De Ingenieur februari 2023

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 2 JAARGANG 135 FEBRUARI 2023

RECYCLE REACTOR Thorium en kernafval als brandstof

ONDER HET MAAIVELD

Prins Friso Prijs Maak kennis met de finalisten

|

BOUWBLOKKEN

|

REKENEN MET LICHT

|

Nicole Papen-Botterhuis: De kracht zit in samenwerking

STIKSTOFKRAKER

|

TURINGTEST

Eureka Bedien je mobiel met een knipoog

Ben jij onze eerstvolgende Chartered Engineer?

“Het chartership past binnen mijn doel om verbonden te blijven met mijn Nederlandse ingenieurswortels.

Voor het uitvoeren van managementrollen zal ik zichtbaar zijn als een sterke ingenieur.

Het sluit heel goed aan bij mijn kernwaarde van eerlijkheid en bij de verantwoordelijkheden die een ingenieur heeft.”

“Het chartership biedt een raamwerk van competentiegebieden voor de ingenieur om hun doelen en doelstellingen op te bouwen.

Dit geeft een proces van voortdurende ontwikkeling van professionele competentie.”

Rafik Djigouadi CEng

Willem Keij CEng

Wat biedt professionele registratie jou als ingenieur?

Een kwalificatie Een internationaal erkende kwalificatie voor ingenieurs als Chartered Engineer (CEng) of Incorporated Engineer (IEng).

Een structuur Biedt een structuur voor kennisuitwisseling en continue professionele ontwikkeling op diverse technische werkvelden en disciplines. Sleutelelementen hierbij zijn: reflectief leren, peer review, en ontwikkeling van de kennis en ervaring van de ingenieur.

Erkenning Een uitgelezen kans voor excellente en toegewijde ingenieurs om zich te onderscheiden van niet-geregistreerde ingenieurs.

Bewijs Het is een bewijs van bekwaamheid en betrokkenheid, plus voor het bereiken én behouden van een professionele kwaliteitsnorm.

Toegang tot Toegang tot interessante projecten en dito banen. In een groeiend aantal landen is Chartership vereist voor het verwerven van projecten op hoog niveau. Chartered Engineers stellen de normen die anderen volgen.

Start direct! www.charteredengineer.nl

Vooraf

Pancras Dijk is hoofdredacteur van De Ingenieur.

De top in het vak

Als het lukt, hebben ze de heilige graal in handen

Vanaf 2050 is elke vorm van fossiele energie in ons land taboe. Al in 2040 moet alle elektriciteit CO2-neutraal zijn. Het zijn duidelijke doelen die de regering heeft gesteld en aangezien de klimaatverandering zich steeds sneller lijkt te voltrekken, komen ze geen dag te vroeg (en hopelijk niet te laat).

Maar hoe bereiken we die doelen? Welke route naar duurzaam kiezen we?

Passen we onze manier van leven drastisch aan of zijn er mogelijkheden om onze zucht naar energie te blijven bevredigen zonder daarbij het klimaat te schaden en de aarde uit te putten?

Het omslagverhaal van deze maand draait om de torenhoge ambitie van twee Nederlandse ingenieurs. Ze besloten een gesmoltenzoutreactor te gaan bouwen met als energiebron het wereldwijd in eindeloze hoeveelheden voorradige thorium. Van de vele nieuwe manieren om kernenergie op te wekken die momenteel worden onderzocht, geldt deze bepaald niet als de eenvoudigste.

Maar als het de twee lukt, dan hebben ze de heilige graal in handen. Een fascinerend en hoopvol verhaal.

Daarnaast stellen we u deze maand graag voor aan Kerusha Lutchmiah, Simone de Rijke en Jacquelien Scherpen, ofwel de finalisten van de Prins Friso Ingenieursprijs 2023. Kerusha is specialist rioolwater, Simone parametrisch constructeur en Jacquelien hoogleraar systeem- en regeltechniek. Zeer uiteenlopende kandidaten dus, met als gemene deler dat ze tot de top in het ingenieursvak behoren. Lees hun profielen op pagina’s 20 t/m 24 en surf dan gelijk naar kivi.nl of deingenieur.nl om te stemmen voor de publieksprijs.

Op de cover

Thorium komt van nature voor in diverse mineralen. Tot nu toe geldt het scheikundige element als afvalproduct, maar als brandstof voor kernenergie zou het kansrijk zijn.

BEELD : SHUTTERSTOCK

PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

1

Redactie Pancras Dijk (hoofdredacteur) Astrid van de Graaf (eindredacteur) Jim Heirbaut Marlies ter Voorde Redactieadres Prinsessegracht 23 2514 AP Den Haag Postbus 30424 2500 GK Den Haag TEL. 070 391 9885 E-MAIL redactie@ingenieur.nl WEBSITE deingenieur.nl

Vormgeving Eva Ooms Sales Pascal van der Molen E-MAIL sales@kivi.nl Druk Drukkerij Wilco, Amersfoort

De Ingenieur verschijnt twaalf maal per jaar. © Copyright 2023 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 daaraan alsnog te voldoen.

ISSN 0020-1146

RUBRIEKEN 37 | Zien & Doen Futuristische verhalen in de Kunsthal 40 | Eureka Een elektrisch werkpaard en andere productontwerpen van morgen 4 | NIEUWS

Abonnementen 2023 Leden van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) ontvangen De Ingenieur uit hoofde van hun lidmaatschap.

Abonnement voor niet-leden (inclusief btw): printmagazine: € 150,- per jaar digitaal: € 99,- per jaar losse nummers: € 17,50 (inclusief verzending)

Grondstoffen Importkloof energie Stresstest extreme neerslag Mega-betonplaat

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 doorgeven via onze website: deingenieur.nl/lezersservice.

Abonneeservice Ga voor (cadeau)abonnementen, adreswijzigingen en het laten nazenden van niet ontvangen nummers naar het webformulier op de site, te vinden onder het kopje ‘Abonnement en service’.

WEBSITE 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 en leden die De Ingenieur willen downloaden als pdf-bestand, kunnen daarvoor terecht op de website: deingenieur.nl/pdf

55 | Uit de vereniging Tunneltocht in Rotterdam 60 | Voorwaarts Denkende machines 62 | Startup Bypoint wil fietsen veiliger maken 56 | M E D I A

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 maandelijks het technologietijdschrift De Ingenieur. Kijk voor meer lidmaatschapsvoordeel op kivi.nl.

PERSOONLIJK

Contributie 2023 Regulier lidmaatschap: € 165,30 jaar of jonger: € 45,-* Studentlidmaatschap: € 22,50* Seniorlidmaatschap: € 130,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 kivi.nl/lidworden. * De Ingenieur digitaal

52 | Quote Mariëlle Feenstra bepleit inclusiviteit in energietransitie

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 E-MAIL ledenadministratie@kivi.nl Volg ons ook op

46 | DRIVE Nicole Papen-Botterhuis versnelt zorginnovaties

59 | Q&A Hans Vollaard en Harmen Binnema over waterschapsdemocratie 64 | Vragenvuur Schrijver Maxim Februari

Wiskunderaadsels Jaarboek Dutch Design Zeeland na de ramp Foto van het zwarte gat

COLUMNS 11 | Punt Simon Van Gorp: Omarm ChatGPT in onderwijs 25 | Enith Bitcoins delven 29 | Podium Thijs ten Brinck 33 | Möring Vormen van logica 39 | Jims verwondering Toekomstkunde 45 | Rolf zag iets nieuws Fiets met ringtone

NR. 2 JAARGANG 135

12

FEBRUARI 2023

FOTO : COVRA

Werken aan een nieuwe reactor Dankzij de noodzakelijke energietransitie staat kernenergie weer in het middelpunt van de belangstelling. Maar hoe ziet de kernreactor van de toekomst eruit? Een Nederlandse startup werkt aan een reactor op basis van gesmolten zout met thorium en kernafval als brandstof.

26 | Lichtflits als rekenhulp

34 | Bouwen met blokken

Bepaalde typen berekeningen blijken extreem veel sneller uit te voeren door licht te laten weerkaatsen op een speciaal metamateriaal.

De woningbouw loopt vast. Vormen lichtere materialen, een fabrieksmatige aanpak en standaardisatie de oplossing, of is dat te makkelijk gedacht?

30 | Terra incognita

20 | Wie wint de

Prins Frisoprijs 2023?

De strijd om de eretitel Ingenieur van het jaar gaat tussen drie topingenieurs.

In De Ingenieur vertellen ze over hun werk en hun drijfveren.

BEELD : SHUTTERSTOCK

De filmdocumentaire Onder het Maaiveld brengt de ongeziene wereld onder onze voeten in beeld. Het belang van een gezonde bodem dringt ook in de ingenieurswereld steeds meer door.

48 | Kunstmest van koeienpoep Door koeienmest met een ‘stikstofkraker’ te verwerken, kunnen boeren hun stikstofuitstoot tot wel 80 procent verminderen. Experts en gebruikers zijn positief over de innovatie.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

3

xxxx p.22

xxxx p.23

xxxx p. 26

ONDER REDACTIE VAN JIM HEIRBAUT

xxxxx p.18

REDACTIE@INGENIEUR.NL

Grondwater drukt tunnelwegdek omhoog Plotseling ontstond er een drem­ pel van zes centimeter hoog in het wegdek van de A7 bij de Prinses Margriettunnel, tussen Sneek en Joure. Rijkswaterstaat onderzoekt de oorzaak.

Tekst: Jim Heirbaut

Half december was de drempel er ineens, tussen twee wegdelen. Om ongelukken te voorkomen sloot Rijkswaterstaat direct de weg af en liet duizenden zandzakken op het wegdek plaatsen, om ‘de tunnelelemen­ ten te stabiliseren en zo verdere schade te voorkomen’. Automobilisten rijden sinds die tijd om.

Rijkswaterstaat onderzoekt de oorzaak van de problemen. Daarbij wordt zeker ook gekeken naar de trekankers, lange meta­ len palen die de tunnelbak verankeren in de grond en zo voorkomen dat deze gaat drijven door de opwaartse kracht van het

grondwater. De zaak doet namelijk denken aan een eerdere situatie bij de Vlaketunnel in Zeeland. Daar kwam in 2010 het wegdek ineens omhoog met tien tot zelfs vijftien centimeter.

Na uitgebreid onderzoek bleek daar de helft van de trekankers te zijn gebroken.

Daardoor was de tunnelbak niet goed meer verankerd in de bodem en duwde het grondwater het tunneldeel omhoog.

Rijkswaterstaat loste het probleem op door 1254 nieuwe, extra lange trekankers aan te brengen.

De Prinses Margriettunnel is in dezelfde tijd gebouwd. ‘Naar ik heb begrepen is de Friese tunnel met hetzelfde type trekanker uitgerust als de Vlaketunnel’, zegt univer­ sitair docent ondergronds bouwen Wout Broere van de TU Delft desgevraagd.

Bij de Vlaketunnel bleken veel trekankers bros geworden, vermoedelijk veroorzaakt door een combinatie van aantasting door zout water en wisselende belasting van de trekankers.

Bij de Prinses Margriettunnel speelt dit niet. Mogelijk is hier het grondwater tijdelijk hoger komen te staan, waardoor de krachten op de trekankers groter werden. Een denkbaar scenario, stelt Broere, is dat het zwakste trekanker eerst bezwijkt onder de krachten, waarna de resterende trek­ ankers nóg grotere krachten te verduren krijgen. ‘Zijn er eenmaal voldoende palen be­ zweken, dan gaat het snel.’ • Rijkswaterstaat wil in afwachting van de uitkomsten van het onderzoek geen vragen beantwoorden. Het onderzoek loopt nog zeker enkele maanden.

Meer details op: deingenieur.nl/A7.

4

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

Lightyear in de problemen Autobouwer Lightyear uit Hel­ mond stopt met het produceren van zijn eerste zonneauto, Light­ year 0. Alle aandacht gaat nu uit naar het betaalbaarder model, de Lightyear 2 die in 2025 moet worden geleverd. Dochterbedrijf Atlas Technologies, waarin de productie van de Lightyear 0 is ondergebracht, is inmiddels failliet verklaard. Lightyear is opgericht door studenten van de TU Eindhoven. Het bedrijf ont­ wikkelde een zuinige auto met zonnepanelen in dak en motor­ kap, en een efficiënte elektrische aandrijflijn. Het bedrijf zoekt nieuwe investeerders. (JH)

Zoetwater te winnen uit luchtlaag boven zee Om drinkwatertekorten tegen te gaan, zouden we zoetwater uit de luchtlaag boven de oceaan moe­ ten halen. Dat schrijven onder­ zoekers in de Verenigde Staten.

Ze pleiten voor een nieuwe win­ methode, omdat er steeds meer drinkwater nodig is, terwijl de beschikbare voorraden afnemen.

Zoetwater is uit de vochtige lucht boven de oceanen te halen met grote installaties die waterdamp van zee naar land transporteren, om het daar te condenseren. Zo valt genoeg water te winnen om grote dichtbevolkte gebieden van water te voorzien. (MtV)

Lees het laatste technieknieuws op deingenieur.nl

foto ’ s : rijkswaterstaat ( links ) ; lightyear

De CO2-uitstoot bij de aanleg van een stuwdam als deze op de grens van Brazilië en Paraguay is hoog, met name door al het cement, maar de dam voorkomt veel meer uitstoot door langdurig groene stroom te produceren.

Genoeg winbare grondstoffen voor energietransitie De aarde beschikt over voldoende winbare mineralen en andere grond­ stoffen om de energietransitie vorm te geven tot 2050. Onderzoekers in de Verenigde Staten hebben dat becijferd.

Tekst: Jim Heirbaut

Voor de bouw van windparken en zonne­ weiden zijn grote hoeveelheden materia­ len nodig, zoals staal, beton, aluminium, silicium en zeldzame aardmetalen. De energietransitie is immers een megaklus van ongekende omvang, met maar één doel: de uitstoot van broeikasgassen zo ver mogelijk terugdringen.

De vraag dringt zich op of er wel genoeg grondstoffen zijn voor de bouw en aanleg van al die infrastructuur voor schone stroomopwekking. Het antwoord is ‘ja’, volgens wetenschappers van onder meer het Amerikaanse Breakthrough Institute, dat technologische oplossingen onderzoekt voor milieu­ en klimaatproblemen.

Zelfs voor de meest ambitieuze scena­ rio’s (Parijs 2015: temperatuurstijging beperken tot 1,5 graad Celsius) heeft de wereld genoeg materialen om iedereen van duurzaam opgewekte stroom te voorzien, foto : depositphotos

schrijven de onderzoekers in het weten­ schappelijke tijdschrift Joule.

Goed nieuws, maar voor achterover­ leunen is het veel te vroeg. Die materialen moeten immers nog uit de grond worden gehaald. Het delven en verwerken van die grondstoffen moet op een verantwoorde manier gebeuren, om milieuvervuiling of mensenrechtenschendingen te voor­ komen, schrijven de onderzoekers. Bekend zijn de verhalen van sommige mijnen in landen waar kinderen moeten werken of waar afvalstoffen in de natuur worden geloosd. ‘Bestaande industriestandaarden in de mijnbouwsector zouden moeten worden omgezet in strenge eisen op het gebied van milieu, omwonenden en werk­ nemers’, zegt Seaver Wang, mededirecteur van de afdeling climate and energy van het Breakthrough Institute.

De onderzoekers analyseerden tientallen scenario’s voor het opwekken van voldoen­ de elektriciteit voor de wereldbevolking.

Elk scenario bestond uit een andere mix van windenergie, zonne­energie, kernener­ gie, waterkracht en geothermie. Daaruit volgden de hoeveelheden materialen die nodig zijn om de bijbehorende infrastruc­ tuur te bouwen.

Van bijvoorbeeld een windmolenpark is vrij goed in te schatten hoeveel beton, staal, glasvezel en zeldzame aardmetalen er voor de aanleg nodig zijn. Neem vervolgens een scenario met het aantal windparken dat moet worden aangelegd en het sommetje is relatief eenvoudig te maken. Vergelijkbare sommen maakten de onderzoekers voor elk van de andere vormen van stroom­ opwekking.

Recycling levert nog weinig op en speelt voorlopig geen rol van betekenis Behalve naar de ontginning van nieuwe grondstoffen keken de onderzoekers naar recycling. Die kan voorlopig echter geen rol van betekenis spelen, omdat ze simpelweg niet voldoende materialen oplevert voor de energietransitie. Verder spitste het onderzoek zich alleen toe op het opwekken van elektriciteit. De materialen die nodig zijn voor de opslag van stroom en voor de distributie werden niet meegenomen. • FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

5

NIEUWS

Waar komt onze energie vandaan?

De energiehuishouding van Nederland en de rest van Europa is aan grote veranderingen onderhevig, blijkt uit het jaarlijkse overzicht dat Energie Beheer Nederland eind januari publiceerde. De afgelopen decennia was het binnenlandse aardgas de belangrijkste energiebron, maar vanwege de aardbevingen staat het gasveld Groningen op de waakvlam. Hierdoor is de benodigde energie-import momenteel hoog. Door de groei in duurzame energiebronnen zal de import de komende jaren afnemen.

De importkloof van Nederland

Nederland doorvoerland

Binnenlandse energieproductie (petajoule, ofwel 1015 joule)

aardolie aardgas (land) aardgas (zee) kernenergie biomassa aardwarmte wind en zon (land) wind (zee) primair verbruik incl. internationale scheepen luchtvaart

4000 3000

import

2000 1000 0 2000

2010

2020

2023: extra import door afbouwen van vooral aardgas

2030

2040

Hoeveelheid olie en gas die Nederland doorvoert (petajoule)

2050

Straks: minder import door gebruik zonne- en windenergie

Europese (EU-27) energieproductie (exajoule, ofwel 1018 joule)

60

import

40 20 0

2000

2010

2020

2023: extra import door afbouwen van vooral aardgas

2030

2040

2050

oliewinning 64 import 4281 7782 275

1937

3501

opslag

ruwe aardolie aardolieproducten

raffinage

NL-verbruik 1102

4515

export 6452

internationale scheepen luchtvaart 575

Aardgas gaswinning 649 import 1725

De importkloof van Europa 80

Aardolie

192

elektriciteitsproductie steenkool 464 aardolie aardgas (zee) kernenergie biomassa aardwarmte waterkracht wind (zee) zon Russische import (aardgas, aarolie en kolen) lng (anders dan Russisch) primair verbruik opslag

export 1299

direct NL-verbruik 792

Straks: minder import door gebruik zonne- en windenergie

Ymke Pas/De Ingenieur/Bron: EBN/Rystad Energy/Eurostat

6

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

Eerste stresstest extreme neerslag Als er in Zuid­Holland net zulke hevige buien vallen als in Limburg en de Ardennen in de zomer van 2021, dan kan de schade oplopen tot twee miljard euro. Dat wijst een stresstest door onder meer Deltares uit.

Tekst: Marlies ter Voorde

Half juli 2021 veroorzaakte een lagedruk­ gebied langdurige en hevige regenval in Limburg en over de grens, in Duitsland en de Ardennen. De extreme neerslag ver­ oorzaakte grote schade en kostte in België en Duitsland aan meer dan tweehonderd mensen het leven. In Zuid­Limburg viel in twee dagen ruim twee keer zoveel regen als gemiddeld in de hele maand juli.

Zulke hevige regenval is in Nederland zeldzaam. Toch kan het, mede door klimaatverandering, vaker gebeuren, op willekeurige plekken in het land. Daarom is besloten verschillende gebieden van het land te onderwerpen aan een ‘stresstest’.

De eerste daarvan is in januari afgerond.

Kennisinstituut Deltares, de provincie Zuid­Holland, enkele waterschappen, Rijkswaterstaat en de gemeenten Dor­ drecht en Rotterdam, onderzochten wat in Zuid­Holland bij een dergelijke hoeveel­ heid regen zou gebeuren. Ze gebruikten hiervoor computermodellen, hoogte­ gegevens en data over het afwaterings­ systeem en de locatie van kwetsbare objecten. beeld : inge maria , via unsplash

In ruim 40 procent van de landbouw­ gebieden en in veel glastuinbouwgebieden en steden komt dan voor enkele dagen tot ruim een week water op het maaiveld en op wegen te staan, was de conclusie. Dat zou voor ongeveer twee miljard euro aan scha­ de veroorzaken aan woningen, bedrijven en gewassen. In deze berekeningen zijn nog geen mogelijke complicaties meegenomen, zoals overbelaste rioolsystemen, storingen aan gemalen en kadedoorbraken.

De problemen ontstaan vooral op plek­ ken waar water afkomstig van een groot gebied langs moet om te worden afgevoerd.

Zo komt bij het Amsterdam­Rijnkanaal en het Noordzeekanaal regenwater uit Zuid­Holland, Utrecht en Noord­Holland samen. Pompen en gemalen voor water­ afvoer zijn niet ontworpen op zulke grote hoeveelheden water.

Bij extreem veel regenval moeten zelfs gemalen worden uitgezet om doorbraken van kaden te voorkomen. Wateroverlast in Zuid­Holland kan zo de waterstand beïn­ vloeden in en rond de stad Amsterdam, de Haarlemmermeerpolder en de bollen­ streek in Noord­Holland.

In de steden lopen laaggelegen gedeel­ ten, zoals tunnels, onder water, waardoor soms ziekenhuizen en brandweerkazer­ nes lastiger zijn te bereiken. De kans op een grote stroomstoring, slachtoffers of incidenten bij de chemische industrie is volgens de onderzoekers klein. ‘In die zin hadden de buien van 2021 beter op

Zuid­Holland kunnen vallen dan in de regio Duitsland­België­Limburg’, zegt over­ stromingsdeskundige Karin de Bruijn van Deltares, eerste auteur van het onderzoeks­ rapport.

Hans de Moel, als onderzoeker over­ stromingsrisico’s verbonden aan de Vrije Universiteit Amsterdam en niet betrokken bij de stresstest, vindt het zinvol onderzoek.

‘Bij grote rampen concludeert men achteraf vrijwel altijd dat er dingen zijn gebeurd die we niet zagen aankomen’, zegt hij. ‘We kun­ nen ons dus beter ook op een zeer onwaar­ schijnlijke samenloop van omstandigheden voorbereiden.’

Wateroverlast in ZuidHolland heeft gevolgen tot in Amsterdam ‘Als de plannen klaarliggen, kunnen we het water op het cruciale moment met pompen en gemalen zo veel mogelijk naar de minst kwetsbare gebieden sturen’, zegt De Bruijn.

Verder wordt er ook nagedacht over een extra gemaal naar het Markermeer om het Amsterdam­Rijnkanaal en Noordzeeka­ naal te ontlasten.

Uiteindelijk is het de bedoeling dat er een landelijk beeld komt van de kwetsbaarheid voor hevige regenbuien. • FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

7

NIEUWS

Duwen tegen een megaplaat beton Tekst: Jim Heirbaut

Bij station Amsterdam Zuid zijn bouwers druk bezig een grote puzzel te leggen. Het ov-knooppunt is ernstig uit zijn jasje gegroeid. Elke dag moeten zo’n tachtigduizend reizigers door het station, dat niet is berekend op zulke aantallen. Amsterdam Zuid heeft naast vier treinsporen ook metrolijnen, een plek waar bussen en trams stoppen, een aantal winkels en horeca.

Die reizigersaantallen groeien de komende jaren alleen maar verder.

Daarom staat er een ingrijpende uitbreidingsoperatie op de planning.

Er komen onder meer twee treinsporen en een derde treinperron bij en de snelweg A10 Zuid zal daarvoor uiteindelijk ondergronds gaan. Voor het zover is, zijn we wel ruim tien jaar verder. In 2036 moet het project klaar zijn.

Op de foto, genomen in de laatste week van januari, is één van de eerste zichtbare handelingen te zien.

Een betonnen dek van 70 x 14,5 x 1 meter, bijna drieduizend ton zwaar, wordt hier zo’n 22 meter opgeschoven, totdat het strak tegen de A10 ligt. Experts bedienen vijf speciale vijzels die tegen de betonplaat aanduwen. Langzaam maar zeker, met zo’n tien centimeter per minuut schuift de betonplaat een stukje vooruit. Het beton ligt op glijbanen met teflon om de wrijving te verminderen. Na een tijdje volgt even pauze.

De vijzels hebben dan hun maximale stand bereikt en de onderkant van elke vijzel wordt verplaatst – door de vijzel zelf – naar het nieuwe startpunt.

Nu de megaplaat beton aan de zijkant ligt, is er ruimte vrijgekomen voor het bouwen van nog zo’n betonnen dek. Dat gebeurt in de komende maanden. Samen worden de twee megaplaten deze zomer op hun definitieve plek geschoven, onder de A10. Daar vormen ze straks het dak van de nieuw aan te leggen Brittenpassage van het station. Die wordt aangelegd ten westen van de huidige Minervapassage, die zelf later ook breder wordt gemaakt. foto : de ingenieur / jim heirbaut

8

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

9

NIEUWS

De kortste route over een netwerk

GIESEN

De kortste route van A naar B bepalen is voor reizigers geen probleem. Er zijn algoritmen die dit berekenen, gebruikmakend van wegenkaarten. Van het internet, neurale netwerken in het menselijk lichaam en sociale netwerken van wereldburgers bestaan die wegenkaarten echter niet. Deze routes veranderen continu en zijn te ingewikkeld of te duur om in kaart te brengen. Wetenschappers van onder meer de TU Delft hebben nu toch een methode bedacht voor het berekenen van de kortste of bijna kortste route over zo’n netwerk, zelfs als niet alle knooppunten en verbindingen bekend zijn. Een belangrijke stap, zegt een van hen, elektrotechnisch ingenieur en netwerkdeskundige Maksim Kitsak van de TU Delft: ‘Onze capaciteit om veilige internetprotocollen te bouwen, complexe ziekten te genezen of pandemieën te voorspellen werd tot nu toe begrensd door ons vermogen om die kortste route te vinden.’ (MtV) •

GEKNIPT

‘Vakmensen zijn net zo zeldzaam geworden als pandaberen.’

Columnist Japke-d. Bouma constateert dat aannemers en andere vakmensen voor het uitvoeren van verbouwingen bijna niet meer te vinden zijn (NRC).

‘Wellicht krijg ik binnenkort een wettelijke verplichting om mijn CO2-voetafdruk met 55 procent terug te brengen.

Hoe moet ik dat doen als de technologie er gewoon niet is?’

‘In de keuken van de toekomst staat geen vrouw achter het aanrecht.’

Sociale en technologische innovatie gaan samen, stelt Koert van Mensvoort van Next Nature (Trouw).

Boskalis-topman Peter Berdowski wil heus wel verduurzamen, maar hij weet niet hoe (FD).

‘Waarom onze kennis over de productie van tomaten of bloemen niet verkopen aan een Europees land waar er nog wel ruimte is met ook een gunstiger klimaat? We moeten Europees gaan denken, ook voor sectoren als staal, chemie en kunstmest.’

Voormalig Rabobankbaas Wiebe Draijer ziet dat Nederland tegen de grenzen van ruimte en energieschaarste aanloopt (FD).

10

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

‘Je breincapaciteit kan de focus niet langer opbrengen, daarvoor is het te intens.

Na tien minuten ben je kapot.’

Ocean Race-zeilster Rosalin Kuiper legt uit waarom bij snelheden van 60 tot 80 kilometer per uur de automatische piloot het kapiteinswerk doet (NRC).

‘Ik ben echt verbaasd over de negatieve vooringenomenheid ten opzichte van technologie in de moderne cultuur.

Wat, in de geschiedenis van de mensheid, heeft meer problemen opgelost dan nieuwe technologieën?’

Boyan Slat, oprichter van The Ocean Cleanup, reageert op een journalist die de organisatie verweet een ‘technofix’ te propageren (Twitter).

illustratie : matthias giesen

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp.

Deze maand: Simon Van Gorp.

Moedig studenten aan om ChatGPT te gebruiken Wilt u morgen een persbericht schrijven over Die gedachtegang raakt kant noch wal. Ook een nieuw product of een pakkende eindejaars­ als studenten met ChatGPT werken, moeten speech voor op het werk? Geef aan welke ele­ ze kritisch denken en scherp formuleren. Stu­ menten erin moeten en hoelang het stuk moet denten moeten nog altijd hun gezond verstand zijn, en ChatGPT maakt het voor u, veel sneller gebruiken om de resultaten te controleren. De en beter dan u dat zelf ooit zou kunnen. De op AI maakt fouten, zeker over minder algemene kunstmatige intelligentie (AI) gebaseerde tool onderwerpen. Ook zullen studenten een eerste, ChatGPT heeft aan duidelijke instructies ge­ ruwe versie van hun werkstuk moeten bewerken noeg om content te creëren. Van huiswerk en als de inhoud niet exact is wat ze verwachtten. zakelijke teksten tot – wie weet, ooit – kranten en De vaardigheden van kritisch denken worden websites. Sinds de release van de gratis software zo nog altijd verbeterd bij het schrijven van een eind vorig jaar werd AI veel toepasbaarder voor paper.

Verder is het niet mogelijk om te checken of u en mij. Zo hielp ChatGPT mij dit opiniestuk studenten plagiaat plegen of niet. De online tools helderder te verwoorden.

Instrumenten als ChatGPT hebben ver­ om dit na te gaan staan in de kinderschoenen.

Bovendien geeft zo’n strekkende gevolgen voor onze verificatietool alleen de samenleving en economie, én Studenten moeten kans weer dat er plagi­ voor studenten. Die zullen de is, het is nooit zwart tool gebruiken als een ‘inter­ nog altijd hun gezond aat op wit aan te tonen. actieve Wikipedia’, om te leren Ook kunnen studenten over onderwerpen die hen in­ verstand gebruiken altijd de volgorde van teresseren. Studenten kunnen om de resultaten te de woorden in de zin ChatGPT vragen hun ‘de basis aanpassen en hun tekst van algebra’ te leren of een quiz controleren zelf checken met deze over de financiële crisis te ma­ verificatietools om te ken. De tool beschikt straks over alle kennis van het wereldwijde web. Het kan kijken of ze kans lopen om te worden ‘gepakt’.

In plaats van de AI­tool te verbieden moeten dan alle mogelijke onderwerpen behandelen, van pro/contra­argumentatie van Oekraïense we studenten aanmoedigen met ChatGPT te vrijheidsstrijders tot de technische verschillen leren werken. Waarom maken onze onderwijs­ instellingen er geen verplicht leerdoel van? in de volgende generatie kernreactoren.

De onderwijswereld kijkt gespannen en met Leer scholieren het maximale uit die magische argwaan naar die technologische openbaring. zwarte doos te halen door een verzoek zo hel­ Onderwijskoepels beraden zich over hoe ze der mogelijk te formuleren. Dat is meteen een daarmee moeten omgaan. Dat is positief. Maar van de vaardigheden waarmee studenten – van laten we hopen dat ze niet de weg opgaan van de alle leeftijden – zich voor de toekomst kunnen afdeling Onderwijs van de stad New York, dat klaarstomen.

ChatGPT verbiedt in openbare scholen. De re­ denering is dat digitale hulpmiddelen studenten Simon Van Gorp is system engineer bij ASML lui maken of minder kritisch. en oprichter van AI-startup Eqipa.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

11

KERNENERGIE T E K S T: J I M H E I R B A U T

Nederlandse startup bouwt een gesmoltenzoutreactor die draait op thorium en nucleair afval

Werken aan een kernreactor

Bruinzwart thoriumhoudend kristal van zirkoon uit een groeve in Finland.

FOTO : SHUTTERSTOCK 12

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

13

KERNENERGIE

Dankzij de energietransitie staat kernenergie weer volop in de belangstelling. Maar hoe ziet de kernreactor van de toekomst eruit? De Nederlandse startup Thorizon werkt aan een reactor op basis van gesmolten zout die veilig en schoon kan draaien met kernafval en thorium als brandstof.

Ambitieus is misschien nog een understatement. Een nieuw ontwerp maken voor een kerncentrale en daarmee de concurrentie aangaan met bestaande typen die gaandeweg steeds beter en veiliger zijn gemaakt. Voorwaar geen geringe opgave, maar werktuigbouwkundig ingenieur Sander de Groot en Lucas Pool met een master in de duurzame energie, gingen de uitdaging aan. Ze werkten allebei bij de Nuclear Research and consultancy Group (NRG) in Petten in Noord-Holland, maar zegden hun baan om een nieuw bedrijf te starten: Thorizon.

Die bedrijfsnaam bevat zowel de woorden ‘thorium’, een veelbelovende nucleaire brandstof, als ‘horizon’. Hun startup werkt inmiddels intensief samen met NRG, dat nu partner en leverancier is van Thorizon.

Twee jaar lang werkten Pool en De Groot samen onder de vleugels van NRG aan hun concept. In augustus 2022 traden ze ermee naar buiten. Ze hadden 12,5 miljoen euro aan investeringen opgehaald, bedoeld voor het verrichten van de eerste essentiële tests en voor het gereedmaken van het ontwerp voor een vergunningsaanvraag.

Zo werkt de Thorizonreactor Bovenin de reactor zit het primaire circuit met gesmolten zout bij maximaal 750 graden Celsius en tien bar. De warmte die ontstaat bij het splijten van de kernen wordt afgegeven in de warmtewisselaar onderin de capsule. Zo komt de warmte terecht in het secundaire circuit, waar het verderop water verhit om stoom mee te maken voor de productie van elektriciteit. ILLUSTRATIE : THORIZON

reactoromhulsel

behuizing van de reactorkern

reactor

warmtewisselaar

14

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

reactorkern Het zwarte gedeelte is de moderator.

warmtewisselaar

Uit de buis komt stoom die naar de turbine gaat.

gen, lopen uiteindelijk aan tegen de materialen voor de reactor. Dat is echt het allermoeilijkste gedeelte’, zegt ook Martin Rohde, die aan de TU Delft onderzoek doet naar transportverschijnselen in nucleaire toepassingen. ‘Op papier lijkt het allemaal goed te doen, maar uiteindelijk moeten die materialen het voor langere tijd houden.’

Wisselmodulen Thorizon denkt het probleem op originele wijze te kunnen oplossen door een vervangbare capsule te introduceren. In het huidige ontwerp van het bedrijf bestaat de reactorkern uit zeven van deze modulen. Hier zit de slimmigheid van het ontwerp. Elke module bevat een subkritische hoeveelheid splijtstof: er is te weinig materiaal om een kettingreactie te laten plaatsvinden. Pas als er zeven modulen dicht op elkaar worden geplaatst en het zout in elk ervan circuleert, wordt de reactor kritisch en kan de gewenste kettingreactie van kernsplijting optreden. Deze opzet is ook een van de veiligheidsprincipes.

De energiecentrale gebruikt straks een deel van de reactor zo lang als mogelijk. Daarna haalt ze de module eruit en vervangt die. Op die manier wordt het probleem eigenlijk omzeild, want voordat het materiaal van de module verzwakt, wordt de capsule vervangen. In de toekomst moet een hijskraan met afscherming de gebruikte module eruit halen en een nieuwe erin schuiven.

▼

Reactormateriaal Thorizon voorziet een kernreactor op basis van gesmolten zout. Hierbij is de splijtstof thorium opgelost in het vloeibare zout, dat daardoor tegelijk als koelmiddel en ‘splijtstof ’ dient. Nieuw is dat idee niet; zulke testreactoren werden al gebouwd in de jaren vijftig van de vorige eeuw, in de Verenigde Staten. Maar doorgebroken is de molten salt reactor (MSR) nooit. De laatste jaren kent het onderzoek naar dit principe echter een opleving.

Wereldwijd richt een handvol groepen zich op kernreactoren met gesmolten zout.

‘We volgen dat natuurlijk en hebben die principes goed bekeken’, vertelt Pool. Daaruit haalden Pool en De Groot leerpunten, maar ze stelden vooral hun eigen uitgangspunten centraal: nucleaire veiligheid, snelle realisatie en een originele aanpak van de materiaalproblematiek.

‘Hoe je het ook wendt of keert, je komt eigenlijk steeds terug bij hetzelfde probleem: het feit dat in een werkende reactor tientallen jaren heet en corrosief zout stroomt met daarbij radioactieve straling. Welk materiaal is daartegen bestand? Dat blijft de hamvraag.’

Voor alle kernreactoren die (op papier) werken met gesmolten zout geldt dat het gebruikte materiaal in en rond de reactorkern het belangrijkste punt van aandacht is. ‘Alle bedrijven en onderzoeksgroepen die wereldwijd proberen een gesmoltenzoutreactor van de grond te krij-

3 De tweede buis geeft in

De modulen die in de reactorkern zitten.

een tweede warmtewisselaar zijn warmte af aan een derde buis met alleen water. Hier ontstaat stoom die naar een turbine gaat waar elektriciteit wordt opgewekt.

module

1 Binnen de module circuleert het zout en wordt warmte gegenereerd.

2 De warmte wordt in de warmtewis-

selaar afgegeven aan een tweede buis met zout zonder splijtingsmateriaal.

Elke module heeft een pomp – de witte staaf in het midden onderin – die het zout met daarin de splijtstof naar boven pompt.

Mocht de stroom wegvallen, dan zakt het zout door de zwaartekracht naar beneden en is de reactor niet meer kritisch. De ‘kurkentrekker’ onderin is de warmtewisselaar.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

15

KERNENERGIE

regelstaven

koelmiddel (zout)

reactievat

elektrische energie

generator

schone brandstof turbine

vloeibaar zout met splijtstof

pomp

warmtewisselaar

chemische opwerkingsfabriek

vriesplug pomp

recuperator warmtewisselaar

compressor

restwarmte

voorkoeler

restwarmte

luchtkoeler compressor

opvangtanks

Gesmoltenzoutreactor In dit type kernreactor (zie boven) zit de splijtstof in een gesmolten zout, een mengsel waarbij de ionen los langs elkaar bewegen.

Deze reactor is geschikt voor brandstoffen met thorium als splijtstof, maar dat kunnen ook

andere splijtbare atomen zijn.

De bij de splijting vrijgekomen warmte wordt afgevoerd (rechts) door een tweede zout en gebruikt om elektriciteit op te wekken. De splijtstof wordt in een chemische fabriek (links) opgewerkt.

Gesmolten zout, van een ander type dan Thorizon wil gaan gebruiken. FOTO : WIKIPEDIA / PUBLIEK DOMEIN 16

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

De modulen worden in de fabriek gebouwd. Door die seriematige aanpak kan het bedrijf de productie perfectioneren en de kosten drukken. ‘Ook kunnen nieuwe, verbeterde versies worden bedacht en ontwikkeld, waardoor de reactor een upgrade kan krijgen’, zegt De Groot.

Thorizon heeft het basisontwerp voor zijn kernreactor geoctrooieerd.

Passieve veiligheid De kernsplijting vindt alleen bovenin elke module plaats, zoals de figuur op pagina 14 en 15 laat zien. Alleen dat gedeelte zal dan ook slijten als gevolg van de deeltjesbombardementen. Het ontwerp biedt zogenoemde passieve veiligheid: de kernsplijting stopt vanzelf wanneer er iets misgaat, bijvoorbeeld wanneer de pompen voor het circuleren van het gesmolten zout uitvallen. Dan zakt het zout naar beneden in de module en is de reactor niet meer kritisch.

‘Is een capsule aan het eind van haar levensduur, dan vormt enkel de bovenkant radioactief afval. Relatief kortlevend, het hoeft maar voor een paar honderd jaar worden opgeslagen’, vertelt De Groot. Uit kerncentrales komt hoogactief afval dat meer dan honderdduizend jaar veilig moet worden bewaard.

‘De onderkant van de module is mogelijk opnieuw te gebruiken. Of dat praktisch haalbaar is moeten we ILLUSTRATIE : PUBLIEK DOMEIN / US DEPARTMENT OF ENERGY

nog goed onderzoeken.’ De levensduur van de modulen wordt geschat op vijf jaar of meer. Een voorzichtige schatting, want de verwachting van Thorizon is dat nieuwere versies van de modulen steeds langer zullen meegaan, door nieuwe ontwikkelingen op materialengebied.

Ook verwacht het bedrijf nog te leren van het praktische gebruik van de capsules.

Opwerken Het vervangen van het omhullende materiaal van het zout klinkt misschien eenvoudig, maar dat is het in de praktijk niet, zegt De Groot. ‘Wat we absoluut niet willen, is het containment verbreken, de omhulling van het radioactieve materiaal, oftewel het zout.’

De capsule die eruit wordt gehaald, gaat naar een verwerkingsbedrijf. Daar gaat er nog een extra omhulling omheen, waarna de capsule wordt opengemaakt. ‘Dan kunnen we het zout eruithalen, zuiveren, aanvullen en klaarmaken voor een nieuwe ronde in onze reactor’, zegt De Groot. Hoe dit deel van het proces precies gaat verlopen, ligt bij Thorizons partner Orano. Dit Franse bedrijf, een grote naam in de kernenergiesector, is gespecialiseerd in mijnbouw en het opwerken van gebruikte nucleaire brandstoffen.

‘Dat Orano onze vaste partner is geworden, laat zien hoeveel vertrouwen het heeft in onze technologie’, aldus De Groot. ‘Het bedrijf ziet toekomst in gesmoltenzoutreactoren, ook omdat dit een logische ontwikkeling is die past binnen zijn kernactiviteiten. Orano kan de processen vrij gemakkelijk herinrichten zodat het gesmolten zout kan produceren en verwerken. Het gebruikte zout kan dan weer terug naar de Orano-fabriek en is weer te verversen.’

Exotisch Ook in het recente verleden waren er al enthousiaste startups en universitaire onderzoekers die dachten het helemaal te gaan maken met een gesmoltenzoutreactor.

Een voorbeeld is Transatomic Power in de Verenigde Staten. Toch lukte het niet om ook maar in de buurt te komen van een werkende reactor. ‘Er circuleren veel verschillende ideeën over de uitvoering van de reactor bij de aanpak met gesmolten zout en die van Transatomic vond ik vanaf het begin af aan al vrij exotisch en gewaagd. Het liep daarop dan ook spaak’, zegt Pool. ‘Wij zetten juist maximaal in op een praktische reactor, en mikken op een aanpak die zo haalbaar mogelijk is.’ De Groot vult aan: ‘We gaan niet voor het ideale systeem, omdat we weten dat er onderweg dan veel te veel kan misgaan. Wij willen reëel en op korte termijn een werkende kernreactor bouwen, met als uitgangspunt de veiligheid en de optimale vervangbaarheid van de capsules. Dat is al uitdagend genoeg. Uit onze risicoanalyse volgt dat er verschillende risico’s zijn op ons ontwikkeltraject en die gaan we nu een voor een tackelen.’

Geschiedenis van de gesmoltenzoutreactor Martin Rohde is onderzoeker aan de TU Delft en expert op het gebied van gesmoltenzoutreactoren. Hij werkt onder andere aan het Europese ontwerp, de molten salt fast reactor (MSFR). ‘De enige kernreactoren op basis van gesmolten zout die ooit hebben gedraaid, zijn de ARE (aircraft reactor experiment) en de MSRE (molten salt reactor experiment) van het Oak Ridge National Laboratory in de Verenigde Staten’, vertelt Rohde.

‘Zonder problemen heeft die laatste reactor een aantal jaar gewerkt. Op dat moment konden de Amerikanen recente kennis uit het Manhattan Project gebruiken en werden meer experimenten geïnitieerd.’ Later zag men de noodzaak van dit type niet meer in. Ondertussen werden in verschillende landen kernreactoren op basis van splijtstof met uranium-235 gebouwd, de kerncentrales die we nu kennen. ‘Voor wie eenmaal op die route zit, is het lastig nog iets heel anders te gaan doen.’

Terwijl de voordelen van gesmoltenzoutreactoren inmiddels wel duidelijk zijn.

Bijvoorbeeld dat ze veiliger zijn dan bestaande typen. Daarin loopt de druk in het reactorvat op tot 150 bar, terwijl dat bij gesmolten zout volgens Rohde een bar is.

‘Dat scheelt nogal in het geval er onverhoopt iets misgaat.’

Er staat geen extreme druk op.

De brandstof thorium is overal op de wereld in ruime mate te vinden. ‘In Noorwegen, waar het is ontdekt en de naam thorium kreeg, naar de dondergod Thor. Maar ook in Canada zit genoeg in de bodem, net als in India en Australië.’

De tijd is nu rijp voor de gesmoltenzoutreactor, denkt Rohde. De benodigde kennis is opgebouwd en het is duidelijk geworden dat kerncentrales een rol hebben te spelen in de energietransitie. ‘Maar de gesmoltenzoutreactor is wel voor de toekomst; deze reactoren laten nog wel een tijdje op zich wachten. De komende jaren zullen vooral bestaande reactortypen worden gebouwd, van bijvoorbeeld Franse, Amerikaanse of Russische makelij.

Hoewel de laatstgenoemden dan zeker niet in Europa.’

FOTO : OAK RIDGE NATIONAL LAB .

▼

Levensduur materiaal Een van die risico’s is het capsulemateriaal. Hoewel Thorizon inzet op een systeem waarbij de capsules om de paar jaar moeten worden vervangen, krijgen de materialen nog steeds enorm veel te verduren. Een

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

17

KERNENERGIE

“

Over de hele wereld Ook in Denemarken, Japan, de Verenigde Staten en China wordt al gewerkt aan gesmoltenzoutreactoren, overal met een geheel eigen ontwerp. De groepen werken bepaald niet intensief samen, moet Martin Rohde van de TU Delft tot zijn spijt constateren. ‘Ze vinden toch wel hier en daar het wiel opnieuw uit. Dat vind ik jammer. Ik zou veel liever een aanpak hebben zoals bij kernfusieproject ITER, waarin landen van verschillende continenten samenwerken.’ Partijen zitten bovenop hun ideeën, hun technische oplossingen. In het geval van China is het de geslotenheid van het land die debet is aan het feit dat men

buiten het land maar weinig details weet van de TMSR-reactor (thorium-based molten salt experimental reactor). Als we evenwel op de berichten uit China mogen afgaan, zijn ze daar het verst. Rohde: ‘Ze schijnen deze reactor al deze maand te gaan opstarten. Die draait op een beetje thorium, maar voor het grootste deel nog op uranium. Deze versie is een demonstratiereactor van twee megawatt, maar als hij straks draait, is wel duidelijk dat ze daar voorop lopen op het gebied van dit type reactor. In 2018 begonnen ze met bouwen en nu, vijf jaar later, zou hij al af zijn.

Die snelheid halen we in het westen nergens.’

Chinese testinstallatie voor de circulatie van gesmolten zout.

FOTO : THORIUM ENERGY WORLD

18

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

De nucleaire sector heeft vooral de neiging om de nadelen uit te vergroten

’’

vloeibaar zout van meer dan 500 graden Celsius is uiterst corrosief en daar bovenop komt nog de belasting door de radioactieve straling. De levensduur van het materiaal zal dus beperkt zijn. Hoe lang precies, is nog niet bekend, en dus moeten De Groot en Pool en collega’s de beoogde materialen karakteriseren. Dat wil zeggen: onderzoeken door ze te onderwerpen aan radioactieve straling, om de omstandigheden in de toekomstige kernreactor na te bootsen. Die informatie is ook nodig om later de vergunningen te kunnen aanvragen.

Het bestralen van de drie geselecteerde kandidaatmaterialen – welke dat zijn wil Thorizon niet zeggen – in de Hoge Flux Reactor in Petten moet binnen een à twee jaar van start gaan. De cruciale vraag: haalt het materiaal de levensduur die nodig is om een economische businesscase te hebben? Het materiaal voor de modulen zou bijvoorbeeld een geavanceerde staalsoort kunnen zijn. Daarin zullen de neutronen die uit kernsplijting ontstaan, geleidelijk aan schade aanrichten.

‘De neutronen tikken atomen van hun positie en het hangt van allerlei factoren af of die atomen weer op hun plek schieten’, zegt De Groot. ‘Van de temperatuur en van de snelheid van de neutronen. Maar het is zo’n ingewikkeld proces, dat dit niet te voorspellen of te simuleren is. En dus moeten we het in de praktijk testen. We hebben materialen gekozen waarvan we weten dat een verantwoorde gebruiksduur van meer dan vijf jaar zeer aannemelijk is.’

Langzaam De kernenergiesector is conservatief en verandering gaat langzaam. Dat is wel te begrijpen, want de sector lag lange tijd onder een vergrootglas. Men zette alles op alles om te voorkomen dat ergens iets fout gaat. Maar het gevolg is ook dat lange tijd weinig in innovatie werd geïnvesteerd, zegt De Groot.

De gesmoltenzoutreactor is ook een wat vreemde eend in de bijt. Het is het enige basisprincipe dat gebruikmaakt van een vloeistof om de splijtingsproducten in te vervoeren. ‘Mensen in de nucleaire sector weten wat de voordelen zijn van onze aanpak, maar men heeft de neiging om vooral de nadelen uit te vergroten: het feit dat de materialen het mogelijk niet lang genoeg volhouden.’

Voordat er echt commerciële kernreactoren kunnen

gaan draaien, moeten er nieuwe kaders komen voor de vergunningverlenende instanties. Die zijn gewend aan vaste brandstoffen in kernreactoren. De veiligheidseisen zullen even streng zijn, maar omdat de techniek anders is, moet de uitwerking ervan in het kader van vergunningen worden aangepast.

Groeifase De startup zit nu in een fase van snelle groei, vertelt Pool.

Het bedrijf heeft in korte tijd negen mensen aangenomen. De oprichters waren blij verrast met de belangstelling voor de vacatures. Er waren meer dan honderd sollicitaties. ‘Blijkbaar zijn we aantrekkelijk’, zegt De Groot. De aangenomen technici komen uit binnen- en buitenland en zijn gespecialiseerd in kernfysica, thermodynamica, vloeistofdynamica, chemie en engineering.

‘Het technische team is bijna compleet, maar we zoeken nog een paar echt ervaren ingenieurs die de stap naar realisatie willen vormgeven.’

Een gezapige negen-tot-vijfbaan zullen zij niet aantreffen, want Thorizon is een startup en de doelen zijn ambitieus. ‘In de gesprekken zijn we open en eerlijk geweest over wat we van de mensen verwachten’, zegt De Groot. ‘Bij een startup gaan dingen soms niet zoals verwacht en wat ongestructureerd. Maar wij werken natuurlijk wel met kernenergie. In de nucleaire sector zijn de eisen juist heel streng en wordt van iedereen verwacht planmatig en gestructureerd te werk te gaan. We gaan ervan uit dat onze mensen met die tegenstrijdigheid uit de voeten kunnen.’

De werkcultuur van Thorizon is zo open mogelijk.

Nu roepen wel meer bedrijven dat, maar bij de startup is het echt cruciaal. De Groot: ‘Iedereen moet echt op elk moment alles kunnen zeggen. Het ontwikkelen van een nieuwe kernreactor is een multidisciplinaire onderneming, en dat geldt helemaal voor een gesmoltenzoutreactor. Als iedereen te lang enkel aan zijn eigen onderdeel blijft werken, zouden problemen te lang onder de radar kunnen blijven. The devil is in the detail, zeker bij nucleaire technologie. Mogelijke problemen moeten we zo vroeg mogelijk signaleren, dus alles moet op tafel kunnen komen.’

Energiemix Als alles volgens planning verloopt, staat de eerste commerciële reactor van Thorizon gepland rond het jaar 2035. Waar hij komt te staan, hangt natuurlijk af van de gemeente die er een vergunning voor wil afgeven.

Maar wat in het algemeen interessante locaties zijn, zijn plekken vlakbij industrie die de hoge temperatuurwarmte kan benutten. ‘Warmte van 500-600 graden Celsius wordt momenteel alleen opgewekt met fossiele brandstoffen’, zegt Lucas Pool. Die op aardolie of aardgas gebaseerde brandstoffen gaan eruit, dus daarvoor moet een vervanger komen. De eigenaar van een toekomstige kerncentrale op basis van het Thorizonontwerp kan trouwens kiezen tussen het benutten van de warmte of van de elektriciteit, of een mix ervan. De reactor levert warmte in de vorm van stoom van 550 graden Celsius.

Die is direct te benutten of kan worden ingezet om de turbines in generatoren mee aan te drijven. •

Opruimen van langlevend kernafval Een van de voordelen van kernreactor op basis van gesmolten zout is dat die restproducten van een gangbare kernreactor, een lichtwaterreactor, kan gebruiken: de zware elementen, waaronder plutonium, die vallen onder het zogenoemde langlevende kernafval. ‘Ook de hogere actiniden, eigenlijk alle restproducten van kerncentrales, die vanaf uranium en daarboven in het periodiek systeem staan’, legt Martin Rohde van de TU Delft uit.

‘In gesmoltenzoutreactoren worden de neutronen uit kernsplijting veel minder afgeremd en splijten dus ook die grote atomen. Daardoor is dat langlevende afval van bestaande kerncentrales in een gesmoltenzoutreactor om te zetten in kortlevend afval.’

Een deel van het mengsel zal bestaan uit thoriumzouten.

Thorium is een stof die op allerlei plaatsen op de wereld te winnen is, en dat maakt deze

reactor minder afhankelijk van geopolitieke dynamiek.

Thorizon heeft berekend dat zijn kernreactor 30 tot 40 procent van het toegevoegde langlevende kernafval omzet in kortlevend afval en energie.

Dat percentage kan op termijn nog verder omhoog, zegt het bedrijf, maar dat zal nog wel de nodige technische uitdagingen met zich meebrengen.

Een manier is bijvoorbeeld door de neutronen die bij de kernsplijtingen worden gevormd, minder af te remmen.

Ze houden dan een hogere snelheid ‘en dan schieten ze zo’n beetje alles kapot’, legt Sander de Groot van Thorizon uit.

‘Maar dat heeft dus ook gevolgen voor de materialen in de reactor. Deze richting verkennen we ook, maar voor nu zien we nog te grote risico’s, wat onze belangrijkste doelstelling in de weg staat: zo snel mogelijk realiseren van een werkende reactor.’

De reactor van Thorizon belooft op termijn een deel van het langlevende afval van conventionele kerncentrales op te kunnen ruimen.

Dan blijft er minder afval over dat moet worden opgeslagen.

FOTO : COVRA FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

19

INGENIEUR VAN HET JAAR T E K S T: P A N C R A S D I J K E N M A R L I E S T E R V O O R D E

Prins Frisoprijs 2023

Wie wordt Ingenieur van het Jaar 2023?

Wordt het afvalwaterexpert Kerusha Lutchmiah, die het riool als goudmijn beschouwt? Wordt het constructeur en parametrisch ontwerper Simone de Rijke, die automatisering niet als bedreiging maar als kans ziet? Of wordt het Jacquelien Scherpen, wier algoritmen kunnen bepalen wanneer uw wasmachine aangaat?

Hoe uiteenlopend hun specialismen ook zijn: de finalisten in de strijd om de Prins Friso Ingenieursprijs zijn stuk voor stuk topingenieurs. Dat het alle drie vrouwen zijn, zal niemand meer verbazen, al is het een unicum in de geschiedenis van de prijs.

Maak op de komende pagina’s kennis met de drie finalisten. En vergeet vervolgens niet om uw stem uit te brengen op uw persoonlijke favoriet. Want behalve een vakjuryprijs is er ook een publieksprijs. Stemmen kan op kivi.nl.

KIVI Engineering Student Team Award Voor het tweede jaar op rij wordt er ook een prijs toegekend aan het beste studententeam op het gebied van techniek. De drie finalisten voor deze KIVI Engineering

20

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

Student Team Award zijn Green Team Twente (Enschede), CORE Changemakers en !mpact (beide Eindhoven).

Met de Prins Friso Ingenieursprijs wil het Koninklijk Instituut van Ingenieurs excellente ingenieurs en hun werk zichtbaar maken. De winnaar mag zich een jaar lang Ingenieur van het Jaar noemen. De prijs is vernoemd naar de in 2013 overleden prins Friso, een broer van koning Willem-Alexander, ingenieur lucht- en ruimtevaarttechniek en lid van KIVI. Vorig jaar won Marijn van Rooij, medeoprichter en cto van Ocean Grazer, een Groningse startup die een slim systeem voor energieopslag op de zeebodem ontwikkelt. Winnaar van de publieksprijs was toen Nikéh Booister, waterexpert van ingenieursbureau Sweco. Het beste studententeam was iGem Maastricht.

Rioolwater als databron Techniek en psychologie combineren, dat is de missie van afvalwaterdeskundige Kerusha Lutchmiah van ingenieursbureau Royal HaskoningDHV. Ze werkte mee aan een covidradar op basis van afvalwater.

‘Ik ben een pleitbezorger van rioolwatersurveillance.’

foto : marieke wijntjes

methoden en apparaten waren niet altijd dezelfde en alles moest snel gebeuren. Dus moesten we achteraf een methode ontwikkelen om de gegevens te vergelijken.’

Totaal beeld ‘Ik ga uit van een holistische benadering’, vertelt Lut­ chmiah. Daarbij gaat het niet alleen om de analytische en logische, maar ook om de emotionele en psychologische kant van de zaak. ‘De impact van het ingenieurswerk is belangrijk voor mensen en hun omgeving en onze ge­ voelens zijn verbonden met wat wij maken en doen.’

Ingenieurs zijn gewend rationeel na te denken, merkt Lutchmiah op. ‘Maar je emoties verwaarlozen, kan tot stress leiden. De covid en lockdowns hebben in dat op­ zicht veel van mensen gevergd.’

In Nederland gebruikt de overheid de rioolsurveil­ lance nu om het coronavirus nog enigszins in de gaten te houden. Lutchmiah vindt het belangrijk dat dit ook in andere landen goed gebeurt. De meerderheid van de wereldbevolking is niet aangesloten op een centrale afvalwaterzuivering, vertelt ze. ‘Maar ook daar willen we weten wat er gaande is en waar de hotspots zitten, van covid en andere ziekten, nu en in de toekomst. We móéten op de hoogte zijn. Ja, ik ben echt een pleitbe­ zorger van afvalwatersurveillance.’ (MtV)

“

De impact van ingenieurswerk kan groot zijn voor mensen en hun omgeving

’’

t

Afvalwater is een goudmijn. Dat is het uitgangspunt van afvalwaterdeskundige Kerusha Lutchmiah, project­ manager bij Royal HaskoningDHV. Niet alleen kan er waardevol materiaal uit worden geoogst waarna er schoon water overblijft, maar het bevat tevens een schat aan gegevens.

Lutchmiah promoveerde op een onderzoek naar het winnen van grondstoffen uit afvalwater, en richt zich nu op de data die het bevat. ‘De komst van covid­19 gaf urgentie aan dat thema’, vertelt ze. Royal HaskoningDHV deed samen met het Nederlandse onderzoeksinstituut KWR Water en het Zuid­Afrikaanse Waterlab metin­ gen aan coronaresten in het rioolwater om het verloop van het aantal besmettingen te bepalen. Lutchmiah en haar team ontwierpen methoden en visualisaties om de resultaten van dat onderzoek eenduidig en voor iedereen duidelijk weer te geven. Wat vertellen de gegevens en hoe laat je dat zien?

‘Een goede interpretatie van de data is belangrijk’, zegt Lutchmiah. ‘Het kan het verschil maken tussen wel of geen lockdown.’ Aan het onderzoek werkten wateranalis­ ten, virologen en datawetenschappers mee. Lutchmiah: ‘Die spreken verschillende talen. Ik was de tolk.’

Dat er in verschillende landen werd gewerkt, maak­ te het project extra uitdagend. Lutchmiah: ‘De meet­

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

21

INGENIEUR VAN HET JAAR

Slimme energiesystemen en samenwerkende robots Jacquelien Scherpen van de Rijksuniversiteit Groningen maakt regeltechnische algoritmen. Zij pleit voor meer samenwerking en een diversere beroepsgroep. ‘Laatst dacht ik nog: dit móét wel ontworpen zijn door een man zonder haar.’

Techniek: het best bewaarde geheim van Groningen!

Met die slagzin startte Jacquelien Scherpen, hoogleraar systeem- en regeltechniek, ruim zes jaar geleden het Groningen Engineering Center waarin het technologische onderzoek en onderwijs van de Rijksuniversiteit Groningen samenkomt. Ook al weten weinig mensen

dat in Groningen sinds de jaren vijftig ingenieurs worden opgeleid, het is wel de stad van wiskundige Johann Bernouilli en Nobelprijswinnaar Ben Feringa. En van Scherpen zelf, natuurlijk.

Zij werkt met haar team aan systemen die zich aanpassen aan de omstandigheden, op grond van data, metingen en wensen van gebruikers. Dat varieert van samenwerkende robots tot elektriciteitsnetwerken die zelfstandig bepalen waar de stroom wanneer naar toe moet.

Scherpens team ontwikkelt de algoritmen waarmee deze systemen autonome beslissingen nemen, zoals het bijstellen van de thermostaat of zelfs het aanzetten van de wasmachine. ‘Dat gaat op basis van een complex samenspel tussen huishoudens, energieleveranciers en andere partijen’, vertelt Scherpen.

‘Het beste moment om een was te draaien, is immers afhankelijk van veel factoren. Hoeveel wind en zon is er, hoe groot is de vraag nu en later op de dag en wanneer zijn de schone kleren nodig?’

Wat Scherpens team onderscheidt van andere groepen die hiermee bezig zijn, is de samenwerking met andere faculteiten, om ook economische, juridische en sociaalpsychologische aspecten in de puzzel te verwerken. Zo betrekken de onderzoekers kennis over menselijk gedrag in de regelmethoden.

Diversiteit Scherpen draagt het belang van techniek actief uit. Ze vertelt als gastspreker op scholen hoe leuk het is in de techniek te werken en is betrokken bij de topsector High Tech Systems and Materials en het landelijke techniekdecanenoverleg over de human capital agenda. ‘We hebben een enorm tekort aan ingenieurs en steeds minder scholieren kiezen exact. Vooral bij de meiden zit een groot, onbenut potentieel, dat is een cultureel en hardnekkig probleem in Nederland’, zegt ze. ‘Maar een divers team is belangrijk. Laatst stond ik nog onder een hoog opgehangen regendouche in een hotel, en dacht: Dit móét wel zijn ontworpen door een man zonder haar!’

Scherpen denkt dat je meer meiden aanspreekt door te laten zien dat technologie, in samenspel met andere disciplines, bijdraagt aan oplossingen voor de uitdagingen van deze tijd. De energietransitie bijvoorbeeld, of de druk op de gezondheidszorg. Scherpen: ‘Ingenieurs zijn onontbeerlijk om maatschappelijke thema’s op te lossen.

Dat realiseren veel mensen zich niet.’ (MtV)

22

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

foto : kees van de veen

Programmeren met kennis van zaken Simone de Rijke is adviseur kunstwerken en teamleider para­ metrisch ontwerp bij ingenieurs­ en adviesbureau Antea Group.

Ze ziet het als haar missie om de eigen organisatie en de branche klaar te stomen voor een gedigitaliseerde wereld waarin kwaliteit, constructieve veiligheid en altijd de mens centraal staan.

foto : sam rentmeester

ding ontwerpen optimaliseren naar materialen, milieu­ kosten of financiering.’

Door en voor ingenieurs Dit is ingenieurswerk 3.0, zegt De Rijke. Voorwaarde voor succesvolle toepassing is wel dat er aan twee cruci­ ale randvoorwaarden wordt voldaan. ‘Automatiseringen in het ingenieursvak mogen nooit een black box zijn. De eindresultaten zijn modellen die we volledig kunnen inzien, precies zoals constructeurs gewend zijn.’ Net zo belangrijk, voor de borging van de constructieve veilig­ heid bijvoorbeeld: ingenieurs nemen de beslissingen.

‘Door ingenieurs, voor ingenieurs’, zo omschrijft De Rijke het. ‘De samenleving staat voor grote uitdagingen.

Tegelijk hebben wij een tekort aan vaklui en heerst er grondstoffenschaarste. Digitalisering kan deel uitmaken van een oplossing’, stelt De Rijke.

Bij het ontwikkelen van nieuwe, digitale tools blijven de ingenieur en zijn vakkennis onmisbaar, benadrukt De Rijke. Met die boodschap weet ze steeds meer vak­ genoten met koudwatervrees voor digitalisering te win­ nen voor haar verhaal. ‘Juist programmeren vanuit een vakkundige achtergrond kan leiden tot nieuwe, diepere inzichten.’ (PD)

“

Programmeren vanuit een vakkundige achtergrond kan juist leiden tot nieuwe, diepere inzichten

’’

t

Een constructeur kan wekenlang rekenen aan de optima­ lisatie van het ontwerp van bijvoorbeeld een tunneltoerit.

Per toerit zijn vaak honderden funderingspalen nodig.

Maar in hoeverre zijn weinig diepgefundeerde palen beter dan meerdere slanke en ondiep gefundeerde? En wat is de beste configuratie?

Het is onbegonnen werk om alle varianten door te re­ kenen. Simone de Rijke laat een deel van het proces door de computer uitvoeren. Met een toegewijd, vast team van zowel ervaren experts als jonge, programmerende constructeurs bouwde ze een tool waarmee het para­ metrische ontwerpproces wordt geoptimaliseerd.

‘Genetisch ontwerpen’, noemt De Rijke de jongste methode, waarin kunstmatige intelligentie een sleu­ telrol speelt. De software slaat op basis van een aantal parameters aan het rekenen, waarbij die steeds nieuwe combinaties maakt van de ontwerpen met de hoogste prestatiescore. Tienduizenden berekeningen verder, of­ wel een nachtje slapen voor het team, levert deze me­ thode een ontwerp op met bijvoorbeeld een lagere CO2­ uitstoot, minder materiaalgebruik en lagere kosten.

‘Zo kunnen we dankzij digitalisering met dezelfde groep ingenieurs meer en nauwkeuriger werk verrichten.

En we kunnen hierdoor zonder buitensporige tijdsbeste­

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

23

INGENIEUR VAN HET JAAR

Genomineerd voor de KIVI Engineering Student Team Award Naam: CORE Changemakers Technische Universiteit Eindhoven Aantal leden: 31 Actief sinds: 2018

Afgelopen jaar werd wereldwijd meer dan vijftig miljoen ton elektronisch afval geproduceerd en die hoeveelheid blijft maar toenemen. Naar schatting 80 procent van het afval wordt gedumpt, met alle schadelijke gevolgen voor de omgeving van dien. Het Eindhovense studententeam CORE Changemakers bouwt installaties die het mogelijk maken om elektronisch afval te verwerken tot eenvoudig herbruikbare, circulaire grondstoffen.

Een eigen sorteersysteem verovert inmiddels de markt en ook voor oude batterijen heeft het team een oplossing ontwikkeld.

Naam: Green Team Twente Universiteit Twente & Saxion Hogeschool Aantal leden: 26 Actief sinds: 2011/2012

Het klimaat verandert en dat is voor een aanzienlijk deel te wijten aan de transportsector. Hoe kunnen we de mobiliteit verduurzamen? De waterstofauto van Green Team Twente heeft de afgelopen jaren niet alleen verschillende wedstrijden gewonnen, maar ook een grote bijdrage geleverd aan het groeiende bewustzijn dat auto’s niet per se problematisch hoeven te zijn, maar ook onderdeel van de oplossing kunnen zijn. Waterstof heeft de toekomst, zeker in de transportsector, zo geloven de Twentse studenten.

Naam: !MPACT iGEM Technische Universiteit Eindhoven Aantal leden: 9 Actief sinds: 2021

Is met een toegewijd team van negen studenten biomedische technologie of industrieel ontwerp een medisch probleem aan te pakken dat wereldwijd elk jaar zeker een miljoen mensen treft? !MPACT iGEM uit Eindhoven doet het gewoon. Het team ontwikkelt celtherapie om een auto-immuunziekte aan te pakken die vaatontsteking veroorzaakt. Hiervoor veranderen ze de cellen van de patiënt zelf in een soort medicijnenfabriekjes. Werkt deze methode, dan kan die ook bij de behandeling van tal van andere auto-immuunziekten worden ingezet. • 24

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

Enith

Een maandelijkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswijk.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

25

NANOTECHNOLOGIE T E K S T: J I M H E I R B A U T

Nanostructuren verslaan algoritmen in snelheid

Rekenen met lichtflitsen Bepaalde typen berekeningen zijn extreem veel sneller uit te voeren door licht te laten weerkaatsen op een speciaal metamateriaal. Dat laten natuurkundigen van AMOLF zien.

Het metamateriaal uit het onderzoek, gezien door een scanningelektronenmicroscoop (rechts). Het metamateriaal verstrooit het lichtsignaal (links), dat terugkaatst via een halfdoorlatende spiegel en zo steeds opnieuw wordt verstrooid door het nanorooster. Op deze manier is het metamateriaal in staat wiskundige bewerkingen uit te voeren in de vorm van matrixvergelijkingen. illustratie : uit cor daro et al ., nature nanotechnology , 2023

26

Hoe goed een computer ook werkt, hij pakt het niet altijd ‘Nu zelfs die GPU’s een bottleneck zijn gaan vormen, even efficiënt aan. Voor het uitvoeren van berekeningen richten wij ons op een analoge aanpak’, zegt Cordaro. zijn miljarden schakelaars aan het werk om stroompjes Het idee daarbij is dat een slimme voorbewerking in het door te laten of tegen te houden. Er is ook een andere analoge domein de digitale elektronica een hoop werk manier om razendsnel berekeningen uit te voeren: door uit handen neemt. Een voorbeeld hiervan is edge detectilichtbundels op heel precies gevormde nanostructuren on, het herkennen van de randen van voorwerpen op een te laten vallen. Dit heeft een groep onderzoekers van het digitaal beeld, waaraan Cordara al een aantal jaar werkt. natuurkundig instituut AMOLF in Amsterdam onlangs Deze bewerking komt in allerlei toepassingen terug (zie beschreven in het wetenschappelijke tijd­ kader: Randen herkennen). schrift Nature Nanotechnology. De nanostruc­ De AMOLF­onderzoekers gaan nu een stap turen, metamaterialen genaamd, manipuleren verder. Zij slaagden erin een oppervlak te ont­ het licht zodanig, dat na enkele tientallen her­ werpen dat berekeningen kan uitvoeren. ‘Het Licht is haalde lichtweerkaatsingen, de eindoplossing ordegrootten gaat om een type berekening dat bij allerlei van een ingewikkelde berekening in het licht toepassingen in de techniek, wetenschap en sneller dan economie wordt uitgevoerd: matrixinversies’, zit ‘gecodeerd’. De uitgevoerde berekening gaat vele malen sneller dan een computer het de kloksnel- legt Cordaro uit. Je vindt zulke tijd en reken­ zou kunnen. kracht vergende wiskundige bewerkingen te­ heid van een rug in de besturing van vliegtuigen, navigatie­ gangbare Analoge aanpak systemen en computergraphics.

De zoektocht naar efficiëntere manieren om computeringewikkelde berekeningen te doen is al enige Itereren processor tijd gaande. Vooral bij toepassingen zoals auto­ Het team ontwikkelde een dunne nanostruc­ matische beeldherkenning door computers tuur, een metagrating, en combineerde die (computer vision) loopt de standaardaanpak met een halfdoorzichtige spiegel. De truc is tegen zijn grenzen aan. ‘Toen bleek dat gewone dat een lichtsignaal steeds terugkaatst naar microprocessoren niet meer voldeden, ging men aan de het nano­oppervlak en daar steeds opnieuw wordt ver­ slag met grafische kaarten ofwel GPU’s, graphics proces- strooid (zie figuur). Deze herhaalde weerkaatsingen ko­ sing units’, vertelt Andrea Cordaro, die sinds zijn promotie men overeen met de iteratieve stappen die nodig zijn om een half jaar geleden onderzoeker is bij AMOLF. Dit is de wiskundige bewerking uit te voeren. computerhardware die oorspronkelijk bedoeld is voor het Uit de wiskunde volgt dat het berekenen van een berekenen van snelle, scherpe graphics, maar later ook als matrixinversie – een precieze, analytische bewerking algemeen werkpaard populair werd.

– te benaderen is door een oneindige reeks, een zoge­ noemde Neumannreeks. ‘Het is het heen en weer gaan van het licht dat deze reeks opbouwt’, zegt Polman. Elke weerkaatsing van het licht levert een nieuwe term van de reeks. De exacte oplossing van de berekening levert dat niet op, maar na een bepaald aantal weerkaatsingen is de berekende waarde ‘goed genoeg’ en ligt deze dicht bij de exacte oplossing. In dit geval moest het licht zestig keer heen en weer gaan tussen spiegel en metamateriaal. Dat duurt 349 femtoseconden, 10­15 seconden. ‘Ordegrootten sneller dan de kloksnelheid van een gangbare computer­ processor’, zegt Cordaro trots. Zijn onderzoek laat zien dat de methode met licht vele malen sneller is dan dat een computer de berekening zou kunnen uitvoeren.

De informatie in het lichtsignaal zit gecodeerd in de amplitude, een maat voor de lichtintensiteit, en de fase, die aangeeft hoeveel een lichtgolf voor­ of achterloopt.

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

“

’’

Impressie van het metamateriaal en de halfdoorlatende gouden spiegel waartussen lichtstralen heen en weer kaatsen. Stap voor stap wordt zo een complexe wiskundige vergelijking opgelost. illustratie : ella maru - studio

Basisvorm Centraal in deze vernuftige aanpak staat de nanostructuur, een 150 nanometer dik plakje silicium dat is ingebed in een doorzichtige laag siliciumoxide. Het geheel ligt op een drager van saffier. Voor het bepalen van de vorm van de silicium nanostructuur, opdat die de gewenste matrixvermenigvuldiging uitvoert, werd een speciale optimalisatietechniek gebruikt. De precieze vorm ervan luistert heel nauw, benadrukt Cordaro. ‘De tolerantie voor fouten is klein. Maken we de basisvorm

die steeds wordt herhaald (unit cell) net even anders, dan komt er geen uitkomst uit de berekening.’

In de cleanroom zijn speciale, fijngevoelige technieken nodig om zo’n nanostructuur te fabriceren. Cordaro vogelde het precieze recept uit en beschreef deze lange lijst van handelingen in het artikel zodat andere wetenschappers het na kunnen doen. ‘Voor een onderzoeker met de juiste apparatuur is het goed te repliceren’, zegt Polman. ‘Het harde, moeilijke werk is al gedaan door Andrea, want hij deed het voor het eerst. Hij is echt een held in de cleanroom.’ Op termijn is dit maakproces te automatiseren, zodat dergelijke metaoppervlakken in grote series kunnen worden geproduceerd.

Dit onderzoek klinkt nog als wetenschappelijke topsport op het scheidsvlak van natuurkunde, informatica en nanotechnologie, maar waar is deze rekentechniek in de praktijk te gebruiken? ‘Het oplossen van

t

Het licht dat op het metaoppervlak valt, wordt in verschillende richtingen verstrooid. Iedere hoek waaronder het licht wordt verstrooid, vertegenwoordigt een bit. ‘Met licht onder verschillende inkomende hoeken coderen we dus meerdere bits die we gebruiken om een wiskundige vergelijking op te lossen’, zegt Polman.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

27

NANOTECHNOLOGIE

een lineair stelsel vergelijkingen komt op allerlei plekken terug, van regeltechniek tot robotica’, zegt Polman.

Cordaro voegt toe: ‘Of neem lidar, de apparaten die continu met licht een oppervlak afscannen. Ook daarbij is dit principe toe te passen. De enige voorwaarde is dat een proces licht gebruikt.’

Om het razendsnel rekenen met licht echt mogelijk te maken, moeten ingenieurs het metamateriaal nog integreren met een chip die het resultaat van de optische berekening registreert. ‘Dat is niet zo’n grote stap, omdat een dergelijke chip een vergelijkbare architectuur heeft als het metamateriaal’, zegt Polman.

Demonstratie van razendsnelle, analoge randdetectie. Een deel van het schilderij Meisje met de parel wordt op het metaoppervlak geprojecteerd, dat zo is ontworpen dat het alleen bij randen licht doorlaat. Achter het metaoppervlak blijft daardoor een beeld over met de ‘contouren’ van het oorspronkelijke beeld (onder). De zwarte vlek is een artefact en niet relevant voor de demonstratie.

ILLUSTRATIE : UIT CORDARO ET AL ., NANO LETTERS , 2019

Schakelbare metamaterialen Deze op metamateriaal gebaseerde rekentool kan nog maar één type berekening uitvoeren. Voor andere soorten berekeningen zijn weer andere nanostructuren nodig. Die zijn dan bijvoorbeeld naast de eerste structuur op de chip te zetten. Een nog geavanceerdere oplossing is een nanostructuur te zoeken die van vorm kan veranderen. Dat is het domein van de switchable metagratings, schakelbare metaroosters. Dit zou betekenen dat een metamateriaal eerst de ene complexe berekening kan doen, om daarna van vorm te veranderen en een heel ander type berekening uit te voeren. Polman en zijn collega’s kijken hiervoor naar verschillende materialen: van materialen die van fase kunnen veranderen (phase change materials) tot nieuwe tweedimensionale materialen die sinds grafeen populair zijn onder materiaalwetenschappers. ‘We doen onderzoek naar wolfraamdiselenide, een materiaal van één atoomlaag dik waarvan de brekingsindex is te veranderen door er ladingen in te injecteren. Een opvallende eigenschap, die we hopen te kunnen gebruiken om metamateriaal te maken waarvan we de werking kunnen schakelen’, vertelt Polman. Het is misschien moeilijk voorstelbaar, maar dan is er een materiaal dat verschillende soorten berekeningen kan doen in een lichtflits. •

Randen herkennen Randdetectie of edge detection is vaak de eerste stap bij het bewerken of verwerken van digitale beelden. Een smartphone doet het bij het vinden van gezichten op een foto, en camera’s in productielijnen van fabrieken doen het bij het opsporen van afwijkende producten op de lopende band. En ook een veelbelovende technologie als de zelfrijdende auto kan niet zonder randdetectie. De camera’s aan boord speuren continu naar mensen en cruciale objecten, zoals verkeersborden en lijnen op de weg.

28

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

Dat herkennen van de randen van objecten moet dus razendsnel gebeuren. Maar een beeld dat door een lens op een oppervlak valt, is analoog. Om de randen te zoeken moet dat beeld eerst worden gedigitaliseerd.

Randdetectie in het analoge domein zou veel slimmer zijn, bedachten Andrea Cordaro en collega’s bij AMOLF een paar jaar terug, samen met hun collega’s van de University of Pennsylvania en de City University of New York.

Momenteel wordt randdetectie meestal door computeralgoritmen

uitgevoerd, maar dat brengt fundamentele snelheidsbeperkingen én een hoog energieverbruik met zich mee. Ze bedachten een analoge methode die hetzelfde doet op basis van een repetitieve nanostructuur.

Het meta-oppervlak heeft honderden pilaartjes van silicium die, als er een voorwerp op wordt afgebeeld, alleen de randen van het beeld doorlaten. Dit meta-oppervlak is eenvoudig in te bouwen in een camera waardoor die veel sneller dan algoritmen de randen van voorwerpen kan bepalen.

Podium

Vier experts delen hun inzichten in de technisch-maatschappelijke actualiteit.

Deze maand: Thijs ten Brinck

Hoe lang hebben wij het nog over elektrische auto’s?

Actualiteitenprogramma’s, kranten en auto- Hetzelfde geldt voor het aanbod van laadbladen begonnen het jaar traditioneel po- voorzieningen, thuis en onderweg. Een lansitief, met weer fantastisch nieuws over de gere reis met een volledig elektrische auto opmars van elektrische auto’s in Noorwegen. is al lang geen avontuur meer. Het zit er dik Liefst 79 procent van alle Noren die in 2022 in dat de gemiddelde Europeaan er al tegen in de markt waren voor een nieuwe wagen, 2030 niet meer over peinst nog een nieuwe koos voor een volledig elektrische auto. Nog verbrandingsmotor op wielen te kopen.

Spannender is wanneer een autoreis op eens 14 procent koos voor een hybride aandrijving. En opnieuw vroegen we ons af hoe benzine voor het eerst in ruim een eeuw het toch kon dat juist dit land, dat nog altijd weer een avontuur zal heten. De opmars bijzonder lucratieve zaken doet met de ex- in de nieuwverkopen van elektrische auto’s port van olie en gas, zo hard gaat met elek- werkt tenslotte door in het totale wagenpark.

In Noorwegen is bijvoortrische auto’s. beeld nu al 20 procent Net als voorgaande jaren van alle auto’s elektrisch. was het antwoord: effectief Nog vijf jaar en Gegeven dat de gemidstimuleringsbeleid. Elk jaar bijna niemand delde auto zo’n zeventien een verkooprecord voor jaar na oplevering naar emissieloze auto’s is geen koopt nog de sloop gaat, zal een auto gelukkig toeval maar naeen nieuwe met verbrandingsmotor drukkelijk het doel. Tenminbenzineauto in Noorwegen zo tegen ste, totdat uiterlijk in 2025 2040 echt een zeldzaamalle nieuwe auto’s volledig heid zijn. Logischerwijs emissieloos zijn. Dat beoogt de Noorse overheid al jaren, en alles wijst zullen dan ook de uitbaters van Noorse benzinestations de handdoek in de ring erop dat dat gaat lukken.

In Nederland was ruwweg een kwart van gooien. Niet veel later moet je als avonturier de in het afgelopen jaar verkochte nieuwe ook in Nederland misschien weer ouderwets auto’s volledig elektrisch. Dat steekt wat ka- naar de apotheek om de benzinetank vol te rig af tegen onze noorderburen, die dat aan- gooien.

Al veel eerder zal elektrisch rijden de norm deel al vijf jaar geleden bereikten. In mijn kristallen bol is het echter reden voor feest. zijn. Persoonlijk kan ik niet wachten op de Nog hooguit vijf recordjaren en ook hier dag dat voor mijn lezers helder is dat ik een koopt bijna niemand nog een nieuwe auto volledig elektrische auto bedoel, wanneer ik gewoon ‘auto’ schrijf. In de eerste plaats op benzine.

In Europa, en dus ook in Nederland, is natuurlijk omdat dat fantastisch nieuws is de verkoop van nieuwe auto’s met verbran- voor luchtkwaliteit en klimaat maar óók dingsmotor vanaf 2035 sowieso verboden. omdat het columns een stuk leesbaarder En ook Europa als geheel ligt wat dat betreft maakt. Veertien keer ‘volledig elektrische op schema. Nu al is ruim één op de tien auto’ of een variant daarop in een stuk van nieuwe wagens in de EU volledig elektrisch, vijfhonderd woorden is gewoon niet fraai. meer dan in Noorwegen tien jaar geleden.

En dat terwijl het aanbod van elektrische au- Thijs ten Brinck is duurzaamheidsadviseur to’s nu aanzienlijk breder en aantrekkelijker bij We-Boost Transitions en publicist op WattisDuurzaam.nl. is dan destijds.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

29

BODEMECOLOGIE T E K S T: P A N C R A S D I J K

De ongeziene wereld onder onze voeten

Terra incognita Vanaf 2 maart draait in bioscopen door het hele land de natuurfilm Onder het Maaiveld, over de wereld onder onze voeten. Het belang van een gezonde bodem dringt ook in de ingenieurswereld steeds meer door.

We moeten structureel anders omgaan met de bodem, met oog voor het leven dat er schuilt. In plaats van de bodem volledig uit te putten, moeten we hem steeds de kans geven zich te herstellen. Dat is de boodschap van ‘Onder het maaiveld’, een meerjarig initiatief van natuurbeschermingsorganisatie IUCN NL, de Vlinderstichting, het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW) en Wageningen University & Research (WUR). Een van de onderzoeksvragen is daarbij hoe bodembiodiversiteit en bodemgezondheid centraler kunnen komen te staan bij de inrichting van het landschap.

Een gezonde bodem bevat een rijkdom aan leven en is cruciaal voor het functioneren van het ecosysteem. beeld : ems - films

30

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

Bewust maken Het initiatief kent meerdere doeleinden, zegt Maxime Eiselin, IUCN NL’s topexpert op het gebied van nature based solutions. ‘We willen burgers bewuster maken van het belang van een gezonde bodem. Het algemene publiek heeft vaak nog geen idee van de wondere bodemwereld en alle beestjes die daar allerlei interessante dingen doen.’ De natuurfilm Onder het maaiveld, een van de vruchten van het project, laat dat onderaardse leven juist op indrukwekkende wijze zien en beleven.

Ook voor onderzoekers is de ondergrond vaak nog terra incognita. ‘In de oudheid moet men het als iets magisch hebben beschouwd: leg een stukje appel of vlees in de natuur en binnen een paar weken zit het vol leven.’ Inmiddels hebben we onze ecologische kennis fors vergroot, maar er blijven genoeg fundamentele vragen

over, zegt Eiselin. Welke vorm van bodembeheer past bij welk type landbouw? Hoe valt biologische grond op­ timaal te ploegen? Welke bodem gedijt het best bij welk landbouwsysteem en welke rol kunnen bodemverbete­ raars spelen?

Is die kennis op peil, dan komt de volgende vraag aan bod: op welke bodem kunnen we het beste bouwen en hoe kunnen we dat het beste doen? Wie ‘bouw’ zegt, zegt immers grondverzet, verdichting, bodemafdekking en verstoring van de hydrologie, legt Eiselin uit. Als we de bodem meer op waarde schatten, dan vallen bouw­ beslissingen mogelijk heel anders uit dan tot nu toe ge­ beurt, is het idee.

Kosmos Martin Doeswijk, directeur bodem en grondwater bij in­ genieursbureau TAUW, denkt zeker dat de bioscoopfilm kan helpen om het publiek te interesseren voor de unieke kosmos onder onze voeten. Een tijdje geleden hoorde hij producent Ignas van Schaick op de radio vertellen over de filmplannen. ‘Dat is mijn verhaal!, dacht ik meteen.’

Hij zocht contact en raakte betrokken bij de productie.

Sinds een jaar plaatst Doeswijk dagelijks een bodembe­ richtje op LinkedIn, om het belang van gezonde bodems te benadrukken. ‘Een gezonde bodem is niet vanzelf­ sprekend, terwijl die letterlijk de basis van ons bestaan vormt: we verbouwen er ons voedsel op, leggen er de infrastructuur op aan en halen er grondstoffen uit.’

Doeswijk noemt het zorgwekkend dat de mensheid veel meer uit de bodem haalt dan dat ze eraan terug­ geeft. ‘Iedereen kan op z’n klompen aanvoelen dat zulk uitputtend bodemgebruik eindig is.’ In de voorgaande decennia richtten bodemspecialisten zich met name op de chemische kwaliteit van de bodem. Het besef dat vi­ taliteit en gezondheid van de bodem meer behelzen dan alleen de aan­ of afwezigheid van gifstoffen en nutriënten is nog nieuw.

Wie de film heeft gezien, verwacht Doeswijk, zal nooit meer onverschillig denken over de bodem – en dat is al een enorme winst. De film laat bovendien goed zien dat iedereen kan bijdragen aan het verbeteren van de bo­ dem. ‘We moeten hier niet denken dat er een technische oplossing komt die ons van alle ellende zal verlossen.

Nee: we kunnen allemaal bijdragen aan een gezonde­ re bodem, of we nu op een boerderij wonen of in een drukke stad.’ •

Ondergrondse natuur De natuurdocumentaire Onder het maaiveld, over het belang van de bodem, maakt indruk met unieke beelden van het leven onder onze voeten.

‘Een theelepel grond bevat meer organismen dan er men­ sen op aarde zijn.’ De makers van Onder het maaiveld ma­ ken hun intenties direct aan het begin al duidelijk: hun film gaat over leven. Anders dan in de succesvolle voorganger De nieuwe wildernis, over het rewilden van een natuur­ gebied door de inzet van grote grazers, gaat het ze dit keer echter om het onzichtbare, veelal microscopisch kleine leven onder onze voeten. Onder het maaiveld is daarmee de eerste ondergrondse natuurfilm van Nederland.

De filmmakers volgen een aantal pionierende agrariërs die de ommezwaai hebben gemaakt naar volledig biologische landbouw.

Wat is er mogelijk als er niet langer kunstmest, maar eigen compost wordt gebruikt om de grond te bemesten? Hoe werkt dat compos­ teren eigenlijk? Dat het kijken naar de verrotting van organische resten zo’n bijzondere ervaring kon zijn, was voor mij in ieder geval nieuw.

Een onuitwisbare indruk biedt met name de aaneenschakeling van schitterende ondergrondse opnamen. Daarbij begint het de kijker al snel te duizelen, alsof hij in een nieuwe dimensie is beland. Is dit werkelijk onder de grond? Zijn dit opbloeiende bloemen of toch schimmels aan werk? Is dit een tunnelgraafmachine of een regen­ worm in close­up?

Een gezonde bodem wemelt van het leven. Steeds beter, vertellen de filmmakers, begrijpen we hoe we een leven­ de bodem moeten onderhouden en zelfs herstellen. Een cruciale rol spelen schimmelnetwerken. De Amsterdamse hoogleraar evolutionaire biologie Toby Kiers laat zien hoe de schimmels onderling met elkaar communiceren: als een druk verkeersnetwerk. Mooi is dat ze ook vertelt hoe die unieke patronen zijn ontdekt: door ingenieus werk van onderzoeksinstituut AMOLF, dat een beeldrobot gedurende lange tijd veertig petrischaaltjes vol groeiende schimmels liet filmen met hoge resolutie.

De wetenschappelijke kant van het verhaal vormt weliswaar het hart van de film, maar de meeste aandacht gaat toch uit naar mooie shots op en onder het boeren­ land. Dat biologisch boeren beter is voor de grond wordt wel duidelijk. Of het mogelijk is om op deze manier negen miljard mensen gaan voeden, blijft echter de vraag. (PD) Onder het maaiveld 80 min. | vanaf 2 maart in zestig bioscopen door het hele land

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

31

TECHNIEK

TECHNIEK

Möring

Marcel Möring is romanschrijver. Eind 2021 verscheen van zijn hand de openhartige vertelling Familiewandeling.

Mijn favoriete vorm van logica We stonden klokslag vijf uur voor de deur van het ik zeer argwanend werd bevraagd. Het kostte nogal appartement van onze vriendin om samen naar het wat tijd om duidelijk te maken dat ik geen kwaad etentje van haar zuster te gaan, maar ook na tien in de zin had. Daarna met de taxi naar het huis in minuten aanbellen en telefoneren was er geen teken kwestie, waar alles donker was. Ik opende de klep van leven te bespeuren. Ik liep naar de parkeerplaats van de brievenbus in de verwachting dat ik vliegen aan de achterzijde en zag achter de gordijnen licht. zou horen zoemen en zou ruiken wat je niet hoopt te ruiken. Niets van dat alles. Een paar weken later Bonken op de ramen leidde tot niets.

‘Ik weet het niet’, zei ik tegen mijn echtgenote. ‘Dit bleek dat mijn oom zijn schulden was ontvlucht en lijkt op de eerste minuten van een thriller waar wij naar Noorwegen was vertrokken.

In het appartement in Assen had de zuster nu een degenen zijn die het lijk vinden.’ stap naar binnen gezet. Een stem klonk.

Ze kon er niet om lachen.

‘Wat doen jullie hier?’

‘Er kan wel iets aan de hand zijn’, zei ze.

‘Wat doe jij hier?’, vroeg haar zuster.

‘Er is meestal niets’, zei ik, want ik houd van logica, ‘Ik wacht tot het zeven uur is.’ ook al zit er niemand op te wachten.

‘Vijf uur. Om 17 uur zouden jullie bij mij zijn’, zei We besloten de zuster van onze vriendin te bellen.

Zij stuurde haar broer. Toen hij en zijn vrouw aan- de oudste. ‘Wat was je in godsnaam aan het doen?’

In afwachting van het verkeerde tijdstip zat ze mukwamen bleken ze geen sleutel te hebben. Nu waren we vier man sterk machteloos. We belden en telefo- ziek te luisteren met haar AirPods in.

‘Welke muziek?’, vroeg ik overbodig. neerden nog een keer, klopten weer op de ramen aan ‘Pink Floyd, The Wall.’ de achterkant en begonnen voorDat leek mij geen zichtig aan de politie te denken. slechte keuze.

Inmiddels was ook een buurman Het kostte nogal wat Buiten maakte de gearriveerd, opgetrommeld door tijd om duidelijk te buurman aanstalten om de zuster van onze vriendin. Hij te vertrekken en stapten had ook geen sleutel. Het aantal maken dat ik geen wij in de auto’s. Ik vroeg mensen dat niets kon doen begon kwaad in de zin had de Pink Floyd-fan waarop een samenscholing te lijken. om ze onze inkomende Iemand kwam op het idee om alle gesprekken niet had gebellen te proberen. Het resultaat was een verward ogende buurvrouw die de voordeur hoord. Haar telefoon was toch verbonden met die opende, luisterde naar onze uitleg en haar deur weer oortjes?

‘Oh, nee’, zei ze. ‘Dat doe ik niet. Ik wil niet gesnel sloot.

‘Ook in Assen zijn de mensen bang’, probeerde ik stoord worden als ik muziek luister.’

Het was logisch en onlogisch: mijn favoriete vorm grappig te zijn. Niemand lachte.

Op dat moment kwam de zuster aangereden. Ze van logica. Net als die AirPods, je kunt er alles en had een enorme bos sleutels bij zich. Na enig probe- niets mee horen.

Het werd nog een heel gezellige avond. Dat de anren vond ze de juiste en met mij als rugdekking deed ze een stap naar binnen terwijl ze de naam van haar dere zuster nog uitgleed toen ze een blad met eten zuster riep. Er kwam geen antwoord. We stonden in naar de keuken wilde dragen en terechtkwam op de de deuropening en dachten hetzelfde: vrouw naast vloer in een poel van humus, tapenade en andere olierijke gerechten, kon ons niet meer deren. de stoel op de vloer, hersenbloeding, hartaanval.

‘Het is net als in The World According To Garp’, zei Ik moest onwillekeurig denken aan die keer dat ik een hele avond in een taxi door Amsterdam reed ik, ‘als hij en zijn vrouw met de makelaar een huis beomdat mijn moeder zich zorgen maakte over haar kijken. Er komt een vliegtuigje met motorstoring aan broer, die al een hele tijd onvindbaar was. Zij kon en dat boort zich in dat huis en Garp zegt: We kopen zich niet herinneren wat zijn adres was, zodat ik mij het, het huis is pre hit. Niets kan meer misgaan.’

Niemand lachte. Maar dat ben ik gewend. uiteindelijk naar het politiebureau liet rijden, waar FOTO : HARRY COCK

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

33

TOEKOMSTDENKEN T E K S T: J I M H E I R B A U T

I L L U S T R AT I E S : E R I K T E R L O U W

Kan snelle systeembouw de woningnood oplossen?

Bouwen met blokken De woningbouw loopt vast. Niet alleen wordt er te weinig gebouwd, maar waar het wel lukt, gaat dat gepaard met enorm energieverbruik en forse uitstoot van stikstof en CO2. Hoog tijd voor lichtere materialen, fabrieks­ matige aanpak en standaardisatie, meent ontwerper Erik Terlouw. Deel 3 in een serie over innovatieve ideeën voor de toekomst: Block Building.

Lichtgewicht woningen kunnen eenvoudig ook demontabel worden gemaakt.

34

Het kabinet wil de komende jaren bijna een miljoen nieuwe woningen bouwen, maar loopt daarbij aan tegen trage vergunningsproceduren, stikstofgrenzen en een tekort aan materialen en mensen. Intussen wachten veel mensen op een ander huis: jongeren willen een woning kopen, gezinnen willen doorstromen en ouderen zoeken een passende woning. Daarbij is de behoefte aan wonin­ gen verder gestegen door een groeiende toestroom van mensen uit het buitenland.

Bovendien is er van alles aan te merken op de bestaan­ de manieren van bouwen. Veelgebruikte materialen als beton en staal gaan bijvoorbeeld gepaard met een hoog energieverbruik en een forse uitstoot van het broeikas­ gas CO2. Doordat bestaande bouwmaterialen zwaar zijn, zijn er ook zware funderingen nodig in het vaak drassige Nederland.

De oplossing? Lichter bouwen, meent grafisch ont­ werper Erik Terlouw. Hij bedacht het systeem Block Building. Dat gaat uit van een basiseenheid van vast­ gestelde afmetingen: vierkante staalconstructies waar­ binnen inpasbare wanden, vloeren en isolatieplaten kunnen worden gemonteerd. De woning staat op palen

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

en de vloer ligt bij Block Building boven het maaiveld, zodat daaronder buizen en leidingen kunnen worden weggewerkt. Onder de woning kan zelfs een waterbassin worden geplaatst dat regenwater opslaat voor gebruik in de toiletten.

Door de vaste afmetingen wordt het produceren van een huis een routineklus. De onderdelen rollen prefab uit grote fabrieken en worden op de bouwplaats aan elkaar geschroefd. Dat versnelt het bouwproces, maar vermindert ook de stikstofuitstoot op de bouwplaats.

‘Doordat de voorgefabriceerde bouwelementen van de fabriek naar de bouwplaats komen, zijn er geen betonnen funderingen en stenen muren meer nodig’, zegt Terlouw.

Bouwen op een grid De ontwerper haalde inspiratie uit de ideeën van John Habraken, voormalig hoogleraar aan de Technische Universiteit Eindhoven. ‘Habraken kwam met nieu­ we ideeën over bewonersparticipatie’, vertelt Terlouw.

‘Bewoners konden daarbij actief deelnemen aan het ontwerpproces van hun woning. Dat ging toen nog over inbouwpakketten waarmee de bewoner zijn eigen ruim­ ten kon indelen. Ik ga een stapje verder en stel voor om te gaan bouwen op een grid met een vast maatsysteem.’

Terlouw laat met Block Building bewoners hun wo­ ning personaliseren door ze laten kiezen uit een stalen­ boek met materialen, stoffen en kleuren. Saai hoeft het niet te worden, zo laten zijn schetsen zien, want er valt genoeg te variëren, bijvoorbeeld in de materialen en kleuren voor de gevelplaten en de binnenwanden.

‘Binnen een grid van vierkanten kunnen oneindig veel variaties worden gemaakt. Zo kunnen we de eentonig­ heid van nieuwbouw tegengaan’, aldus Terlouw.

Met Block Building sluit Terlouw enerzijds aan bij een trend die al plaatsvindt in de bouwwereld: het demon­ teerbaar maken van gebouwen, zodat ze na jaren van gebruik weer uit elkaar kunnen worden geschroefd. Een bekend voorbeeld is het enkele jaren terug opgeleverde hoofdkantoor van Triodos Bank, maar er verrijzen steeds vaker gebouwen die in elkaar worden geschroefd met voorgefabriceerde elementen uit de fabriek. Ook The Natural Pavilion op de Floriade van vorig jaar zat zo in elkaar.

Terlouw is overtuigd van zijn Block Building­ concept, maar heeft nog wel vragen over de uitvoerbaar­

In het vaste patroon met standaardmaten zijn verschillende prefab-onderdelen eenvoudig in te passen.

1 Welke suggesties zijn er op het terrein van lichte funderingstechniek? Is op zandgrond al te bouwen op betonplaten?

Kunnen schroeffunderingssystemen voldoen?

Dat hangt af van het gewicht van het bouwwerk, maar waarschijnlijk zouden korte palen met strookfundering hier goed kunnen werken, schrijft Gerard Timmerman van TWR Vastgoed. Strookfundering is de manier van funderen door geulen te graven en die vol te storten met beton.

Toch hoopt Terlouw dat een lichtere fundering voldoet. Het is geen probleem om op zandgrond te bouwen op betonplaten, zegt Rudi Roijakkers, directeur van Quake. ‘Of betonplaten in een specifieke situatie mogelijk zijn hangt af van de belastingen van het bouwwerk en de grondgesteldheid. En hoge lichte gebouwen moeten soms ook trekkrachten kunnen opnemen.’

Meestal wordt een fundering belast met drukkrachten, maar als het hard waait kan een gebouw wind vangen en dreigen om te waaien. Dan kan de fundering trekkrachten te verwerken krijgen. Er bestaan schroefpalen, maar ook houten palen zouden geschikt kunnen zijn voor licht bouwen, zegt Roijakkers.

‘Dit is wel erg afhankelijk van de diepte van de dragende lagen en van de hoogte van het grondwater. Hout kan rotten. Er zal niet één specifieke oplossing zijn voor licht bouwen, er zullen meerdere systemen naast elkaar bestaan.’

2 Wat voor materialen zijn het lichtst om mee te kunnen bouwen?

Er is keuze genoeg, want er zijn veel lichte materialen om mee te bouwen. ‘Het hangt een beetje af van de specifieke functie die nodig is’, zegt Roijakkers. ‘Voor dragende delen is hout heel geschikt vanwege de kleine ecologische voetafdruk in combinatie met hoge sterkte.’ Maar soms moet dit worden gecombineerd met andere zwaardere materialen zoals gipsplaat, vezelplaat of zelfs beton om aan alle eisen van akoestiek of brandwerendheid te kunnen voldoen. Staal- en aluminium constructies zijn ook licht, maar brengen een grotere CO2-uitstoot met zich mee. Toch kunnen ze in veel gevallen de beste oplossing zijn om grotere krachten op te nemen of overspanningen te maken. Een algemeen antwoord valt eigenlijk niet te geven, concludeert Roijakkers. ‘Je zult per onderdeel moeten kijken naar het optimale bouwsysteem dat aan alle eisen voldoet. En lichter bouwen is geen doel op zich, het moet gaan om die kleinere voetafdruk.’

Ga bouwen met composietmaterialen, zeggen verschillende lezers. Dit zijn samengestelde materialen die licht en toch sterk en stijf zijn. ‘Het is eigenlijk van de zotte dat de bouw nog steeds vooral werkt met natte materialen, waarbij de bouwers steeds moet wachten tot het droog is’, zegt architect Jandirk Van Oosten. Hij doelt op beton en metselwerk. ‘Op deze manier kan de bouw nooit de snelheid halen die maatschappelijk zo is gewenst. Eigenlijk is de bouwsector achterlijk bezig, in de meest letterlijke zin.’ Men doet het zoals het altijd al is gedaan. ‘De Romeinen vonden het beton uit en sindsdien is er eigenlijk niks beters meer bedacht. Maar die bestaande bouwmethoden hebben geen toekomst.

t

heid van het systeem. We legden die vragen voor aan de lezers van De Ingenieur en enkele experts.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

35

TOEKOMSTDENKEN

Onder de woning kan een waterbassin worden aangelegd.

Binnen de grid van vierkanten zijn oneindig veel variaties te maken.

Het is te duur, te langzaam. De bouw moet een paradigmaverschuiving ondergaan en gaan werken zoals dat gaat in de auto- en vliegtuigindustrie.’

3 Welk soort isolatiemateriaal is geschikt?

Timmerman vindt steenwol het beste. ‘Ook voor het geluid. Wel is het iets zwaarder dan andere isolatiematerialen.’ Roijakkers pleit voor bio-based isolatiematerialen.

‘Hiervan zijn al genoeg voorbeelden. Helaas kunnen ze qua prijs nog niet concurreren.’ Voorbeelden zijn hennep en mycelium, de dradenstructuur van paddenstoelen, die niet alleen warmte vasthouden maar ook geluidsisolerend werken. Of restproducten van de tuinbouw, zoals gedroogde en gehakte paprikastengels. Voordeel van alle natuurlijke materialen is dat ze koolstof vastleggen.

4 Hoe zijn waterreservoirs te realiseren onder de fundering?

Lezers zijn het eens met Terlouws plan om regenwater op te slaan onder de blokkenwoning (maar niet onder de fundering, zegt Timmerman). ‘Water wordt in de toekomst schaars en dus duur. Daarom moet er nu al bij de bouw van nieuwe woningen rekening worden gehouden met een beter beheer van water’, schrijft Eduard van Cortenberghe. ‘Regenwater dat op het platte dak valt, wordt door goten en pijpen opgeslagen in regenopslagtanks in de technische ruimte.’ Dat regenwater is prima geschikt om toiletten mee door te spoelen en voor in de tuin.

5 Wat voor constructie is er nodig voor een basisgrid dat meerdere woningen met elkaar verbindt?

‘Hiervoor zou ik bij uitzondering toch een betonconstructie nemen’, zegt Timmerman. ‘Het is in ons land een gegeven dat de grond op bepaalde plaatsen zeer beweeglijk kan zijn. Denk aan bodemverzakking door extreme regenval, het verlagen van de grondwaterstanden in veengebied of trillingen door zwaar verkeer. Lichtere funderingen zijn hier volgens mij niet tegen opgewassen.’

Ook is het oppassen geblazen als meerdere lichte woningen met elkaar worden verbonden. Verschillende experts en lezers waarschuwen voor de akoestische eigenschappen van lichte constructies. ‘Het gevaar be-

36

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

staat uit verminderde privacy door geluidsoverlast tussen de appartementen omdat de scheidingsmuren uit lichte materialen bestaan’, aldus Theo van Gorp in een e-mail.

‘En zoals u weet zijn de geluidsisolerende eigenschappen van lichte wanden miserabel slecht!’ Van Gorp schrijft over woningen in de Amsterdamse wijk Slotermeer die ‘bekend staan als monument, maar ook als zeer gehorig.’

Een doorlopende plaat beton over meerdere woningen is vragen om problemen. Maar dit kan ook een wijze les zijn voor lichtgewicht bouwen. ‘De stalen skeletten die ik zie op de tekeningen van Terlouw bestaan uit aan elkaar geschroefde ijzeren balken, maar die geleiden het contactgeluid eindeloos door, zoals op stalen schepen.

De enige remedie is het ontkoppelen van de balverbindingen met rubberen dempers, zoals een automotor is opgehangen. […] Dus eigenlijk zijn deze lichtgewicht woningen alleen mogelijk als ze vrijstaand zijn.’

Bekende wegen De grootste hindernissen echter lijken niet op het technische vlak te liggen. ‘Zonder het gebruik van beton en baksteen, en met lichtere funderingen denk ik dat de oude bouwbelangen en de huidige sterke lobbycultuur plaats moeten maken voor een nieuwe benadering: duurzamer, lichter, goedkoper, sneller en flexibeler bouwen’, zegt Terlouw. Maar de gevestigde orde wil vaak helemaal niet plaatsmaken. Daardoor gaat verandering vaak langzaam. ‘Het is niet een lobby die ons tegenhoudt, maar onze hang naar het bewandelen van de bekende wegen en onze eigen kennis’, relativeert Roijakkers. ‘Het is goed mogelijk om gestandaardiseerd, modulair en duurzaam te bouwen. We moeten alleen iets meer tijd steken in het vinden van de juiste maatsystemen, materialen en productiewijzen.’ • In de rubriek Toekomstdenken vragen we de lezer mee te denken over innovatieve concepten met maatschappelijke relevantie. Volgende maand het vierde en laatste deel, over een drijvende luchthaven voor de kust.

Lees meer op deingenieur.nl/dossiers/toekomstdenken en stuur uw reactie naar redactie@ingenieur.nl.

WAAR

KUN N EN

W E

N A A RT O E?

DE

IN GEN IEU R

T IP T

T E K S T: J I M H E I R B A U T

t/m 29/5 De reis van een vlinder

t/m 4/6 Futuristische verhalen Voor het eerst heeft de Australische kunste­ naar Patricia Piccinini (1965) een grote solo­ tentoonstelling in Nederland. In de Kunsthal in Rotterdam komen bezoekers oog in oog te staan met haar hybride wezens, die een krui­ sing lijken van mens en dier. Het zijn harige, kwetsbare schepsels die elkaar omarmen, gemuteerde mannen die eieren uitbroeden en een uitgestrekt veld van duizenden vlezige bloemen waarin de bezoeker kan rond­ dwalen. De hyperrealistische beelden zijn gemaakt van materialen als siliconen

en menselijk haar. Piccinini creëert zo futu­ ristische verhalen in een parallel universum waarin ze de mogelijkheden onderzoekt van een toekomst waarin mens, natuur en tech­ nologie in harmonie kunnen bestaan. Haar sculpturen, videowerk en installaties roepen vragen op als: wat betekent het om mens te zijn? Zou ik een wezen dat niet op mij lijkt kunnen verzorgen? Kunnen we uitstervende diersoorten vervangen door cyborgs?

Meer info: kunsthal.nl/nl/plan-je-bezoek/tentoonstellingen/patricia-piccinini/

Tetem in Enschede toont sinds begin januari inter­ actief werk van Abner Preis, een Amerikaan die al jaren in Nederland werkt. Underneath the wings of a butterfly neemt de bezoeker mee op de reis van een vlinder. Augmented reality geeft toegang tot een wereld waarin vraagstukken zoals klimaatverandering, vluchtelingencrisis en recessie bijna tastbaar worden. Het werk past daarmee in Tetems zoektocht naar manieren waar­ op technologie ons kan helpen knelpunten op te lossen.

Meer info: tetem.nl/event/underneath-the-wings-of-a-butterfly/

Missie naar Mars

Beeld & Geluid vernieuwt Mediamuseum Het meest interactieve media­ museum ter wereld: dat is wat het vernieuwde Media­

museum wil worden. Het museum,onderdeel van het Hil­ versumse Beeld & Geluid, was al een geweldige plek om met kinderen heen te gaan, maar nu helemaal. Het museum zet de spotlights op social media, die pakweg vijftien jaar geleden hun intrede hebben gedaan.

Was het vroeger ‘De media bepalen mijn wereldbeeld’, tegenwoordig is het meer ‘Ik bepaal de media en de media

beeld : patricia piccinini , the couple ©; beeld & geluid ; abner preis

bepalen mij.’ Dat interactieve komt terug in de tentoonstel­ ling. Bezoekers gaan zelf aan de slag met het maken van filmpjes en hun mediaprofiel.

Dat profiel vullen ze gaande­ weg aan. Aan het eind van hun bezoek kunnen ze het profiel bekijken en zich de gemaakte filmpjes laten toesturen.

Meer info: beeldengeluid.nl/ bezoek/wat-er-te-doen/hetmediamuseum

De TU Delft heeft nu een escaperoom, in het centrum van de stad. De ruimte zit vol met technische snufjes, maar dit keer hoeven deelnemers niet op zoek te gaan naar sleutels en cijfersloten, want Missie naar Mars zit nét even anders in elkaar. Op de Mars­ basis krijgt deelnemers zestig minuten de tijd om een gesi­ muleerde missie te voltooien.

Heeft het team de talenten die nodig zijn? Beschikken de pseudo­astronauten over de juiste combinatie van ruimtekennis, oog voor detail, teamgeest en scherpte? Er is maar één manier om daar achter te komen.

Meer info: escapetudelft.nl

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

37

EVOKE

ADVERTORIAL

‘Kijk vooruit in IT, verder dan je neus lang is’ Risico’s vóór zijn, als het gaat om data security. Dat is wat interim-IT’er Simen wil.

Een slimme visie, die hij ook op zijn eigen carrière toepast. ‘Ik wil dat organisaties vérder kijken. Net zoals ik mezelf blijf uitdagen en ontwikkelen voor de toekomst.

Dit is hoe ‘digitale James Bond’ Simen dat doet.

‘Mijn scriptie was vertraagd en ik had geen zin om dat af te wachten. Ik wil niet stilzitten.’ Typisch Simen, die wil immers vooruit. Dus tekende hij alvast voor een interimschap in IT. Dat betekent dat je niet op één werkplek aan de slag gaat om daar te blijven, maar een cv opbouwt met verschillende projecten. ‘Dat past bij mijn karakter’, vertelt Simen. Én bij zijn visie op het vak.

Nu werkt hij als remote service engineer bij Signify, voorheen Philips Lighting. Daar is Simen een soort technische tolk tussen de interne afdeling en de klant. Hij draait er daarnaast een project rond datamigratie. Maar dat is voor nu.

‘Waar ik naar uitkijk voor de toekomst, is data echt inzichtelijk maken en controle houden op de oplossing. Waarschuwen wanneer er risico wordt gelopen. Als een soort digitale James Bond, haha!’

Dat is wat de wereld namelijk nodig heeft, stelt Simen. ‘We werken vaak zo erg in de to-do-lijst van vandaag, dat we niet verder kijken dan onze 38

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

neus lang is. Er ontbreekt een langetermijnvisie in IT en data security.’

De oplossing, voor werkelijke innovatie in IT? ‘Als interim professional kun je op projectbasis bijvoorbeeld nieuwe modellen opzetten. Binnen een paar maanden zet je zo jouw kennis om in blijvende meerwaarde voor een organisatie. Om verder te kijken. Bezig zijn met de kansen die de toekomst biedt, net zoals ik mezelf blijf uitdagen en ontwikkelen voor de toekomst.’

Lees meer over Simen, zijn innovatieve visie en zijn tips op evokestaffing.nl/simen

FOTO : BART VAN OVERBEEKE

Jims verwondering ‘Voorsprong door techniek.’

Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

Toekomstkunde Sinds de coronatijd doe ik aan wandelend luisteren – of luisterend wandelen: het maken van een wandeling terwijl ik luister naar een interessante podcast of radio-uitzending. Het is het enige positieve overblijfsel van de lockdowns, toen we noodgedwongen thuis moesten werken en ik er regelmatig even uit moest.

Dat luisterwandelen is dus een blijvertje gebleken. Je krijgt frisse lucht binnen, je bloed begint te stromen en ontspannend is het ook, want het brein vindt het fijn om in beweging te zijn wanneer het informatie krijgt toegediend – ik hoor het neuropsycholoog Erik Scherder gewoon zeggen. En als klap op de vuurpijl levert het luisteren naar radio en podcasts me regelmatig ideeën op voor artikelen.

Zo ook deze keer.

Ik maakte laatst een wandeling door de buurt, met op mijn ‘oortjes’ de nieuwszender NPO Radio 1. Luisteraars mochten reageren op de stelling ‘Geschiedenis moet een verplicht eindexamenvak worden op de middelbare school.’ Er belden genoeg mensen in om de stelling te onderschrijven, maar een afwijkende reactie viel me op.

Een van de bellers hield namelijk een kort pleidooi voor een heel nieuw vak: Toekomstkunde. ‘Dat moet gaan over de innovaties die we als mensheid nodig hebben om de wereld leefbaar te houden in de toekomst. Niet alleen op technologisch vlak, maar vooral ook op sociaal vlak.’

Langetermijnvisie Bij het lezen van ‘Waar is onze langetermijnvisie?’ (januari 2023) moest ik denken aan dit oorspronkelijk Duitse citaat: ‘Wij werken in structuren van gisteren met methoden van vandaag aan problemen van morgen, voornamelijk met mensen die in de culturen van eergisteren de structuren van gisteren hebben gebouwd en die overmorgen binnen de organisatie niet meer zullen meemaken.’

De uitspraak onderstreept mijns inziens het belang van PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

een goede toekomstplanning en uitvoering, zoals ook omschreven in het artikel. Ik gebruik het citaat dan ook vaak in cursussen bij bedrijven.

Jos Valkenburg, Venlo BenBenBlocs In het januarinummer (2023) las ik het artikel over de BenBenBlocs (‘Legowand langs de snelweg’).

Om de toepassing van deze betonnen bouwblokken te vergroten, heb ik wat tips. De blokken bestaan nu uit twee

Wat een geweldig idee. Een nieuw vak dat leerlingen helpt om vooruit te kijken. Hoe moet de toekomst eruitzien? Hoe bouwen we een nog betere maatschappij? Hoe laten we iedereen meedoen in de samenleving en zich nuttig maken op zijn eigen niveau? Hoe zorgen we dat iedereen zichzelf kan zijn, zonder vooroordelen en zonder dat een ander vertelt hoe iemand moet zijn? Hoe garanderen we dat bedrijven en overheid iedereen eerlijk en gelijk behandelen? Hoe helpen we mensen om langer gezond te blijven?

Dat leerlingen op middelbare scholen momenteel helemaal niet zouden nadenken over de toekomst lijkt me onzin. Maar een speciaal vak dat hierop de focus legt, zou een aanwinst zijn. We hebben als samenleving meer dan genoeg uitdagingen die we het hoofd moeten bieden. Klimaatverandering, sociale polarisatie, ongelijkheid, milieuvervuiling, uitbuiting, overbevolking, aankomende vergrijzing.

Technologie kan bij het oplossen hiervan een rol spelen. Maar met technologie alleen gaan we dat niet redden. We hebben ook mensen nodig die alles weten van het menselijk gedrag, verandertrajecten en politiek. We hebben mensen nodig met een helikopterview, die alles overzien, en dat het liefste ook nog jaren vooruit. Vol realisme over een mooie toekomst nadenken, laat dat maar beginnen op de middelbare school.

ronde openingen en vormen zo een soort achtje. Als daarvan drie openingen kunnen worden gemaakt, zouden er meer toepassingen mogelijk zijn. Meer stabiele, kronkelende muren en piramidevormen worden dan eenvoudiger te realiseren.

Daarnaast zou ik meer groen willen zien. Is het een idee om uitsparingen te maken aan de zijkant, om daarin bloembakken te kunnen hangen? Die bakken komen trouwens ook bovenin de blokken uitstekend tot hun recht. Geef je de bak

een dubbele bodem, dan kan regenwater zich erin verzamelen en drogen planten niet snel uit.

Beschikbaarheid, betaalbaarheid en milieuvriendelijkheid vormen hier de sleutel tot succes. Dat betekent ook dat er moet worden nagedacht over andere, minder milieubelastende samenstellingen van het beton. Gerecycled kunststof en een 3D-printer kunnen hierin wellicht een rol spelen.

De Ingenieur vind ik trouwens een geweldig blad, ga zo door!

Peter Wijts, Maastricht

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

39

Productontwerpen van morgen

Werkpaard op stroom De Kibb is een elektrisch, semiautonoom voertuig.

Duurzame, toekomstgerichte boeren kunnen ermee zonder uitstoot allerhande werkzaamheden uitvoeren.

Het Zweedse bedrijf Cake, fabrikant van elektrische motorfietsen, heeft zijn vizier nu gericht op het boerenbedrijf.

Het ontwikkelde de Kibb: een multifunctioneel voertuig dat speciaal is ontwikkeld voor op de akker. De Kibb is bedoeld om allerhande landbouwwerktuigen en -voertuigen te vervangen die nog draaien op vervuilende dieselmotoren. Het elektrische werkpaard is met name geschikt voor kleinere biologische bedrijven, zodat die in lijn met hun filosofie schoner en duurzamer kunnen werken.

40

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

In de basis is de Kibb een semiautonome ATV (all-terrain vehicle). Het ontwerp is vrij eenvoudig opgebouwd rond een centrale balk waaraan de elektromotor voor de aandrijving, uitneembare accu’s en de ophanging van de vier wielen zijn opgehangen. Voorop zit een breder deel met spatschermen en opbergcompartimenten. De Kibb kan op locatie ook dienstdoen als krachtbron voor elektrisch gereedschap.

Via twee sleuven aan weerszijden van de balk zijn allerlei hulpmiddelen te monteren. Wil

bijvoorbeeld iemand op de Kibb rijden, dan zijn een motorfietsstuur en een zadel te bevestigen. Een andere optie is het monteren van een platform om de oogst op te vervoeren. De Kibb heeft ook een trekhaak om hulpmiddelen voort te trekken, zoals een machine om zaadjes mee te planten. Het voertuig kan dergelijke werkzaamheden nog zelfstandig uitvoeren ook.

Cake heeft verder nog geen specificaties van de Kibb vrijgegeven. Het streven is om het voertuig in 2025 in productie te nemen. (PS)

•

foto : cake

T E K S T: P A U L S C H I L P E R O O R D E N S I J A V A N D E N B E U K E L

Zweetsensor Optimale hydratatie is een essentieel onderdeel van trainen en intensief sporten. De Nix Hydration Biosensor maakt in real time duidelijk wanneer en hoeveel een sporter moet drinken.

Giethars van algenolie Een Californisch materiaal­ bedrijf lanceert een duur­ zame gietharskit voor ontwerpers en hobbyisten.

De helft van de hars is af­ komstig van algenolie.

Veel ontwerpprocessen gaan door een gietharsfase waarbij het ontwerp in een mal wordt gegoten om de vorm te testen.

Gietharsen is sneller, makkelijker en nauwkeuriger dan 3D-printen. Een nadeel is dat de hars tot voor kort volledig van fossiele grondstoffen moest worden gemaakt.

Het Californische materiaalbedrijf Checkerspot is er nu in geslaagd een van de twee componenten van de giethars, polyurethaan, te produceren uit algen. Daardoor is de hars in deze Pollinator Kit voor de helft gebaseerd op biogrondstoffen.

Voor de productie van de tweede component, isocyanaat, zijn vooralsnog geen duurzamere alternatieven.

Voegt men de twee componenten samen en giet men deze in een mal, dan hardt het materiaal in achttien uur uit. De verhouding tussen de twee componenten bepaalt hoe buigzaam of breekbaar de kunststof wordt. foto : checkerspot ; nix

De giethars is een thermoharder, wat betekent dat eenmaal gegoten en uitgehard, het materiaal niet meer kan worden omgesmolten en hergebruikt.

Wel kan het worden vermalen en gebruikt voor downcycling.

De productie van duurzaam polyurethaan vindt plaats via een fermentatieproces in een fabriek in Brazilië. Algen produceren de olie die de beginstof vormt voor polyurethaan.

De suiker die de algen nodig hebben voor de productie, is afkomstig uit lokaal suikerriet.

Deze productiemethode veroorzaakt een derde minder CO2-uitstoot dan met fossiele grondstoffen: een kilogram CO2 in plaats van 3,2 kilogram CO2 per kilogram olie. Wel is het proces duurder. Een kit van een kilogram giethars kost 56 euro, twee keer zoveel als de traditionele variant.

De Pollinator Kit kan worden gebruikt voor prototypen, maar ook voor het maken van eindproducten zoals sieraden, skateboardwieltjes, telefoonhoesjes en klimgrepen. In samenwerking met skifabrikant WNDR Alpine produceerde Checkerspot al de eerste off-piste ski’s met kunststofonderdelen uit algenolie. (SB)

Het gevaar van uitdroging ligt altijd op de loer voor intensieve sporters. Een vochttekort kan al ontstaan voordat het lichaam daar de eerste signalen voor afgeeft.

Behalve tot verminderde fysieke en cognitieve prestaties kan dat leiden tot hart- en ademhalingsstress, verminderde warmteregulering of vermoeidheid. Het Amerikaanse bedrijf Nix zegt dat de Hydration Biosensor deze gevaren voor kan zijn.

De Hydration Biosensor klikt vast op een eenmalig te gebruiken pleister die op de huid wordt geplakt, bijvoorbeeld op de bovenarm. Het apparaatje weegt slechts veertien gram. Binnenin zitten een zweetsensor, microprocessor en een oplaadbare batterij die 36 uur meegaat.

De gebruiker kan in de bijbehorende app het soort activiteit aangeven, of die binnen of buiten plaatsvindt en of er water of bepaalde sportdrankjes worden gedronken.

Begint de gebruiker vervolgens te zweten, dan wordt een deel van het zweet lokaal opgevangen binnen de pleister onder de sensor. Een microprocessor analyseert het zweet en berekent direct hoeveel vloeistof en elektrolyten de sporter per uur verliest.

De sensor communiceert via Bluetooth met de app. Op basis van de data stuurt die tijdig een bericht over hoeveel er van welke soort vloeistof moet worden gedronken voor optimale hydratatie. De app laat na het trainen ook een samenvatting zien met tips hoe het hydratieschema te verbeteren en welk sportdrankje daarbij kan helpen.

(PS)

•

• FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

41

EUREKA

Trapauto uit de printer Volgens de bedenkers wordt dit hét vervoermiddel van de toekomst: een tweepersoons elektrische auto met trappers en een 3D-geprinte carrosserie. De UILA gaat in 2024 de weg op.

UILA is ontwikkeld vanuit een samenwerking tussen de Duitse innovatiestudio nFrontier en de Amerikaans-Israëlische fabrikant van 3D-printapparatuur Stratasys. Het voertuig moet een antwoord zijn op onder meer de klimaat- en energiecrisis. In tegenstelling tot de nu populaire, grote en loodzware SUV’s, weegt de UILA slechts zeventig kilogram. De afmetingen zijn 2,3 meter lang, 0,9 meter breed en 1,7 meter hoog.

De passagier zit in de UILA achter de bestuurder. Dat maakt de auto heel smal en wendbaar, als een overdekte e-bike op vier wielen.

42

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

De microauto heeft een aluminium buizenframe met 3D-geprinte carrosseriepanelen, stoelen en stuur. Vervaardiging met industriële 3D-printers is volgens Stratasys niet alleen goedkoper dan de traditionele productietechnieken, maar biedt ook mogelijkheden voor het personaliseren van de auto.

UILA wordt aangedreven voor twee elektrische naafmotoren van elk 250 watt in de achterwielen. De maximumsnelheid ligt rond de 25 kilometer per uur en de batterij heeft voldoende capaciteit voor een bereik van zestig tot zeventig kilometer. De bestuurder kan de batterij echter ook bijladen door te trappen

met de pedalen die zijn gekoppeld aan een dynamo. Vanwege deze kettingloze trapaandrijving is de UILA technisch gezien een fiets. Gebruikers hebben geen rijbewijs nodig en mogen ermee op het fietspad. UILA is voorzien van hydraulische schijfremmen op alle vier de wielen.

De bedoeling is dat UILA een autonome parkeermodus krijgt.

Daarvoor wordt het informatiesysteem in de auto gekoppeld aan een smartphone-app. De gebruiker kan de auto dan via zijn telefoon oproepen, waarna deze autonoom naar de ingevoerde locatie rijdt. Ook is er een modus waarin de auto de gebruiker kan volgen. (PS)

•

foto : stratasys / nfrontier

Zonnedeken Er warmpjes bijzitten in de winter is niet voor iedereen vanzelfsprekend. Met de Solar Blanket, een elektrische deken op zonne-energie, wil de Nederlandse Mireille Steinhage warmte en duurzaamheid voor iedereen toegankelijker maken.

Spierbediening Spraakbesturing van een telefoon kan handig zijn, maar is niet altijd praktisch in het openbaar en potentieel privacygevoelig. Een Franse startup heeft nu oordopjes ontwikkeld die de gebruiker in staat stellen de telefoon te bedienen door enkel de gezichtsspieren te bewegen.

De Franse startup Wisear heeft de Perceiveoordopjes ontwikkeld als een eerste stap naar volledige aansturing op basis van hersenactiviteit. Deze eerste stap is aansturing door subtiele bewegingen van de gezichtsspieren. Hierdoor worden zwakke elektrische signalen in de huid van de gehoorgang opgewekt. De innovatieve oordopjes kunnen die detecteren en omzetten in een commando.

Gebruikers kunnen zo met tamelijk subtiele bewegingen, zoals het op elkaar drukken van de kaken, commando’s doorgeven. Ze kunnen zelf instellen welk commando aan welke beweging wordt gekoppeld, bijvoorbeeld de telefoon opnemen of muziek afspelen. De oordopjes maken via Bluetooth contact met een smartphone, laptop of headset.

Op dit moment is het aantal mogelijke commando’s nog beperkt tot twee. Wisear wil eind dit jaar naast aansturing door gezichtsspieren ook oogbewegingen toevoegen. Een andere mogelijkheid die wordt onderzocht is aansturing door de gezichtsbewegingen bij het stil uitspreken van commando’s.

Wisear heeft al een werkend prototype van de oordopjes gemaakt, voorzien van elektroden die elektrische signalen in de huid van de gehoorgang opvangen. Het bedrijf is van plan om de oordopjes zelf in productie te nemen en de technologie in licentie aan te bieden. (PS)

Toen ontwerper Mireille Steinhage naar Londen was verhuisd om aan het Central Saint Martins College of Art and Design te studeren, werd ze ineens dagelijks geconfronteerd met mensen die in armoede leven. Deze groep wordt door ontwerpers vaak over het hoofd gezien, wat haar aan het denken zette.

In samenspraak met de inwoners van Jaywick, een kustdorp in Engeland dat zwaar te lijden heeft onder de stijgende inflatie en de torenhoge energieprijzen, kwam zij op het idee voor de Solar Blanket, een warmtedeken op zonne-energie.

Steinhage: ‘Eigenlijk is de Solar Blanket voor iedereen, of je nu geld wilt besparen of iets wilt doen voor het milieu. Het is een eenmalige investering, maar daarna heb je geen onverwacht hoge kosten meer. Ook is de deken door de eigen powerbank niet verbonden aan het stopcontact.’

Een zonnepaneel voorziet de Solar Blanket namelijk van stroom. Het product functioneert het beste door het zonnepaneel in het raam te plaatsen en er een powerbank mee van stroom te voorzien.

Op een bewolkte, maar lichte dag kan daarmee de deken ’s avonds een paar uur lang warmte afgeven.

De deken warmt op tot ongeveer 30 graden Celsius, minder warm dan de meeste warmtedekens die tot lichaamstemperatuur verwarmen.

Volgens Steinhage kan de deken de lichaamswarmte toch goed ondersteunen. ‘In verschillende exposities heb ik de warmte van de deken kunnen demonstreren en mensen zijn vaak verrast door de hoeveelheid warmte die van de deken afkomt.’

De Solar Blanket is nog een prototype, maar Steinhage wil de deken graag verder ontwikkelen met een productiepartner. De materiaalkosten voor de Solar Blanket schat ze nu rond een tientje, afhankelijk van het formaat en de oplage. (SB)

•

•

FOTO ’ S : WISEAR ; MIREILLE STEINHAGE

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

43

EUREKA

Kunstrif als golfbreker De Delftse startup Reefy ontwikkelt een kunstmatig rif van cementarm beton. Het rif beschermt de kust door de golven te breken en helpt beschadigde koraalriffen te herstellen.

Wereldwijd gaat het slecht met koraalriffen. Dat is niet alleen slecht nieuws voor het zeeleven, maar ook voor de kust die door de riffen tegen de golven wordt beschermd. De riffen nemen 97 procent van de golfenergie op voordat de golven de kust bereiken.

Jaime Ascencio, oprichter van startup Reefy, groeide op in Mexico en zag de koraalriffen achteruitgaan. Oplossingen om de beschadigde koraalriffen te herstellen, oordeelde hij, waren meestal niet sterk genoeg om ook de kust te beschermen.

Hierop besloot hij met marien bioloog Leon Haines Reefy op te richten. Deze Delftse startup ontwikkelt blokken, reef enhan-

44

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

cing breakwater (REB) genaamd, die de fundering moeten vormen voor een koraalrif.

REB zijn reusachtigeblokken met gaten, van cementarm, gerecycled beton.

De blokken worden als Lego naast en op elkaar op de zeebodem geplaatst. Dankzij het reliëf in het oppervlak van de blokken kunnen koraal en oesterlarven zich gemakkelijk hechten. Zo creëert Reefy een levende laag die met een stijgende zeespiegel meegroeit en zichzelf kan repareren na een storm.

De blokken zijn uitgebreid getest op hun koraalherstellende kwaliteiten in de aquaria van Diergaarde Blijdorp in

Rotterdam en Burgers’ Zoo in Arnhem, evenals op hun golfdempende eigenschappen in de Deltagoot van Deltares.

Daar bleek het rif tot liefst 90 procent van de golfenergie te absorberen.

In samenwerking met de gemeente Rotterdam, Rijkswaterstaat en Boskalis installeerde Reefy eind januari het eerste kunstrif in de Rotterdamse haven. Deze pilot, The Rotterdam Reef, heeft als doel de oever te beschermen tegen grote scheepsgolven en de natuur in het getijdegebied van de Maas te herstellen. Ook liggen er al plannen voor meerdere pilots onder tropische omstandigheden in Mexico. (SB)

•

FOTO : REEFY

Rolf zag een ding

Sommige dingen stralen misschien geen hoogwaardig ingenieurswerk uit, maar getuigen wel van denken als een ingenieur.

Fiets met ringtone

Hulpoor Geluiden in huis kunnen elkaar overstemmen. Earzz biedt een derde oor dat meerdere geluiden tegelijkertijd kan herkennen.

Voor wie thuis liever geen koptelefoon draagt uit angst de pakketbezorger te missen, biedt de Britse startup Earzz een oplossing. Earzz maakt een gelijknamig apparaatje dat zo is geprogrammeerd dat het bepaalde geluiden zoals de deurbel oppikt.

Binnen drie tot vijf seconde ontvangt de gebruiker een melding op de smartphone, smartwatch of elk ander apparaat dat verbonden is met de app van Earzz.

Er waren al monitors op de markt die geluiden kunnen herkennen, signaleerde oprichter en ceo van Earzz Pradyumna Thiruvenkatanathan, maar geen enkele detecteert meerdere geluiden tegelijk.

De Earzz-detector kan op hetzelfde moment maximaal drie soorten geluid detecteren. Hij werkt het best als hij zo dicht mogelijk bij de geluidsbron staat. Met meerdere detectoren verspreid door het huis kunnen alle gewenste geluiden worden opgevangen.

Via de Earzz-app kan de gebruiker de geluiden selecteren die Earzz zou moeten herkennen. De groeiende database bevat op dit moment al een ruime keuze zoals stromend water, het piepje van de wasmachine en geklop tegen het raam. De gebruiker kan nog niet zelf elk gewenst geluid opnemen en toevoegen, maar daar werkt Earzz aan, laat Thiruvenkatanathan per e-mail weten.

Earzz is een meeluisterend oor, maar luistert niet af, benadrukt het bedrijf. Het apparaat herkent namelijk alleen geluiden en geen spraak. Ook wordt de opgenomen audio verwijderd. Tussen februari en april start de productie en in juni is Earzz leverbaar. De Earzz-detector gaat 96,70 euro per stuk kosten. (SB)

•

FOTO ’ S : EARZZ ; ROBERT LAGENDIJK ( PORTRET )

Oké, ik hoor niet hard te lopen op het fietspad. Maar dat betekent toch niet dat je continu hoeft te bellen? Je kunt er toch makkelijk langs? Zelfs wanneer hij op zijn flitsende VanMooffiets langs me raast, blijft hij irritant bellen. Wanneer ik hem even later bij het stoplicht weer bijhaal, gaat de bel nog steeds af. Zelf heeft hij het niet door, waarschijnlijk staat het volume van zijn airpods veel te hard. Ik maak oogcontact en wijs naar zijn stuur. Daar bevindt zich weliswaar geen bel, maar toch komt het geluid uit die richting. Hij trekt zijn oordopjes uit, kijkt geschokt naar zijn bellende fiets en dan – ik verzin dit niet – stapt hij af om zijn fiets aan en uit te zetten.

Vooral in de grotere steden is het ondertussen een running joke om op falende VanMooffietsen af te geven en daar zijn veel redenen voor. Niets laat mijns inziens zo goed zien wat er mis is bij de oorspronkelijk degelijke fietsenmaker als die bel. Net als bij een Tesla komt het geluid van de VanMoofbel niet uit een klassieke metalen schijf die trilt vanwege een klepel die er tegenaan slaat, maar uit een speaker, aangestuurd door een computer die ergens midden in de VanMoof zit verstopt en die via Bluetooth communiceert met de VanMoof-app op je telefoon. Zo kun je zelf kiezen welke ringtone je fietsbel laat horen.

Technisch is een ringtone uit een box laten komen via een bluetoothverbinding natuurlijk een solved problem.

Telefoons doen het al jaren. Maar VanMoof is geen appbouwer en ook geen speakerbouwer. VanMoof is zelfs geen elektrische-motormaker. VanMoof is (was?) een fietsenmaker. Toen VanMoof een motor toevoegde aan z’n hippe, dikbuizige fiets, steeg de verkoop ineens exponentieel en moest de fietsenmaker snel keuzen maken. In plaats van een stevige fiets met een simpele elektromotor steeds beter te maken, koos VanMoof ervoor de fiets met allerlei toeters en elektrische bellen uit te rusten. Dat het bij de eerste release niet direct helemaal werkt zoals bedoeld, is helemaal volgens het playbook van startups, maar dat is bij een fiets natuurlijk niet de bedoeling.

Helaas denk ik dat bedrijfseconomisch de bel een winstoptimaliserende keuze was. Teslarijders hoor ik vaker trots vertellen over welke grappige geluiden ze uit de toeter kunnen laten komen, dan over de milieuvoordelen van hun elektrische auto. Bij VanMoof ben ik bang dat bij de aankoopbeslissing iets grappigs als een instelbare ringtonebel de doorslag kan geven. Jammer dat die bel na een week ‘vastloopt’ en je je fiets aan en uit moet zetten.

Dat maakt VanMoof niet uit: die fiets heb je al gekocht.

Maar mijn ingenieurshart bloedt.

PS: Overigens ben ik van mening dat elektrische fietsen als brommers moeten worden gezien.

Rolf Hut is universitair hoofddocent aan de TU Delft, maker, spreker en schrijver.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

45

Wat drijft de hedendaagse ingenieur?

Nicole Papen-Botterhuis is biomedisch ingenieur en coördinator onderzoek en innovatie bij Máxima MC. Daar versnelt ze innovaties in de zorg.

‘Liever vandaag dan morgen’ Tekst: Astrid van de Graaf • Foto: Bianca Sistermans

‘Op de basisschool wilde ik lerares worden, maar mijn docent drukte die ambitie de kop in. “Lerares? Jij? Je kunt veel meer verdienen!” Belachelijk natuurlijk, maar toch duwt een volwassene je met zo’n opmerking een andere kant op. Waar lag dan echt mijn passie? De bètavakken gingen mij makkelijk af, waardoor een technische studie – althans volgens mijn natuurkundeleraar – de logische keuze was. Dat ik uiteindelijk biomedische technologie in Eindhoven ben gaan studeren, kwam vooral doordat iemand bij een open dag vertelde over ‘capsules’ die op de juiste plek in het lichaam medicijnen afleveren, encapsu­ latie heet dat. Dat vond ik fascinerend. Maar toen ik na mijn studie bij Organon aan encapsulatie wilden gaan werken, zeiden ze dat ze geen universitaire mensen aan­ namen, alleen hbo’ers voor in het lab of gepromoveerden als teamleider. Om die reden ben ik gaan promoveren in de nanotechnologie met supramoleculaire polymeren, ofwel hoe je kleine structuren kunt maken door zelf­ assemblage van moleculen.’

innovatief idee tot in de praktijk. Ik ben toen gaan zoe­ ken naar een plek in een ziekenhuis. Bij chirurgie van het Máxima MC in Eindhoven zochten ze een coördinator die het onderzoeksklimaat kon stimuleren, subsidies binnenhalen en samenwerkingen opzetten. Precies wat ik bij TNO deed. Zij waren direct enthousiast.’

Ongeduldige idealist ‘Na mijn promotie zag ik dat TNO ook een encapsulatie­ team had. Dat leek mij een mooie werkplek, tussen uni­ versiteit en bedrijfsleven in. Ik hoopte er minder last te hebben van marketingafdelingen die kunnen beslissen dat die geweldige innovatie van je team toch niet op de markt komt. Ik ben in die zin iets te veel een idealist.

Op den duur miste ik er toch dat de resultaten van mijn onderzoek ook echt bij de patiënt terechtkwamen. Het was allemaal lange termijn. Mijn afstudeerhoogleraar Bert Meijer aan de TU Eindhoven had dat al gezegd: voor Nicole gaat niets snel genoeg, liever vandaag dan morgen. Dat ongeduld zit er nu nog steeds.

In die tijd – we hebben het over 2014 – werd innovatie­ manager Karianne Lindenhovius Ingenieur van het Jaar.

Zij had een mooi verhaal over Pontes Medical dat ze had opgericht. Dat is het, wist ik: dat is echt artsen in het ziekenhuis helpen met het doorontwikkelen van een

Fittere patiënten Waar ik enorm trots op ben, zijn de programma’s waar­ mee we ervoor zorgen we dat patiënten fit zijn voordat ze moeten worden geopereerd of als ze een chemo­ of bestralingsbehandeling moeten ondergaan: het pre­ habilitatieprogramma en “fit bij kanker”. Dat is enorm belangrijk. Nadat we de studie rond hadden, waren we binnen een half jaar patiënten fitter aan het ma­ ken. Ook een scenariotraining met een virtuele covid­ patiënt voor verpleegkundigen hebben we met hulp van ASML en de Microsoft Hololens binnen een maand geïmplementeerd. Dat is voor een innovatie best uniek.

Dit is wat ik wilde toen ik de overstap maakte. Maar het is niet iedereen gegeven om toch weer terug te gaan naar waar je hart ligt. En wat ik in mijn werk niet kwijt kan, zet ik in bij de wijkvereniging. Ik ben trouwens ook overblijfjuf op de basisschool van mijn kinderen.

Zo heb ik die oude passie toch een beetje opgepakt.’ •

Innoveren ‘Veel mensen vonden het een rare stap. “Dan ben je een topexpert encapsulatie en dan ga je naar een zieken­ huis.” Maar mijn passie ligt bij mensen helpen en dat kan ik nu, door ondersteuning te bieden aan artsen of verpleegkundigen die willen innoveren. Ik ben er echt van overtuigd – dat is mijn missie – dat we niet alleen bezig moeten zijn met zelf iets bedenken of de aller­ eerste zijn, maar dat we ook tijd moeten steken in het overnemen van innovaties van andere ziekenhuizen.

De kracht zit juist in samenwerking: dat is de manier om innovatie beter te verspreiden over Nederland.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

47

STIKSTOFCRISIS T E K S T: B O R I S V A N Z O N N E V E L D

Innovatie voor stikstofreductie gaat testfase in

Kunstmest van koeienpoep Door koeienmest met een ‘stikstofkraker’ te verwerken, kunnen boeren hun stikstofuitstoot tot wel 80 procent verminderen.

Experts en gebruikers zijn positief over de innovatie. ‘Geef elke boer een kraker en de stikstofcrisis is opgelost.’

Nederland stoot veel te veel stikstofoxiden en ammoniak uit. Vanwege het verwoestende effect daarvan op de biodiversiteit heeft de rechter bepaald dat de uitstoot moet worden beperkt. Aan het kabinet de taak om de manier waarop te bepalen. De veestapel inkrimpen? Het aantal vliegbewegingen rond Schiphol verlagen? Tata Steel sluiten?

Wat wel duidelijk is, is dat de landbouw een grote boosdoener is. De sector neemt liefst 41 procent van de uitstoot voor zijn rekening. Een technische oplossing in de stal zou direct een enorme stap voorwaarts betekenen.

De Gazoo-installatie van JOZ, een West-Fries bedrijf dat al decennia technieken ontwikkelt voor schone stallen, zou wel eens zo’n veelbelovende oplossing kunnen zijn.

Boeren kunnen ermee zelf de mest van hun koeien verwerken en zo hun stikstofuitstoot reduceren.

Ammoniak verdampen Per jaar produceert een koe 140 kilogram stikstof, waarvan de helft vast zit in de dikke fractie van de mest als organisch gebonden stikstof (eiwitten) en de andere helft in het natte deel van de mest (urine) als opgelost ammonium (NH4+). Een deel daarvan wordt omgezet in gasvormig ammoniak (NH3). Met de stikstofkraker, zo beweert de fabrikant, kan die zeventig kilogram vervluchtbare ammoniumstikstof worden teruggebracht tot veertien kilogram, een reductie van 80 procent.

Boer Jeroen Groot uit Aarlanderveen in Zuid-Holland heeft 125 melkkoeien. Hij is een van de eersten die de stikstofkraker aanschafte. ‘Ik zit in de Stikstofcoöperatie Nieuwkoop, een groep boeren in het Groene Hart rond natuurgebied de Nieuwkoopse Plassen. Vanuit die hoedanigheid hebben we allerlei systemen bekeken’, vertelt hij. ‘De stikstofkraker kwam daar goed uit, en zo werd ik een van de eerste vier boeren in Nederland die hem heeft staan.’

De stikstofkraker is een complete installatie met vier silo’s voor zelfgemaakte vloeibare kunstmest, een betonnen opslag voor de dikke fractie en een zeecontainer waarin via oppervlaktevergroters de ammoniak wordt gewonnen. ‘Wij hebben in de stal een traditionele rooster vloer waarop de koeien staan’, zegt Groot.

‘Poep en plas vallen en stromen erdoorheen. De dikke 48

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

en dunne mest worden van elkaar gescheiden door een schroefpers. Dat scheiden is cruciaal omdat ammoniak de stikstofvorm is die wij willen oogsten.’

Dat oogsten vindt plaats via verdamping. In een afgesloten ruimte wordt het verdampen van ammoniak geforceerd door de zuurgraad (pH) van de mest te ver-

“

Wij bewerken de mest zodat de emissie in de kraker ontstaat en niet in de open lucht

’’

Eigen kunstmest Na het verdampen van ammoniak blijft een dunne ‘mest’ over die de boer kan uitrijden over zijn land of terugpompen naar de stal om er vieze roosters mee schoon te spuiten. Door het restwater op die manier te gebruiken kan volgens de fabrikant een ammoniakemissiereductie van 62 procent uit de stal worden bereikt, vooral vanwege het verdunnen van de inhoud van de mestput en het regelmatiger schoonmaken van de vloer.

Ammoniak is een belangrijk halffabricaat voor de productie van kunstmest. Door het toevoegen van zuur

kan de boer met de Gazoo er zijn eigen vloeibare kunstmest van maken. ‘Ze hebben die kunstmest een leuke naam gegeven, Biogrow. Maar het is van de boer zelf ’, zegt Groot. ‘Deze kunstmest gebruiken we deels op onze eigen grond en deels verkopen we het spul.’ Zo maakt de boer kunstmest van koeienuitwerpselen. Dit heeft niet alleen een positief effect op de stalemissie, maar ook op de emissie bij het uitrijden van de mest over het land.

Verder resteert er nog de dikke koeienmest uit de schroefpers in de betonnen opslag. Het broeikasgas methaan dat hieruit vrijkomt wordt opvangen in de stikstofkraker. Daarin bevindt zich een gloeispiraal die het methaan affakkelt en zo volledig verbrandt tot CO2. De hoeveelheid methaan die vrijkomt is dusdanig gering, zeker in de winter, dat bijstoken in bijvoorbeeld een geiser geen zin heeft. Maar methaan is als broeikasgas wel 25 keer schadelijker dan CO2. ‘Daarom is affakkelen toegestaan. We hebben om de fakkel te ontwikkelen zelfs overheidssubsidie gekregen’, zegt ontwikkelaar Peter ten Hoeve, de ingenieur die het systeem bedacht. ‘Het methaan uit de mestput en de betonnen opslag wordt zo met 59 procent gereduceerd, maar de stikstofkraker doet niets aan de methaan die de koeien opboeren.’ Van de droge mest kan de boer koemestkorrels persen.

t

hogen. Dat gebeurt door vloeibare kalk – calciumhydroxide of natriumhydroxide – toe te voegen, waardoor de mest basischer wordt. De ammoniakdamp gaat dan door een watergordijn met zwavel- of salpeterzuur. De ammoniak hecht zich aan het zuur (H+) tot ammonium zodat het de atmosfeer niet in vliegt en later kan neerdalen op stikstofgevoelige natuur. Dit proces levert uiteindelijk een pH-neutrale kunstmest op omdat ammoniak dat als een base werkt, het zuur weer neutraliseert.

Afhankelijk van het gebruikte zuur produceert de boer nu zelf vloeibare kunstmest bestaande uit ammoniumnitraat (NH4NO3) of ammoniumsulfaat ((NH4)2SO4)).

Per jaar produceert een koe 140 kilogram stikstof. De helft daarvan zit in het natte deel van de mest als ammonium.

Dit kan overgaan in gasvormig ammoniak dat vervliegt. foto : depositphotos

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

49

STIKSTOFCRISIS

De stikstofkraker op het bedrijf van Jeroen Groot. De naam Gazoo refereert aan het groene karaktertje in The Flintstones dat de problemen van Fred en Barney probeert op te lossen. foto : joz

50

Ten Hoeve werkte eerder met luchtwassers, filtersystemen bij varkensstallen die ammo­ niak verwerken tot kunstmest. ‘De Gazoo lijkt hierop, maar met de stikstofkraker wachten wij de emissie niet af. Wij bewerken de mest zodat de emissie ontstaat in de kraker en niet in de open lucht.’

“

’’

Kringlooplandbouw Zo lijkt de stikstofkraker een veelbelovende oplossing om de stikstofcrisis te lijf te gaan: er resteert mest zonder ammonium. ‘Alle NH4+ die in de oplossing zat hebben wij eruit laten verdampen, dus resteert er organische mest zonder dampvormige stik­ stof. En in de dikke fractie zit geen vluchtige stikstof ’, vat Ten Hoeve samen. Daarnaast kost de productie van kunstmest normaliter veel aardgas, en dat wordt door Biogrow bespaard. ‘Zo is er geen aardgas meer nodig om kunstmest te maken. Dat maakt dit kringlooplandbouw.’

Niet vreemd dat boer Groot wel een oplossing weet voor de stikstofcrisis. ‘Geef elke boer in Nederland een stikstofkraker. Dat kost 4,5 miljard euro. Daarmee wordt een significante bijdrage geleverd aan de reductie van stikstof in de melkveehouderij. Dat kost veel minder dan de 25 miljard die het kabinet heeft gereserveerd voor het stikstofprobleem.’

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

Volgens Robert Baars, lector climate smart dairy value chains, vrij vertaald ‘klimaat­ verantwoorde zuivelketens’ aan de Hoge­ school Van Hall Larenstein, is de stikstof­ kraker de moeite van nader onderzoek zeker waard. ‘Ik vraag mij af waarom dit systeem zo weinig aandacht krijgt, ook in de media, net als de Lely Sphere.’ Dat is een innovatief sys­ teem van het Maassluise bedrijf Lely, dat vaste mest en urine van elkaar scheidt en stikstof­ emissies omzet in waardevolle meststoffen. ‘In potentie worden deze innovaties echt onderschat.’ Dit heeft mogelijk te maken met nog lopende testprocedu­ res voor de kraker om de emissie van stallen te bepalen, testen die zijn ontwikkeld door onderzoeksinstituut Wageningen Livestock Research.

In potentie worden deze innovaties echt onderschat

Testprocedures ‘De stikstofkraker wordt getest door Wageningen en ILVO, het Instituut voor Landbouw­, Visserij­ en Voe­ dingsonderzoek in Vlaanderen’, zegt Ten Hoeve. ‘ILVO heeft al berekeningen gemaakt. Het komt bij de stik­ stofkraker uit op 4,9 kilogram ammoniakuitstoot per koe per jaar, terwijl een koe anders dertien kilo am­ moniak per jaar uitstoot. Wageningse onderzoekers gaan metingen doen bij een stal in Brabant; bij Jeroen

Groot wordt momenteel gemeten met sensortechniek van Dräger. Daar is de uitkomst 5,2 kilogram ammoniakuitstoot per koe per jaar.’ Een enorme besparing.

De Lely Sphere is al door de testprocedures heen, waardoor deze nu op een Rav-lijst staat. Dat is de Regeling Ammoniak Veehouderij van het ministerie van Landbouw, die aangeeft met welk percentage bepaalde stalsystemen bijdragen aan de vermindering van ammoniakuitstoot. De stikstofkraker komt op die lijst zodra de testen door Wageningen Livestock Research met goed gevolg zijn afgerond. Het bedrijf JOZ verwacht dat dit rond maart 2024 het geval zal zijn.

Nieuwe generatie Het kabinet heeft de voorbije jaren driftig gezocht naar en geïnvesteerd in technologische oplossingen voor het stikstofprobleem, om er vervolgens achter te komen dat die weinig uithaalden. ‘Maar de stikstofkraker en de Lely Sphere vormen een nieuwe generatie emissiearme systemen, die veel krachtiger zijn dan iedere andere innovatie tot nu toe’, zegt Baars, wiens lectoraat moet bijdragen aan het behalen van klimaatdoelstellingen via duurzame melkproductie en efficiënt georganiseerde zuivelketens.

De urgentie is ook toegenomen. ‘We moeten grotere stappen maken door de uitspraak van de Raad van State in 2019.’ Die oordeelde dat het Programma Aanpak Stikstof (PAS) niet mag worden gebruikt voor activiteiten die extra stikstofuitstoot veroorzaken. Dit omdat het in strijd was met de Europese Habitatrichtlijn om de biodiversiteit te beschermen. ‘Daardoor is de druk veel grobeeld : joz

ter geworden en komt er veel geld vrij om het probleem aan te pakken.’

Zo kregen acht boeren een Sbv-subsidie om de stikstofkraker aan te schaffen. Dat is een subsidie voor nieuwe, emissiearme systemen. De complete installatie van de kraker kost drie ton, met de subsidie bedragen de kosten voor de boer 55 procent daarvan.

En dan methaan Na stikstof ziet Baars echter al een volgend probleem opdoemen. ‘We hebben het nu allemaal over de stikstofruimte, maar als die kwestie is opgelost komt de klimaatagenda omtrent opwarming om de hoek kijken waarvoor we methaanemissies moeten reduceren. Bij melkvee komen die uit de adem van de koe en uit de mestput’, zegt hij.

‘Hoe pijnlijk de stikstofkwestie ook is: ik meen wel dat die nog technisch is op te vangen. Dat is echt geen wish­ ful thinking. Maar gelet op de langere termijn moeten innovaties die zijn gericht op het reduceren van stikstof, niet alleen stikstof aanpakken, maar ook methaan. Dat is het beste’, vindt Baars.

Als uit de lopende testen blijkt dat de stikstofkraker zo effectief is als wordt geclaimd, dan zou het kabinet daar volgens Baars actief iets mee moeten doen. Hij ziet bijvoorbeeld wel wat in het plan van Groot om elke boer een stikstofkraker cadeau te doen. ‘Daar is wat voor te zeggen als je puur vanuit stikstof denkt. Je kunt de waarden daarmee terugbrengen zodat die veilig zijn voor de biodiversiteit.’ • FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

51

De Ingenieur in gesprek

Mariëlle Feenstra pleit voor meer inclusiviteit in de energietransitie

‘Technologie kan ongelijkheid verkleinen, maar ook vergroten’ Als het goed wordt aangepakt kunnen technologische ontwikkelingen de ongelijk­ heid tussen verschillende bevolkingsgroepen verkleinen, zegt Mariëlle Feenstra, wetenschappelijk directeur van expertisecentrum 75inQ. Maar het omgekeerde kan ook. ‘Zonnepanelen installeren is alleen een optie voor wie daar geld voor heeft.’

Tekst: Marlies ter Voorde

Op 6 maart begint in New York de 67ste jaarlijkse bijeen­ komst van de Commission on the Status of Women van de Verenigde Naties, die zich inzet voor gendergelijkheid en sterk maakt voor de positie van vrouwen. Het thema van dit jaar is ‘Innovatie, technologische ontwikkeling en onderwijs in het digitale tijdperk.’ Naast een delega­ tie van de ministeries van Buitenlandse Zaken en van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap, bezoekt ook een vertegenwoordiger van het maatschappelijk middenveld van Nederland deze bijeenkomst: Mariëlle Feenstra. Zij is stafmedewerker en onderzoeker gendered and inclusive research and innovation bij het Delft Design for Values Institute van de TU Delft en wetenschappelijk directeur van het expertisecentrum gender en energie 75inQ.

om ongelijkheid te aan te pakken. Maar we moeten wel alert zijn en oppassen dat ze de bestaande sociale ongelijkheid niet juist vergroot. In Nederland is dat te zien bij de energietransitie. Die is voor sommigen on­ betaalbaar. Er zijn enorm veel initiatieven, subsidies en belastingvoordelen, bijvoorbeeld voor wie investeert in zonnepanelen of warmtepompen. Maar dat impliceert dat je je die investeringskosten kunt veroorloven en dat je huiseigenaar bent. Hierdoor vallen grote groepen men­ sen in Nederland buiten de boot. Zij worden nu gecon­ fronteerd met hoge energiekosten.’

Waar gaat het om bij de VN-bijeenkomst?

Het uitwisselen van ideeën of het nemen van besluiten?

‘De opzet is goed te vergelijken met die van de klimaat­ conferenties. De delegaties onderhandelen twee weken en komen dan met een slotakkoord, agreed conclusions in VN­taal. De discussie gaat daarbij vaak om formule­ ringen. Nederland vindt het belangrijk dat de verklaring gaat over meiden en vrouwen in al hun diversiteit, en over toegang tot veilige digitalisering. Bij dat laatste doe­ len we onder meer op de privacy en ethiek van kunst­ matige intelligentie. Hoe valt bijvoorbeeld te voorkomen dat er profilering in algoritmen sluipt? De ontwikkelaars komen vaak uit een weinig diverse groep mensen.’

‘Ja, daardoor zijn we in de huidige energiecrisis beland.

Maar ook daarvoor dacht men al: als we de gasprijs verhogen, stappen meer mensen over naar elektrische alternatieven. Dan moet je die keuze wel hebben, anders wordt de energierekening alleen maar hoger. Je kunt zeg­ gen: doe een trui aan en zet de verwarming lager, maar ook dat betekent niet voor iedereen hetzelfde. Wie thuis zit, gebruikt meer energie dan wie overdag op een kan­ toor zit. Hetzelfde geldt voor mobiliteit. Wie zich een Tesla kan veroorloven, kan op sommige plekken gratis parkeren en heeft lage brandstofkosten. De energie­ transitie heeft alleen effect als er zoveel mogelijk mensen meedoen, maar een groeiend deel van de samenleving lukt dat niet.’

Wat is uw persoonlijke drijfveer?

Is dat dan afhankelijk van gender?

‘Ik zie technologische ontwikkeling als een mooie kans 52

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

Zijn die kosten niet vooral het gevolg van de oorlog in Oekraïne en de geminimaliseerde gaswinning in Groningen?

‘Deels wel. Vrouwen zijn oververtegenwoordigd in de

1997-2002: master internationale betrekkingen Universiteit Twente, thesis over genderbewuste energiepolitiek in Oeganda en Zuid-Afrika 2003-2020: EU-adviseur bij gemeenten 2017-2021: promotieonderzoek Gender Just Energy Policy: engendering the energy transition in Europe, Universiteit Twente 2021-nu: medeoprichter en wetenschappelijk directeur 75inQ, postdoctoraal onderzoeker TU Delft

foto ’ s : ilse wolf

Uitgaande van onderzoek in andere Europese landen leeft naar schatting ongeveer 40 procent van de vrou­ wen in deze leeftijdsgroep in energiearmoede. Dat is veel, vooral als je bedenkt dat zij door hun leeftijd en medicijngebruik juist baat hebben bij een warmer huis dan gemiddeld.’

Heb je meer voorbeelden?

‘Ja, smartphones bijvoorbeeld. Die hebben ontzettend veel bijgedragen aan de zelfstandige toegankelijkheid tot informatie en dus aan de emancipatie, vooral voor vrou­ wen in het mondiale zuiden. Maar toegang tot digitalise­ ring is ook afhankelijk van rolverdeling, geletterdheid en arbeidsverleden. In Nederland zijn veel oudere vrouwen en migrantenvrouwen afhankelijk van hun kinderen als het gaat om internetzaken zoals bankieren.’

t

groepen die met energiearmoede te maken hebben, zo is gebleken uit gerichte studies. In onderzoek en beleid wordt het huishouden vaak als een homogene entiteit beschouwd, maar achter de voordeur bevindt zich een diversiteit aan huishoudsamenstellingen. Een voorbeeld is de groep vrouwen van 75 jaar en ouder. Velen van hen wonen in grote huizen met slechte energielabels. En ze wonen vaak alleen want vrouwen worden gemiddeld ouder dan mannen. Een deel van hen leeft daarbij van een klein pensioen. Het huis isoleren kost geld, verhui­ zen naar een kleinere woning levert vaak ook een flinke kostenstijging op en vergt emotionele flexibiliteit. Maar omdat deze vrouwen doorgaans trouwe betalers zijn en ook niet snel overstappen naar een andere energie­ leverancier, blijft deze groep buiten beeld. Ze hebben nauwelijks energieschulden of betalingsachterstanden.

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

53

QUOTE

Betaalbare en duurzame energie moet bereikbaar zijn voor iedereen

U bent wetenschappelijk directeur van het expertisecentrum gender en energie 75inQ. Wat is dat voor organisatie?

‘Wij zijn een netwerkorganisatie voor vrouwen werkzaam in de energiesector en een expertisecentrum voor diversiteit in de energietransitie. 75inQ staat voor de duurzame ontwikkelingsdoelstellingen SDG 7, betaalbare en duurzame energie voor iedereen en SDG 5, gendergelijkheid. Die doelen zijn verbonden. Onze insteek is: betaalbare en duurzame energie moet bereikbaar zijn voor iedereen. We doen ook aan beleidsbeïnvloeding en onderzoek. Daarbij richten we ons zowel op de invloed van energiebeleid op vrouwen als op de invloed van vrouwen op energiebeleid. Van de energieconsumenten is 50 procent vrouw.

Maar slechts zo’n 20 procent van de mensen werkzaam in de energiesector is vrouw, en in de bestuurskamers is daar nog een magere 5 procent van over. Wij vinden het belangrijk dat de diversiteit van de eindgebruikers wordt meegenomen bij de beslissingen en ontwikkelde technologieën.’

En dat doen mannen niet?

‘Alleen als ze zich er bewust van zijn. Mensen redeneren vaak vanuit zichzelf en er zijn echt gender-gerelateerde verschillen. Neem de slimme elektriciteitsmeter.

Fijn dat die er is, maar hoe schrijf je een goede gebruikershandleiding? Er is onderzoek gedaan waaruit blijkt dat als het niet lukt de meter aan de praat te krijgen, veel mannen zeggen: “Dat ding werkt niet!” en veel vrouwen: “Ik snap het niet!” Dat zijn verschillende perspectieven.

De neiging bestaat om van dit soort apparaten technologische gadgets te maken, maar in de waardering daarvan zit ook een genderverschil. Een ander voorbeeld daarvan is de elektrische auto. Die zit vol fancy knoppen en mo54

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

gelijkheden. Ik heb er zelf een, maar ik wil alleen maar weten hoe ver ik nog kan rijden tot de accu leeg is. Ook in de mobiliteitspatronen van mannen en vrouwen zitten wereldwijd grote verschillen. Vrouwen fietsen en lopen meer en maken meer gebruik van het openbaar vervoer. En áls ze de auto gebruiken, gaat het vaak om korte afstanden en met meerdere mensen in de auto: kinderen, ouders... Dat zijn allemaal elementen waarvoor ontwerpers sensitief zouden moeten zijn.’

Hoe krijgen we meer vrouwen op belangrijke posities in de energiesector?

‘75inQ is samen met de Topsector Energie bezig geweest met de human capital-agenda. Er zou een enorm tekort zijn aan personeel en talent. Maar is dat wel zo?

Vacatureteksten zijn al jaren gebaseerd op hetzelfde idee.

Een van de eisen is bijvoorbeeld altijd: affiniteit met techniek. Wat houdt dat in? Moet je een boormachine kunnen hanteren of een excelsheet kunnen invullen? Het zegt niets, maar stoot wel mensen af. Met name vrouwen, want die voelen zich vaak pas capabel genoeg om te solliciteren als ze aan vrijwel alle punten van zo’n vacaturetekst voldoen. Ook helpt het als bedrijven openstaan voor zij-instromers. Buiten de sector bevindt zich een groot, onbenut arbeidspotentieel en diversiteit in achtergronden van werknemers is cruciaal om technische en maatschappelijke vragen met elkaar te verbinden. Laatst was ik bij een bijeenkomst waar minister Robbert Dijkgraaf sprak. Hij zei: “We moeten af van het woord inclusie en overgaan op het woord expansion.” Dan wordt diversiteit een meerwaarde in plaats van iets dat op een lijstje moet worden afgevinkt. De deur openzetten voor mensen met een ander perspectief vormt een uitbreiding van je invalshoek en expertise, en komt ten goede aan de ontwikkeling van elke organisatie.’ •

UIT DE VERENIGING Een greep uit het nieuws en het aanbod van activiteiten van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI).

Op tunneltocht in Rotterdam Wat gebeurt er achter de schermen bij het bouwen van een tunnel? Welke technieken gebruiken de bouwers, welke problemen komen ze tegen en hoe lossen ze die op? Wie dat interessant vindt, kan op 16 februari terecht in Rotterdam. Daar is die dag een ‘projectenmarathon’ langs de bouwplaatsen van Rottemerentunnel, de Hollandtunnel en de Maasdeltatunnel, met rondleidingen en presentaties van experts. Na afloop is er een gezamenlijk diner.

Projectenmarathon 2023, Bergschenhoek Rotterdam, 16 februari, 12.00-22.00 uur, kivi.nl/afdelingen/ tunneltechniek-en-ondergrondse-werken/activiteiten

Kernenergie als kans Kernenergie is een klimaatvriendelijke energiebron. Bij de productie ervan wordt geen CO2 uitgestoten. Veel landen, waaronder Nederland, overwegen daarom extra kernenergie toe te voegen aan de mix van schone energiebronnen. Welke mogelijkheden zijn er en wat voor kansen biedt dit aan ingenieurs? En hoe staan de kernfusieprojecten er momenteel voor? Hierover gaat dit symposium, georganiseerd door KIVI Students Twente en studievereniging Watt van de Saxion Hogeschool.

Symposium: Nuclear Technology and Opportunities for Engineers, Saxion Hogeschool Enschede, 20 februari, 14.30-18.30 uur, kivi.nl/ afdelingen/kst/activiteiten

Engineers Europe De Europese koepelorganisatie van ingenieursverenigingen, waartoe ook KIVI behoort, heeft een nieuwe naam. De vereniging, die tot nu toe bekend stond als FEANI ofwel Fédération Européenne d’Associations Nationales d’Ingénieurs, is op 1 januari 2023 omgedoopt tot Engineers Europe.

Medische tools voor minder belasting De startup VLV Medical, opgericht voor het ontwikkelen van draagbare neuromodulatoren, is zijn horizon aan het verbreden op het gebied van niet-invasieve oplossingen voor medische diagnose en behandeling. Bij het (online) symposium in het KIVI-gebouw in Den Haag vertellen drie betrokkenen over hun werk. Dat levert lezingen op over BEELD : RIJKSWATERSTAAT ( HELEMAAL BOVEN ); DEPOSITPHOTOS ( OVERIG )

het identificeren van zenuwbanen, gezondheidszorg aan huis met draagbare meetinstrumenten en AI, en het monitoren van bloeddoorstroming tijdens hersenoperaties.

Symposium: VLV Medical – AI for the nerve identification, KIVI-gebouw Den Haag, 23 februari, 18.30-21.00 uur, kivi.nl/afdelingen/ kivi-international-engineers/activiteiten FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

55

Raadsels voor wiskundeliefhebbers Raadsels zijn een uitdaging voor het menselijk vernuft. Wie daarvan houdt, kan met dit boek van de gebroeders Deslandes zijn hart ophalen.

Tekst: Marlies ter Voorde

56

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

een vol hotel met oneindig veel kamers Vijftig mieren vallen uit de lucht en lanwaar zich een nieuwe gast aandient, en de den op een stok, waarna ze onmiddellijk zeven bruggen van Koningsbergen, die elk beginnen te lopen met een snelheid van maar één keer mogen worden overgestoeen meter per minuut. Als ze een van de ken. uiteinden van de stok hebben bereikt, Het voorwoord van wiskundige en vallen ze ervan af. De stok is zo smal dat Fields Medal-winnaar Cédric Vellani is de mieren elkaar niet kunnen passeren: een ode aan het raadsel. Vellani ziet het als ze elkaar tegenkomen, draaien ze beide raadsel als uitdager van de verbeelding direct om. Stel dat de stok één meter lang en het vernuft en als mogelijkheid jezelf is. Hoelang duurt het dan voor alle mieren ergens in te verliezen. er vanaf zijn gevallen?

‘Dit kán helemaal niet! Er moet een Dat is één van de raadsels van ‘instapfout in zitten! O wacht... ja natuurlijk! Wat niveau’ 1 in het boek The price of cake and stom van me!’, zo beschrijft hij het proces 99 other mathematical riddles van Clément van het vallende kwartje. Dat de wiskundien Guillaume Deslandes. De schrijvers ge theorieën in het boek pas na de raadsels zijn broers; de een doceert wiskunde, de worden uitgelegd, ziet Vellani als een ander is wiskundepromovendus. In dit mooie representatie van de geschiedenis: boek verzamelden zij de klassiekers onder uiteindelijk zijn die theorieën er immers de wiskunderaadsels en vulden deze aan gekomen omdat wiskundigen met onopmet nieuwe, zelfverzonnen vraagstukken. geloste vragen zaten.

Die presenteren ze als tot de verbeelding De titel van het boek verwijst naar een sprekende verhaaltjes, geïllustreerd met raadsel over taarten. Als er drie personen tekeningen van kunstenaar Laure Macé de zijn, waarvan de eerste vijf taarten bakt, Lépinay. de tweede drie taarten en Wat het boek meer de laatste niets bakt, maar maakt dan een bundel ‘Dit kán helemaal wel acht euro betaalt om de raadsels, is de toevoeeerlijk te kunnen ging van de uitleg van de niet! Er moet een onkosten verdelen, en elke taart heeft wiskundige methoden die fout in zitten!’ evenveel geld gekost om te nodig zijn om deze op te maken: hoeveel euro krijgen lossen. Wie vastloopt of de taartenbakkers dan? Hier geen zin heeft al te lang na moet even worden gerekend, waarbij de te denken, hoeft niet meteen het antwoord hint is dat het niet eerlijk is als de derde op te zoeken, maar kan eerst naar de tips.

Daar krijgt de lezer hints aangereikt om op persoon de enige is die kosten maakt.

En de mieren? Realiseer je dat er weinig het juiste spoor te belanden en daar staan verandert als ze elkaar tegenkomen, luidt ook de verwijzingen naar wiskundige thede tip. Als twee mieren allebei rechtsomorieën die verderop in het boek te vinden keert maken, volgen er daarna immers zijn. Die zijn vooral bedoeld als opfrissers nog steeds twee mieren dezelfde twee van het geheugen. routes, al hebben ze dan met elkaar van Voor de raadsels van niveau 1 is een pad geruild. Na een minuut is de stok wiskundige achtergrond niet per se nodig. leeg, hoeveel mieren er bij aanvang ook op Raadsels uit deze categorie leunen sterk op zaten. Ook als u hier na het lezen van dit logisch redeneren – en die van de mieren antwoord nog een tijdje over moet nadenop de stok is bepaald niet de makkelijkken, is de kans groot dat u andere raadsels ste. De niveaus 2 en 3 zijn wel bedoeld uit het boek wel zonder hint weet op te voor mensen met enige wiskunde in hun lossen. Een uitdaging voor het vernuft! bagage. Daar zijn voor wiskundigen bekende hersenkrakers te vinden, zoals het vraagstuk van Monty Hall, over een spelThe price of cake and 99 other showkandidaat en een hoofdprijs die zich classic mathematical riddles achter een van de drie deuren bevindt, de Clément en Guillaume Deslandes paradox van het Hotel van Hilbert, over 323 Blz. | € 24,99 | verschijnt 28 februari

Foto van het zwarte gat Op 10 april 2019 ging het nieuws de wereld over: wetenschappers hadden de allereerste foto gemaakt van een zwart gat. Nu is er een fulldome-film.

Tekst: Marlies ter Voorde

Zeeuwse delta na de ramp Na de watersnoodramp brak in Zeeland een nieuwe tijd aan, schrijft Corine Nijenhuis.

Tekst: Pancras Dijk

Twee kaartjes vertellen het verhaal. Het eerste toont de provincie Zeeland in februari 1953. De gearceerde stukken zijn de ge­ bieden die onder water zijn komen te staan bij de Watersnoodramp, begin deze maand zeventig jaar geleden. Het tweede kaartje toont hetzelfde gebied in 2023. Verspreid over de kaart zijn dikke, zwarte strepen getrokken. Het zijn de waterbouwkundige ingrepen waarmee de mens heeft gepoogd herhaling van de ramp te voorkomen.

In Een nieuwe tijd beschrijft Corine Nijen­ huis wat er allemaal is gebeurd in de jaren die zijn verstreken tussen het moment van het eerste en het tweede kaartje. In de Zeeuwse delta zoekt ze antwoord op vragen als: hoe heeft het afdammen van de zeearmen het gebied veranderd? Welk effect hebben de ingrepen op de huidige tijd en de bewoners?

Hoe beïnvloeden ze de toekomst?

Ze onderneemt die zoektocht op een Zeeuwse klipper, de Alfons Marie uit 1901.

In combinatie met soms poëtische formule­ ringen, geeft dat hier en daar het gevoel een script voor de tv­serie Rail Away te lezen. De Alfons Marie ‘zucht zacht’ wanneer de auteur van boord gaat bij de Grevelingendam. ‘Want al ligt haar buik in het zout: een meer is geen zee. Al doet ze haar best er tevreden mee te zijn.’

Diverse ingenieurs passeren de revue, van Johan van Veen tot Dick Butijn en Rob van den Haak, van wie de opgespoten ‘Haak­ se Zeedijk’ wordt behandeld als mogelijk toekomstperspectief. Toch gaat dit boek niet over techniek, maar over de gevolgen van waterbouwkundige ingrepen voor Zeeland en zijn bewoners. Dat biedt waardevolle inzichten, want de strijd tegen het water is nooit gestreden.

In het centrum van sterrenstelsel Messier 87 bevindt zich een superzwaar zwart gat, dat zes miljard keer zo zwaar is als de zon en daardoor alles opslokt wat in zijn buurt komt. Ook het licht.

Om een object dat zich zó ver weg bevindt in beeld te bren­ gen, is een telescoop nodig zo groot als de aarde. Als dat niet gaat, is het alternatief om meerdere telescopen verspreid over de aarde neer te zetten. Dat levert losse stukjes op van een welis­ waar onvolledige puzzel, maar wel een waarin het complete beeld is te ontwaren. Deze zeven telescopen samen staan bekend als de Event Horizon Telescope (EHT).

Begin deze maand ging in het Museon­Omniversum in Den Haag de fulldome­planetariumfilm Black Hole First Picture in première, over de EHT en de totstandkoming van de foto van dit zwarte gat. De film is niet alleen bedoeld als informatieve reportage, maar tevens als spannend verhaal. ‘Het is een speel­ film met een dubbele agenda’, zei astrofysicus Heino Falcke van de Radboud Universiteit Nijmegen, een van de trekkers van het fotoproject, bij aanvang van de première. ‘Waar ik op hoop is dat de mond van kinderen openvalt’, vulde filmmaker Robin Sip hem aan, ‘zodat we er dan snel wat educatie in kunnen stoppen.’

Nu bleek dat het verhaal een tikje voorspelbaar was en de dia­ logen enigzins gekunsteld, maar de film is boeiend en informa­ tief en de beelden zijn prachtig. Black Hole First Picture neemt de kijker mee langs de zeven afgelegen plekken waar de telesco­ pen van de EHT zijn gebouwd en de kijker wordt getrakteerd op prachtige beelden van de sterrenhemel en de ruimte.

Black Hole First Picture draait wereldwijd in planetaria en fulldome­theaters. Op 7 en 10 maart wordt de film in Nederland vertoond tijdens twee speciale voorstellingen in het Omniver­ sum in Den Haag in samenwerking met de Nederlandse Onder­ zoeksschool voor Astronomie (NOVA).

Black Hole First Picture Omniversum Den Haag | 7 & 10 maart | circa 25 minuten

Een nieuwe tijd. Zeeland na de ramp Corine Nijenhuis | 320 Blz. | € 22,99 foto : cosm studios

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

57

MEDIA

De bijzondere blik van ontwerpers Het Dutch designers Yearbook belicht het designjaar 2022 en kijkt vooruit. Het boek is een lust voor het oog.

Tekst: Jim Heirbaut

58

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

Chaos. Dat is het labeltje dat het jaarboek van de beroepsvereniging voor ontwerpers BNO plakt op het afgelopen jaar. ‘Oorlog, een stikstofcrisis, verlammende boeren­ protesten, een energiecrisis en torenhoge inflatie. Een voortdurende vluchtelingen­ crisis in tijden van hoge woningnood.’ En zo gaat het nog even door in het voorwoord van de derde editie van het Dutch designers Yearbook, kortweg Dd’22.

Laten we niet als een konijn in de koplampen blijven staren, maar aan de slag gaan, schrijven samenstellers Made­ leine van Lennep en Freek Kroesbergen verderop in hun voorwoord. ‘Wij blijven liever kijken naar wat wel kan, wat we wel kunnen. Kunnen bedenken, kunnen doen, kunnen veranderen, of – beter laat dan nooit – kunnen voorkomen.’

Veel bijdragen in het boek gaan dan ook over duurzaamheid en over oplossingen voor onze verslaving aan energie. Maar er staan daarnaast genoeg dingen in die gewoon mooi zijn om naar te kijken.

Dutch design mag er zijn en dat wordt in dit boek gevierd met een veelzijdige dwarsdoorsnede van Nederland Ontwerp­ land. Van gevierd tuinarchitect Piet Oudolf tot veelbelovende afstudeerders van de ontwerpopleidingen en de prijs­ winnende ontwerpen van de Design

Awards, het boek is een snoepwinkel aan mooie dingen.

Om enkele highlights van de Design Awards te vermelden: een doodskist gemaakt van schimmeldraden, een stoel van gerecycled nylon met statiegeld en het Nationaal Holocaust Namenmonument.

Met als absoluut hoogtepunt – maar sma­ ken verschillen – de Uncensored Library, een enorm virtueel bibliotheekgebouw (zie foto) dat Reporters Without Borders optrok in de populaire game Minecraft.

Deze bibliotheek maakt belangrijke journa­ listieke artikelen die in landen met een repressief regime verboden zijn, toegan­ kelijk voor iedereen. Design in zijn meest wereldverbeterende vorm.

Het boek geeft een openhartige inkijk in wat designers nu denken en maken. Dat doet het in verschillende vormen, waar­ onder essays en interviews, opvallend eind­ examenwerk van Nederlandse ontwerp­ opleidingen en ook foto’s van prijswinnend werk en portretten van beeldbepalende designers. De uitgave ziet er prachtig uit.

Maar dat is natuurlijk ook wel te ver­ wachten bij een boek over design.

Dutch designers Yearbook Freek Kroesbergen e.a.

192 Blz. | € 29,95

Q&A

Elke maand verschijnen er talloze nieuwe boeken. De Ingenieur pikt de interessantste eruit. De auteurs beantwoordden de vragen ditmaal gezamenlijk per mail.

Op 15 maart zijn er weer waterschapsverkiezingen. In het boek Waterschappen beschrijven de Utrechtse politicologen Hans Vollaard en Harmen Binnema hoe de waterschapsdemocratie werkt.

1 2 3 4 5

Wat gebeurt er op het kruispunt van kunst, technologie, wetenschap en geluid? Hoe ziet de kunst van de toekomst eruit? Hoe verleggen kunstenaars de grenzen van de technologie?

But Is I.T. Art? geeft antwoord.

BUT IS I.T. ART? | OP ALLE PODCASTPLATFORMS

Tekst: Pancras Dijk

Waarom heeft u dit boek geschreven?

‘Waterschappen bestaan al honderden jaren. Iedereen draagt de lusten en de lasten en sinds 2008 mogen we er allemaal voor stemmen. Vanuit de Universiteit Utrecht hebben we de democratie in het waterschap doorgelicht, van inwonersparticipatie tot besluitvorming.

Zo willen we laten zien hoe het staat met de democratische kwaliteit van de waterschappen.’

Voor wie is het boek bedoeld?

‘De meeste mensen hebben geen idee hoe hun stem doorklinkt in het waterschapsbestuur. Ook journalisten kunnen dit boek goed gebruiken. Er zijn niet zo veel boeken waarmee geïnteresseerden zich kunnen inlezen in de waterschapspolitiek. Verder houdt dit boek een spiegel voor aan (nieuwe) politici en bestuurders bij waterschappen, provincies en het Rijk en aan ambtenaren. Meer inzicht in waterschapsdemocratie helpt te bepalen hoe die anders en beter kan.’

Wat fascineert u in het onderwerp?

‘Het politieke spel in waterschappen blijkt niet wezenlijk anders te zijn dan in gemeenten en provincies. Vaak wordt gezegd dat waterschappen minder politiek zijn – en moeten zijn. Maar ook waterschapsbestuurders moeten besluiten nemen. Dat betekent prioriteiten stellen, belangen afwegen en kijken welke waarden voorgaan: solidariteit, efficiëntie, zorg voor de natuur... Dat is bij uitstek politiek. Tempo en intensiteit van het politieke spel mogen dan een stuk minder zijn in de waterschappen, maar alle mooie en minder mooie kanten ervan zijn er te zien: strategische acties, profileringsdrang, politieke streken, verruwing. Als politicologen zijn we nu eenmaal gefascineerd door conflict en samenwerking.’

Waarom zouden ingenieurs het boek moeten lezen?

‘Om meer gevoel te krijgen voor de politieke kant van waterschappen. Ingenieurs hebben ongetwijfeld ervaren dat in de uitvoering van beleid, denk bijvoorbeeld aan dijkverzwaring, er al allerlei tegengestelde belangen met elkaar moeten worden verzoend. Dat geldt ook voor het nemen van besluiten. Het gaat niet alleen om het technisch beste voorstel, maar ook om de politieke afweging welke belangen en welke waarden voorrang hebben.’

Wat heeft u geleerd tijdens het schrijven?

‘Veel politici, bestuurders en ambtenaren in het waterschap zijn van goede wil. Maar ze zijn ook zoekend hoe ze de democratische kracht kunnen versterken. Wellicht dat ze met de groeiende zorgen over hoogwater, droogte en funderingsproblemen worden geholpen, omdat daardoor meer inwoners actief een stempel op het beleid van hun waterschap willen drukken.’

Digitale technologie houdt ons in haar greep en beïnvloedt ons doen en denken.

Oud-Kamerlid Kees Verhoeven onderzoekt hoe we digitalisering in goede banen kunnen leiden, om zo de democratie te redden.

DE DEMOCRATIE CRASHT | 304 BLZ. | € 22,99

Hoe veranderen technologie en big data het ontwerp van de gebouwde omgeving? En belangrijker nog: wat hebben bewoners daaraan? Aan die vragen is de nieuwste podcast van architectenbureau UNStudio gewijd.

UNS TALKS | OP ALLE PODCASTPLATFORMS

Als muren konden praten, zouden veel gebouwen bijzondere verhalen te vertellen hebben. Dat geldt zeker voor de bouwwerken uit Abandoned Engineering, over vervallen huizen, fabrieken, constructies tot zelfs complete, sinds lang verlaten steden.

ABANDONED ENGINEERING | SEIZOEN 8 | DISCOVERY

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

59

Voorwaarts

Voorspellen is lastig, zeker als het om technologische vooruitgang gaat.

Fanta Voogd verdiept zich maandelijks in de geschiedenis van de toekomst.

Machines die kunnen denken

De heilige graal van AI Sinds de introductie van ChatGPT eind vorig jaar lijkt kunstmatige intelligentie voor het eerst in staat de turingtest te doorstaan. Maar zitten we wel te wachten op een test die computers aanmoedigt ons te bedriegen?

In het najaar van 1950 publiceerde Alan Turing een artikel voor het toonaangevende filosofische vaktijdschrift Mind. Onder de kop Computing machinery and intelligence boog de Britse wiskundige en computerpionier zich over de kwestie of machines wel kunnen denken.

Meteen aan het begin van zijn betoog stelt Turing dat beantwoording van die vraag niet kan zonder een exacte afbakening van het begrip ‘machines’ en vooral van het moeilijk te definiëren ‘denken’. Om die stap te vermijden, suggereert Turing de vraag te vervangen door een spel: the imitation game.

Mens of machine?

Dit imitatiespel – dat later bekend werd als de turingtest – moet worden gespeeld door een machine, een mens en een ondervrager. Alle drie in afzonderlijke kamers, waardoor de ondervrager, behalve hun getypte antwoorden, niets van zijn respondenten hoort of ziet.

De ondervrager speelt ook de rol van jury en In 2023 staat moet beoordelen wie van de twee de machine is. menselijke deelnemer moet de interviewer niemand te juichen De zo veel mogelijk helpen het juiste oordeel te velbij een computer- len, terwijl het de machine is toegestaan deze te misleiden. Als de machine erin slaagt de onderprogramma dat vrager te laten geloven dat ze een mens is, heeft uitblinkt in bedrog de machine het spel gewonnen en kan de vraag ‘Kunnen machines denken?’ volgens Turing met ‘Ja’ worden beantwoord.

Turing verwachtte, zo verkondigde hij destijds in zijn artikel, dat het binnen vijftig jaar mogelijk zou zijn computers te programmeren die het imitatiespel zo goed kunnen spelen dat een doorsnee ondervrager hooguit 70 procent kans heeft binnen vijf minuten de juiste identificatie te maken. En dat ‘machines die denken’ aan het einde van de twintigste eeuw niet langer een aanvechtbaar fenomeen was.

Turing was zijn tijd zo ver vooruit dat hij pas ver na zijn dood wereldwijd bekend zou worden als een van 60

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

de wegbereiders van het informatietijdperk. Maar vooral ook omdat hij tijdens de Tweede Wereldoorlog een cruciale rol speelde in het ontcijferen van gecodeerde geheime berichten van de nazi’s waardoor de geallieerden goed op de hoogte waren van de Duitse militaire plannen.

Chatbot De turingtest geldt al ruim zeventig jaar als de heilige graal van algemene kunstmatige intelligentie die zich elke vorm van menselijke intelligentie heeft eigengemaakt. Aanvankelijk was het vooral een theoretisch concept. De Duits-Amerikaanse computergeleerde Joseph Weizenbaum bijvoorbeeld werd er door uitgedaagd om de eerste chatbot te ontwerpen. Met zijn ELIZA-chatprogramma (1966) probeerde hij gebruikers te laten geloven dat zij met een mens te maken hadden.

Ook duikt de turingtest op in sciencefiction. Denk bijvoorbeeld aan de bloedstollende scènes in de film Blade Runner (1982), waarin rechercheurs (blade runners) via een kruisverhoor proberen kunstmatige mensen (replicants) te ontmaskeren.

Ondertussen verwierven computerprogramma’s in de echte wereld stap voor stap meer capaciteiten om een turingtest te doorstaan. Om een paar mijlpalen te noemen: het Deep Blue-schaakprogramma versloeg in mei 1997 schaakkampioen Garry Kasparov, waarmee weer eens was aangetoond dat de computer, als het om gespecialiseerd denkvermogen gaat, zelfs superieur is aan de mens. In 2008 introduceerde Apple de virtuele assistent Siri met goed werkende spraakherkenning.

Drie jaar geleden kwam OpenAI uit San Francisco met GPT-2 (generative pre-trained transformer 2), een voor iedere computergebruiker toegankelijk taalmodel dat met een druk op de knop artikelen, verhalen of poëzie produceerde. In 2021 onderwierpen onderzoekers Nils Köbis en Luca Mossink van de Universiteit van Amsterdam het programma aan een soort turingtest. De deel-

1950 ‘De beginvraag, “kunnen machines denken?”, lijkt me te onbeduidend om te bediscussiëren. Toch geloof ik dat aan het einde van de eeuw het woordgebruik en de algemene, geschoolde mening zo zullen zijn veranderd, dat men zal kunnen spreken van machines die denken, zonder daarop een weerwoord te hoeven verwachten.’

Alan Turing in zijn artikel ‘Computing Machinery and Intelligence’ in het Britse filosofieblad Mind (1 oktober 1950)

nemers slaagden er niet in door GPT-2 geschreven gedichten te herkennen als machinaal vervaardigd.

Humor Op 30 november vorig jaar bracht OpenAI een verbeterde versie van GPT uit. Veel meer dan zijn voorgangers GPT-2 en GPT-3 veroorzaakte ChatGPT wereldwijd opschudding. De meningen verschillen over de vraag of ChatGPT slaagt voor de turingtest. De Amerikaanse datawetenschapper Max Woolf bijvoorbeeld meent van wel. Ook het minder bekende, in juni vorig jaar door Google geïntroduceerde taalmodel LaMDA (language model for dialogue applications) zou volgens Woolf de turingtest hebben getrotseerd. Ook The New York Times is enthousiast over ChatGPT en diens ‘verpletterende gevoel voor humor’. De krant stelt dat er maar één reden is

waarom het programma zakt voor de turingtest: anders dan een mens weigert het over van alles en nog wat een mening te spuien.

Met deze nieuwe mijlpaal groeit de twijfel over de bruikbaarheid van de turingtest. Die toetst in eerste plaats of een computer in staat is een mens op het verkeerde been te zetten. Turing heeft niet kunnen voorzien dat zijn voorspelling over denkende machines zou uitkomen in een tijd dat mensen zich zorgen maken over nepnieuws, deepfakes en cybercrime. Niemand staat in 2023 te juichen bij een computerprogramma dat uitblinkt in bedrog. ChatGPT heeft dat schijnbaar goed begrepen. Op de vraag ‘kunt u liegen?’, antwoord het programma in foutloos Nederlands: ‘Ik ben niet in staat om te liegen of bewust te handelen omdat ik alleen maar ben geprogrammeerd om informatie te verstrekken en te reageren op vragen.’ •

De Pilot ACE (automatic computing engine) uit 1950. Deze computer ontwierp Alan Turing in hetzelfde jaar als waarin hij zijn artikel over de imitation game schreef. foto : antoine taveneaux / cc by - sa 3.0

FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

61

Startup

Elk jaar starten er in Nederland vele ambitieuze startups om met technologie de wereld beter te maken.

De Ingenieur gaat bij ze op bezoek.

Naam: Bypoint Doel: ernstig fietsletsel voorkomen Startjaar: 2020 Aantal medewerkers: 2 Locatie: Assen

Valdetector voor de fiets Gevallen met de elektrische fiets? Dan krijgt uw contactpersoon een bericht met de coördinaten en een kaart van uw locatie. Zo hoopt ondernemer Joris Koops van startup Bypoint fietsen veiliger te maken. ‘Het eerste uur na een ongeval geldt als het golden hour.’

Tekst: Marlies ter Voorde

‘Nee hoor, dat is niet nodig. Het apparaat heeft zelf door wanneer iemand gaat fietsen... Prima. Laat het vooral weten als er meer vragen zijn!’ We bevinden ons niet bij de helpdesk van startup Bypoint in Assen, maar in het kantoor van de directeur. Wie een kleine onderneming runt, heeft meerdere taken. Joris Koops (26), de directeur in kwestie en oprichter van het tweemansbedrijf, beschouwt het als een van de leuke kanten van zijn baan. ‘Maar dat er juist nu veel wordt gebeld, is onhandig en bovendien toevallig’, verontschuldigt hij zich.

Bypoint maakt valdetectoren voor e-bikes en een van de fietswinkels die zijn product gaat verkopen, heeft vandaag zijn eerste klant. Koops: ‘Ik ga altijd even bij zo’n winkel langs om alles door te nemen, maar die afspraak staat gepland voor morgen. En

62

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

mijn collega, commercieel manager Andrew Grimminck, is vandaag bij een andere klant.’

Framekastje De valdetectoren van Bypoint gaan sinds december over de toonbank. Het product is een kastje, net iets groter dan een aansteker, dat aan het frame wordt vastgemaakt. Hierin zitten een gps-systeem dat kan zien waar de fietser zich bevindt, en een detector die de bewegingen van de fiets meet. Hoe die laatste werkt, kan Koops niet zeggen wegens een afspraak met zijn subsidiegevers en investeerders, maar het ligt voor de hand dat er versnellings- en torsiemeters aan te pas komen.

Detecteert het meetinstrument een val, dan treedt het alarmsysteem in werking.

Koops: ‘De fietser heeft dan een minuut om

de alarmering uit te schakelen door op een knop te drukken.’ Gaat die minuut voorbij zonder dat er op de knop wordt gedrukt, dan gaat er een bericht naar de eerste van de drie opgegeven contactpersonen. ‘Bypoint heeft een val gedetecteerd op de volgende locatie’, meldt dit bericht, met daarbij de coördinaten, een kaartje van de plek waar de fietser zich bevindt en een routebeschrijving om daar te komen.

Vijftigduizend ongevallen ‘Het gebeurt vaker dan je misschien denkt, dat een gevallen fietser pas na langere tijd wordt opgemerkt’, zegt Koops. In Nederland vinden jaarlijks vijftigduizend eenzijdige fietsongelukken plaats – ongelukken waarbij geen andere verkeersdeelnemer betrokken is. En hoe eerder iemand wordt behandeld

Volgende maand in De Ingenieur Stille revolutie in de regio Als grootste durfinvesteerder van Nederland vormen de Regionale Ontwikkelingsmaatschappijen (ROM’s) een onzichtbare motor van technologische innovatie.

Warmte oogsten uit de zon Met geconcentreerd zonlicht is direct warmte op te wekken. De techniek wordt in Nederland nog nauwelijks toegepast. Is de doorbraak nu op handen?

Uitvinder in een bloeiende stad Van de moderne straatverlichting tot aan de brandslang: uitvinder, ondernemer en kunstenaar Jan van der Heyden veranderde het aanzien van Amsterdam en de wereld.

ILLUSTRATIE : STADSARCHIEF AMSTERDAM

aan eventueel letsel, hoe kleiner de kans op ernstige gevolgen. Het eerste uur na zo’n val geldt voor hulpverleners als het golden hour.

‘Zelfs als er wel iemand bij je is, kan het lang duren voor je wordt gevonden’, zegt Koops.

Vaak weten mensen niet precies waar ze zijn, waardoor hulpverleners moeten gaan zoeken naar een fietspad waarvan ze de locatie alleen bij benadering weten.

Het idee voor de valdetector ontstond al tijdens zijn studie ondernemerschap en retailmanagement aan de Hanzehogeschool Groningen, vertelt Koops die de opleiding aanvankelijk deed om het autobedrijf van zijn ouders over te nemen. ‘Een kennis van mijn oma viel toen met haar fiets en heeft lang op hulp moeten wachten.’ Valdetectie bestond al wel, ontdekte hij, maar dan alleen als app of apparaatje in combinatie met een mobiele telefoon. ‘Die moet de fietser dus aanzetten en meenemen en juist bij een val bestaat de kans dat het systeem uitvalt of de verbinding verbreekt.’

Het Bypointsysteem is het eerste systeem van valdetectie dat geheel autonoom werkt, zegt het bedrijf. Als het eenmaal aan een fiets zit en alles is geïnstalleerd, dan hoeft de gebruiker alleen nog maar af en toe de batterij op te laden. Verder gaat alles automatisch.

Ondernemersprijs Het opstartkapitaal voor het bedrijf en ook het contact met de productontwikkelaar die hem het proof of concept hielp ontwikkelen, heeft Koops te danken aan zijn deelname aan de Rabo Ondernemersprijs, een competitie georganiseerd door zijn hogeschool, de Rijksuniversiteit Groningen en Rabobank, waaraan 78 ondernemers-in-spe deelnamen. Die won hij, hetgeen betekende dat BEELD : BYPOINT

hij tienduizend euro mee naar huis mocht nemen om een product te ontwikkelen.

Daarna volgden investeringen van geldschieters uit Assen en zakenpartners van de Groningse Stichting Boost-Up, en een samenwerking met de provincie Drenthe.

Koops: ‘Bij een val – en alleen dan – krijgt de provincie de geanonimiseerde gegevens van de vallocatie toegestuurd. Dat gaan ze gebruiken om, indien nodig, de fietspaden veiliger te maken.’

De eerste uitleveringen zijn in december gestart. Inmiddels hebben 72 fietshandelaren in Nederland bestellingen geplaatst en zijn er al tientallen Bypoints verkocht.

‘En nee, er zijn nog geen ongevallen gedetecteerd’, zegt Koops.

Gebonk Of de detector niet nóg zinvoller zou zijn voor mountainbikes in plaats van voor e-bikes? Mountainbikers bevinden zich immers veel vaker ergens in midden het bos, buiten het zicht van voorbijgangers.

‘Misschien is het de moeite waard om daar als volgende stap naar te gaan kijken’, zegt Koops. ‘Maar technisch gezien wordt het dan wel ingewikkelder. Zo’n fiets krijgt ook zonder te vallen namelijk nogal wat gebonk te verwerken.’ • FEBRUARI 2023 • DE INGENIEUR

63

Vragenvuur

Acht lastige vragen aan schrijver en rechtsfilosoof Maxim Februari. Deze maand verschijnt zijn boek Doe zelf normaal, over hoe klimaatverandering en intelligente technologieen de democratische rechtsstaat veranderen.

Tekst: Pancras Dijk

64

Wat is het laatste dat u zelf heeft gerepareerd?

‘Lezers van De Ingenieur zullen er niet erg van onder de indruk raken, maar dat is een scheefhangend kastdeurtje.

Echt gerepareerd heb ik het trouwens niet. Ik heb het probleem omzeild door er een magneetsluiting op te zetten.’

Voor welk probleem zouden ze nu eindelijk eens iets slims moeten uitvinden?

‘Het lijkt me handig op mijn bureaublad een icoon van een portemonnee of spaarvarken te hebben met wat geld erin, voor kleine betalingen. Wil ik een online artikel lezen, dan is betalen daarvoor vaak omslachtig. Zo’n beurs waaruit je snel een bedragje kunt swipen zou een uitkomst zijn.’

Waarvan denkt u: ik wou dat ik dát had uitgevonden?

‘Al van kinds af aan ben ik dol op de bakelieten lichtschakelaar. Schakel je daarmee een lamp aan, dan voel je dat ook echt. Bij moderne lichtknopjes heb ik dat veel minder.

Een vriend heeft eens beloofd er een van de sloop voor me mee te brengen, maar daar wacht ik nog steeds op.’

Welke technologische ontwikkeling baart u zorgen?

‘De toenemende inzet van biometrie. Met systemen als gezichtsherkenning staan we meer informatie over onszelf af dan nodig is voor het vaststellen van onze identiteit.

Er zijn zelfs mensen die hun DNA opsturen naar Google voor stamboomonderzoek. Ze realiseren zich niet dat ze daarmee ook informatie over hun familie afstaan en dat niet alleen verzekeraars en hypotheekverstrekkers, maar zelfs politici ervan misbruik kunnen maken.’

Bent u bang dat robots uw werk overnemen?

‘Mijn werk is niet te automatiseren. Op het gebied van het recht zijn inmiddels wel AI-adviseurs in opkomst, een soort chatbots die advies geven bij echtscheiding of ontslag. Ik zie vooral gebeuren dat dit tot een hausse aan rechtszaken zal leiden.’

Zijn de dijken hoog genoeg?

‘Hoog genoeg voor wat? Ik heb hier geen verstand van.

Een tijd geleden ben ik van de Utrechtse Heuvelrug verhuisd naar de Betuwe. Pas later realiseerde ik me dat het vanuit het oogpunt van het stijgende water misschien niet heel verstandig was. Maar ik maak me geen zorgen.’

Welk sociale medium zou u niet meer willen missen?

‘De krant. Elke editie weer is de vrucht van samenwerking van journalisten, verslaggevers, correspondenten, columnisten, redacteuren, fotografen, illustratoren, schrijvers van opiniestukken en ingezonden brieven. Op mijn wekelijkse column krijg ik altijd vrij veel respons, veel gevarieerder dan wat ik op Twitter te horen zou krijgen in een bubbel.’

Dilemma, u moet kiezen: een deadline missen of stiekem ChatGPT inzetten?

‘Ik schrijf die column al 23 jaar, dus weet wel dat ik in noodgevallen oude gedachten kan recyclen om de deadline te halen. Wie op ChatGPT terugvalt, doet eigenlijk hetzelfde. Maar recycling is een zwaktebod. Schrijven gaat over het ontwikkelen van verse gedachten en over vooruitgang, schepping, niet om hergebruik van iets dat er al was.’

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2023

FOTO : NIEK STAM

S AV E T H E D AT E : M A R C H 1 6

New Energies – New Challenges Re-inventing the Offshore Industry Offshore production of renewable energy is rapidly increasing with developments such as wind farms, ocean current turbines and floating solar farms. More advancements are to come with for example offshore hydrogen production.

These developments make use of experience from the existing offshore industry, but also require innovations to overcome new challenges and ensure the new energy sources are cost

competitive with other sources of energy.

In this symposium the current state of the offshore industry is sketched as well as the developments that are ongoing to produce new energies and challenges they bring.

Technology to overcome these challenges is presented as well as examples of how offshore installation companies are adapting to meet the demand for new energies and climate goals.

Confirmed speakers: Marin – Bas Buchner RVO – Ruud de Bruijne Siemens Gamesa – David Molenaar Ocean Grazer Solar Duck Deltares GBM Works – Marcelo Werneck Boskalis – Sander Steenbrink Heerema – Ramon de Haas

Registration is opening soon!

Dag van de Ingenieur Woensdag 15 maart 2023

De Prins Friso Ingenieursprijs Met de uitreiking van de Prins Friso Ingenieursprijs aan de Ingenieur van het Jaar wil het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) excellente ingenieurs en hun werk voor het voetlicht brengen.

Kijk voor meer informatie op: kivi.nl/dagvandeingenieur.

De winnaar wordt op de Dag van de Ingenieur op 15 maart 2023 bekendgemaakt.

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR