen om de kennis en ideeën te testen is nieuw, zegt Den Hertog, projectmanager van de werkzaam­ heden op het dijkgedeelte tussen Schardam en Volendam. ‘Ik heb in ieder geval nog nooit mee­ gemaakt dat we de plannen zo op ware grootte in de praktijk kunnen testen.’

De sleutel tot het succes van de nieuwe werk­ wijze ligt in de samenwerkingsvorm die is geko­ zen tussen de betrokken partijen. Speciaal voor deze dijkversterking is de Alliantie Markermeer­ dijken in het leven geroepen. Daarin heeft de opdrachtgever, Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier, zich verenigd met de aanne­ mers: Boskalis, KWS en Van Hattum & Blanke­ voort. ‘Zo’n samenwerkingsvorm is echt een innovatie’, zegt Den Hertog, zelf afkomstig van Boskalis. ‘Voorheen was er altijd een zekere ­spanning tussen opdracht­gever en opdracht­ nemer, maar hier zitten we voortdurend samen aan tafel.’

Een ander voordeel is de financiële risico­ spreiding. Eventuele onverwachte meerkosten worden verdeeld over alle alliantiepartners; het­ zelfde geldt voor meevallers. Bovendien kan de mei 2019 | de ingenieur 5 | 25

foto Alliantie Markermeerdijken

De Alliantie Markermeerdijken legde pal aan de oude dijk bij het Noord-Hollandse plaatsje Etersheim een proefterp aan.

dijkversterking zo een stuk sneller worden aan­ gepakt.

De hechte samenwerking tussen opdracht­ gever en aannemer moet ook tot innovaties ­leiden. Recent stelde Deltares vast dat dijken op veen toch sterker zijn dan altijd werd aangeno­ men. Daarom hoeft de Markermeerdijk op een aantal plekken minder ingrijpend te worden ver­ hoogd dan was voorzien. Maar om precies te weten wat het veen kan hebben en hoe de onder­ grond zich hier gedraagt, is nader onderzoek nodig. Daarvoor zijn de proefterpen ideaal. ‘Alle partijen vinden het belangrijk om methodes die we op de tekentafel hebben bedacht en op de computer zijn doorgerekend ook nog eens in het veld te testen’, zegt Den Hertog. ‘Dat heeft een enorme meerwaarde. Bij andere contractvormen is daar vaak het geld niet voor.’

Forse spanning De terpen worden geleidelijk aan opgebouwd.

Nadat er een meter zand is aangebracht, wachten de uitvoerders een maand totdat ze de volgende laag aanbrengen. In de tussentijd monitoren ze nauwkeurig wat er met de ondergrond gebeurt.

Uiteindelijk worden de terpen 5 m hoog en zullen ze bestaan uit 10.000 tot 13.000 m3 zand elk.

Dat betekent niet dat de dijk uiteindelijk ook echt 5 m hoger zal worden. ‘We testen de voorbe­ lasting. Hoe reageert de bodem op zo’n gewicht?

Komt dat overeen met wat we hebben berekend?’

Eenzelfde voorbelasting zal ook voor de echte dijk worden toegepast. ‘Die halen we vervolgens 26 | de ingenieur 5 | mei 2019

weer weg. Pas daarna gaan we op de voorbelaste grond de echte nieuwe dijk aanleggen’, zegt Den Hertog.

De kennis die de proefterpen moeten opleveren, komt onder meer uit de vele zakbaken die erin zijn geplaatst. Dat zijn vierkante ­stalen platen waarop een pijp is bevestigd. Die pijpen steken overal uit de terp en naarmate die verder wordt opgehoogd, kunnen ze worden verlengd. ‘De stalen plaat is op het maaiveld gelegd voor we begonnen met ophogen. De pijp die er loodrecht in staat, heb­ ben we nauwkeurig ingemeten. Als de bodem door het gewicht van al het zand gaat zakken, dan kunnen we dat precies meten’, legt Den Hertog uit. ‘Het is allemaal geen hightech, maar de methode werkt nog altijd goed.’ Hij wijst op de weilanden naast de proefterp.

Daar staan dezelfde pijpen. ‘Als de grond hier door het gewicht ­verzakt, dan zou die buiten de terp misschien omhoog kunnen komen. Dat willen we natuurlijk ook graag weten.’

Andere palen in de terp zijn voorzien van elektrische bedrading waarmee de spanning van het grondwater wordt gemeten. Ook daarop komt immers door het gewicht van het zand een forse span­ ning te staan. Dat kan de stevigheid van de veen- of kleigrond aantas­ ten. Om die spanning sneller te laten verdwijnen, wordt in de proef­ terp verticale drainage toegepast, in de vorm van dunne filterdoeken op 1,5 m diepte. Midden in zo’n doek zit een kunststof plaatje waar­ langs het water kan wegsijpelen. ‘Het is de efficiëntste manier om overspannen water weg te voeren’, zegt Den Hertog. ‘Het inklinken van de bodem wordt zo aanzienlijk versneld.’ Pas als de spanning weer is genormaliseerd, kan er een nieuwe zandlaag worden gestort. Water­ spanningsmeters geven aan wanneer dat moment is aangebroken.

Op 5, 10 en 15 m rondom de proefterp zijn hellingmeetbuizen geplaatst, bedoeld om het effect op de omgeving te bestuderen. ‘Als je de grond samendrukt door er een enorm gewicht op te plaatsen, dan wil de massa ook opzij’, zegt Den Hertog. ‘In die meetbuizen kun je een apparaatje laten zakken dat de horizontale verplaatsing van de grond meet.’

‘DE GROOTSTE DIJKVERSTERKING OOIT’ De versterking van de Markermeerdijken maakt deel uit van het Hoogwaterbeschermingsprogramma. Dat is een alliantie van Rijkswaterstaat en 21 waterschappen in Nederland die tot doel heeft alle dijken in het land in 2050 te laten voldoen aan de geldende norm.

Nederland staat voor de grootste dijkversterkingsopgave die het ooit heeft g ­ ehad. Tot 2028 worden 256 sluizen en gemalen en meer dan 1100 km dijken onder handen genomen, verspreid over het hele land, zowel langs de kust als langs de rivieren. Tot het jaar 2050 zul-

Deze kennis is noodzakelijk voor het staven van de theoretische modellen, zegt Den Hertog. Die modellen hebben ook een duidelijk praktische betekenis. Op sommige plekken grenzen woningen pal aan het dijk­lichaam. ‘Stel dat we een dijk moeten ophogen op nog geen 20 m afstand van een huis. Dan moeten we weten welke invloed dat zal hebben op de ondergrond. Op de proefterpen kunnen we onze bereke­ ningsmethodes valideren en op basis daarvan maatregelen nemen.’

Omkeerbare werkzaamheden

foto HWBP

Gevraagd naar concrete voorbeelden van maatregelen om schade bij omwonenden te voorkomen, laat Den Hertog een stilte vallen. Zijn antwoorden worden ineens een stuk korter. Het onderwerp ligt gevoe­ lig. ‘Sommige bewoners zijn er minder gerust op’, erkent Den Hertog.

‘Maar ook daarom hebben we voor de methode met de proefterpen gekozen. Door hier goed onderzoek te doen, proberen we de zorgen weg te nemen.’

Omwonenden hebben zich verenigd in de Stichting Zuyderzeedijk.

Vanaf het eerste begin sinds de dijk werd afgekeurd, heeft de focus gelegen op het verschuiven van zoveel mogelijk grond, luidt hun kri­ tiek. Dat dreigt nu funeste gevolgen te hebben voor de geliefde aanblik op de monumentale dijk. Voor inspraak van omwonenden zou lange tijd geen ruimte zijn geweest. De stichting spande juridische procedu­ res aan tegen de verantwoordelijke minister en tegen de Gedeputeerde Staten van Noord-Holland, als formele opdrachtgevers van de Allian­ tie. De zaak kwam uiteindelijk zelfs tot de Raad van State. Die oor­ deelde in maart van dit jaar in een voorlopig vonnis dat voldoende aannemelijk is gemaakt dat de dijk een veiligheidsrisico vormt dat moet worden aangepakt. De feitelijke werkzaamheden mogen dan ook beginnen, zij het dat die in ieder geval tot de uitspraak in een bodem­ procedure begin komend jaar een ‘omkeerbaar karakter’ moeten heb­ ben. De Alliantie zegde al toe de dijk zelf in ieder geval tot die datum

len er nog vele honderden kilometers dijkversterking bijkomen. Dat komt neer op 50 km dijk per jaar; twee keer zoveel als nu het geval is. De kosten – 7,4 miljard euro voor het e ­ erste deel – worden ­gelijkelijk verdeeld tussen het Rijk en de w ­ aterschappen.

ongemoeid te zullen laten; de werkzaamheden spitsen zich voorlopig toe op de proefterpen en baggerwerkzaamheden in het meer.

Uit onderzoek blijkt echter dat 75 % van de mensen in het achterland van de dijk juist geluk­ kig is met de geplande dijkversterking, zegt ­Jessica van der Horst BA, de persvoorlichter van de ­Alliantie. ‘Er is altijd een groep die wat minder blij is en die proberen we tegemoet te komen.

Maar uiteindelijk hebben wij een duidelijke opgave: de dijk moet veilig. In de ontwerpen heb­ ben we geprobeerd zo min mogelijk in te grijpen in de bestaande, monumentale dijk. Maar er zal toch het een en ander gaan veranderen. Want die monumentale dijk is niet veilig.’

‘Je merkt dat ze hier al lang geen watersnood hebben meegemaakt’ Tegelijkertijd, zegt Den Hertog, is het schrikbeeld van een totaal nieuwe dijk begrijpelijk. ‘Het zijn Noord-Hollanders en die voelen zich van oudsher verbonden met het water en met de dijk. Tegelij­ kertijd merk je aan de weerstand dat ze hier al lang geen watersnood meer hebben meege­ maakt. Niemand herinnert zich meer de ramp van 1916.’

Geen kaarsrechte lijn

In Marken is de dijk een geliefde plek voor recreatie. Een dijkdoorbraak in 1916 eiste op het eiland zestien levens.

De proefterpen zullen er een jaar liggen. In de zomer worden de eerste testresultaten verwacht.

Dan zal het nog zeker vijf jaar duren voor de dijk gereed is. Die zal niet exact dezelfde loop krijgen als de kronkelende, huidige dijk, maar ‘we gaan geen kaarsrechte lijn aanleggen’, zegt Van der Horst. ‘Dat zou makkelijker zijn, maar we willen uiteindelijk een nieuw monument creëren. We staan echt te trappelen om iets supergaafs te bou­ wen waarvan iedereen over een paar jaar zegt: ‘Nou, wat een gedoe was dat, maar wat zijn we blij dat die nieuwe, veilige dijk er nu ligt.’’ | mei 2019 | de ingenieur 5 | 27

In de toekomst kun je met deze pen pijnloos een vloeistof injecteren.

Hij bestaat uit een laserdeel dat steeds opnieuw wordt gebruikt en een klein opzetstukje voor eenmalig gebruik.

TWENTSE WETENSCHAPPERS WERKEN AAN NAALDLOZE INJECTIE

Spuitje zonder prik Bang voor naalden? Dan is de redding nabij. Aan de Universiteit Twente werken onderzoekers aan een techniek om vloeistoffen onder de huid te injecteren. laser

cartridge

Toekomstige toepassingen: het injecteren van insuline en het zetten van een

jet

huid

100 m/s

medische tatoeage. tekst ir. Jim Heirbaut

doen of zelfs schade teweegbrengen.

Daarnaast leveren naalden afval op en loop je met naalden altijd het risico op besmetting van anderen; bijvoorbeeld van personeel in de zorg.’ En dan heb­ ben we het nog niet eens over alle mensen die bang zijn voor naalden.

naar binnen. Nu kun je in een tv-serie zoveel ‘zappen’ als je wil zonder uit te hoeven leggen hoe het werkt, maar in de echte wereld moet je komen tot een haalbare technische uitvoering.

Zover zijn Fernandez Rivas en zijn collega’s nu. Ze hebben een testopstel­ ~1 mm spiegel objectief lichtstraal medicijn dampbel ling ontwikkeld die vloeistofdruppels Schieten op varkenshuid afvuurt met een zodanige snelheid dat Injecteren zonder naald dus. Het idee ze door de toplaag van de huid kunnen is allesbehalve nieuw, zegt Fernandez breken. De opstelling bestaat grofweg Rivas. ‘Het zat al in de sciencefiction­ uit twee delen. Centraal staat een serie Star Trek.’ Je houdt een apparaatje zogenoemde microfluïdische struc­ tegen de huid en dat ‘zapt’ een stofje tuur, een soort glazen buisje met een

laser

cartridge

jet

~1 mm

Het hart van de naaldloze injectietechniek waar Twentse onderzoekers aan werken. Een laser beschijnt de vloeistof in een microfluïdische structuur. Door snelle opwarming ontstaat een dampbel die een druppel met hoge snelheid lanceert. Deze druppel dringt vervolgens de huid binnen.

28 | de ingenieur 5 | mei 2019

huid

100 m/s

spiegel

objectief

lichtstraal

medicijn dampbel

illustratie Ruud Vogelesang

I

ets als het prikje van een mug.

Meer voel je niet van de naaldloze injectietechniek die onderzoekers aan de Universiteit Twente onder leiding van dr.ir. David Fernandez Rivas hebben ontwikkeld. Bij deze techniek wordt een klein beetje vloei­ stof zó versneld dat een druppel wordt gelanceerd die dwars door de opper­ huid heen gaat. Vervolgens remt die vloeistofdruppel af in het weefsel daar vlak onder. In de toekomst dienen we op deze manier medicijnen heel lokaal toe, verwachten de onderzoekers, of wordt zo een tatoeage gezet.

Om een stof onder de huid te bren­ gen, moet je door de opperhuid heen, en die is behoorlijk stevig. Ooit be­dacht iemand dat een naald van metaal een goede manier is om een stofje tot onder de huid te brengen; in de bloedbaan of een spier bijvoorbeeld. Dat is het ook, zegt Fernandez Rivas, ‘maar zo’n naald kan wat dieper wel behoorlijk pijn

foto’s Universiteit Twente

speciaal gevormde holte (zie de cartridge in de tekening linksonder).

Hiernaast staat een laser, die zijn licht laat vallen op de vloeistof in de holle ruimte. De laserstraal wordt sterk gefocusseerd, zodat er veel energie (in de ordegrootte van 20.000 W/cm2) naar een klein plekje in de vloeistof gaat, die hierdoor verdampt. Zo ontstaat op deze plek bin­ nen een fractie van een seconde een dampbel die de rest van de vloei­

Het is nog de vraag wat de patiënt voelt van de hitte van de vloeistof stof naar buiten duwt. Die moet door een kanaal dat taps toeloopt, waardoor de snelheid van deze vloeistofstroom toeneemt. Aan het uit­ einde heeft dit kanaal een opening, waar een druppeltje uit schiet van maar een paar nanoliter. In recente proeven haalden deze druppels snelheden van rond de 100 m/s; ruim 350 km/h.

Hoewel dit lanceren de grootste opgave was, is ook stap twee van belang. De vliegende druppels komen terecht op gelatine, dat mechani­ sche eigenschappen heeft die redelijk overeenkomen met die van de menselijke huid. Ook liepen er proeven met varkenshuid, een veel gebruikt weefsel dat model staat voor mensenhuid. Het team richtte een hogesnelheidscamera op het punt waar de vloeistofstraal die ­varkenshuid raakte. Daar zagen ze dat bij de eerste aanraking van

de vloeistof met de bovenste laag van de opper­ huid – het stratum corneum – de huid doorbuigt en vervolgens al snel breekt. De rest van de lang­ gerekte druppel ondervindt dus minder weer­ stand en schiet door tot onder de huid. En als er geen vloeistof meer bij past onder de huid, kaatst de rest terug van de opperhuid.

Het gaatje dat in de huid is ontstaan, is heel moeilijk waar te nemen, zelfs met een micro­ scoop. ‘Deze methode richt in ieder geval duide­ lijk minder schade aan dan een naald’, zegt Fer­ nandez Rivas. Ook verwachten de Twentenaren dat het extreem smalle straaltje vloeistof – de dikte is ongeveer 50 mm – geen pijn doet als het door de huid heen breekt. Wel is de vloeistof opgewarmd door de laser. Het is nog de vraag wat de patiënt voelt van die hitte.

Zonder littekenweefsel Inmiddels hebben de Twentse onderzoekers al verschillende vloeistoffen verwerkt met hun naaldloze injectiemechanisme. Van water met een kleurstofje tot tatoeage-inkt, en van insuline tot vloeibare polymeren zoals polyetheenglycol.

Het naaldloos injecteren van een vloeistof kost minder energie dan wanneer je dezelfde hoeveel­ heid vloeistof inbrengt met een tatoeëernaald, zo mei 2019 | de ingenieur 5 | 29

foto Xin Liu/Katia Vega

Wetenschappers werken aan medische tatoeages, die bijvoorbeeld een andere kleur krijgen als de bloedsuikerspiegel van de drager verandert. Met een naaldloze injectie zijn deze tatoeages wellicht efficiënt en pijnloos aan te brengen.

schrijven de onderzoekers in een recent weten­ schappelijk artikel.

Toch zijn dit nog maar verkennende experi­ menten. ‘Als je een bepaalde vloeistof zo efficiënt mogelijk wilt afschieten, kan het nodig zijn om de vorm van de microfluïdische structuur aan te passen’, denkt Fernandez Rivas. Stoffen gedragen zich namelijk verschillend als je ze door smalle kanaaltjes perst. En soms komen er onverwachte problemen aan het licht, zoals bij de tatoeage­inkt. ‘We zien dat de vaste pigmentdeeltjes uit de inkt aan de wand van de microfluïdische struc­ tuur blijven plakken.’

Hoewel het injecteren zonder naald nog in de onderzoeksfase zit, zijn er al tal van nuttige toe­ passingen te bedenken. Een eerste is een tatoeage die wordt aangebracht om het lichaam mooier te maken na een operatie of ongeluk. Als bijvoor­ beeld bij borstkanker een deel van de borst is weggehaald, kun je een afbeelding van een tepel op de huid aanbrengen. Dat gebeurt nu nog met een tatoeagenaald, maar misschien is Fernandez Rivas’ methode een pijnloos alternatief.

Ook valt te denken aan het lokaal toedienen van medicijnen. ‘Niet alle geneesmiddelen kun je met een pil of drankje innemen, doordat ze het spijsverteringskanaal niet overleven.’ Die moet je

soms heel lokaal toedienen, zodat het medicijn echt daar terechtkomt waar het moet werken. Fernandez Rivas zoekt nu oncologen en farma­ cologen om samen onderzoek in deze richting mee op te zetten.

Een andere mogelijke toepassing is de behandeling van mensen met diabetes. Een veelbelovende nieuwe oplossing voor deze groep patiën­ ten is een kunstmatige versie van de alvleesklier, het orgaan dat niet meer goed functioneert bij diabetes type 1. Dit kunstorgaan, waar al klinische tests mee plaatsvinden, gebruikt een sensor om voortdurend iemands bloedsuikerspiegel te meten. Die wordt vervolgens bijge­ stuurd via twee naalden die semipermanent in de buik zitten. Is de

Met een speciale tatoeage hoeven diabetici niet meer te prikken bloedsuiker te hoog, dan geeft de ene naald insuline af. Is de suikerspie­ gel te laag, dan geeft de andere naald glucagon af, een ­hormoon dat de bloedsuikerwaarde laat stijgen. ‘Die naalden moeten echter om de paar dagen naar een andere plek op de buik’, vertelt ­Fernandez Rivas. ‘Dat geeft op den duur littekenweefsel.’ Hij hoopt in de toekomst daarom de twee naalden te kunnen vervangen door twee van zijn injectiemecha­ nismen. ‘En zo’n closed-loop-systeem kun je voor veel meer ziektes gebruiken.’

foto’s David Fernandez Rivas

Onder de huid

Deze beelden gemaakt met een hogesnelheidscamera laten zien hoe bij een naaldloze injectie een druppel wordt gelanceerd. Tussen elke foto zit 4 μs.

30 | de ingenieur 5 | mei 2019

Een verrassende toepassing is het zetten van medische tatoeages die informatie kunnen geven over de gezondheid van de drager. In de ­Verenigde Staten kwamen onderzoekers een paar jaar geleden al met het prototype van een tatoeage die van kleur verandert naar gelang de zuurgraad, de natriumconcentratie of het glucosepeil stijgt of daalt. Die laatste tatoeage zou ervoor kunnen zorgen dat dia­betici zich niet meer in hun vinger hoeven te prikken om hun bloed­suikerspiegel te meten.

‘Voordat je dit in de zorg zult aantreffen, zijn we wel een paar jaar verder’, waarschuwt Fernandez Rivas. ‘Maar het is logisch dat we nu deze mogelijkheden verkennen, want wearables (apparaatjes en sen­ soren die je op je huid draagt – red.) in deze hoek beginnen langzaam­ aan volwassen te worden. Die dingen leveren alleen vaak indirecte waarden van de concentraties van belangrijke stoffen in het lichaam, bijvoorbeeld gemeten in zweet. Daarom willen wij echt ónder de huid kruipen.’ |

TO DO

foto Johannes Schwartz

GROENE FABRIEKEN | 28 mei

foto Depositphotos

Toen Hendrik Willem Mesdag op 3 mei 1880 het contract had getekend voor het schilderen van zijn Panorama, toog hij gelijk naar het Scheveningse Seinpostduin om zijn eerste schetsen te maken. Maar waar stond hij precies? Dat vogelden Delftse studenten eind vorig jaar uit door een landmeetexperiment te verrichten op de hoge punten op het Panorama, zoals de vuurtoren, de watertoren en de ­Oude Kerk. De resultaten van dat experiment vormen het begin van de tentoonstelling ‘Vanaf het hoogste punt’, die vervolgens aan de hand van schetsen, foto’s en objecten laat zien hoe Mesdag te werk ging bij het maken van zijn 120 meter brede schilderij. Ook is er meer aandacht voor de landmeetkunde. De foto’s waarop vanaf 1880 de meetpunten werden vastgelegd, vullen bijvoorbeeld één muur van de tentoonstellingsruimte. Verder zijn er digitale en interactieve kaarten waarop bezoekers de meetpunten van de negentiende-eeuwse landmeters kunnen opzoeken en kunnen zien hoe het landschap is veranderd sinds de tijd van Mesdag. tentoonstelling Vanaf het hoogste punt, Panorama Mesdag, Den Haag, t/m 22 september

Wat kan de industrie doen om duurzamer te worden? Een aantal opties komen aan bod tijdens deze middagvullende bijeenkomst van de KIVI-afdelingen Regio Oost en Regio Gelderland. Sprekers vertellen onder meer over pyrolyse (het omzetten van biomassa in biobrandstof) en het maken van biogas uit biologisch afval en vetten. Een spreker van Nouryon gaat in op de rol die waterstof kan spelen in de energietransitie. Apollo Vredestein laat ten slotte zien hoe het energie bespaart bij de productie van ­ auto­banden. seminar Duurzame fabrieken, 28 mei 13.30 uur, Universiteit Twente Opgeven via www.kivi.nl/gelderland

HET RODE GEVAAR | t/m 1 september

foto Anne Reitsma Fotografie

Nu de spanningen tussen Rusland enerzijds en Europa en de VS anderzijds weer oplopen, komt het Nationaal Militair Museum (NMM) in Soest met een grote tijdelijke tentoonstelling over hoe Oost en West sinds de Tweede Wereldoorlog tegenover elkaar hebben gestaan.

Een van de pronkstukken is een Chieftain Tank, die met 57 ton zo zwaar is dat hij als eerste in de expositieruimte moest worden geplaatst; daarna bouwde men de rest van

de tentoonstelling eromheen. De tank maakte deel uit van de Berlin Brigade, die na de oorlog in West-Berlijn was gestationeerd. Hij is dan ook niet voorzien van standaardcamouflagekleuren, maar van een grijs geblokt patroon, zodat hij zo min ­mogelijk opviel in stedelijke omgevingen.

Een ander tot de verbeelding sprekend stuk is een aluminium doos, begraven in België, als onderdeel van Operatie Gladio. Het idee achter deze operatie, gefinancierd door de NAVO en de CIA: mocht het in West-Europa komen tot een communistische machtsovername, dan zouden achtergebleven troepen worden geactiveerd om daar actie tegen te ondernemen. Ook in de landen van het Warschaupact werd er trouwens gespeculeerd over zo’n overname, zo toont een Poolse militaire kaart met daarop een plan voor de invasie van West-Europa.

Een belangrijk onderdeel van de wapen-

wedloop tijdens de Koude Oorlog waren ­natuurlijk kernwapens. Rond dit thema laat het NMM een replica van Fat Man zien, de atoombom die de Amerikanen op 9 augustus 1945 op de Japanse stad Nagasaki gooiden.

De tentoonstelling sluit af met een actueel gedeelte. Hier is de Citroën C3 te zien die Russische hackers huurden en vollaadden met apparatuur om het hoofdkwartier van de Organisation for the Prohibition of Chemical Weapons (OPCW) in Den Haag te ­hacken.

Een belangrijk onderdeel van Als de Russen komen is de 360-graden-audiotour, aangekleed met historische opnames en geluids­ effecten van alle kanten. Ook een originele toevoeging: het NMM tuigde een escape room op met Koude Oorlog-thema, te boeken via www.bunker83.nl. tentoonstelling Als de Russen komen, ­Nationaal Militair Museum, Soest, t/m 1 september

tekst ir. Jim Heirbaut en drs. Jean-Paul Keulen

mei 2019 | de ingenieur 5 | 31

Boring naar aardwarmte bij het Noord-Hollandse dorp Middenmeer.

NEDERLANDSE GEOTHERMIE NEEMT EEN VLUCHT

Gratis warmte uit de grond In 2030 moeten er in Nederland honderden plekken zijn waar aardwarmte pioniers, maar ook woningen kunnen profiteren van geothermie. Tenminste, als er nog een professionaliseringsslag plaatsvindt. tekst ir. Jim Heirbaut

D

e tomatenplanten in de kas­ sen van Duijvestijn Tomaten in Pijnacker staan er mooi bij. De sappige vruchten groeien onder andere zo goed dankzij warmte uit de aarde, afkomstig van een diepte van 2300 m, oftewel geo­ thermie. Dit is een duurzame manier om kassen mee te verwarmen, die ook geschikt is voor woningen of kantoor­ gebouwen.

Het principe van geothermie is ­eenvoudig: boor twee putten, een zogeheten doublet, met een onderlinge afstand van ongeveer 1,5 km. Bij de ene put wordt warm water omhoog gepompt, waarna de warmte via warmtewisselaars is te benutten om kassen, huizen of kantoren te ver­ warmen. Bij de andere put gaat het

32 | de ingenieur 5 | mei 2019

afgekoelde water terug de bodem in.

Daarbij geldt: hoe dieper je komt, hoe warmer de ondergrond is. In ons land is de toename ongeveer 3 °C per 100 m. Nu is Nederland niet bepaald IJsland of Italië; landen waar de ther­ mische activiteit dichtbij het opper­ vlak zit. Toch loont het ook in ons land op veel plekken de moeite om warmte uit de bodem te halen. En dat is van belang bij de energietransitie.

Elk jaar komen er dan ook zo’n drie projecten bij, met samen zo’n 50 MW aan vermogen. ‘Hoewel het nog een kleine sector is, groeit aardwarmte in Nederland het hardste van Europa’, zegt ir. Frank Schoof, voorzitter van Platform Geothermie, waarin bedrij­ ven, investeerders, ­toeleveranciers, gemeenten en ­kennisinstellingen zich

hebben verenigd. Er staan nu tiental­ len projecten op ­s­tapel, die nog wach­ ten op toekenning van de vergunning om te gaan boren. En dat is nog maar het begin. Volgens het Klimaatak­ koord moet Nederland in 2030 hon­ derden aardwarmte­locaties hebben.

Zout water Op het terrein van Duijvestijn Toma­ ten, 15 ha groot, valt in eerste instantie nauwelijks op dat er geothermie wordt bedreven. Bij nadere inspectie vallen echter de twee zwarte buizen op die verticaal de grond in gaan, een meter of tien uit elkaar. ‘Hou je hand hier eens op, maar niet te lang’, zegt alge­ meen directeur Ad van Adrichem. De buis is warm en er is gerommel voel­ baar, afkomstig van het water dat met

foto ECW Netwerk/Kenneth Stamp

wordt gewonnen, stelt het Klimaatakkoord. De tuinbouwbedrijven zijn de

zo’n 150.000 l per uur – een kleine 42 l per seconde – door de buis raast.

Hier komt opgepompt water van ongeveer 76 °C naar boven, bij de andere verderop gaat het water flink afgekoeld terug de bodem in.

In de boorput hangt op een diepte van zo’n 600 m een pomp die het hete water naar het oppervlak brengt. Daar gaat het een ontgassings­ tank in, die dient om er restjes aardgas uit te halen. ‘Toen we begonnen, hadden we alleen op water gerekend, maar toen bleek dat er ook een klein beetje opgelost aardgas meekwam. We gebruiken dat nu nuttig, door het te verbranden in een warmte-kracht-koppeling-installatie’, legt Van Adrichem uit. Deze installatie levert warmte op, die ook de kas in gaat, en elektriciteit, waarmee de pompen en andere machines worden aangedreven.

Nadat het gas eruit is gehaald, wordt het hete water gefilterd, waarna het in een warmtewisselaar een groot deel van zijn warmte afgeeft aan de waterkringloop van de kas. ‘De warmtewisselaar is nodig omdat het aardwater heel zout is en je dat zout niet in de buizen van de kas wilt hebben.’

Naar gelang er meer of minder warmte nodig is, kan de pomp in de boorput harder of zachter draaien. ‘Als de zon volop schijnt, zoals van­ daag, heb je daar genoeg aan om je kas te verwarmen’, zegt Van Adri­

chem. Op zulke momenten kan dus de winning van warm water worden teruggeschroefd. Alter­ natief is om overtollig heet water op te slaan in grote tanks, waar het bedrijf dan op een later moment warm water kan halen. Een derde optie is om overtollige warmte te verkopen aan bedrij­ ven in de buurt.

Dubbele buizen Het runnen van een aardwarmte-installatie is – als hij eenmaal draait – niet extreem in­­ gewikkeld. Sensoren houden in de gaten of alles goed draait en de machines hebben om de zoveel tijd onderhoud nodig. ‘Regelmatig inspecteren we de put. Dan gaat er een meetapparaat naar bene­ den dat de wand van de buizen doorlicht. En een soort armpjes meten de binnendiameter van de buis.’

Met het hete water komt wat zand mee; van­ daar de filters. Dat zand kan ook licht radioactief mei 2019 | de ingenieur 5 | 33

foto Platform Geothermie

De zwarte verticale buizen zijn de koppen van de productie- en de injectieput van een geothermiedoublet.

zijn. Heb je er een beetje van, dan is de radioacti­ viteit niet eens te detecteren, maar in de filters hoopt ze op. ‘De operator moet het verantwoord afvoeren. Daarom is bij een project ook altijd een stralingsdeskundige betrokken’, zegt Schoof.

Hoewel aardwarmte in ons land een veelbelo­ vende techniek is voor de winning van duurzame warmte, staat de ontwikkeling van de sector nog aan het begin. Dat betekent dat zich soms kinder­ ziektes voordoen. Eerder dit jaar vroeg het Staatstoezicht op de Mijnen aandacht voor het feit dat veel aardwarmteprojecten kampen met roestende buizen. Het water uit de bodem bevat allerlei zouten en het staal dat voor de buizen wordt gebruikt, kan hier niet goed tegen; het ­corrodeert langzaam weg.

Daarom gebruiken veel bedrijven corrosie­ remmers, stoffen die ze aan het water toevoegen om het roesten van de buizen tegen te gaan. Die stoffen zijn echter geen duurzame oplossing, want de chemicaliën kunnen in de bodem terechtkomen. Beter zou het zijn om, net als in de olie- en gasindustrie, met dubbele buizen te gaan werken. Roest de binnenbuis weg, dan kun je die vervangen.

Een alternatieve oplossing is om de binnenbuis van kunststof te maken. Dat materiaal is beter bestand tegen de zouten in het water, maar heeft weer als nadeel dat het minder goed tegen de hogere temperaturen kan. ‘In Noord-Brabant hebben de geothermiesector en overheden al afgesproken om, waar dat zinvol is, met dubbele buizen te gaan werken’, zegt Schoof.

Het Staatstoezicht op de Mijnen komt nog dit jaar met strengere eisen voor de aardwarmtesec­ tor. Het laat zien dat de nog jonge bedrijfstak een 34 | de ingenieur 5 | mei 2019

periode van professionalisering tegemoet gaat. ‘De verschillende bedrijven leren veel van en met elkaar. Maar dat lerende vermogen van de sector moet verder omhoog, willen we de gewenste schaal­ sprong realiseren’, vindt Schoof.

Onder meer hebben de doubletten nog te vaak te kampen met sto­ ringen. Ook kan de levensduur omhoog. En, hiermee samenhangend: de kosten moeten flink omlaag. Schoof: ‘Bij de huidige projecten zit nog veel subsidie, maar dat kan natuurlijk niet blijven duren. Er is becijferd dat Nederland een economisch potentieel heeft van zo’n zevenhon­ derd doubletten; momenteel zijn er 25 operationeel.’ We staan dus pas aan het begin van de exploitatie van aardwarmte in Nederland.

Na de boring kan een put niet geschikt blijken voor aardwarmte De kosten kunnen omlaag dankzij innovaties en schaalvoordeel. ‘Het is duur om alles op te tuigen voor de twee boringen van een doublet en daarna alles weer af te breken. Als je op één plek in plaats van twee putten er zes of acht maakt, gaan de boorkosten fors omlaag. En die vormen bij geothermie het grootste deel van de kosten.’

Het boren van de twee putten — het doublet — is overigens voor ontwikkelaars vaak te duur om volledig met eigen geld te financieren.

Investeerders springen in dat gat, maar nemen daarbij wel een risico.

Hoewel ze van tevoren zoveel mogelijk informatie verzamelen over de bodem, kan na de boring blijken dat de betreffende gesteentelaag min­ der poreus is dan gehoopt. De put is dan niet geschikt voor het winnen van aardwarmte.

Dichtbebouwde gebieden Tegelijk met het volwassen worden van de aardwarmtesector openen zich nieuwe mogelijkheden. Wordt het hete water nu nog meestal

‘NIET STEEDS OPNIEUW HET WIEL UITVINDEN’ Bij het ontwikkelen van een geothermieput zijn er ­verschillende rollen te verdelen. Eerder namen de ­tuinbouwbedrijven er daarvan zelf meerdere voor hun r­ ekening, maar nu belandt de klus steeds vaker ­bedrijven die meerdere projecten bestieren.

Elk geothermie project heeft een ontwikkelaar nodig die het project trekt. Tot nu toe namen tuinbouwbedrijven of groepen tuinders die rol vaak zelf op zich. Ze zijn vaak ook zelf vergunninghouder, het bedrijf dat van de overheid toestemming krijgt om te (laten) boren en daarna de ­boring te exploiteren. De rol van vergunninghouder is ­cruciaal. Dat kan namelijk niet zomaar iedereen zijn. ‘Het ­ministerie van Economische Zaken en Klimaat eist van een vergunninghouder dat die verstand heeft van boren. Een gemeente kan bijvoorbeeld niet zomaar vergunninghouder

worden’, zegt Frank Schoof van Platform Geothermie.

Tot nu toe zijn veel projecten dus gedaan door tuinbouwbedrijven of groepen tuinders, die dan meerdere rollen op zich nemen. Dit is echter aan het veranderen, ziet Schoof.

‘De trend is dat we steeds meer portfolio-operators zien; bedrijven die meerdere projecten onder hun hoede ­hebben. Zij runnen dan een werkend doublet en klanten nemen het warme water van hen af. Dat vinden wij een goede zaak, want dit betekent dat opgedane kennis ­behouden blijft bij één partij.’

Daarnaast is de vereniging DAGO opgericht, de Dutch ­Association of Geothermal Operators, onder meer om te zorgen dat opgedane kennis eenvoudig beschikbaar komt voor nieuwe projecten. ‘Daarmee voorkom je dat de ­partners bij elk nieuw project het wiel opnieuw moeten uitvinden.’

opgepompt voor tuinbouw, ook in woningen kan het hete water nuttig zijn. Nieuwbouw zal overigens vaak toe kunnen met heel goede isola­ tie en een warmtepomp. Aardwarmte is met name nuttig voor bestaande huizen en appartementencomplexen.

Daarbij zijn vooral dichtbebouwde gebieden kansrijk. Rotterdam bijvoorbeeld, waarvoor Shell vorig jaar een vergunning aanvroeg om daar aardwarmte te mogen ontwikkelen. ‘Laat ik vooropstellen dat wij nog aan het begin staan van onze activiteiten in de aardwarmte. Dus alle credits naar de partijen die al langer bezig zijn’, zegt ir. Jeroen van Duin, General Manager Shell Geothermie Nederland. Maar Shell brengt natuurlijk wel veel ervaring mee die is opgedaan in de olie- en gassector. Denk aan het doen van boringen, het ontwikkelen van de installaties en het samenwerken met andere bedrijven in de keten.

‘Ook hebben we veel kennis over de ondergrond van Nederland. We hebben seismische data en weten hoe je ondergrondse stromingen simu­ leert.’

Dat Shell zich nu met geothermie gaat bezig­ houden, is opvallend; eerder zag het bedrijf er nog niets in. ‘Na de klimaatafspraken van Parijs is echter duidelijk geworden dat aardwarmte in Nederland een rol kan gaan spelen in de energie­ transitie’, zegt Van Duin. Uit een recent rapport van de geothermiesector blijkt dat aardwarmte in ons land in zo’n 23 % van de totale warmte­ vraag kan gaan voorzien in 2050.

illustratie Ruud Vogelesang

Meteen volle kracht

Dit kaartje geeft de temperaturen in de Nederlandse bodem op 2000 m diepte weer.

Rotterdam is volgens Van Duin een logische plek voor aardwarmte. De stad wil van het aardgas af. ‘Daarbij zijn er veel data beschikbaar over de ondergrond in Zuid-Holland, die aantonen dat er veel aardwarmtepotentieel is. En bovengronds is er vraag naar warmte, met name van woningen.’

Voor de industrie is de temperatuur van het gewonnen water overigens te laag.

Bij het ontwikkelen van aardwarmte­­pro­jec­ ten is een belangrijke rol weggelegd voor gemeentes en regio’s. Die hebben de taak ge­kre­ gen om voor de uitvoering van het Klimaat­ akkoord de regionale energiestrategieën op te stellen. Pas als duidelijk is welke wijken een warmtenet op basis van aardwarmte moeten krijgen, kan er worden geboord, niet andersom.

‘Bij geothermie wil je het liefst meteen volle kracht warmte leveren’, aldus Schoof. Dat is een economisch verhaal: er is een forse investering gedaan, dus je wilt zo snel mogelijk beginnen met terugverdienen. Van Duin van Shell is het met hem eens: ‘Het heeft geen zin om te gaan boren om er vervolgens achter te komen dat je de warmte niet kwijt kunt.’ | mei 2019 | de ingenieur 5 | 35

KEES VERHOEVEN PLEIT VOOR EEN NATIONALE TECHNOLOGIESTRATEGIE

‘Een algoritme mag niet bep Technologie biedt kansen voor welvaart en welzijn, maar kan ook onze autonomie, democratie en economie bedreigen. Die waarschuwing staat in een rapport dat D66 dit voorjaar publiceerde. Het document is geschreven door Kamerlid Kees Verhoeven. ‘Het zou niet goed zijn als enkel ingenieurs en technologen gaan bepalen

QUOTE

hoe de samenleving eruitziet.’

D

tekst drs. Pancras Dijk foto Phil Nijhuis/Hollandse Hoogte

36 | de ingenieur 5 | mei 2019

e afgelopen weken groeien de zorgen over China. Moet Nederland het Chinese telecombedrijf Huawei een rol geven in de aanleg van het toekomstige 5G-netwerk? En die bedrijfs­ spionage bij ASML: zat de Chinese overheid daar misschien achter? Het kabinet presenteert deze maand zijn langverwachte Chinastrategie, waarin het de strategische en economische banden met de Volksrepubliek opnieuw definieert. Volgens drs. Kees Verhoeven, Tweede Kamerlid voor D66 en opsteller van het onlangs verschenen rapport Techvisie 2.0, is er echter veel meer nodig. ‘Ik begrijp alle zorgen om China, maar we moeten veel breder kijken. En bovenal moeten we ons de vraag stellen: welke onderdelen van onze digitale infrastructuur vinden we zo belangrijk dat we die liever zelf ontwikkelen dan ze door een buitenlands bedrijf laten uitvoeren?’

Wat moet er volgens u in de Chinastrategie van het kabinet staan?

‘Het begint natuurlijk met te beschrijven welke relatie we met China hebben. We drijven handel met het land, hebben uitvoerig diplomatiek contact en ook op politiek niveau gaan we goed met elkaar om. Maar een punt dat ik er zeker in beantwoord wil zien, is: welke technologische relatie hebben we met China? Of premier Mark Rutte daartoe bereid is, is nog helemaal de vraag. Onlangs nog zei hij dat hij de eventuele rol van Huawei bij de uitrol van het 5G-netwerk in Nederland los vindt staan van die

C­ hinastrategie, maar dat ben ik niet met hem eens.

Technologie heeft enorme consequenties en daarover moet goed worden nagedacht.’

Waarom zouden we eigenlijk Huawei willen inschakelen bij dat 5G-netwerk? Zijn er geen alternatieven?

‘Natuurlijk zijn die er; Nokia en Ericsson bijvoorbeeld. Maar vanuit de markt hoor ik toch vaak dat Huawei gewoon een beter systeem levert. Het is dus niet alleen voordeliger, maar ook beter. Dat weegt absoluut mee.’

Is zelf ontwikkelen niet ook een optie?

‘Zeker, dat zou een belangrijke, strategische keuze kunnen zijn. Liever dan een specifieke China­ strategie zou ik dan ook een overkoepelende tech-

alen welke patiënt voorgaat’ tallen miljarden. Nederland zou zich moeten specialiseren in een of twee dingen waarin we ontzettend goed zijn. De verdere ontwikkeling van uitlegbare kunstmatige intelligentie zou zo’n specialisme kunnen zijn. Maar verder hebben we enkel op Europees niveau de slagkracht om te kunnen wedijveren met de ontwikkelingen in China en de Verenigde Staten.’

U zegt: hou niet alleen China in de gaten, maar ook de Verenigde Staten.

‘Ik snap de focus op China heel goed. Het is het snelst opkomende land dat een duidelijke machts­ ambitie heeft. Maar wat te denken van Rusland?

Eveneens een land waar de inlichtingendienst ­nauwe contacten onderhoudt met het bedrijfsleven.

Het lijkt bovendien soms alsof we in een Koude Tech-oorlog dreigen te belanden, met aan de andere kant het kapitalistische systeem van de Amerikanen, waar grote bedrijven veel data en kennis hebben.

Facebook natuurlijk, maar ook Google, Amazon en Apple. In Europa moeten we ons verhouden tot die handvol Amerikaanse techreuzen. Ik ben van mening dat we ze moeten opbreken op het moment dat ze volgens de Europese wetgeving te machtig worden. Dan is de boodschap: jullie zijn te groot, ­jullie maken misbruik van je machtpositie, dus gaan we je bedrijf o ­ pknippen.’

nologiestrategie zien, waarin we vastleggen welke sleuteltechnologieën we in eigen hand willen houden. Willen we een echt concurrerende 5G-­ industrie ontwikkelen, dan zullen we daar veel geld voor moeten vrijmaken. Datzelfde geldt voor bijvoorbeeld quantum computing of kunstmatige intelligentie. Als Europa moeten we een paar grote technologieën aanwijzen waarin we fors investeren, zodat er een grote industrie kan ontstaan.’

Maar in Europa heerst algauw onenigheid, nu ook weer over Huawei.

Waarom kan het niet op nationaal niveau? Dan komt het misschien wél van de grond.

‘Natuurlijk, ook in Nederland moeten we investeren. Mijn partij pleit er nu voor om een half miljard euro te reserveren voor de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie. Maar als ik reëel ben en kijk naar wat de overige coalitiepartijen willen, dan denk ik dat we blij mogen zijn als er 100 miljoen euro beschikbaar komt. Daarmee redden we het nooit. Frankrijk en Duitsland trekken beide een paar miljard uit voor de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie; de Verenigde Staten en China zelfs enkele tien-

Hoe wilt u dat dan doen?

‘Een wettelijke grondslag ontbreekt nu nog, maar die komt er wat ons betreft via de mededingingswetgeving. In Europees verband moeten we eisen stellen om de megadatamacht van grote bedrijven in te perken. Ook moeten we zo voorkomen dat ze andere bedrijven overnemen en te grote marktaandelen krijgen.’

In ‘Techvisie 2.0’ schrijft u dat we op zijn minst onze vitale technologische infrastructuur moeten beschermen tegen ongewenste buiten­ landse invloed. Waaruit bestaat die volgens u?

‘Voor mij is die infrastructuur meer dan energie­ centrales, internetkabels en telecombedrijven. Ook sommige andere bedrijven zou je eronder kunnen laten v­ allen. Neem hightechbedrijf ASML. Het loont de moeite om uit te zoeken of we een dergelijk ­bedrijf kunnen beschermen tegen bijvoorbeeld een buitenlandse overname. Duitsland en Frankijk voemei 2019 | de ingenieur 5 | 37

QUOTE

ren al een intensieve industriepolitiek, maar wij zijn nog niet zo ver dat we onszelf via regelgeving beschermen tegen onwenselijke invloeden.’

Valt er nog meer onder die vitale infrastructuur?

‘Wat mij betreft de zorg ook. Twee jaar geleden legde het virus Wannacry wereldwijd computersystemen plat. Daardoor konden in het Verenigd Koninkrijk bepaalde chemobehandelingen en bestralingen niet doorgaan. Zoiets is uiterst schadelijk en daarom pleit ik voor een brede opvatting van wat we als ­vitale infrastructuur moeten beschouwen en beschermen.’

Voordat we het alleen maar over de gevaren en bedreigingen hebben: digitalisering kan ons ook veel moois brengen.

‘Absoluut. Neem kunstmatige intelligentie. Je kunt je focussen op de groeiende achterstand van Nederland en Europa op dat gebied of je zorgen maken om banenverlies, maar het loont de moeite om te kijken naar de kansen. Kunstmatige intelligentie biedt ongekende mogelijkheden: enorme hoeveelheden data worden ineens ontsloten en zijn te gebruiken ter verbetering van bijvoorbeeld de voedselproductie. Ook op gebieden als klimaat, energie, logistiek en veiligheid zullen algoritmische systemen positieve veranderingen teweegbrengen. Dat ING het wereldwijd bijzonder goed doet, is zeker ook te danken aan het feit dat de bank tien jaar geleden al is gaan digitaliseren en is opgeschoven in de richting van een ICT-bedrijf.’

Maar dat was geen rechtstreeks gevolg van overheidsbeleid. Loopt de regering er niet altijd achteraan?

‘Dat verwijt hoor ik vaker. En dan zeg ik: ja, klopt. In Nederland zijn het de burgers en de bedrijven die de koers bepalen. Bedrijven komen met uitvindingen, nieuwe diensten of innovatieve producten, burgers komen met initiatieven en met ideeën voor maatschappelijke vernieuwing. De politiek kan hooguit een beetje bijsturen of grenzen stellen. In landen als China is de overheid leidend. Daar bepaalt de ­regering welke kant het land op gaat. In Nederland zal de regering per definitie altijd achter de feiten aanlopen. Maar dat doen we wel zo snel mogelijk.

Dat is ontzettend lastig in een wereld waarin de ­ontwikkelingen zo razendsnel gaan, maar dat maakt het ook leuk.’

Technische onderwerpen vereisen vaak specia­ listische kennis. Is die er voldoende onder politici?

‘Ikzelf ben geen techexpert, maar ik voel me wel voldoende onderlegd om iets te kunnen zeggen over de impact die technologie kan hebben. Ik lees veel, bezoek veel plekken en praat met iedereen.

38 | de ingenieur 5 | mei 2019

In de Tweede Kamer ben ik wellicht eenoog in het land der blinden, maar als ik me tussen technologen bevind, ligt die verhouding totaal omgekeerd. Wel weet ik iets af van de relevantie van bepaalde technologieën en de bijbehorende veranderingen in de samenleving. Ik zie ook het belang ervan in. Dat is nog niet bij alle Kamerleden doorgedrongen, denk ik wel eens. Maar goed, er zijn ook zóveel belangrijke dossiers. We be­ kijken de mogelijkheid om een vaste Kamercommissie voor technologie op te zetten. Dat zou een geweldige doorbraak zijn. Maar zover zijn is het nog niet.’

Uw rapport bevat een pleidooi voor een humane kunstmatige intelligentie. Wat verstaat u daaronder?

‘Er heerst hier en daar angst over wat kunstmatige intelligentie allemaal vermag. Mensen als Tesla-topman Elon Musk zijn er doodsbang voor en ook natuurkundige Stephen Hawking waarschuwde er vaak voor. Sommigen vrezen dat systemen het ooit volledig van de mens zullen overnemen.

Dat is echter – als het al ooit gebeurt – nog zo ver weg, dat het politiek geen relevante discussie is.

Iets minder ver weg in de toekomst ligt het mogelijke banenverlies. Maar ook daarover maak ik me niet veel zorgen. Uit onderzoek blijkt dat 70 tot 80 % van de werkzaamheden niet door ­systemen kan worden overgenomen. Ik zie dus geen grote werkloosheid ontstaan door kunstmatige systemen. Een veel reëler en acuter gevaar is het feit dat algoritmes besluiten nemen die voor burgers niet te volgen zijn. Zo’n algoritme is vaak een zwarte doos dat geen enkel inzicht biedt in de manier waarop het tot een besluit is gekomen. Soms blijken er bovendien vooroordelen te zijn ingebouwd. Dat bij automatische beoordeling van cv’s enkel mannen worden geselecteerd bijvoorbeeld.’

Dat vinden we allemaal onwenselijk. Maar wat doet u ertegen?

‘Ten eerste zijn er terreinen waarop we kunstmatige intelligentie gewoon niet moeten inzetten. Wat mij betreft gaan we geen algoritme laten bepalen welke patiënt als eerste aan de beurt is voor een operatie. Ook bij uitkerings­instanties en ziektekostenverzekeringen moet kunstmatige intelligentie ­taboe blijven. Op punten waar kunstmatige intelligentie wel een rol kan spelen, zetten we in op uitlegbaarheid. Iedereen moet kunnen ­begrijpen hoe bepaalde algoritmes werken. Maar naast dat inzicht in hoe ­systemen werken, is het ook belangrijk dat we er grip op hebben. Daarom moeten we vastleggen dat mensen een automatisch genomen besluit ­altijd moeten kunnen terugdraaien. Daarvoor zouden we een soort ­waakhondinstantie in het leven moeten roepen.’

Wat is uw boodschap aan de makers van dergelijke systemen?

‘Al die technici, nerds, bèta’s, mathematici, ingenieurs en informatici zijn natuurlijk geweldig goed in het maken van slimme apparaten en ­systemen. Maar ik hoorde laatst de opmerking: ‘Als algoritmes zo be­ langrijk worden, dan zijn het de nerds die de sociale verhoudingen gaan bepalen.’ Nu geloof ik niet zo in het cliché dat inzicht in technische ­systemen niet goed zou samengaan met sociaal gevoel. Maar het is in mijn ogen wel duidelijk dat je naast die ingenieur en die technicus een psycholoog, socioloog, filosoof of jurist zou moeten neerzetten.

Die kan los van de technische systemen bekijken wat de gevolgen ervan zouden zijn voor de maatschappij en voor de verhouding tussen bedrijven en overheid. Wat psychologen of juristen te zeggen hebben over der­gelijke technologische innovaties is misschien wel net zo waardevol als dat wat de bedenkers ­ervan vertellen. Het zou niet goed zijn als enkel ingenieurs en technologen gaan bepalen hoe de samenleving eruitziet.’ |

VANESSA EVERS

FELIENNE HERMANS

CARLO VAN DE WEIJER

PETER-PAUL VERBEEK

PODIUM

ETHISCHE WITWASMACHINES

Prof.dr.ir. Peter-Paul Verbeek is hoogleraar Filosofie van Mens en Techniek aan de Universiteit Twente.

De lente is onstuimig begonnen voor de ethiek van ­informatietechnologie. Eerst stelde Google een onafhankelijke ethische adviesraad in om zichzelf scherp te houden, om die na enkele dagen alweer te ontbinden vanwege ophef over de samenstelling ervan. Vervolgens verschenen de langverwachte ethische richtlijnen van de Europese Unie ten aanzien van kunstmatige intelligentie, maar nog voor de inkt droog was, nam een van de auteurs er al scherp afstand van.

richtlijnen, vindt Metzinger. Het is tijd de ethiek te heroveren op de industrie.

De ontbinding van een ethiekraad zonder draagvlak lijkt mij een verstandige keuze, maar de gang van zaken in de EU heeft wat meer voeten in aarde. Een groep van 52 experts heeft een ethisch kader ontwikkeld voor kunstmatige intelligentie. Centraal staat de gedachte van trust­ worthy AI: technologie die ons vertrouwen waard is, omdat ze is gebaseerd op waarden als uitlegbaarheid, transparantie, en respect voor autonomie en welzijn.

Metzingers bezwaren klinken misschien als een heldhaftige strijd voor de goede zaak, maar wat mij betreft zetten ze de discussie op een dwaalspoor. Met zijn pleidooi voor het trekken van harde grenzen verandert hij richtlijnen in wetten en zo miskent hij het belang van actieve ethische reflectie van technologen zelf. Hij schetst een sterk verouderd beeld van de ethiek als een verheven grens­bewaker tegenover een ethiekloze wereld van technologie en kapitaal. Terwijl er juist vanuit de techniekethiek een enorme beweging is naar verbinding met de technologische praktijk. Niet om jezelf bij voorbaat al uit te leveren aan de ­industrie, maar om de goede vragen te kunnen stellen en om daadwerkelijk impact te hebben. Wie alleen maar zoekt naar red lines, plaatst zichzelf buiten de ontwikke­ lingen en kan er dan geen richting meer aan geven.

Maar direct na de presentatie ervan bleek de expertgroep zélf niet bijzonder vertrouwenswaardig. Thomas Metzinger, hoogleraar theoretische filosofie en lid van de groep, koos al direct de aanval. In een ingezonden stuk in Der Tages­spiegel noemde hij de richtlijnen een ‘ethiekwasmachine, gemaakt in de EU’. Het was zijn expliciete taak om red lines uit te werken: harde, niet-onderhandelbare ­grenzen die we moeten trekken bij zaken als autonoom dodende wapens of oncontroleerbare systemen. Maar toen kreeg hij te horen dat de expertgroep een ‘positieve benadering’ wilde ontwikkelen en dat een terminologie van harde grenzen daar niet bij past. En dat maakt hem boos. Niet-ethici hadden een te grote stem gehad in de

Veel zorgelijker vind ik het Europese chauvinisme waarmee Metzinger zijn argumenten omlijst. Hij opent zijn ingezonden stuk met de stelling dat de richtlijnen ondanks alles ‘de beste in de wereld zijn’ en dat ‘de Verenigde Staten en China niets vergelijkbaars hebben’. En aan het eind van zijn stuk prijst hij het feit dat de richtlijnen zijn ‘verankerd in Europese waarden’. Ethiek blijkt voor hem een strijd tussen Amerika, China en de EU te zijn, met winst voor de EU als doel. Zo miskent Metzinger de wereldwijde impact van kunstmatige intelligentie en de daarbij behorende noodzaak om tot een mondiaal, breed gedragen en inclusief ethisch kader te komen. En daarmee past het woord ‘witwassen’ helaas meer bij zijn eigen benadering.

INBOX Geen enorme verliezen In januari 2019 stond in De Ingenieur een interview met Diederik Samson. Als eerst aangewezen stap in verduurzaming wordt daarin aanbevolen gebouwen te isoleren. Daar ben ik het gloeiend mee eens. De spouwmuren van mijn huis heb ik 45 jaar geleden laten schuimen en er zijn geen tekenen van afnemend effect. Het is de goedkoopste manier van energie besparen.

Maar dan zet Samsom uiteen waarom het ‘bizar’ zou zijn een woning met gas te verwarmen. ‘Met een vlam van

1000 °C stook je water op tot 100 °C om daarmee de woon­kamer tot 20 °C te verwarmen’, stelt hij. Dat zou met enorme verliezen gepaard gaan en elke ­ingenieur is dat volgens Samsom met hem eens. Welnu, ik ben dat niet met hem eens. Uitgaande van gewoon Nederlands aardgas met een bovenwaarde van 35,17 MJ/m3 en een onderwaarde van 31,65 MJ/m3 en een rendement op onderwaarde van 105 % voor de k­ etel, ­ ebruikt wordt dan 33,23 MJ/m3 nuttig g van de beschikbare 35,17. Dat is een

rendement van 94,5 % op de bovenwaarde. Geen enorme verliezen dus, maar juist een topprestatie van inge­ nieurs. ­Chapeau!

Ir. W.N. de Jong, Deventer Correctie Over de modulaire skischoen van het Zwitserse bedrijf Dahu schreven we in het aprilnummer van De Ingenieur dat deze dit najaar op de markt komt. De schoen blijkt echter al enkele jaren ­verkrijgbaar te zijn.

Wilt u reageren op een artikel in De Ingenieur? U kunt uw brief, bij voorkeur niet langer dan driehonderd woorden, mailen naar redactie@ingenieur.nl of sturen naar De Ingenieur, Postbus 30424, 2500 GK Den Haag. De redactie behoudt zich het recht voor brieven in te korten en te redigeren of te weigeren.

mei 2019 | de ingenieur 5 | 39

Volgend jaar begrenst Volvo als eerste fabrikant de maximumsnelheid van al zijn modellen. Ook voert het bedrijf een systeem in dat de auto overneemt als de bestuurder in slaap is gevallen. Hoe ver moeten zulke ingrepen in het gedrag van de chauffeur gaan? tekst drs. Timo Können foto’s Volvo

WILLEN WE AUTONOMIE OPGEVEN VOOR MINDER VERKEERSDODEN?

Veilig door bevoogding

D

e rand van de buitenspiegel krijgt een rode kleur als waarschuwing dat de inha­ lende auto zich in mijn dode hoek bevindt. Ondertussen houdt de Volvo me in het midden van de rij­ strook door het stuur terug te laten duwen wanneer ik van de rechte lijn dreig af te wijken. Als ik in reactie daarop mijn greep op het stuur laat verslappen, blijkt dat ook weer niet de bedoeling. Er klinkt en flikkert een alarm: wel blijven sturen!

De proefrit is onderdeel van de pre­ sentatie in Naarden van Volvo’s nieuwe hybride model, de XC40 T5

Twin Engine. Volvo Car Nederland grijpt de bijeenkomst aan om het nog eens te hebben over veiligheid, het thema waarmee de fabrikant zich het meest onderscheidt van de concurren­ tie. De rit om de veiligheidssystemen te demonstreren, vindt noodgedwon­ gen plaats in een ander model. Hoewel binnen een spierwitte Twin Engine staat te blinken, begint de serieproduc­ tie namelijk pas in de loop van het jaar.

Alles in orde?

Herrik van der Gaag MBA, Managing Director van Volvo Car Nederland, herhaalt de recente aankondiging van

Met het oog op de verkeersveiligheid voert Volvo in alle nieuwe modellen het driver monitoring system in, dat met camera’s in de auto de bestuurder in de gaten houdt.

40 | de ingenieur 5 | mei 2019

de automaker dat alle modellen vanaf volgend jaar begrensd zullen zijn op 180 km/h. Die controversiële beslissing past bij het al in 2007 door Volvo wereldkundig gemaakte voornemen dat er vanaf 2020 geen doden of zwaar­ gewonden meer zullen vallen bij onge­ lukken met de vanaf dan gebouwde auto’s. Bij de presentatie viel te horen dat de fabrikant wat dat betreft al een eind is gekomen, maar er zijn nog wel wat slagen te maken. Vanaf volgend jaar kunnen mensen Volvo aan zijn woord gaan houden en misschien valt de beoogde nullijn wel niet helemaal te bereiken zonder dwang, zoals bij snel­ heidsbegrenzing.

Met het invoeren van de begrenzing, zei Van der Gaag, wil Volvo een discus­ sie op gang brengen over de vraag hoe ver de bevoegdheid en de verantwoor­ delijkheid van een fabrikant reikt om het gedrag van automobilisten te stu­ ren. Van der Gaag toonde een aantal fragmenten uit de media van zestig jaar geleden, toen Volvo als eerste fabrikant standaard driepuntsgordels in zijn auto’s ging monteren. ‘Een onaanvaard­ bare inbreuk op de vrijheid van het individu’, was de teneur van de reacties.

Daar lachen we tegenwoordig om, maar nu de mogelijkheden tot ingrijpen lang­ zamerhand onbegrensd worden, krij­ gen automobilisten echt te maken met de vraag hoeveel autonomie ze bereid zijn in te wisselen voor meer veiligheid.

De nieuwe hybride XC40 T5 Twin Engine is voorzien van diverse veiligheidssystemen die Volvo moeten helpen zijn eerdere belofte waar te maken: vanaf 2020 geen verkeersdoden of zware gewonden meer bij ongelukken met de vanaf dan gebouwde auto’s.

Minstens zo ingrijpend als de snelheidsbegrenzing is het driver moni­ toring system dat Volvo tegelijkertijd gaat invoeren bij alle modellen.

Dat uitschakelbare systeem houdt met camera’s continu de bestuurder in de gaten. Wanneer het constateert dat die voortdurend is afgeleid – denk aan extreem slingeren of met gesloten ogen rijden, bijvoorbeeld door ernstige vermoeidheid of alcohol- of drugsgebruik – waarschuwt het de Volvo-helpdesk. In de auto klinkt dan de stem van een mede­ werker, die vraagt of alles in orde is. Reageert de bestuurder na her­ haald aandringen niet, dan zal de auto zo nodig zelfstandig de snelheid verlagen en op zoek gaan naar een plek om stil te staan.

Verkeerde neiging De fabrikant werkt ook al aan een volgende stap: drive geofencing. Met behulp van gps is het mogelijk om te zorgen dat de auto in de buurt van bijvoorbeeld een school niet hard kan rijden. Minder ongelukken met kinderen, wie kan daar tegen zijn? Of wordt het langzamerhand toch te veel Big Brother?

Verder speelt de vraag of er, met al die slimme systemen, niet juist ongelukken gaan gebeuren door het verslappen van de aandacht,

zoals tussen 2016 en 2018 een paar keer voor­ viel bij gebruik van de autopilotfunctie van Tesla’s. Dat blijkt ook bij de proefrit, na het instellen van de adaptive cruise control op de snelweg. De auto remt uit zichzelf af als er een trage vrachtwagen voor ons verschijnt. Even later voegen we uit, waarna we snel vaart meerderen; de camera ziet immers geen obsta­ kel meer voor ons. Het gevolg is dat we de vrachtauto ongewild rechts inhalen. Bij het aantikken van de rem schakelt de cruise control zichzelf direct uit, dus een gevaarlijke situatie wordt het niet. Maar het is duidelijk dat de nei­ ging om te ontspannen die een meebesturend systeem oproept precies de verkeerde is.

Tegelijkertijd lijkt Volvo’s tevredenheid over het dalende aantal slachtoffers erop te wijzen dat de voordelen van de gebruikte systemen vooralsnog groter zijn dan de nadelen. | mei 2019 | de ingenieur 5 | 41

illustraties Faradair

EUREKA

DE PRODUCTONTWERPEN VAN MORGEN

ZUINIG EN STIL

tekst ir. Jeroen Akkermans en ing. Paul Schilperoord

42 | de ingenieur 5 | mei 2019

De industrie probeert vliegtuigen steeds zuiniger te maken en experimenteert met alternatieve brandstoffen en aandrijftechnieken. Zo verwacht de Britse start-up Faradair in 2025 de certificering rond te hebben van haar Bio Electric Hybrid Aircraft (BEHA) voor passagiersgebruik.

De BEHA_M1H, een doorontwikkeling van een eerder conceptueel ontwerp, is een compact toestel met achttien zitplaatsen. Voor multifunctionele ­inzetbaarheid is de cabine binnen vijftien minuten om te bouwen voor vrachtvervoer. Het toestel valt op door een combinatie van technieken om het ­zuiniger en stiller te maken dan andere vliegtuigen.

De BEHA_M1H heeft een lichtgewicht romp van composietmateriaal op basis van koolstofvezel. De vleugels met een spanwijdte van 15 m hebben een zogenoemde triple-box-wing-configuratie. Die bestaat in feite uit drie vleugels die zowel aan de romp als aan de uiteinden met elkaar zijn verbonden. Deze configuratie genereert meer aerodynamische lift dan conventionele vleugels, waardoor het toestel op een korte baan van 300 m kan ­opstijgen en ­landen.

De stillere aandrijving moet het vliegtuig geschikt maken voor gebruik in bebouwd gebied, zoals kleine stadsvliegvelden. Twee tegen elkaar in draaiende propellerbladen op de staart worden maximaal vijftien ­minuten lang elektrisch aan­ gedreven tijdens het opstijgen en landen. Ze zijn bovendien in een akoestische behuizing geplaatst, waardoor het geluidsniveau tijdens opstijgen zou worden beperkt tot 60 dB(A), waarbij dB(A) een op decibel gebaseerde eenheid is die is gecorrigeerd voor de gevoeligheid van het menselijk oor.

Dit is een ruim twee keer zo laag geluidsniveau als bij een normaal vliegtuig.

Eenmaal in de lucht schakelt de turbopropmotor aan, die op biodiesel draait. Deze drijft de propellers aan en laadt de accu’s op. Daarnaast is het vliegtuig voorzien van zonnecellen bovenop de vleugels. De kruissnelheid ligt op 370 km/h en het vliegtuig heeft een bereik van 1850 km. Hierdoor is de BEHA_M1H vooral interessant voor relatief korte afstanden, bijvoorbeeld binnen Europa. Maar ja, als je écht begaan bent met het milieu, kun je dat soort afstanden beter per trein afleggen. (PS)

beeld Jamzone

STRESSBRIL Meer dan een miljoen Nederlanders lopen elk jaar het ­risico op een burn-out en andere werkgerelateerde psychische aandoeningen. En 17 % van de werk­nemers tussen 25 en 35 jaar heeft te maken met een burn-out. Het zijn naargeestige cijfers die op de website van Jamzone prijken, maar dat is volgens de start-up geen reden om bij de pakken neer te zitten. Tegen stress, de grote boosdoener achter al deze aandoeningen, valt namelijk iets te onder­ nemen, zegt klinisch psycholoog drs. Bernard Maarsingh, een van de oprichters van Jamzone. ‘Van stress word je scherper en effectiever, maar stress mag niet de overhand krijgen. Simpel gezegd moet je van stress je maatje maken.’

De methode hiervoor, genaamd Stressjam, is rechttoe rechtaan. De gebruiker krijgt een VR-bril op en wordt hiermee ondergedompeld in stressvolle ­situ­aties. Zo moet hij via een touw over een afgrond klimmen, glazen ballen verplaatsen die dreigen stuk te vallen en zijn hoofd koel houden als hij wordt aangevallen door wespen. Terwijl het stressniveau oploopt, moet hij kalm blijven. Als dat niet lukt, krijgt hij dat direct te horen: een hartslagmeter toont onverbiddelijk aan hoe het met het stressgehalte is gesteld. ‘Je krijgt feedback van een trainer die de gemeten waarden interpreteert’, zegt Maarsingh.

‘Met die feedback leer je om van je stress te genieten, hoe gek dat ook klinkt.’

De VR-methode van Jamzone is gestoeld op recente wetenschappelijke inzichten. Stress hoort bij het ­leven en is zelfs goed voor je, mits je het niet als een bedreiging ervaart, zo blijkt uit onderzoek van de Stanford en Harvard University. ‘Mensen die ermee weten om te gaan, hebben een goede verhou-

ding tussen twee belangrijke hormonen: cortisol en DHEA’, legt Maarsingh uit. ‘Ook tijdens stressvolle omstandigheden heeft cortisol niet de overhand. Wij kunnen die verhouding niet in real time meten, maar de variatie in de hartslag is een goede indicator.’

De VR-bril, sinds kort toegepast bij diverse bedrijven, heeft inmiddels ook zijn weg gevonden naar de wereld van de topsport. Zo trainen FC Utrecht en schaatsers als Carien Kleibeuker ermee.

Uit eigen onderzoek van Jamzone blijkt dat de stressbestendigheid toeneemt met een factor 1,3. ‘Een forse stijging, die we nu willen valideren samen met de Rijksuniversiteit Groningen.’ (JA) mei 2019 | de ingenieur 5 | 43

illustraties FINE Mobile GmbH

EUREKA

SNELLE SKELTER Met een trapauto de snelweg op klinkt als een ­dodemansrit, maar dat geldt niet voor de Twike 5. Deze mens-elektrische hybride driewieler is voorzien van een veiligheidskooi voor de inzittenden en haalt snelheden tot 190 km/h. Na een jarenlange ontwikkeling is het Duitse bedrijf FINE Mobile GmbH nu van plan om de driewieler te bouwen in een ­gelimiteerde oplage van vijfhonderd stuks.

De Twike 5 is een soort fitnessapparaat op wielen. Als bestuurder zit je iets naar achteren gekanteld in je stoel en rusten je voeten op twee pedalen. Door te peddelen worden de accu’s op­geladen én blijf je zelf fitter. Neem je een passagier mee, dan kan die ook meteen aan de slag, want beide zitplaatsen zijn uitgerust met pedalen.

Tijdens het trappen zit een stuur natuurlijk al snel in de weg voor je knieën. Daarom is de Twike 5 uitgerust met twee stuurhendels; een links en een rechts van de bestuurder.

Het 495 kg zware voertuig is door bochten te loodsen door de hendels naar ­voren of naar achteren te bewegen.

Een praktisch nadeel van de driewielige ­auto is dat het voorwiel samen met het besturingssysteem alle ruimte in de neus opslokt. Hierdoor is de bagageruimte beperkt. Daar staat wel een zeer gestroomlijnde vorm tegenover die helpt om het energieverbruik te beperken.

De Twike 5 wordt leverbaar met ver­­ schillende accupakketten, variërend van drie tot zes ­accu’s, voor verschillende ­mobiliteitsbehoeftes. De basis­uitvoering 44 | de ingenieur 5 | mei 2019

heeft een maximumsnelheid van 120 km/h en een bereik van 150 tot 250 km. Dit is natuurlijk afhankelijk van een veelheid aan factoren, zoals snelheid, heuvels, weersomstandigheden en hoe actief je zelf meetrapt. Met zes accu’s aan boord heeft de driewieler een bereik van 300 tot 500 km en haalt hij 190 km/h, maar daarvoor moet je eerst even ­oefenen. De software geeft deze optie namelijk pas vrij na 5000 gereden ­kilometers. (PS)

EUREKA

foto’s CSAIL

ORIGAMIGRIJPER Robots zullen mensen de komende jaren steeds meer werk uit handen nemen. Daarbij moeten ze een enorme variëteit aan taken uitvoeren. Denk alleen al aan het inpakken van duizenden verschillende artikelen in een distributiecentrum.

Nu blinken robots echter nog vooral uit in het uitvoeren van herhaalde bewegingen met dezelfde objecten. Het Computer Science & Artificial Intelligence Lab (CSAIL) van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) pakt dat probleem aan met een nieuw soort robotgrijper die uiteenlopende vormen met sterk wisselende gewichten kan vastpakken.

Het ontwerp van de robotgrijper is gebaseerd op een zo­ genoemde magische bal uit de Japanse papiervouwkunst ­origami. De robotgrijper heeft een flexibele draagstructuur gebaseerd op het vouwpatroon van zo’n bal, waardoor hij makkelijk van vorm kan veranderen. De draagstructuur is ­omhuld door een flexibele, dubbelwandige kegelvorm van ­latex.

Door deze kelk over een object heen te plaatsen en vacuüm te trekken, sluit de robotgrijper en vormt hij zich om het ­object heen. Zo kan de robotgrijper meer dan honderd keer zijn ­eigen gewicht optillen.

Het team van MIT bevestigde de robotgrijper aan een robotarm en testte de werking op een hele reeks aan voorwerpen,

variërend van kwetsbare voedselwaren, waaronder eieren, druiven en een stronk broccoli, tot flessen, blikken en allerlei soorten gereedschap.

De robotgrijper heeft wel moeite met liggende, platte ­voorwerpen, zoals een boek of een sandwich. Ook voor een aantal andere voorwerpen is de oriëntatie soms nog een struikelblok. Als volgende stap willen de onderzoekers daarom een camerasysteem toevoegen, zodat de robot­ grijper zelf kan bepalen hoe hij iets het beste kan vast­ pakken. (PS)

AFVALSPIEKER

foto Winnow Solutions

Britse restaurants gooiden in 2016 voor 720 miljoen pond aan eten weg. Dat verdwijnt allemaal via de vuilnisbak, dus die moet je volgens Winnow Solutions in de gaten houden als je voedselverspilling

wilt tegengaan. Het in Londen gevestigde bedrijf ontwikkelde daarom Winnow ­Vision, een digitaal systeem dat meekijkt naar wat er allemaal in de vuilnisbak ­belandt.

De vuilnisbak zelf staat op een weegschaal die is verbonden met een touch­ screen dat erboven hangt. Elke keer dat de vuilnisbak wordt gebruikt, kan de keukenmedewerker op het scherm ­selecteren wat voor etenswaren hij ­weggooit. De selectie van ingrediënten is daarbij afgestemd op het menu. De weegschaal bepaalt het gewicht en alle gegevens worden vervolgens opge­ slagen.

Onder het touchscreen zit een camera, die alles registreert wat wordt weg­ gegooid. Na verloop van tijd leert het ­algoritme van het apparaat om zelf verschillende etenswaren te herkennen en het volume en gewicht uit te rekenen.

Aan de hand van dagelijkse overzichten krijgt de chef beter inzicht in voedsel­ verspilling. Daar kan hij vervolgens het ­menu, de grootte van de porties en het inkoopbeleid op afstemmen. Gemiddeld halen gebruikers zo een kostenbesparing van 3 tot 8 %. In een aantal gevallen, waaronder in luxehotels, liep de besparing zelfs op tot rond de 50 %. (PS) mei 2019 | de ingenieur 5 | 45

foto’s University of Washington

EUREKA

VOERBOT In de VS hebben ongeveer een miljoen mensen hulp nodig bij het eten. Verzorgers hebben echter nog allerlei andere taken en patiënten willen iets van hun bord kunnen prikken wanneer zíj daar zin in hebben. Aan de University of Washington is nu een assistent ontwikkeld die dit mogelijk maakt: Ada, een ­robotarm die is bevestigd aan een rolstoel en hapklare stukken fruit of groente naar de mond van een persoon kan brengen. En dat zonder dat het voedsel door te veel prikkracht in stukken is gehakt, onder een moeilijk te behappen hoek wordt aan­ geboden of tijdens het transport naar de mond van de vork glijdt.

Om dit voor elkaar te krijgen, hebben de wetenschappers urenlang eetgedrag geobserveerd. Daaruit bleek dat we diverse strategieën hanteren om voedsel naar binnen te werken. Zo prikken we in de regel niet midden in een worteltje, maar meer bij het uiteinde: dat maakt het gemakkelijk om de wortel van de vork te happen. En in een stukje banaan prikken we zacht en onder een flauwe hoek, want anders glijdt het eraf. Ook passen we razendsnel onze prikkracht aan, bijvoorbeeld omdat het voedsel een on­ verwachte zwakke plek blijkt te hebben.

46 | de ingenieur 5 | mei 2019

Gewapend met dit soort data zijn er twee algoritmes ontwikkeld. Eerst identificeert RetinaNet de stukken voedsel op het bord, waarna het algoritme om elke brok een kader plaatst. Nadat de patiënt een kader heeft geselecteerd, bepaalt het algoritme SPNet onder meer met hoeveel kracht en onder welke hoek de vork van de robot in het voedsel moet prikken.

Tijdens het prikken kan eethulprobot Ada de vorkkracht bijstellen met behulp

van een krachtsensor, een soort gel met een spikkelpatroon. De gel vervormt ­tijdens het prikken – net als onze ­vingertoppen – waardoor het spikkel­ patroon verschuift. Een camera regi­­­­ streert deze verschuiving, waarop het algoritme de uitgeoefende kracht eventueel aanpast.

De University of Washington werkt ­samen met zorginstellingen om Ada te testen en verbeteren. Onbekend is nog wanneer hij in gebruik wordt genomen. (JA)

Geneesmiddelen injecteren in de holle of zachte ruimtes van een oogbol is een lastig klusje. De stuggere weefsels waar de naald doorheen gaat zijn dun, waardoor de naald kan doorschieten of zijn lading op de verkeerde plek lost.

Wetenschappers van de Harvard Medical School hebben nu een volstrekt ­mechanische oplossing bedacht voor dit probleem. Hun injectienaald, de I2T2, bestaat uit een cilinder met twee zuigers waartussen vloeistof zit. De holle naald is hierbij bevestigd aan de tweede zuiger, waar een kanaal in zit waar de vloeistof doorheen kan stromen.

De werking is grofweg als volgt. De arts drukt de cilinder tegen de oogbol aan en schuift daarop de eerste zuiger naar binnen. De tweede zuiger schuift dan door de vloeistofdruk naar voren, waardoor de naald de cilinder uitschuift en in het weefsel schiet. De vloeistof blijft dan nog opgesloten tussen de twee zuigers, doordat het relatief harde weefsel de naald afsluit. Zodra de naald echter zacht weefsel of een holle ruimte bereikt, valt de druk op de naald weg en spuit de vloeistof naar buiten. Als de arts blijft drukken op de eerste zuiger, drukt hij op die manier het volledige medicijn op de juiste plek naar buiten terwijl de naald op zijn plek blijft.

De naald, die met diverse dierproeven is getest, is in principe universeel toepasbaar; de dikte van het harde weefsel doet er immers niet toe. Wel zullen naald en cilinder langer moeten worden voor toepassing op andere delen van het lichaam, bijvoorbeeld voor een ruggenprik. (JA)

Zondagochtend slenter ik door het Albertinamuseum in ­Wenen. Direct als ik de kamer in loop, herken ik ze: De ­waterlelies van Monet. Wat een prachtwerk. De kleur is ­precies zoals die van de waterlelies in de vijver van mijn oma. Terwijl ik het schilderij in me op probeer te ­nemen, realiseer ik me iets: het zijn alleen maar waterlelies. In oma’s vijver zaten altijd vissen. Je kon de bodem en de planten onder water ook zien. En er waren golven op het water. ­Monet koos ervoor om de vissen, de onderwaterplanten en de golven niet te schilderen. Daarmee is De ­waterlelies eigenlijk maar een beperkte weergave van de werkelijkheid.

Met hernieuwde interesse loop ik de rest van het museum door. Bij elk landschapschilderij vraag ik mezelf niet zozeer af wat ik zie, als wel wat ik níét zie. Van Ruysdael heeft de wolken waar hij zo bekend om staat heel precies geschilderd, maar de reflecties van de boten op het water zijn nogal simpel. Nolde vangt de kleur van de reflectie van de maan op water juist perfect, maar laat verder alle nuance uit het water weg.

Pas bij De havenstad van Von Reyl-Hanisch snap ik wat me zo intrigeert. Kunstenaars maken een model van de werkelijkheid. Ik ben in Wenen voor de European Geosciences Union-conferentie en ik ga de komende week presentaties horen van collega’s die hun kennis van hoe de aarde werkt in een model hebben gestopt. En net als de schilderijen ­focust elk model op een ander onderdeel van de aarde.

Waar de ene wetenschapper zich richt op het beschrijven van hoe bomen water verdampen en een simpele manier heeft om te berekenen hoe water door een rivier stroomt, zal een ander model juist die rivierafvoer goed willen krijgen en bomen versimpelen.

Als aardwetenschapper moet je wel. We kunnen ons ­onderzoek niet van de buitenwereld isoleren; wij onderzoeken juist die buitenwereld. Idealiter zou dan de rivier­ afvoeronderzoeker de betere boommodellen van zijn ­collega gebruiken, maar zo simpel is het niet. Die modellen zijn vaak geprogrammeerd in verschillende computertalen die moeilijk met elkaar communiceren.

Dat moet veranderen door het eWaterCycle-platform dat ik samen met collega’s van het Netherlands eScience Center ontwikkel. Uiteindelijk levert dat een gecombineerd model op zoals het werk van Von Reyl-Hanisch, waarbij de mensen in de voorgrond, de haven in het midden en de bliksem in de achtergrond allemaal even scherp in focus zijn.

Met het gevoel dat ik eindelijk kunst snap, loop ik blij de volgende kamer in en sta oog in oog met een surrealistisch landhuis in een boomstronk van Magritte. Misschien dat ik in de kunst, net als in de wetenschap, toch nog veel kan leren …

ROLF ZAG EEN DING

illustratie Harvard Medical School

SLIMME NAALD

SCHILDERIJ

Dr.ir. Rolf Hut is universitair docent aan de TU Delft, maker, spreker en schrij­ver. In zijn column kijkt hij naar dingen die misschien geen hoogwaardig inge­nieurs­werk uitstralen, maar wel getuigen van denken als een ingenieur.

mei 2019 | de ingenieur 5 | 47

DEUGDETHIEK ALS RICHTSNOER VOOR DIGITALISERING

Aristoteles in tijden van AI In Europa willen we kunstmatige intelligentie niet gebruiken om ­spullen te verkopen of burgers in de gaten te houden, maar om maatschappelijke problemen op te lossen. Daarbij moeten we onze toevlucht nemen

ALDUS

tot de deugdethiek, betoogt TNO-onderzoeker Marc Steen.

Dr.ir. Marc Steen werkt als senior onderzoeker bij TNO, onder meer in het programma Verantwoorde Waardecreatie met Big Data.

48 | de ingenieur 5 | mei 2019

J

e komt machine learning, algoritmes en arti­ ficiële intelligentie (AI) steeds vaker tegen, in apparaten, diensten en processen. Dat roept allerlei maatschappelijke en ethische vragen op: over de verslavende werking van social media, over de invloed van bots op verkiezingen, over de winsten van techbedrijven, over sur­ veillance. In Europa willen we daar anders mee omgaan dan in de VS, waar bedrijven AI inzetten om spullen te verkopen, en anders dan in China, waar de overheid AI inzet om burgers in de gaten te houden. Hier willen we AI gebruiken om maat­ schappelijke problemen op te lossen. En daarbij willen we waarden zoals vrijheid, gelijkwaardig­ heid, solidariteit, privacy en democratie overeind houden.

Om AI in goede banen te leiden, pleit ik voor de inzet van deugdethiek. Daarin volg ik Shannon Vallor, hoogleraar aan de Santa Clara University in Silicon Valley. In haar boek Technology and the virtues betoogt ze dat we deugdethiek nodig heb­ ben bij vragen over opkomende technologieën ­zoals AI. Deugdethiek is een alternatief voor plicht­ ethiek en gevolgenethiek. Bij plichtethiek ga je op zoek naar plichten en regels die voor iedereen, ­altijd en overal gelden. Bij gevolgenethiek probeer je positieve gevolgen te maximaliseren en negatie­ ve gevolgen te minimaliseren. Maar doordat AI volop in ontwikkeling is, zijn die plichten en ­regels nog niet helder. Bovendien is het lastig om de reikwijdte van de gevolgen in te schatten. Een

zelfrijdende auto heeft niet alleen gevolgen voor de bestuurder en inzittenden, maar ook voor voet­ gangers en fietsers, en voor je gezin en je sociale leven. Je gaat bijvoorbeeld op het platteland wo­ nen en vier uur heen en vier uur terug forensen naar je kantoor in Brussel. Je kunt immers slapen achter het stuur.

Wat willen we voor maatschappij? Hoe ziet het goede leven eruit? Dat soort vragen stel je vanuit de deugdethiek. Aristoteles, een van de grond­ leggers, schreef daar het volgende over. Deugd­ ethiek veronderstelt dat er doelen bestaan. Een beukennootje heeft als doel om uit te groeien tot een beukenboom. Wij mensen hebben als doel om onze vermogens te ontwikkelen, zoals reflecteren, communiceren, samenwerken en creëren, zodat we betekenisvol kunnen leven. Daarom gaat deugdethiek over het inrichten van een maat­ schappij waarbinnen mensen hun vermogens kunnen ­ontwikkelen.

Onrechtvaardige situaties Verder gaat deugdethiek over het cultiveren van deugden en over het vinden van het juiste midden in iedere situatie. Stel dat ik een vechtpartij zie op straat. Als ik niet goed ter been ben, handel ik moedig als ik aan de kant blijf staan en 112 bel. ­Ingrijpen zou overmoedig zijn. Maar als ik sterk ben en een vechtsport beoefen, handel ik moedig als ik ingrijp. Niets doen zou laf zijn.

Nu hebben wij andere deugden nodig dan de mensen in Aristoteles’ Athene. Daarom beschrijft

foto Depositphotos.com

­ allor twaalf techno-morele deugden die voor ons van belang zijn.

V Vier voorbeelden.

Ten eerste zelfbeheersing. Als je werkt aan een algoritme, kan de verleiding groot zijn om data uit allerlei bronnen te halen, ze aan elkaar te koppelen en daar allerlei analyses op los te laten. Zo’n gulzigheid kan echter uitdraaien op een puinhoop en op illegale praktijken. Als je zelf­ beheersing wilt cultiveren, streef je naar minimaal gebruik van data en naar algoritmes die je kunt begrijpen en uitleggen, zoals ‘als A, dan X’.

Je moet ook de moed hebben om soms de stekker eruit te trekken Ten tweede moed. Deze deugd gaat over het vinden van het juiste mid­ den tussen te veel vertrouwen in technologie en te veel angst voor tech­ nologie. Je kunt dat bijvoorbeeld doen door een algoritme zorgvuldig te beproeven, in kleine stappen, in experimenten, en alles kritisch te moni­ toren en bij te sturen. Daarbij moet je dan ook de moed hebben om de stekker eruit te trekken als de voordelen niet opwegen tegen de nadelen.

Ten derde rechtvaardigheid. Het boek Weapons of math destruction van Cathy O’Neill staat vol voorbeelden van hoe algoritmes allerlei ­onrechtvaardige situaties in stand houden of zelfs verergeren. Je kunt rechtvaardigheid cultiveren door bias in trainingsdata te vermijden.

Dat deed Google niet toen het bedrijf in 2015 een foto van twee don­

kergekleurde tieners labelde als gorilla’s. Het ­verantwoordelijke algoritme was getraind op ­foto’s van lichtgekleurde mensen.

Ten vierde bescheidenheid. Stel dat je werkt aan een algoritme dat fraudeurs opspoort. Dat ­algoritme produceert ook foute voorspellingen: soms wijst het iemand aan als fraudeur die geen fraudeur is (false positive), soms wijst het iemand aan als niet-fraudeur die wel fraudeert (false negative). Je kunt bescheidenheid cultiveren door een proces in te richten waarmee mensen dit soort fouten kunnen opsporen en corrigeren. Of je kunt de onzekerheid in beeld brengen, bijvoor­ beeld door de mate van (on)zekerheid bij een ­uitkomst af te beelden.

Hoe kun je nu aan de slag met deugdethiek? Je kunt starten met de vraag: welke deugden heb ik nodig in dit project? Daarna ga je die deugden ­oefenen. Je kunt ‘nee’ zeggen tegen een feature (zelfbeheersing). Of aan de bel trekken als je ziet dat een algoritme onrechtvaardige resultaten produceert (moed). Ook kun je ervaringen uitwis­ selen. En je kunt leren van mensen die een of meer deugden belichamen in hun werk; op de site DearEngineer.eu staan voorbeelden. Deugd­ ethiek is bij uitstek een ethiek voor ingenieurs; zij willen meehelpen bouwen aan een rechtvaardige samenleving waarin mensen kunnen floreren. | mei 2019 | de ingenieur 5 | 49

FARES AL HASAN ONDERZOEKT EXTREME DROOGTE

Van wetenschapper naar vluchteling naar wetenschapper Dit jaar stelt NWO 750.000 euro beschikbaar voor onderzoek van vluchtelingwetenschappers. Fares al Hasan uit Syrië is een van de twaalf gehonoreerden. Aan de TU Delft gaat hij onderzoek doen naar de droogte in Europa in 2018. ‘Ik verloor mijn baan door de oorlog. Dit project geeft mij nieuwe hoop om mijn academische droom alsnog waar te maken.’ tekst drs. Ton Verheijen

V

oor de Syrische ingenieur Fares al Hasan MSc leek de deur naar de wetenschap defi­ nitief dicht te zijn gegooid toen in maart 2011 in zijn geboorteland de burgeroorlog begon. In oktober van dat jaar, toen de berichten over de wanda­ den van Bashar al-Assad breder bekend werden en milities loyaal aan Assad

foto’s Inge van Mill

ook in Aleppo vermoedelijke tegen­ standers gingen arresteren, nam de oppositie snel in kracht toe. De zwaar­ ste gevechten in de provincie Aleppo, aan de grens met Turkije, begonnen in juli 2012.

In die tijd had Al Hasan een mooie baan als landbouwkundig ingenieur aan de faculteit Bodemkunde en

Drooglegging van de University of Aleppo. Hij hield zich bezig met het analyseren van bodem- en water­ monsters door middel van de analyse­ techniek atomaire adsorptiespectro­ fotometrie. Voor zijn onderzoek gebruikte hij satellietbeelden, bodem­ karteringen en geografische informa­ tiesystemen.

Het werk beviel hem uitstekend.

Maar de dagelijkse forensentocht op de motor van Oost- naar West-Aleppo werd langzaamaan een hel. Er werd vaak hevig gevochten in de oude bin­ nenstad. Sluipschutters van beide kan­ ten maakten het woon-werkverkeer levensgevaarlijk.

Wat doe je als je een prachtbaan hebt, maar iedere dag je leven op het spel moet zetten om op je werk te

Fares al Hasan: ‘De ontwikkeling van droogte wordt over het algemeen niet goed begrepen.’

50 | de ingenieur 5 | mei 2019

Fares al Hasan was als landbouwkundig ingenieur werkzaam aan de University of Aleppo. Tijdens de burgeroorlog vluchtte hij naar Nederland, later gevolgd door zijn gezin.

ook al mensen neergeschoten.’ Rond een uur of twee is de kust veilig: geen militair te bekennen.

Al Hasan rent als een bezetene over een droog niemandsland in de richting van een wachtende taxi op Turks grondgebied. Met de bus reist hij vervolgens naar Ankara, waar hij enkele dagen later een visum krijgt voor Nederland. Een week daarna komt hij aan op Schiphol.

Zijn aankomst in Nederland herinnert Al Hasan zich nog tot in detail. ‘Het was 15 augustus 2014; een vrijdag. Tijdens de reis was ik mijn jas kwijtgeraakt. Ik had het koud en ik had honger.

Ondertussen keek ik mijn ogen uit. Nederlanders op de fiets, dat vond ik zo bijzonder. In Syrië fietst niemand. Ik nam de trein naar Ede en vandaar een bus naar mijn contactpersoon in Wagenin­ gen. Ik kreeg een bord warm eten voorgezet en mocht daarna naar mijn kamer. Ik trok de deur achter me dicht en voelde toen een diepe een­ zaamheid over me heen komen.’

Het eerste jaar in Nederland komt Al Hasan nergens toe. Hij is gek van voetbal en houdt van reizen, maar zijn hoofd staat er niet naar, bezorgd als hij is over zijn vrouw en dochters. Pas na ongeveer een jaar wordt de familie Al Hasan her­ enigd. Daarmee sluit Fares al Hasan de moeilijk­ ste periode uit zijn leven af en kan hij zich weer op zijn werk richten. Hij haalt zijn master inter­ nationaal land- en watermanagement aan Wage­ ningen University & Research en vindt een baan als remote-sensing-specialist bij een internatio­ naal opererende non-profitorganisatie die zich bezighoudt met klimaatverandering, ontbossing en niet-duurzame landbouw. Voor deze organi­ satie verwerkt en analyseert hij ruimtelijke ­gegevens en satellietbeelden voor agrarische doeleinden.

Moderne technieken komen? Al Hasan besloot niet meer te gaan en raakte daardoor zijn baan kwijt. Hij vertrok met vrouw en kinderen naar zijn ouders in het dorp Sukaria, even buiten Aleppo, en maakte daar nieuwe plannen: ‘Het eerste wat ik deed, was een satellietschotel kopen om aansluiting te krijgen op internet. Ik ben gaan zoeken naar studiebeurzen in ­West-­Europese steden. Ik vond er twee: een in Wageningen en een in Montpellier. Met mijn vrouw besloot ik dat ik alleen naar Nederland zou gaan. Een jaar later zou zij komen met onze twee dochters.’

Moeilijke periode Op 8 augustus 2014 is Al Hasan ’s ochtends in alle vroegte al aangeko­ men bij de plek aan de grens waar hij zijn zinnen op heeft gezet. Maar het wemelt er van de Turkse militairen en dat is slecht nieuws. ‘Als ze je te pakken krijgen, sturen ze je terug … als je geluk hebt. Er zijn daar

En dan krijgt hij 54.000 euro van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), die in totaal 750.000 euro beschikbaar heeft gesteld. Middels het pilotprogramma ‘Vluchtelingen in de Wetenschap’ maakt NWO samen met De Jonge Akademie, KNAW en Stich­ ting voor Vluchteling-Studenten UAF financie­ ring mogelijk van eenjarige aanstellingen voor academici met een vluchtelingenstatus die een master hebben gehaald of gepromoveerd zijn en in Nederland hun carrière willen voortzetten.

Aan de TU Delft doet Al Hasan nu onderzoek naar droogte. ‘Hoe droogte zich uitbreidt en hoe dit gerelateerd is aan neerslag en verdamping: daar weten we weinig van. Met mijn begeleiders mei 2019 | de ingenieur 5 | 51

De Syrische vluchte­ ling-wetenschapper Fares al Hasan samen met zijn begeleider aan de TU Delft, Ruud van der Ent.

ga ik met satellietgegevens analyseren welk effect de droogte in de zomer van 2018 hier had op bodemvocht, vegetatie en verdamping.’

Minder neerslag leidde waarschijnlijk tot minder verdamping. De vraag is in hoeverre dat vervolgens ook voor verminderd vochttransport door de lucht zorgde. Al Hasans hypothese is dat dit inderdaad het geval was en dat hierdoor ook op andere plekken de neerslag verminderde. ‘Zo kon de droogte zich dus mogelijk versterken en verspreiden. De analyse doen we door een vergelijking te maken met een gemiddeld jaar.’

Soft skills Al Hasan zet nu alles op de pilot. Hij hoopt op zijn project te promove­ ren en heeft zijn baan er zelfs voor opgezegd. Aan de TU Delft krijgt hij alle ruimte om te oefenen met de modernste technieken, zoals radar,

cloud computing en machine learning. Ondertus­ sen leert hij nieuwe soft skills, zoals schrijf- en presentatievaardigheden. Bovendien bouwt hij een netwerk op waardoor hij straks gemakkelij­ ker aansluiting vindt bij lopende Nederlandse onderzoeksprojecten. Kortom: een droom van een kans om zichzelf in Nederland op de kaart te zetten. ‘Mijn ambitie was ooit om professor te worden aan de universiteit van Aleppo. Ik ver­ loor mijn baan door de oorlog. Dit project geeft mij nieuwe hoop om mijn droom als wetenschap­ per toch waar te maken en alsnog een baan te vinden bij een vooraanstaande universiteit.’ |

MOOIE SPRINGPLANK Wetenschappers die als vluchteling in ons land zijn terechtgekomen, hebben vaak moeite hun carrière hier voort te zetten. Een pilot van NWO moet ze daarbij helpen.

Hoeveel vluchteling-wetenschappers Nederland telt en wat hun opleidingsniveau is, is volgens dr.ir. Behnam Taebi van De Jonge Akademie onbekend: ‘Ook wij waren naar die cijfers op zoek. We hebben ze niet gevonden, maar kregen wel signalen dat er voldoende animo was om met deze pilot te starten. Dat bleek. Er kwamen meer dan honderd aanmeldingen.’

Voor de vluchteling-wetenschappers is de pilot die NWO vorig jaar aan­ kondigde een mooie kans om hun ­carrière nieuw leven in te blazen.

Sommigen hebben jaren niets kunnen

52 | de ingenieur 5 | mei 2019

doen op wetenschappelijk vlak. Ze ­lopen t­ egen obstakels aan, zoals de onbekende taal en cultuur. Dood­ zonde, vindt ook de Nederlandse overheid. ‘Prachtig dat we deze bron van talent kunnen aanboren’, zei ­minister Ingrid van Engelshoven van OC&W op een informatiemiddag over de NWO-pilot op 2 juni 2018. ‘Onze ­eigen wetenschappers gaan profiteren van hun frisse blik vanuit een andere onderzoeks­cultuur.’

De wetenschap is bij uitstek geschikt om culturen en inzichten bij elkaar te brengen, zegt prof.dr. Niek Lopez ­Cardozo van NWO: ‘Welke culturele ­afkomst ze ook hebben, wetenschappers vinden altijd mensen die hun taal spreken, hun passie delen, hun drive begrijpen.’ Volgens Taebi wordt met de NWO-pilot ‘een enorm potentieel’

aangeboord: ‘Hopelijk wordt dit ­programma een mooie springplank naar meer en vastere banen voor vluchteling-wetenschappers in ons ­hoger ­onderwijs.’

Dr. Ruud van der Ent, die samen met prof.dr.ir. Susan Steele-Dunne de ­Syrische vluchteling-wetenschapper Fares al Hasan begeleidt, onderstreept het belang van de pilot: ‘De competitie binnen de Nederlandse acade­ mische wereld is groot. Met een carrière­­-­interruptie en weinig ervaring in de westerse academische wereld is het lastig ertussen te komen. Deze ­pilot biedt vluchtelingen de kans om zich te bewijzen. Helaas duurt de pilot maar één jaar. Stiekem hoop ik dat we er via een verlenging of op een andere manier een langer project van kunnen maken.’

De scheepvaart kan efficiënter. Bij sluizen ontstaan regelmatig wachtrijen en de planning van binnenvaartschepen is kwetsbaar voor last-minute-wijzigingen. Daar is iets aan te doen door schepen met elkaar te laten communiceren én onderhandelen, betoogt hoogleraar Rudy ­Negenborn van de TU Delft.

‘LAAT SCHEPEN MET ELKAAR PRATEN’ planning niet, dan heeft dat invloed op het tijdschema van elk ­ander schip. Op dit moment pakken bij zo’n last­-minute-wijziging medewerkers van de terminals en de transporteur vaak de telefoon om een nieuwe planning af te spreken. Dit is echter veel werk en inefficiënt. In de toekomst moeten computers razendsnel deze planning wijzigen. Hoe dat er precies uit gaat zien, onderzoeken we aan de TU Delft. Welke informatie is vereist voor het nemen van de juiste ­beslissingen? Welke informatie deelt een schip en hoe vaak? ­Welke sensoren en algoritmes hebben we nodig om alles optimaal te laten functioneren?

Schepen gaan trouwens niet alleen met elkaar ­‘praten’. Af en toe moeten ze zelfs met elkaar ­onderhandelen om te komen tot een uitkomst die acceptabel is voor iedereen. Neem twee schepen die op volle zee op elkaar af varen. Bekijk je die ­situatie per schip afzonderlijk, dan is rechtdoor ­varen het gunstigst. Maar dat leidt wel tot een botsing. In de toekomst zullen geautomatiseerde systemen ­onderhandelen om tot een oplossing te komen die goed is voor elk schip afzonderlijk (niet te veel bijsturen) én voor het systeem als geheel (niet botsen). En waarschijnlijk gaat dit verder dan alleen de scheepvaart. Stel je voor dat een brug open moet om een schip door te laten. Dan worden de belangen van het wegverkeer afgewogen tegen die van het schip. K ­ omen er in de verte drie brandweer­ wagens aan, dan geeft dat de doorslag en gaat de brug open. Het schip moet dan maar even wachten.

illustratie Joost Stokhof

PUNT

Nederland speelt met de Rotterdamse haven een belangrijke rol in het vervoer van goederen over het water. Maar de duizenden containers die daar arriveren, komen verderop vaak bottlenecks tegen. ­Binnenvaartschepen die zijn volgeladen, varen zo snel mogelijk naar een sluis, om daar te constateren dat ze moeten wachten omdat andere schepen het op dezelfde manier hebben aangepakt.

Daarom moeten schepen onderling informatie gaan uitwisselen over hun geplande route, zodat het ene schip sneller kan gaan en het andere wat rustiger aan kan doen. Dat vermindert de wachttijd bij de sluis en maakt het systeem als geheel efficiënter. Binnenvaartschepen gaan zelfs treintjes vormen als ze een stuk dezelfde kant op moeten. Zo wordt de capaciteit van de infrastructuur ­beter benut.

Niet alleen moeten schepen met elkáár praten, ze zullen mogelijk ook communiceren met infrastructuur. Dankzij dit soort oplossingen kan de scheepvaart efficiënter en veiliger worden, en een lager energieverbruik krijgen, omdat de schepen bijvoorbeeld in een treintje achter elkaar varen. Dit wordt mogelijk dankzij snelle draadloze communicatie, ­bijvoorbeeld via het 5G-netwerk, en steeds maar toenemende rekenkracht.

Ander voorbeeld. Een binnenvaartschip gaat in ­Rotterdam langs bij verschillende terminals om ­lading op te pikken. Tegelijk met dit schip zijn er nog tientallen van zulke schepen die ook hun eigen planning hebben en bij dezelfde ­terminals langs moeten. Zolang iedereen zijn planning haalt, is er niets aan de hand. Maar haalt één schip zijn

Prof.dr.ir. Rudy Negenborn is hoogleraar multi-machine operations & logistics aan de TU Delft.

mei 2019 | de ingenieur 5 | 53

NUCLEAIRE NOODZAAK

MEDIA

Pleidooien voor kernenergie vallen weer meer in vruchtbare aarde sinds het International Panel on Climate Change (IPCC) in zijn rapport van 2018 duidelijk maakte die energiebron te zien als een onmisbaar gereedschap om het probleem van de klimaatverandering het hoofd te bieden.

Een zo’n pleidooi is Double Jeopardy, met de ondertitel Combating Nuclear Terror and Climate Change.

Dit boek wil vooral uitleggen hoe kernenergie kan groeien zonder dat het aantal kernwapenstaten en het risico op nucleair terrorisme in de wereld eveneens toe­nemen. Volgens auteur Daniel B. Poneman, onder president Obama waarnemend minister van Energie, moeten de VS hun nucleaire leidersrol daarvoor nadrukkelijk nieuw leven inblazen, zowel op het gebied van reactorbouw als van buitenlands beleid tegen wapenproliferatie.

Ponemans toon is die van een ervaren beleidsmaker die zich richt tot andere beleidsmakers: doe zus, doe niet zo, let hierop en let daarop. Het is allemaal goed doortimmerd, maar opzienbarende nieuwe ideeën bevat Double Jeopardy niet. Ponemans eerste en misschien wel belangrijkste aanbeveling is een oude bekende: laat bedrijven betalen voor hun CO2-uitstoot. Want zolang de bedrijven gratis kunnen uitstoten en de maatschappij de kosten van de veroorzaakte klimaat­verandering betaalt, is de prikkel om te minderen gewoon veel te zwak.

Ondertussen schrik je als lezer weer van de enorme taak waar de mensheid voor staat. Poneman herin-

onder redactie van drs. Jean-Paul Keulen m.m.v. drs. Pancras Dijk, ir. Jim Heirbaut, drs. Timo Können en drs. Enith Vlooswijk

54 | de ingenieur 5 | mei 2019

nert eraan dat de wereld, zelfs als alle landen 100 % van de doelen van de Parijse Klimaatakkoorden halen, niet in de buurt komt van de doelstelling om de temperatuurstijging tot de gewenste 1,5 °C of zelfs de bovengrens van 2° te beperken. Intussen eisen opkomende economieën in hoog tempo hun deel van de welvaartstaart op. Vooral China – dat inmiddels meer dan honderd miljoenensteden heeft en verwacht dat het er in 2025 nog eens twee keer zo veel zijn – laat onwerkelijke groeicijfers zien. In de periode van 2008 tot 2012 opende het land voor 50 GW aan nieuwe kolencentrales per jaar, daarna zakte het tempo naar ‘slechts’ 35 GW per jaar. Ter vergelijking: alle soorten Nederlandse centrales samen hadden begin 2018 een vermogen van 21,6 GW. Om de hoeveelheid CO2 in de lucht te beperken, is het daarom niet alleen nodig om te streven naar minder uitstoot, maar ook om op grote schaal CO2 onder de grond op te slaan (carbon capture and storage of CCS).

Roekeloze gok Wat Poneman als ervaren diplomaat niet met zoveel woorden zegt, is dat de milieubeweging met haar verzet tegen zowel kernenergie als CCS in feite met vuur speelt. In Kernenergie als kans van Rauli Partanen en Janne Korhonen is dat wel anders: dat is voor een groot deel geschreven als een aanval op de milieubeweging. Vooral de eerste hoofdstukken lezen daardoor als een verfrissende plens water in het gezicht. De boodschap: alles moet uit de kast om de opwarming onder 1,5 °C te houden, want dan is de klimaatverandering misschien nog beheersbaar. Kernenergie en CCS afserveren is een roekeloze gok met de toekomst van de planeet als inzet. foto Felix König/CC BY-SA 3.0

Op totaal verschillende manieren proberen twee nieuwe boeken de lezer ervan te overtuigen dat het hoog tijd is om vol op kernenergie in te zetten.

Kernkraftwerk Gundremmingen is de kerncentrale met het hoogste vermogen van Duitsland. Het plan is om de laatste reactor in 2021 stop te zetten.

OCKELS’ ERFENIS

Opgeblazen risico’s Partanen en Korhonen, die werkzaam zijn als klimaat- en ­energieonderzoekers, schrijven dat ze kernenergie nog niet zo lang geleden zelf riskant en overbodig vonden. Dat veranderde toen ze ontdekten dat de energiemix van de wereld op dit moment niet schoner is dan in 1990. Het aandeel van duurzame energie is met ongeveer 4 % nog altijd klein. De groei die nodig is om ervoor te zorgen dat ‘duurzaam’ in 2050 de grootste energiebron is, zou alles overtreffen wat in het verleden ooit door welke energiebron dan ook is gepresteerd.

De auteurs denken dat de groei in werkelijkheid juist gaat afvlakken, vooral doordat het inpassen van het onregelmatige aanbod aan wind- en zonne-energie steeds moeilijker wordt.

Als het huidige taboe op meer kernenergie in stand blijft en de duurzame beloften uiteindelijk niet worden gehaald, waarschuwen ze, is het eind van het liedje dat er weer meer kolen en gas worden verbrand.

Een flink deel van het boek bestaat uit sprekende voorbeelden van de manieren waarop Greenpeace, het Wereld Natuur Fonds en andere milieuclubs statistieken verdraaien om de mogelijkheden van duurzame energie mooier voor te stellen dan ze zijn.

Ook worden de risico’s van kernenergie volgens Partanen en ­Korhonen stelselmatig opgeblazen. Hun betoog dat de gevolgen van blootstelling aan straling bij een ongeluk en de gevaren van opslag van kernafval veel kleiner zijn dan de tegenstanders ­willen doen geloven, is overtuigend.

Politieke wil Kernenergie als kans bestrijdt ook de opvatting dat kernenergie in zijn huidige vorm te duur is. Doe je de berekening goed, dan zijn de kosten volgens Partanen en Korhonen vergelijkbaar met die van fossiele energie. Door de vele details en aannamen die in zulke becijferingen een rol spelen, is moeilijk uit te maken wie er gelijk heeft. De enorme kosten- en tijdsoverschrijdingen bij de bouw van centrales in Europa en de VS zijn in elk geval een feit, maar het is ook een feit dat Azië, inclusief Rusland, daar veel ­minder last van heeft. Het is vast niet toevallig dat de overheid in de betrokken landen erg veel in de melk heeft te brokkelen. Een volledig liberale energiemarkt en kernenergie verdragen elkaar slecht doordat de risico’s voor investeerders te groot zijn.

Met voldoende politieke wil valt daar natuurlijk in het Westen wel wat aan te doen, bijvoorbeeld met behulp van garantie­ stellingen door de overheid. Eén garantie is hierbij alvast te geven: ook als nieuwe kerncentrales toch duurder uitpakken dan gehoopt, vallen de extra kosten volkomen in het niet bij die van uit de hand lopende klimaatverandering. (TK) DOUBLE JEOPARDY | 244 Blz. | € 22,99

Wat heeft Wubbo Ockels, astronaut en duurzaamheidsstrijder, achtergelaten voor de wereld? Daarover gaat het portret Ockels’ erfenis dat Daan van Alkemade van hem maakte. 18 mei komt de film op televisie, precies vijf jaar nadat Ockels overleed aan kanker.

De film spaart Ockels niet. Hij wordt geportretteerd als een eigenwijze, koppige en allerminst bescheiden persoon. Misschien zijn dat juist de eigenschappen die een astronaut nodig had om te worden geselecteerd voor een ruimtereis; Ockels vloog in 1985 met spaceshuttle Challenger naar de ruimte.

Daarna stortte Ockels zich als hoog­leraar in Delft op het thema duurzaamheid. Hij had vanuit de ruimte gezien hoe kwetsbaar de aarde oogde. In een van de scenes draagt hij een trui met opdruk ‘I’m an astronaut of spaceship Earth’.

Zorg goed voor onze planeet, wilde hij maar zeggen.

Aan bod komen ook zijn projecten, van de laddermolen via het duurzame zeilschip de Ecolution tot de Superbus.

Ockels was er een meester in om voor een nog onuitgewerkt plan de handen op elkaar te krijgen en miljoenen voor onderzoek en ontwikkeling los te peuteren. Niet elk plan was echter even zinnig. Van de Superbus werd nog een werkend prototype gebouwd, dat nu echter in een loods staat te verstoffen. Maar Ockels lanceerde ook kansrijkere ideeën. Zijn laddermolen inspireerde meerdere bedrijfjes tot het ontwikkelen van grote vliegers die stroom opwekken. En de door hem gesteunde Nuna-zonneauto’s wonnen keer op keer de wedstrijd in Australië.

Duidelijk wordt dat Ockels altijd aan het werk was. Zijn vrouw laat zich ontvallen dat ze bij het opvoeden van hun kinderen weinig aan hem heeft gehad. Aangrijpend is het relaas van Ockels’ zoon Martin, die enorm opkeek tegen zijn vader en een tijdje aan drugs verslaafd was. Pas bij het afkicken kwamen vader en zoon dichter bij elkaar.

De film is de moeite waard, maar laat de kijker wel achter met een onbevredigd gevoel. Met zijn wilde plannen heeft Ockels ongetwijfeld talloze jonge mensen geïnspireerd om iets te gaan doen met duurzaamheid. Maar de succesvolle voorbeelden daarvan worden op elkaar gepropt in de aftiteling, en dat is zonde. (JH) OCKELS’ ERFENIS | 52 minuten | 18 mei | NPO2 foto NASA

De oorspronkelijke editie van hun compacte boekje verscheen al in 2015 in het Fins, maar de auteurs zijn de tekst blijven bijwerken, eerst voor de Engelse en nu voor de Nederlandse vertaling, die overigens deels gefinancierd werd door het consortium URENCO, dat verrijkt uranium produceert.

Wubbo Ockels aan het werk tijdens zijn ruimtemissie.

KERNENERGIE ALS KANS | 175 Blz. | € 17,99 (e-book € 9,99)

mei 2019 | de ingenieur 5 | 55

MEDIA

ICOON IN HET IJ Hoewel de auteur zich geregeld bezondigt aan mooischrijverij, is Pontsteiger een mooie kennismaking met het gelijknamige Amsterdamse ­gebouw.

Snorrend kacheltje Daarnaast bevat het boek een uitgebreide tekst van journalist Nicoline Baartman. Ze sprak met de architecten Arnoud Gelauff en Floor Arons, maar ook met tal van bouwers, bestuurders en burgers. Baartman gaat zich geregeld te buiten aan mooischrijverij, met zinnen als ‘roem is als een snorrend potkacheltje in een kouwe keet’, maar maakt wel prachtig voelbaar hoe de grootse plannen in duigen dreigden te vallen door de bouwcrisis. ‘Natuurlijk was Pontsteiger niet het enige project dat op apegapen lag’, zo typeert ze die tijd. ‘Rap verspreidde zich het patroon over de stad: grond die vergeefs lag in te klinken, bouwplaatsen waar het akelig stil werd, portfoliolades met ontwerptekeningen die dicht bleven, en rusteloos duimendraaiende mannen en een enkele vrouw in overalls.’

Uiteindelijk kreeg het Pontsteigerverhaal toch zijn happy end: het gebouw staat en is zelfs genomineerd voor de prestigieuze onderscheiding Beste Gebouw van het Jaar, waarvan de winnaar op 17 mei wordt bekendgemaakt. Dit boek is een mooie kennismaking met het complex. Mocht u het met eigen ogen willen zien, neem dan het pontje, liefst bij ondergaande zon. Vergeet uw camera niet.

(PD) PONTSTEIGER | 240 Blz. | € 24,95

foto Dura Vermeer De Nijs

foto Ossip

De hoofdstad hoeft niet langer enkel met zijn ­Grachtengordel te pronken. Afgelopen najaar werd met het wooncomplex Pontsteiger een moderne landmark opgeleverd, een beeldbepalend gebouw dat vanuit de wijde omtrek is te zien en onge­ twijfeld zal verschijnen op ansichtkaarten met ­‘Groeten uit Amsterdam’.

Pontsteiger bestaat uit twee torens van 90 m, die op 60 m hoogte met elkaar zijn verbonden door een overspanning van 50 bij 20 m. Daaraan vastgeklonken, als de liggende schaduw van de hoogbouw, is een U-vormig blok van zes woonlagen. Het geheel staat op pijlers, 7 m opgetild boven straathoogte.

Als vooruitgeschoven pion van de nieuwe wijk Houthaven wordt Pontsteiger van alle kanten omringd door het water van het IJ. Zoals alle dagelijkse gebruikers van het NDSM-veer over het IJ heb ook ik het gebouw de afgelopen paar jaar verdieping voor verdieping zien groeien. Tientallen keren heb ik er een kiekje van gemaakt – de meeste met het gebouw in het gloedvolle tegenlicht van een ondergaande zon. In de gebonden uitgave Pontsteiger, ondertitel Een reconstructie, staan veel meer en mooiere foto’s, en bovendien aardige schetsen, waarop langzaam de iconische Pont­

steigervorm ontstaat: een rechthoekig kader waarvan de helft rechtop is gezet.

De bouwplaats van Pontsteiger.

Het wooncomplex Pontsteiger.

56 | de ingenieur 5 | mei 2019

MEDIA

STRIJD TEGEN DE GODEN foto TED

Leugens op social media maken onze democratie kapot, betoogt onderzoeks­ journalist Carole Cadwalladr in haar veel op social media gedeelde TEDx Talk.

In de aanloop naar de verkiezingen houden grote techbedrijven hun gebruikers allerlei leugens voor. Hoe is daar paal en perk aan te stellen?

Met de Europese verkiezingen in aantocht slingeren politici weer de sterkste be­­ weringen onze huis­kamers in. Over vluchtelingen die onze verzorgingsstaat ten gronde richten of juist de nijpende arbeids­­tekorten oplossen. Of over windmolens die het klimaat gaan redden, dan wel onze economie naar de Filistijnen ­helpen.

Factcheckers ontlenen hun bestaansrecht aan dergelijke uitspraken. Bloedfanatiek schuimen zij alle media af, op zoek naar smakelijke uitglijders. Helaas hebben ze een belangrijke handicap: lang niet elke claim komt ze onder ogen. Die beperking is niet nieuw. Geen journalist weet welke gouden bergen politici beloven in een afgehuurd zaaltje vol varkensboeren, ­tenzij de pers erbij is. Social media en de algoritmes die bepalen wie wat krijgt voorgeschoteld, hebben het effect van die obscure zaaltjes echter vertienvoudigd.

Meldknop In een TEDx Talk die sinds half april furore maakt op social media, vertelt onderzoeksjournalist Carole Cadwalladr hoe ze het Cambridge Analytica-schandaal indertijd blootlegde. Zoekend naar oor­zaken van de uitslag van het Brexit-referendum sprak ze met een oude vrouw in haar geboortedorp, die haar vertelde over

beangstigende verhalen op Facebook.

Verhalen die voor Cadwalladr niet meer waren te achterhalen: er is geen archief van politieke advertenties die verschijnen op de Facebook-tijdlijn. Pas toen het Britse parlement de Facebook-­directie dwong om de advertenties vrij te geven, werd duidelijk welke leugens nu precies waren verspreid – niet op ieders tijdlijn, maar op de tijdlijn van mensen die volgens een computeralgoritme gevoelig zijn voor de opruiende boodschap.

Cadwalladr richt zich in haar TEDx Talk strijdbaar tot wie zij ‘de goden van Silicon Valley’ noemt, namelijk de oprichters van Facebook, Google en Twitter. De democratie, zegt ze, is gebroken door de internetgiganten die hun technologie inzetten om ongestraft leugens te verspreiden.

Krap een week na Cadwalladrs tirade kondigde Twitter een nieuwe meldknop aan. Daarmee kunnen gebruikers van het meningenplatform de beheerders op de hoogte stellen van berichten met ‘misleidende informatie over de verkiezingen’.

Het gaat daarbij uitsluitend om informatie betreffende waar te registreren, hoe te stemmen en wanneer. Facebook betaalt inmiddels mensen om nepnieuws op te sporen, maar volgens een recent artikel van de BBC noemen die hun werk onderbetaald, niet serieus genomen en ineffectief. Terwijl de factcheckers braaf hun kranten, talkshows en tijdlijnen uitpluizen, ontsnappen de onzichtbare zaaltjes van het internet voorlopig nog aan hun controle.

Technologiejournalist drs. Enith Vlooswijk schrijft in De Ingenieur elke maand over wat haar opvalt op internet.

Zin om je lijvige gezinswoning te verruilen voor een praktisch minihuisje? Dit boek vertelt wat er allemaal komt kijken bij het realiseren van je eigen tiny house.

BOUW JE EIGEN TINY HOUSE | 236 Blz. | € 65,-

Golven van innovatie hebben de mensheid veranderd en we zitten midden in een nieuwe golf, laat techondernemer en ­futuroloog Christian Kromme zien. Laten we ons overspoelen of surfen we mee op die golf?

GO DIGITAL, STAY HUMAN | 256 Blz. | € 26,50

In ResourCity jagen spelers à la Pokemon Go met hun smartphone op scheikundige elementen. Die moeten dan wel afreizen naar Oss, vooralsnog de enige Nederlandse plaats waar de game is te spelen.

RESOURCITY | Android | gratis

Het verruilen van analoge techniek voor digitale heeft heel wat gevolgen gehad voor hoe we muziek beleven, betoogt muzikant ­Damon Krukowski in deze uitgeschreven podcast.

WAYS OF HEARING | 136 Blz. | ca. € 20,-

In 2030 woont zo’n 10 % van de Afrikaanse stede­ lijke bevolking in New Towns: volledig geplande plaatsen die geen deel uitmaken van bestaande steden. Dit boek behandelt de voors en tegens.

TO BUILD A CITY IN AFRICA | 440 Blz. | € 33,99

mei 2019 | de ingenieur 5 | 57

KOPSTUK

Ooit wilde hij boer of boswachter worden, maar uiteindelijk koos John van der Oost voor de microbiologie. Een gouden greep, want binnen dat vakgebied legde hij de basis voor CRISPR-cas, een knip-en-plak-methode om DNA aan te passen. Hij kreeg al een Spinozapremie en een Advanced Grant van de European Research Council, en wordt zelfs getipt voor een Nobelprijs. tekst drs. Desiree Hoving

illustratie Marcel Groenen

Knip-en-plak-pionier

‘W

e trokken tijdens onze jeugd veel met elkaar op’, zegt dr. Ron van der Oost, de anderhalf jaar oudere broer van prof.dr. ­John van der Oost. ‘Zo zaten we in hetzelfde voetbalteam.

Kreeg een van ons een schop, dan nam de ander wraak.

‘Van mijn broer moeten ze afblijven’, dachten we allebei. Als studenten zaten we op dezelfde universiteit en bij het genootschap Biobacchus. Als je bedenkt dat Bacchus de Romeinse god van drank en vrouwen was, dan weet je wel waar het – naast zaalvoetballen – over ging.’

Om in voetbaltermen te blijven, vergelijkt Ron zijn broer met Wim Jansen. ‘Een hardwerkende middenvelder uit de jaren zeventig en tachtig die veel nuttig werk opknapte, altijd op hoog niveau speelde, maar nooit voetballer van het jaar werd. De laatste jaren is John echter uitgegroeid tot een Ruud Gullit; een topscorer die de gouden schoen wint.’

Moleculaire machinerieën Als microbioloog houdt John van der Oost zich al zijn hele werkende leven bezig met het onderzoeken van bacteriën. Rond 2008 richtte hij zich op stukken DNA in bacteriën, de zogeheten CRISPRs. Dit zijn ­resten van het DNA van virussen die de bacterie ooit hebben aange­ vallen. Daarmee legde Van der Oost de basis voor de ontwikkeling van CRISPR-cas, een relatief gemakkelijke techniek voor genbewerking.

Hiermee is een gerichte knip te maken in het DNA van organismen.

Biomedische onderzoekers maken nu al grif gebruik van deze ­methode. In de toekomst zijn er misschien erfelijke ziektes ­definitief mee uit te bannen of planten mee aan te passen aan onze voedsel­ behoeftes. In 2018 ontving Van der Oost voor zijn werk een Spinoza­ premie van NWO, recent kreeg hij een Advanced Grant van de ­European Research Council.

‘Als er ooit een Wageningse wetenschapper de Nobelprijs wint, dan zet menigeen zijn geld op John van der Oost’, schreef Resource, het ma­ gazine van Wageningen Universiteit & Research nadat Van der Oost de Spinozaprijs won. Afgelopen jaar tipte het tijdschrift New Scientist hem ook al voor de Nobelprijs, samen met de Amerikaanse prof.dr. Jen­ nifer Doudna en de Franse prof.dr. Emmanuelle Charpentier die een variant op de knip-en-plak-techniek voor dierlijke en menselijke cellen ontwikkelden. ‘John was een van de eerste pioniers. Hij stortte zich op 58 | de ingenieur 5 | mei 2019

Naam John van der Oost | Leeftijd 60 | Titels prof.dr. | Opleiding biologie (VU Amsterdam) | Functies hoogleraar microbiologie (Wageningen Universiteit & Research), gasthoog­leraar (Montana State University, VS), lid van European Molecular Biology Organization (EMBO), lid van KNAW

het CRISPR-mechanisme en probeerde te begrij­ pen hoe die moleculaire machinerieën werken.

Ook organiseerde hij in het najaar van 2010 de ­allereerste CRISPR-meeting in Europa’, zegt Char­ pentier in de Tegenlicht-aflevering ‘Dokteren met DNA’, uitgezonden in maart 2018.

Darmbacteriën van cavia’s Zijn studievriend dr. Hans van Leeuwen, die nu in de raad van bestuur van het Erasmus Medisch Centrum zit, noemt een belangrijke factor van het succes van Van der Oost. ‘John is niet bang om zijn ideeën met anderen te delen’, zegt hij. Al heeft het lang geduurd voor Van der Oost en Van Leeuwen dingen samen gingen doen. ‘Ik hou me bezig met het skelet, John is bezig met CRISPRcas, en ik ken het afdelingshoofd plastische chi­ rurgie die kinderen met schedelmisvormingen opereert. Ik had een wild idee en hoefde maar een half woord aan John te vertellen, die meteen enthousiast naar Rotterdam kwam. Hoewel ik zijn werk een uitstekend voorbeeld vind van ­fundamenteel onderzoek, doen we nu iets toege­ pasts: we willen de mutaties in het DNA van die kinderen repareren.’

Prof.dr. Willem de Vos, die Van der Oost ruim

JOHN VAN DER OOST

twintig jaar geleden aannam aan wat toen nog de Landbouwuniver­ siteit Wageningen heette, noemt nog een re­ den voor zijn succes: ‘John kan met iedereen goed door een deur. Hij is een verschrikkelijk aardige jongen en een feest om mee samen te werken.

Zelf onderzoek ik het darmmicrobioom en ook

De rubriek Kopstuk presenteert een portret van een ingenieur die bijzondere prestaties op zijn of haar naam heeft staan.

daar denkt John graag over mee. We speuren altijd naar ­nieuwe anaerobe bacteriën en John kreeg het idee om de darmbacteriën van de cavia’s van zijn kinderen te bekijken. Dat leidde zelfs tot een ­publicatie waar een van zijn zoons aan meewerkte.’

Volgens zijn broer was Van der Oost altijd al een natuurliefhebber.

‘Toen hij heel jong was, wilde hij boer worden. Iets later was dat bos­ wachter. Wandelden we bijvoorbeeld in een bos met onze ouders, dan liep hij altijd voor of achter ons, op zoek naar dieren. Veel buiten zijn vond hij gewoon leuk. Al werd hem dat haast fataal toen hij twee jaar was. Toen is hij bijna in de sloot verdronken. Gelukkig zag vader nog net een armpje boven het water uitkomen en wist hij hem te redden.’ | mei 2019 | de ingenieur 5 | 59

VOORWAARTS

EEN BLAUWDRUK VOOR INTERNET UIT 1934

SteampunkWikipedia Vanaf 1891 werkte de Belgische bibliograaf Paul Otlet aan zijn ideaal van perfect bewaarde en wereldwijd opvraagbare ­informatie. 43 jaar later voorzag hij dat het beeldscherm in dat systeem een centrale rol zou gaan spelen. Otlet en zijn Mundaneum raakten in de vergetelheid, maar worden nu onder het stof vandaan gehaald. tekst Fanta Voogd

I

nformatie beter organiseren en verspreiden: dat was het ideaal van Paul Otlet. Dat streven deelde hij met de wat oudere socialist, pacifist en latere Nobelprijswinnaar voor de Vrede Henri La Fontaine, waarmee hij na zijn rechtenstudie bevriend raakte.

Democratisering van kennis zou in hun visie de wereldvrede dichterbij brengen. Samen ontwikkelden ze vanaf 1904 de Universele Decimale Classificatie (UDC), een uiterst verfijnd bibliotheeksysteem. Gedurende hun langdurige samenwerking was Otlet telkens de drijvende, intellectuele kracht achter hun plannen. Onder­ tussen werkte hij ook aan iets veel groters; iets waarvan pas veel later bleek hoe visionair het was.

Technologische voorspellingen uit het ­ver­leden zijn soms griezelig accuraat; een andere keer slaan ze de plank op vermakelijke wijze mis. De rubriek Voorwaarts ­verdiept zich in de geschiedenis van de toekomst.

60 | de ingenieur 5 | mei 2019

‘Het idee is om ieder artikel of hoofd­ stuk van een boek te ontdoen van zaken als mooi taalgebruik, herhaling of bladvulling, en op afzonderlijke kaartjes alles bijeen te brengen dat nieuw is en iets toevoegt aan onze ­kennis’, schreef Otlet in 1891. Hij typeerde zijn idee voor een repertoire bibliographique universel als ‘een soort kunstmatig brein’. In 1895 begon hij met La Fontaine aan de verwezen­ lijking van dit kaartsysteem dat uitein­ delijk een omvang zou krijgen van ruim 15 miljoen kaartjes en microfilms.

Na de Eerste Wereldoorlog kreeg Otlet subsidie van de Belgische over­ heid, die hoopte dat het initiatief ertoe zou bijdragen dat de pas opgerichte ­Volkenbond, de voorloper van de Ver­ enigde Naties, zijn hoofdkantoor in Brussel zou vestigen. Die overheids­ steun stelde Otlet in staat zijn univer­ sele bibliotheek onder te brengen in het Brusselse Jubelpark. Hij noemde het aanvankelijk Palais Mondial, maar her­ doopte het in 1924 tot Mundaneum.

Gebruikers van het Mundaneum kon­ den schriftelijk een vraag indienen, waarna archivarissen op zoek gingen in het kaartsysteem. Het bijzondere was dat zij niet alleen de gevraagde informatie leverden, maar ook door­ verwezen naar verwante data, verge­ lijkbaar met de wijze waarop een zoek­ machine dat in onze tijd doet. Deze functie in Otlets kaartsysteem wordt nu beschouwd als een papieren voor­ loper van hypertext en hyperlinks.

Maanziek Otlet had een scherp oog voor de nieuwe technische mogelijkheden van zijn tijd. Met zijn landgenoot Robert Goldschmidt werkte hij aan de ­per­­­­fectionering van op microfilm op­­ geslagen boeken. Ook zette hij een deel van het Mundaneum-kaartsysteem over op microfilm. Al in 1909 voorzag hij dat de radiografie in de toekomst ‘een universeel netwerk’ zou creëren voor ‘de onbeperkte verspreiding van kennis’.

VOORWAARTS

H

ier op de werktafel, geen enkel boek meer. In plaats daarvan een beeldscherm en daarnaast een telefoon. Ginds, ver van hier in een immens gebouw, bevinden zich alle boeken en alle inlichtingen.

Van daaruit verschijnt op het scherm de pagina die antwoord biedt op de via de telefoon gestelde vraag.

Paul Otlet in zijn boek ‘Traité de documen­tation’ (1934).

Eind negentiende eeuw begon de Belg Paul Otlet met de aanleg van een systeem dat uiteindelijk ruim 15 miljoen kaartjes en microfilms zou tellen.

Terwijl het Mundaneum almaar uit­ dijde, verloor de Belgische regering haar vertrouwen in het project. Otlet raakte gefrustreerd over het gebrek aan steun en over de technische be­­ perkingen van zijn tijd, waardoor zijn Mundaneum uitgroeide tot een reus op lemen voeten. Op 14 juni 1934 berichtte De Telegraaf op meewarige toon over de moeilijkheden van Otlet en zijn Mundaneum. De krant noemde Otlet ‘sympathiek’, maar ook ‘lichtelijk maanziek’ en vergeleek het Munda­ neum met de Toren van Babel: ‘Een grootsche droom, een tikje te grootsch.’

Een eenmansprotestactie van Otlet kon niet verhoeden dat het Munda­ neum weg moest uit het onderkomen in het Jubelpark. Otlet kon het elders onderbrengen, maar de collectie was niet meer te raadplegen en bleef on­­ aangeroerd totdat de Duitse bezetter in 1940 de ruimte opeiste. Bij die ge­­ dwongen verhuizing ging het Munda­ neum deels verloren.

Doordat Otlet vanaf 1934 minder tijd

hoefde te besteden aan de praktische kant van zijn droom, kon hij zich con­ centreren op de uitwerking van zijn ideeën. Hij deed dat in zijn boeken Traité de Documentation (1934) en Monde (1935). In deze teksten komt zijn vooruitziende geest het best tot uiting.

Museumpje In het eerste boek schrijft Otlet dat tele­ visie – toen nog een experimenteel medium – een toekomstig systeem mogelijk maakt waarbij informatie op afstand is op te vragen en te lezen. In zijn volgende boek werkt hij dat verder uit: ‘Er zal een technologie worden gecreëerd die op afstand radio, röntgen­ stralen, cinema en microscopische foto­ grafie combineert. Iedereen zal in staat zijn op afstand de tekst te lezen, uitver­ groot en gericht op het gewenste onder­ werp, geprojecteerd op een individueel scherm. Op deze wijze zal iedereen ­vanuit zijn luie stoel zich kunnen bezinnen op de schepping als geheel of op bepaalde onderdelen.’

Bovendien beschrijft Otlet de moge­ lijkheid van spraakherkenning. Ook stipt hij de mogelijkheid van sociale netwerken aan, waarin gebruikers kunnen ‘deelnemen, applaudisseren, ovaties geven of meezingen met het koor’.

Vlak na de bevrijding van België stierf Otlet. De man en zijn werk raakten in vergetelheid. Toch krijgt iemand die nu ‘Mundaneum’ googelt 183.000 zoek­resultaten opgediend. De twee andere vroege visioenen van internetachtige technologieën, het world brain (1936) van de Britse sf-schrijver H.G. Wells en de memex (1945) van de Amerikaanse computer­ pionier Vannevar Bush, genieten op internet echter een beduidend grotere bekendheid (respectievelijk 310.000 en 1,3 miljoen resultaten). Wel heeft het Mundaneum zijn eigen museumpje, dat in 1998 in het Waalse Mons werd opgericht. In 2012 zag Google onder ogen dat het schatplichtig is aan het werk van Otlet en besloot het museum te steunen. Dat leidde tot grote belang­ stelling van de internationale pers. In 2013 kreeg het museum erkenning van UNESCO, dat het in zijn Memory of the World-register opnam. De Belg is zijn achterstand op zijn Angelsaksische medestanders dan ook aan het inlopen.

En terecht: niet alleen was Otlet eerder, maar hij had zijn visioen, zowel theore­ tisch als praktisch, ook steviger onder­ bouwd. | mei 2019 | de ingenieur 5 | 61

KUN JE EEN STAD KOELER VERVEN?

tekst drs. Pancras Dijk

62 | de ingenieur 5 | mei 2019

Aan de lopende band presenteren bedrijven klimaatvriendelijke ­initiatieven. In deze rubriek zoekt De Ingenieur uit of die maatregelen echt zoden aan de dijk zetten. Deze keer: is een stad af te koelen door de gevels ‘witter dan wit’ te verven?

D

e zomer komt er weer aan en het kan best weer een warme worden. Zeker in de stad, waar de temperatuur op hete ­zomerdagen gemiddeld 1,5 tot 2 °C hoger is dan op het omringende platteland. Asfalt­ wegen en gebouwen absorberen veel zonne­ warmte en ook de grote menselijke bedrijvigheid in de stad speelt een rol. Nu er door klimaatver­ andering vaker hittegolven zullen voorkomen, groeit de noodzaak om te zoeken naar manieren om de stad te koelen en leefbaar te houden.

UNStudio, het Amsterdamse bureau van top­ architect Ben van Berkel, presenteerde dit voor­ jaar een wondermiddel dat het probleem in één keer goeddeels zou moeten oplossen. The Coolest White is een coating die is opgebouwd uit ver­ schillende lagen, met als hoofdbestanddeel een fluorpolymeer. Zulke polymeren hebben als eigenschap dat ze extreem lang meegaan en uiterst duurzaam zijn. De coating is geschikt voor metalen façade-elementen, maar ook voor aluminium-, staal-, of glasvezelconstructies.

I­ ndustriële en commerciële gebouwen, winkel­ centra, ziekenhuizen, fabrieken, bruggen en woongebouwen zijn ermee te behandelen. De bijbehorende slogan: ‘Cool down the planet with paint.’

Kleurenspectrum Nu weet iedereen wel dat lichte tinten minder warmte opnemen dan donkere kleuren, maar volgens de makers is de nieuw ontwikkelde verfsoort werkelijk witter dan wit. The Coolest White heeft volgens UNStudio en de betrokken Zwitserse verfproducent Monopol Colors een total solar reflectance (TSR) van ruim 88, wat betekent dat de verf slechts 12 % van de zonne­ warmte opneemt en de rest uitstraalt. De reflec­ tie is dus hoog en de hitteabsorptie laag. Ter ver­ gelijking: een gebouw dat is gemaakt van een donker materiaal heeft een TSR van 5, bij een regulier witgemaakt oppervlak is die waarde 75.

‘We hebben in het lab uitgebreid bestudeerd hoe ver we konden komen. 80 leek steeds de magi­

foto UNStudio

GROENE BEDOELINGEN

Witten tegen warmte

Het object rechts heeft de kleur RAL 9016 (‘verkeerswit’), het object links is gecoat met de verf The Coolest White, die nog meer zonlicht weerkaatst dan witte verf.

foto Depositphotos.com

Fejer de la Frontera in Andalusië is een lust voor het oog. Door de huisjes wit te verven, houden de inwoners de warmte buiten.

sche grens, maar uiteindelijk hebben we die met The Coolest White dus toch overschreden’, vertelt Tim Kröger van Monopol Colors op de website van UNStudio.

Door deze ‘witter dan witte’ coating hoeft de airco in gebouwen ook minder hard te draaien, wat energieverbruik en daarmee CO2-­ uitstoot scheelt. Bovendien is de verf extreem duurzaam: hij vertoont nauwelijks ­slijtage, waardoor hij gegarandeerd dertig jaar lang zijn verkoelende werk blijft doen.

Verwaarloosbaar Witte daken kunnen inderdaad helpen de lucht­temperatuur in de stad te verlagen, stelt dr.ir. Laura Kleerekoper, als docent-onderzoeker klimaatbestendige stad verbonden aan de Hogeschool van Amster­ dam. Wanneer in een stad een groot deel van de daken wit is geverfd, kan dat 0,3 tot 3 °C schelen, zo blijkt uit een studie uit 2014. Een andere studie uit datzelfde jaar kwam uit op een afname van 0,5 °C wanneer 95 % van de daken hittebestendig is gemaakt met witte verf of door er met begroeiing een groen dak van te maken.

The Coolest White is echter niet zozeer bedoeld voor daken, als wel voor gevels. Dat maakt Kleerekoper sceptisch over de claim. ‘Witte of reflecterende gevels verplaatsen de straling naar omliggende stede­ lijke ruimtes en gebouwen’, zegt ze. ‘Ze zorgen netto dus niet voor ver­ koeling.’ Dat zulke gevels de opwarming binnen verminderen is waar, stelt Kleerekoper, maar dat geldt eigenlijk alleen voor oudere, minder goed geïsoleerde gebouwen. ‘Bij nieuwe gebouwen is het effect op het thermische comfort binnen verwaarloosbaar.’

Maar waarom zien we dan in zuidelijke landen vaak van die pitto­ reske, witgeverfde dorpjes? Dat heeft toch te maken met de wens om zonnewarmte zoveel mogelijk te reflecteren? Jawel, erkent Kleere­ koper, maar voor Nederland gaat dat niet op. ‘Door onze noordelijke ligging hebben we een lagere zonnehoek. Het licht reflecteert daar­ door horizontaler: dus naar gebouwen aan de overzijde en naar open­

bare ruimte. Bomen zorgen normaal voor ver­ koeling, maar bij veel straling van omliggende bebouwing werkt dat niet goed.’

Een ander verschil zit hem in de levensstijl.

Wij gaan overdag naar buiten en hebben dan last van de hitte die lichte gevels weerkaatsen. In zuidelijke landen gaan mensen echter pas tegen de avond de straat op, zegt Kleerekoper, waar­ door het daar minder uitmaakt dat lichte gevels overdag tot extra hitte buiten leiden. ‘Daar kie­ zen ze voor binnencomfort. De woningen zijn veelal niet geïsoleerd en dus helpen de witte gevels de woning koel te houden.’

Als we de airco’s minder vaak willen aan­ zetten, is bij ons de beste methode om buiten­­­­­­zon­wering te installeren, aldus Kleerekoper. Ook tegen het hitte-eilandeffect zijn voldoende maat­ regelen voorhanden zonder meteen onze steden wit te hoeven verven. Door meer bomen te plan­ ten, creëren we meer koele schaduwplekken.

Daarnaast kunnen we de verkoelende verdam­ ping vergroten met extra groen. ’s Nachts is het handiger om gewoon even een rampje open te zetten en de boel te laten doorwaaien. |

Claim: verkoelende verf Van: UNStudio en Monopol Colors Oordeel: zet in de Nederlandse steden geen zoden aan de dijk mei 2019 | de ingenieur 5 | 63

PASSIE

E

en jaar of tien geleden interviewde ik ‘straatartiest en performer’ Jos van Wees. Hij trad toen nog op met zijn broer onder de naam ‘Hendrick-Jan de Stuntman’. Inmiddels was zijn broer Cliniclown geworden en was Jos onder de naam ‘Hendrick-Jan de Stuntman ontmoet Merel Kamp’ een ­samenwerkingsverband aangegaan met artiest Merel Kamp.

Het bijzondere aan de optredens van Jos is dat hij zijn mimieke talenten combineert met techniek, of zoals hij het zelf zegt: ‘Met technische vindingen.’

Jos stond in de werkplaats in de natuur bij Weesp. Naast hem draaide zijn ‘technische man’ een shagje. Merel was ook ergens. O, daar kwam ze al aan. Een rustige vrouw, die zich tijdens het interview op de vlakte hield. We kregen koffie. Jos legde uit dat ze de hele wereld over reisden, maar zich ook niet te groot voelden voor een optreden onder de kerktoren van Tiel.

In de nieuwste voorstelling hingen ze beiden aan veren.

‘Een over the top romantische komedie in de traditie van de stomme film. Van eerste ontmoeting tot ‘en ze leefden nog lang en gelukkig’. Een man en een vrouw hangen aan veren in een stalen constructie. De veren zorgen voor een enorme ­beperking in bewegingsvrijheid, waardoor de bewegingen ­vertraagd, onhandig en karikaturaal zijn.’

Je moest het zien om het te snappen, vond ook Merel.

We gingen de veren halen bij een loods. Een tuigje, daaraan een ijzeren constructie.

Het woog een kilo of twintig; ideaal voor transport naar het buitenland. Jos gooide het tuigje in een winkelwagentje.

64 | de ingenieur 5 | mei 2019

We liepen door de natuur op Het Domijn, een coöperatie van kunstenaars, decorontwerpers en andere creatievelingen. Jos vond dat Het Domijn ook moest worden vermeld in dit artikel.

Het waarom was me onduidelijk.

In de andere loods beklom Jos met een zekere nonchalance een ladder en hing hij het ijzeren tuig aan een balk. Eigenlijk vonden fotograaf Elmer en ik de manier waarop hij dat deed spannender dan de act zelf.

Jos trok zijn broek uit en bevestigde het tuig met veren met een constructie rond zijn liezen. Nou, daar hing hij dan. Merel was ernaast gaan staan. Ze voerden een deel van hun interna­ tionaal geroemde act op. Alle bewegingen van Jos werden door de veerconstructie vertraagd. Jos trok er nu ook rare gezichten bij. We hadden een beeld; het had iets clownesks, maar dan in de positieve zin van het woord. Merel liet een filmpje zien op haar telefoon waarin ook zij aan de veren hing.

Ik: ‘Maar dat is nu niet zo.’

Merel: ‘Maar bij de act wel.’

Het uit de veren gaan van Jos ging ook vrij vlot. Daarna spraken we nog even over de techniek. Jos: ‘Ongelooflijk welk een effect je krijgt met zoiets simpels.’ Elmer en ik vonden dat ook.

We wensten Jos en Merel nog veel succes met hun act en gingen weg. De wandeling over Het Domijn voelde als louterend. |

tekst Marcel van Roosmalen foto Elmer van der Marel

ACTUEEL TECHNIEKNIEUWS vind je op www.deingenieur.nl

Alles wat je zoekt overzichtelijk bij elkaar Wat speelt er vandaag op techno­ logiegebied? Je leest het op de website van De Ingenieur. Elke dag nieuwe berichten met beeld, filmpjes en links.

www.deingenieur.nl

Ook op onze site: • Activiteiten op techniekgebied in een overzichtelijke agenda • Dossiers over onderwerpen als de quantumcomputer en kunstmatige intelligentie • De interessantste vacatures voor ­ingenieurs

ENGINEER YOUR CAREER KIVI helpt je verder in je carrière. Als beroepsvereniging van ingenieurs biedt KIVI carrièreservices. Leden kunnen onder meer gratis gebruikmaken van een cv-check, sollicitatietraining en loopbaancoaching. Ook brengt KIVI aantrekkelijke vacatures onder de aandacht.

ZAANSTAD

OSS

SERVICEMANAGER GEBOUWGEBONDEN SYSTEMEN

LEAD ENGINEER / TEAMLEIDER ENGINEERING EN SALES ENGINEER

Onze opdrachtgever is een gerenommeerde multinational met

Werken bij Orangeworks betekent veel zelfstandigheid, verant-

wereldwijd eigen R&D-, productie- en sales- & serviceslocaties.

woordelijkheid en afwisseling. We geven je de ruimte om jezelf

Zij is gespecialiseerd in pompen voor met name water- en

te ontwikkelen of verder te specialiseren. Orangeworks biedt

warmte­toepassingen in gebouwen en drink- en afvalwaterbehan-

jou een dynamische werkomgeving met veel ruimte voor eigen

deling. De Nederlandse markt heeft veel potentie. De energie-

initiatief en persoonlijke inzet. Binnen ons team is er veel col-

transitie geeft een boost aan de aanleg van warmtenetten en

legialiteit en een no-nonsense aanpak.

vervangingsvraag naar energie-neutrale systemen.

Orangeworks is al ruim 50 jaar actief met het ontwerpen en De servicemanager zal een afdeling van 12 personen coachen

bouwen van procesinstallaties voor de internationale voedings-

en sturen. Als team richt je je op het versterken van de klant-

industrie. Over enkele maanden verhuizen we naar een splinter-

tevredenheid en de uitbouw van omzet door gedegen technisch

nieuwe, state of the art, fabriek in Oss.

advies en een efficiënte bedrijfsvoering. Hierin ligt veel ruimte

Belangrijke kernwaarden voor ons zijn: kwaliteit, oplossings­

voor eigen inzicht en initiatief.

gericht, creatief, initiatief en samen plezierig werken!

Op dit moment hebben we meer dan 90 vaste medewerkers in

Profiel: HBO Werktuigbouw of Installatietechniek. Ervaren people­

dienst. Orangeworks is de afgelopen jaren flink gegroeid en wil

manager in een B-to-B-serviceomgeving. Sterke technische

dat ook blijven doen. En daar hebben we jou voor nodig!

affiniteit en bovenal een fijne persoonlijkheid met aandacht voor en sturing van zijn team.

Dit zegt je collega Bas over engineering bij Orangeworks:

“Onze internationale klanten zijn vooral enthousiast over onze

Nieuwsgierig?

veelzijdigheid: het hele proces van engineering tot operationele

www.buildingcareers.nl / Robrecht Bakker /

oplevering, met geïntegreerd testen, levert ze een enorme meer-

06 4641 8829

waarde. Als Engineer denk je echt met de klant mee en vertaal je zijn uitdagingen creatief door naar kwalitatief de beste oplossing.

BuildingCareers werving

Als engineer zit je dicht op de productie. Je kan bij ons dus echt

en selectie voor ingenieurs

zien wat je collega’s bedacht en ontworpen hebben en hoe dat in

in de ­industrie.

de praktijk werkt!”

Engineer your career bij Orangeworks! https://vacatures.orangeworksnl.com/ Meer informatie? Neem contact op met Frank Ingenbleek, ­iRecruiter van Orangeworks, op nummer 06 4323 0578.

Ook uw vacature op deze pagina? Neem contact op met Delia Appelman via 070 391 9851 of delia.appelman@kivi.nl