De Ingenieur april 2023 by De Ingenieur

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 4 JAARGANG 135 APRIL 2023

HYPE OF HAALBAAR? Gokken op groene waterstof

J A N VA N D E R H E Y D E N

De Vernufteling Kies je favoriete ingenieursproject

AARDBEVINGEN IN GRONINGEN

WINDTURBINES

Gerwin Smit: Ontwerpen vereist empathie

HAPTISCHE TECHNOLOGIE

Alarm-algoritme Horloge waarschuwt bĳ dreigend infarct

MEET LIKE ROYALTY Would you like to discuss matters in a friendly environment with atmosphere and style? Then we offer the right location. Various rooms are available for a meeting, training, conference or drinks and suitable catering is possible. Having lunch in the garden is an option, as well as a hackathon in the attic. Moreover, our building is very easily accessible, both by private (Q-park across the street) and by public transport (walking distance from The Hague Central Station). We would like to welcome you in our monumental building opposite the Malieveld. Whether it is with two people (smaller rooms very suitable for e.g. coaching) or with a hundred people. Wil je graag zaken bespreken in een gemoedelijke omgeving met sfeer en stijl? Dan bieden wij de juiste locatie. Voor een vergadering, training, conferentie of borrel zijn diverse ruimten beschikbaar en passende catering is mogelijk. Lunchen in de tuin is een optie, evenals een hackaton op zolder. Bovendien is ons pand zeer goed bereikbaar, zowel per eigen (Q-park aan de overkant) als per openbaar vervoer (7 min. lopen van Den Haag CS en tram 9 stopt voor de deur). Wij heten je graag welkom in ons monumentale pand tegenover het Malieveld. Zij het met twee personen (kleinere kamers zeer geschikt voor bijv. coaching) of met honderd man.

Make reservations for meeting in our monumental building. Boek nu een werkruimte of een vergaderzaal in ons monumentale pand. kivi.nl/zaalverhuur

Vooraf

Pancras Dĳk is hoofdredacteur van De Ingenieur.

Ingenieurs zonder titel

Niet elke technische specialist heeft een diploma

Geen taal zo mooi als het Nederlands, behalve af en toe het Engels, want daar kent men het woord engineer. Dat kan verwijzen naar een aan een technische hogeschool of universiteit geschoolde specialist, maar ook naar iemand zonder technisch diploma die evengoed bezig is met techniek of machines. Zo heeft een train engineer weinig met het ontwerpen van de trein te maken, maar hij of zij beschikt wel over de specialistische kennis om het gevaarte veilig van a naar b te rijden. En je kunt de Engelse variant - anders dan het woord ‘ingenieur’- ook nog eens als werkwoord gebruiken: to engineer is het ontwerpen, bouwen of onderhouden van een motor, machine of gebouw. Ook in Nederland duikt engineer steeds vaker op, als aanduiding van technische experts met óf zonder ingenieurstitel. ‘We hebben méér en diversere engineers nodig om duurzame toekomst vorm te geven’, schreef Thales-topman Gerben Edelijn laatst in een indrukwekkend opiniestuk in Trouw. Het woord ‘ingenieur’ kwam in zijn betoog niet één keer voor, hoewel het van a tot z over ingenieurs ging. Moeten we de naam van dit blad dan ook maar verengelsen? Dat gaat me veel te ver – het Nederlands is me lief, schreef ik al. Maar laten we ons wel wat meer het grote belang realiseren van al die uitstekende technisch specialisten zonder diploma van een technische universiteit of hogeschool. We hebben alle ingenieurs nodig, ook die zonder ir. of ing. voor hun naam. Onvrede over de term ‘ingenieur’ is overigens niets nieuws. Rederijker, geschiedschrijver en bestuurder P.C. Hooft kwam al in de zeventiende eeuw met een alternatief: vernufteling. Die benaming leeft voort in de jaarlijkse wedstrijd tussen ingenieursbureaus. U leest er uitgebreid over in dit nummer.

Op de cover

Duurzame, groene waterstof is schaars. Waar zetten we die voor in? ILLUSTRATIE : JOOST STOKHOF

PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

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 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)

RUBRIEKEN 36 | Inbox Reacties van lezers 37 | Zien & Doen Kaarten in Allard Pierson 40 | Eureka Airbagjeans en andere productontwerpen van morgen

4 | NIEUWS Prins Friso Ingenieursprĳs Collectieve warmtesystemen Vox Apolonia Bouwkunde TUD helpt slachtoffers

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 en donderdag van 9 tot 15.30 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 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. 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 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

55 | Uit de vereniging Hoe werkt een sleepboot op batterĳen? 60 | Voorwaarts Pervaporatie 56 | M E D I A 62 | Startup Albatrozz maakt windturbines efficiënter

Gids voor startups Doe zelf normaal Paved Paradise

PERSOONLIJK

Forum Groningen

46 | DRIVE Gerwin Smit werkt aan betaalbare handprothesen

COLUMNS

59 | Q&A Hans Schippers schreef over ingenieurs in oorlogstĳd 64 | Vragenvuur Ingenieur van het Jaar Jacquelien Scherpen

NR. 4 JAARGANG 135

APRIL 2023

BEELD : SHUTTERSTOCK

Waterstofrevolutie: hype of haalbaar? Wie op alle enthousiaste geluiden afgaat, moet wel denken dat groene waterstof dé sleutel is tot een succesvolle energietransitie. Maar is dat wel zo? Is hier sprake van een hype of brengt waterstof een duurzame toekomst daadwerkelĳk binnen handbereik?

22 | De Vernufteling

49 | Vuur en vlam

Maar liefst zeventien projecten van tien verschillende ingenieursbureaus dingen mee naar de Vernufteling. Welk project is het meest vernieuwend, geavanceerd en maatschappelĳk relevant? U kunt stemmen!

Dat Amsterdam eind zeventiende eeuw de Lichtstad werd genoemd, was te danken aan één man. Jan van der Heyden, vermaard kunstschilder, vond niet alleen de straatlantaarn uit, maar ook de brandspuit.

52 | ‘Het gaat om vertrouwen’ 32 | Digitaal gevoel Virtual reality wordt steeds realistischer, maar een zintuig dat tot nu toe goeddeels wordt gemist, is de tastzin. Haptische technologie moet daarin verandering brengen. BEELD : KIVI ( BOVEN ) ; UNIVERSITY OF CHICAGO

De schadeafhandeling van de aardbevingen moet milder, makkelĳker en menselĳker, concludeerde de enquêtecommissie. İhsan Bal, lector aardbevingsbestendig bouwen, is het daar mee eens. ‘Je wacht en je wacht, en intussen staat je leven stil.’ APRIL 2023 • DE INGENIEUR

xxxx p.22

xxxx p.23

xxxx p. 26

ONDER REDACTIE VAN JIM HEIRBAUT

xxxxx p.18

REDACTIE@INGENIEUR.NL

TU Delft ontwerpt voor slachtoffers Delftse bouwkundestudenten en -docenten ontwerpen noodopvang voor aardbevingsslachtoffers in Turkije en Syrië. Tekst: Pancras Dijk

Het dodental van de aardbeving die Turkije en Syrië in februari trof staat inmiddels op ruim 57.000. Talloze mensen zijn sinds de ramp aangewezen op noodonderkomens, maar daarvan zijn er niet voldoende. Een groep studenten van de TU Delft besloot hun kennis in te zetten om modulaire noodopvang te ontwerpen voor de aardbevingsslachtoffers. Het is moeilijk om niets te doen terwijl deze catastrofe zich voltrekt – dat is de gedachte achter het Syrian Turkish Architectural Recovery Team (START). De noodopvang zou voor jaren moeten meegaan – want de realiteit is dat getroffenen soms tot wel twintig jaar in zulke tijdelijke onderkomens bivakkeren, zegt begeleidend docent Job Schroën. Eind maart organiseerde het team een workshopweek, om medestudenten kennis bij te brengen over onder meer het getroffen gebied, de lokale bouwcultuur en aardbevingsbestendige constructies.

Ze kregen behalve van eigen docenten college van een Turkse psycholoog en van een expert in Syrische geschiedenis. Tegelijkertijd werkten de deelnemende studenten aan een ontwerp. Sommige groepjes richten zich op modulair bouwen met lichte materialen, andere hielden zich bezig met de wat grotere schaal van een wijk, weer andere bestudeerden bijvoorbeeld de regelgeving of de waterhuishouding in het getroffen gebied. Nu de projectweek voorbij is, worden de beste elementen uit de diverse ontwerpen samengevoegd, uitgewerkt en vertaald naar een model op ware grootte dat fysiek kan worden getest. De bedoeling is dat dit ontwerp op korte termijn ook daadwerkelijk wordt gerealiseerd in het getroffen gebied. ‘We hebben hier op de faculteit en de universiteit zoveel kennis in huis’, zegt Schroën. ‘Normaal gesproken is die georganiseerd in aparte vakken, maar het is heel mooi om te zien dat voor dit project iedereen van z’n eigen afdeling af komt om elkaar te helpen en iets te doen voor mensen in nood.’ Volgende maand in De Ingenieur: een interview met initiatiefnemer Meriç Kessaf.

Crispr-cas laat ziektekiemen oplichten Een Nederlands onderzoeksteam ontwikkelde een snelle test om ziektekiemen in patiëntmonsters te detecteren. Bij aanwezigheid van een ziekmakend virus licht het monster blauw op. De test is ontwikkeld door onderzoekers van de TU Eindhoven, het Rijnstate Ziekenhuis in Arnhem en de Fontys Hogeschool Eindhoven. De methode is succesvol getest op covid-19-patiëntenmonsters. Het team wil de techniek nu geschikt maken voor andere virussen en bacteriën, zodat de huisarts deze makkelijk en snel kan detecteren. (MtV)

Oproep: stop tijdelijk met trainen van AI Bedrijven zouden moeten stoppen met het trainen van de allernieuwste grote taalmodellen, totdat duidelijk is hoe de veiligheid van gebruikers kan worden gewaarborgd. Die oproep deed een groep wetenschappers, AI-deskundigen en ondernemers eind maart in een open brief. De reden is dat de nieuwste chatbots, zoals Bard, ChatGPT en Bing Chat, qua vaardigheden in de buurt komen bij wat mensen kunnen. Dat zou onaanvaardbare risico’s opleveren, omdat dan computers binnenkort zelf, bijvoorbeeld, kunnen hacken, afpersen en oplichten. (JH)

Lees het laatste technieknieuws op deingenieur.nl

DE INGENIEUR • APRIL 2023

foto ’ s : tu delft / marcel bilow ( links ) ; depositphotos

Van links naar rechts: runner-up Simone de Rijke, winnaar Jacquelien Scherpen, prinses Beatrix, publieksprijswinnaar Kerusha Lutchmiah, KIVI-directeur Miguel Delcour en KIVI-president Jacolien Eijer. foto : richard van hoek

Jacquelien Scherpen Ingenieur van het Jaar De Prins Friso Ingenieursprijs is dit jaar gewonnen door Jacquelien Scherpen, hoogleraar meet- en regeltechniek aan de Rijksuniversiteit Groningen. Tekst: Jim Heirbaut

Scherpen werd door een vakjury van KIVI verkozen tot Ingenieur van het Jaar 2023. Ze doet onder meer onderzoek naar samenwerkende robots en naar elektriciteitsnetwerken die zelfstandig bepalen waar op welk moment de stroom naar toe moet. ‘Ze behoort in haar vakgebied wereldwijd tot de meest toonaangevende wetenschappers’, schrijft de jury. Die prijst haar veelzijdigheid en inhoudelijke diepgang. Aan de Groningse universiteit is Scherpen een drijvende kracht achter het versterken en verbreden van het engineering-onderzoek en -onderwijs. Ze werkt intensief samen met bedrijven en zet ook nieuwe opleidingen op. De jury: ‘Ook zet ze zich in voor de zichtbaarheid van techniek in het algemeen,

onder meer door jongeren te enthousiasmeren voor het vak van ingenieur en door genderstereotyperingen ten aanzien van vrouwelijke ingenieurs te doorbreken. Zij is een rolmodel voor nieuwe generaties ingenieurs.’ Runner-up is Simone de Rijke, adviseur kunstwerken en teamleider parametrisch ontwerp bij ingenieurs- en adviesbureau Antea Group. Zij ontwikkelt digitale tools die betere ontwerpen mogelijk maken in de bouw en civiele techniek. Kerusha Lutchmiah is winnaar van de Publieksprijs. Zij werkte de afgelopen jaren bij ingenieursbureau Royal HaskoningDHV aan het monitoren van covid-19 in rioolwater, een belangrijke nieuwe manier om de verspreiding van de ziekte in de gaten te houden. Jacolien Eijer, president van KIVI, prees Lutchmiah om haar communicatieve vaardigheden. ‘We weten hoe belangrijk het is om vakgebieden met elkaar te verbinden en jij geeft daarin echt het goede voorbeeld.’ Voor de tweede keer werd op de Dag van de Ingenieur ook een studententeam

bekroond. De winnaar van deze KIVI Engineering Student Team Award is CORE Changemakers van de Technische Universiteit Eindhoven. Het team werkt aan oplossingen voor de circulaire economie. De studenten proberen het probleem van e-waste, het afval van elektronische

Engineering Student Team Award ging naar CORE Changemakers van de TU/e apparaten, te tackelen met innovatieve oplossingen. De winnaars werden 15 maart bekendgemaakt op de Dag van de Ingenieur, het jaarlijks terugkerende evenement dat KIVI dit jaar hield bij gastheer Boskalis in Papendrecht. De prijzen werd uitgereikt in aanwezigheid van prinses Beatrix, beschermvrouwe van KIVI. • APRIL 2023 • DE INGENIEUR

NIEUWS

Zuinig op zoet water

Zijn we steeds zuiniger op ons schaarser wordende zoet water? Het lijkt er wel op. In 2021 werd 7,3 miljard kubieke meter water onttrokken uit de bodem en uit meren en rivieren. Dat is ruim 4 procent minder dan een jaar eerder, zo blijkt uit recente data van het CBS. De gebruikte hoeveelheid zout water steeg juist, met 11,7 procent tot 6,6 miljard kubieke meter. Het zoute water wordt met name ingezet bij het koelen van energiecentrales; dat we minder zoet water gebruikten, was vooral te danken aan de nattere zomer. Met die zuinigheid zou het dus wel eens kunnen tegenvallen.

Watergebruik in Nederland

zout oppervlaktewater

grondwater

zoet oppervlaktewater

2021, in miljoenen m3

oppervlaktewater zout 6.612

drinkwater

energievoorziening 9.008

oppervlaktewater zoet 6.956 overig 4.445

grondwater 990

huishoudens 812 waterleidingbedrijven 1.295

landbouw 124

verliezen, niet gefactureerd, industriewater

Landbouw

Energie

Watergebruik in de landbouwsector, in miljoenen m3

Gebruik oppervlaktewater in de energiesector, in miljarden m3

De totale gebruikte hoeveelheid kraanwater in de landbouw (voor het schoonmaken van de stallen en als drinkwater voor het vee) bleef nagenoeg gelijk, maar voor irrigatie was na een aantal zeer droge zomers in 2021 veel minder water nodig.

drinkwater

grondwater

zoet oppervlaktewater

400

zoet oppervlaktewater

zout oppervlaktewater

’12

’16

12 10

300

200

6 4

100 0

Ook de energiesector is een grote waterverbruiker. Energiecentrales staan steeds vaker aan de kust, omdat ze daar kunnen worden gekoeld met minder schaars zout water.

2 ’12

’13

’14

’15

’16

’17

’18

’19

’20

’21

’13

’14

’15

’17

’18

’19

’20

’21

Ymke Pas/De Ingenieur/Bron: CBS

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Leidingen voor een warmtenet in de provincie Groningen. foto : andre hospers / cc by 4.0

Zes op de tien woningen kunnen van het gas af Warmtenetten kunnen een veel gro tere rol spelen in de verwarming van woningen. Dat blijkt uit Warming UP, een onlangs afgerond innovatie programma. Meer dan de helft van de Nederlandse woningen blijkt hiervoor al geschikt te zijn. Tekst: Jim Heirbaut

Een warmtenet of stadsverwarming is een netwerk van ondergrondse leidingen waar warm water doorheen stroomt voor verwarmingsdoeleinden. Dit is duurzamer dan een cvketel, mits de warmte uit duur zame bron komt. Op dit moment zijn zo’n 450.000 woningen op zo’n net aangesloten. Het innovatieprogramma WarmingUP werd opgezet om de aansluiting te versnel len van nog eens 750.000 extra woningen op een duurzaam collectief warmtenet in 2030. Aan het programma deden zestig partijen mee. Warmtenetten hebben niet altijd een goede naam gehad, maar dat imago lijkt snel te verbeteren, ziet programma directeur Frits Verheij van WarmingUP. ‘Uit recent onderzoek dat we deden onder gebruikers blijkt dat men het een complex proces vindt, maar dat de meeste mensen er erg tevreden over zijn.’ Mogelijk draagt

de oorlog in Oekraïne bij aan het idee dat er sneller goede alternatieven moe ten komen voor aardgas om woningen te verwarmen. ‘Daar vallen warmtenetten duidelijk ook onder.’ WarmingUP leverde een aantal nieuwe inzichten op. Zo blijken veel duurzame warmtesystemen technisch haalbaar te zijn én maatschappelijk aanvaardbaar. De belangrijkste conclusie is dat 60 procent van de Nederlandse woningen geschikt is voor lage temperatuurverwarming, met water van rond de 55 graden Celsius. Deze huizen zouden nu al kunnen over stappen op een warmtepomp of een andere duurzame energiebron, zoals aardwarmte of aquathermie, via een warmtenet. ‘Dat dit percentage zo hoog ligt, was nog niet bekend’, zegt Verheij. ‘De enige voorwaarde is dat er voldoende radiatoroppervlak in de woning is.’ Verder werd duidelijk dat aquathermie, het onttrekken van warmte aan opper vlaktewater, afvalwater of drinkwater, een groot potentieel heeft in ons land. Voor de grootschalige inzet van deze warmtebron – zowel voor nieuwbouw als voor bestaande bouw – zijn geen technische belemmerin gen meer. Ook brachten partners in WarmingUP het technisch potentieel voor aardwarmte,

het oppompen van warm water uit die pere aardlagen, in ons land beter in kaart. Warm water wordt nu nog maar op een beperkt aantal locaties gewonnen, veelal bij glastuinbouwbedrijven. Maar er blijken aanzienlijk meer gebieden geschikt te zijn voor geothermie. Voor een brede invoering van warmte netten is ook draagvlak onder bewoners nodig. Argumenten die vaak worden gebruikt om bewoners te overtuigen zijn lagere kosten en de maatschappelijke noodzaak van energietransitie en klimaat verandering. Onderzoekers van WarmingUP komen met andere argumenten waarvoor burgers mogelijk gevoeliger zijn: een warmtenet is veilig en gemakkelijk in gebruik. De bewoner hoeft geen cvketel meer te onder houden en heeft sneller warm water in vergelijking met een geiser. Een ander concreet resultaat van het programma is een Design Toolkit, waar mee ontwerpers grotere en complexere warmtenetten kunnen realiseren. Verheij: ‘Ze kunnen netwerken met verschillende warmtebronnen ermee doorrekenen. De software vertelt dan hoeveel warm water er kan worden geleverd en tegen welke kos ten. De tool is onmisbaar bij het ontwikke len van warmtenetten.’ • APRIL 2023 • DE INGENIEUR

NIEUWS

Baggerschip op vloeibaar aardgas Tekst: Pancras Dijk

Drukte op de Wilhelminakade in Rotterdam. Afgelopen maand werd daar de Vox Apolonia ten doop gehouden. De sleephopperzuiger is genoemd naar Apolonia Adriana Van Oord-Visser, de vrouw van bedrijfspionier Jac. G. van Oord en de eerste vrouw in de Raad van Commissarissen van baggerbedrijf Van Oord. De Vox Apolonia is het zusterschip van de Vox Ariane, vorig jaar gedoopt, en de Vox Alexia, die momenteel in Singapore wordt afgebouwd. Bijzonder is dat de drie schepen niet op diesel varen, maar op het efficiëntere en duurzamere vloeibaar aardgas (lng). Bovendien is het ontwerp geoptimaliseerd op een zo laag mogelijk energieverbruik. De CO2-uitstoot van de schepen blijft daardoor laag, stelt Van Oord. De pompen waarmee het schip binnen veertig minuten 10.500 kubieke meter zand kan opzuigen, zijn elektrisch en ook het rainbowen (het opspuiten van zand) gaat elektrisch en razendsnel: in een half uurtje is het beun (de laadruimte van een sleephopperzuiger) weer leeg. Klimaatverandering levert Van Oord veel werk op, zegt regiodirecteur Mark Roelofs. Het familiebedrijf is bijvoorbeeld betrokken bij de aanleg van windparken op zee en doet ook veel aan kustversterking, waarbij bouwen met de natuur belangrijker wordt. ‘Zelf proberen we ook schoner te werken’, zegt Roelofs. ‘In 2050 willen we net zero hebben bereikt’, ofwel geen broeikasgassen meer uitstoten. De aanschaf van de drie schepen past daarin. Wat de bouw van de drie schepen heeft gekost, wil het bedrijf niet zeggen. Hoewel het schip met een lengte van 128 meter lang en een breedte van 27 meter bepaald geen kleintje is, volstaat een bemanning van vijftien personen. De drie zusterschepen worden wereldwijd ingezet voor onder meer het aanleggen van havens, het uitdiepen van waterwegen en landaanwinningsprojecten. Voor haar eerste klus zette de Vox Apolonia na de doopplechtigheid koers naar Duitse wateren. 8

DE INGENIEUR • APRIL 2023

foto : van oord

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

NIEUWS

Een zoutbatterij voor thuis

GIESEN

Al jaren geldt het als een van de grote uitdagingen van de energietransitie: het tijdelijke opslaan van overtollige wind- of zonne-energie. Promovendus Jelle Houben van de TU Eindhoven ontwikkelde een zoutbatterij voor thuis, samen met collega’s van de universiteit en TNO in de spinoff Cellcius. Het apparaat heeft het formaat van een koelkast en is bedoeld om energie uit zonnepanelen op te slaan. Elektriciteit wordt daarbij eerst omgezet in warmte. In de zoutbatterij reageert een zouthydraat met waterdamp. De zoutkristallen nemen water op waarbij warmte vrijkomt, een aloude thermochemische reactie. De reactie kan worden omgedraaid door juist warmte toe te voegen en daarmee het zout weer te drogen. Door Houbens onderzoek kan deze batterij nu sneller open ontladen dan voorheen. Hij testte hiervoor diverse additieven, waarvan goedkope organische zouten zoals kaliumacetaat goed bleken te werken. Op 9 maart promoveerde hij op dit onderzoek. Onlangs begon een praktijkstudie: Cellcius en de Eindhovense woningcorporatie Trudo plaatsten de eerste zoutbatterij in een woonhuis. (MtV) •

GEKNIPT

‘Mijn leven is compleet veranderd. Ik ben een zeer passieve Twitteraar maar nu is het “Ben boven alles” en verschijn ik hoog in ieders tijdlijn. Ik ben ineens een influencer.’

‘Vraag een taalmodel NOOIT om informatie die je zelf niet kunt valideren, of om een taak uit te voeren waarvan je niet kunt nagaan of die correct is uitgevoerd.’

Podcastpresentator Ben van der Burg heeft geen spijt van zijn laatste aanschaf: een blauw Twittervinkje (BNR).

Datawetenschapper Kareem Carr van Harvard University heeft uitgebreid onderzoek gedaan naar grote taalmodellen (LLM’s) zoals Bard, GPT-4, GPT-3.5 en Bing, en deelt zijn belangrijkste aanbeveling (Twitter).

‘De lokale stationschef heeft er geen belang bij om steeds groter te worden – hij wil vooral dat het gesmeerd loopt.’ Journalist Tijs van den Boomen en fotograaf Theo Baart begrijpen wel dat het uitgerekend toenmalig Schiphol-baas Dick Benschop was die met het idee kwam om ongebreidelde groei in te ruilen voor geleidelijke groei (NRC).

‘NatLab was een broedplaats voor ideeën waar iedereen uit het bedrijf samenkomt. Nu wordt het bedrijf een soort inkoper van ideeën. Ik zag Philips in één keer veranderen van een leider in een volger.’ Hoogleraar Maarten Steinbuch (TU Eindhoven) betreurt Philips’ ‘dramatische’ besluit om de researchafdeling te ontmantelen (FD).

DE INGENIEUR • APRIL 2023

‘Iemand vroeg ooit aan Michael Faraday, “Wat is het nut van elektriciteit?” En hij zei: “Wat hebben we aan een pasgeboren baby?”’ DeepMind-oprichter Demis Hassabis zegt dat chatbots nog aan het begin staan, maar dat een algemene (breder inzetbare) AI uiteindelijk evenveel impact zou kunnen hebben als elektriciteit (Axios).

‘Ben je serieus over het belang van aandacht voor de klimaatcrisis, dan zet je als de wiedeweerga een centraal georganiseerd, gefinancierd en te pas en te onpas gepusht programma op voor keuzevakken, minors en masterprojecten – zoals dat voor AI dus ook gebeurt.’ De TU Delft speelt snel in op hippe onderwerpen, maar op klimaatgebied blijft het volgens docent Bob van Vliet trage stroop (Delta).

illustratie : matthias giesen

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp. Deze maand: Glenn Lyppens.

Gebruik collectieve tussenruimte niet als lapmiddel Stadswijken in wording, zoals Overhoeks in Een belangrijke voorwaarde voor het op lange Amsterdam en Merwede in Rotterdam, zetten zich termijn slagen van woonprojecten met collectiemet mooie beelden in de markt als ‘Het wonen van ve tussenruimten, is dat die gemakkelijk vanuit de toekomst’. Hierbij wordt de collectieve tussen- de woonadressen betreedbaar en toe-eigenbaar ruimte in de vorm van autovrije vergroende straten, zijn. Hierdoor gaan bewoners ze sneller als hun pleinen en binnengebieden ingezet als compensatie eigen (gezamenlijke) plek beschouwen. Ook is het zaak dat het stedenbouwkundige model een ontvoor de beperkte woonruimte. Daar is op zich niks mis mee. Als ze goed zijn snappingsroute biedt indien collectief beheer onontworpen, kunnen collectieve ruimten een kwa- haalbaar blijkt. Door de jaren heen verandert de litatieve aanvulling zijn op het private, en sociale samenstelling van een buurt en wijzigen de woonverbinding en betaalbaarheid faciliteren. Zoals ooit wensen. De gedeelde ruimte moet daarom verschilbij het baanbrekende Justus van Effencomplex in lende beheer- en samenlevingsvormen aankunnen. Rotterdam-Spangen, een groot arbeiderswoonblok Dat blijkt niet altijd evident. In de New Yorkse wijk uit 1922 waarvan de gestapelde maisonSunnyside ging dat bijnettes uitkomen op een binnenhof en voorbeeld mis. Oorsproneen ‘bovenstraat’. Er wordt niet altijd kelijk had deze wijk goed De bewoners plaatsten er van meet af goed nagedacht beheerde binnenhoven, aan bankjes en speeltoestellen voor de kinderen en maakten gebruik van geover het effect van maar toen de bewonerssamenstelling veranderde meenschappelijke badhuizen en andere gedeelde ruimten werden deze bijna allegedeelde infrastructuur. Een modermaal verkaveld in privénistisch begijnhof, als een dorpje in de op bewoners tuintjes. Zo’n evolutie is stad, dat tot op vandaag goed bewoond moeilijk omkeerbaar. Het is. Maar de vervagende scheidslijn tussen private en Justus van Effencomplex kon zich door zijn robuuspublieke ruimte kan de leefbaarheid ook verslech- te configuratie beter handhaven. Dat evolueerde van teren. Steeds vaker lijkt het doel niet om de kwaliteit een door een woningbouwvereniging beheerde pute verhogen, maar om maximale winst uit de be- bliek ruimte naar een eerder negatief bekeken gated schikbare ruimte te halen, en zijn de groene ruimten community, waarbij een vereniging van mede-eigetussen de ‘betaalbare’ kabouterwoningen slechts een naren de gemeenschappelijke delen beheert. Daarbij lapmiddel om het gebrek aan voldoende individu- is het niet uitgesloten dat de overheid die rol ooit ele woonruimte te verbloemen. Woningzoekenden weer op zich neemt: de poort is even snel verwijderd moeten door de weinig diverse markt steeds vaker als geplaatst. Of die beheer-inwisselbaarheid in een wijk als genoegen nemen met zo’n gekrompen eenheid gekoppeld aan gedeelde ruimte waarvan onvoldoen- Merwede is ingebouwd, zal blijken. Maar dat marde duidelijk is wie de eindverantwoordelijkheid (en keteers en beleidsmakers nu al op de kap van prachtig gerenderde collectieve tussenruimten betaalbaar eindafrekening) draagt. Ontwerpers, ontwikkelaars en beleidsmakers en kwaliteitsvol wonen in hoge dichtheid promoten, denken niet altijd goed na over het effect van ge- is beslist een reden om aandachtig te blijven. deelde ruimten op bewoners. Als men al kijkt naar eerdere ervaringen, is het vanuit de architectonische Glenn Lyppens is architect-onderzoeker bij invalshoek. Maar de sociaalpsychologische effecten POLO Labs. Hij promoveerde aan de Universizijn minstens zo belangrijk. Vooral als een hetero- teit Antwerpen op de relatie tussen de stedengene groep mensen de collectieve ruimte zelf moet bouwkundige structuur van collectieve tussenruimten en de gebruikspraktijk. beheren, dreigt ontploffingsgevaar. foto : jules august

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

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

Hype of haalbaar?

Zuinig aan met groene waterstof

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Impressie van een windpark op zee, met direct ernaast de elektrolyser die groene waterstof produceert. BEELD : SHUTTERSTOCK APRIL 2023 • DE INGENIEUR

WAT E R S T O F

‘Heilige graal’, silver bullet... Wie sommigen over waterstof hoort praten, denkt dat het gas dé oplossing is voor de energietransitie. Maar ís dat wel zo? Is die waterstofeconomie een hype of is ze haalbaar? ‘Waterstof zou een middel moeten zijn, geen doel op zich.’ Groningen krijgt een hydrogen valley, Rotterdam wil Eu ropa’s hydrogen hub worden, Limburg heeft zijn Water stof Coalitie, Arnhem stimuleert rijden op waterstof, Shell zet op de Maasvlakte de grootste waterstoffabriek van Europa neer. Het houdt niet op. Wie kranten en vak bladen leest, krijgt de indruk dat heel Nederland wordt volgebouwd met waterstoffabrieken en installaties. Nederland ís ook voortvarend aan de slag gegaan met waterstof. In NoordNederland rijden bussen op water stof; ProRail testte er met succes een waterstoftrein. Er lopen verschillende proefprojecten waarbij waterstof in plaats van aardgas woningen verwarmt. Misschien kan Nederland wel de gasrotonde van Europa worden, maar dan niet met aardgas, maar met zijn ‘duurzame vervan ger’ waterstof. Bij dit alles is de vraag: is waterstof in elk van deze scenario’s wel de duurzaamste oplossing? Waterstof adepten willen het gas inzetten voor bijna alle toepas singen, maar hoe zinvol is dat? ‘Wij vinden dat waterstof

DE INGENIEUR • APRIL 2023

geen doel op zich moet zijn, maar een middel om de CO2uitstoot te verlagen en later te elimineren’, zegt Len nart van der Burg, waterstofexpert van TNO. De waterstofladder Eén ding is op dit moment zeker: er is nog nauwelijks waterstof dat op een duurzame manier is gemaakt. En het is duur. Uit die schaarste komt de Waterstofladder van Natuur & Milieu voort. Die laat van mogelijke toe passingen van waterstof zien of er meer of minder alter natieven beschikbaar zijn. Groen licht wil zeggen: doen, want er is geen alterna tief voor waterstof; rood betekent dat er goede alternatie ven zijn en het zonde is om de schaarse groene waterstof voor deze toepassing te gebruiken. De overgangskleuren zijn alle stappen ertussenin. Waar is het inzetten van waterstof handig, waar is het zinloos of verspillend? De Ingenieur onderzoekt vijf be langrijke toepassingen en zet ze op de Waterstofladder.

bron waterstofladder : natuur & milieu

Industrie: hogetemperatuurwarmte

Hier is brede overeenstemming over, zegt Ernst Worrell, hoogleraar energy, resources & technological change aan de Universiteit Utrecht: processen die zeer hoge temperaturen (1000 graden Celsius of meer) vragen in de industrie zijn vaak moeilijk te elektrificeren, enkele uitzonderingen daargelaten. ‘De glasproductie blijkt zonder waterstof te kunnen’, zegt Worrell. ‘Ook lopen er proeven met een elektrische kraker van koolwaterstoffen.’ Maar voor andere processen is waterstof een geschikte oplossing om die hoge temperatuur te bereiken zonder dat nog steenkool of aardgas hoeft te worden verbrand. Het schoolvoorbeeld voor deze categorie is het produceren van staal. Bedrijven in Duitsland en Zweden waren de eerste die met waterstof aan de slag gingen om hun processen te verduurzamen. Het bestaande proces voor het maken van ijzer uit ijzererts – met cokeskolen – vervangen ze door een proces waarbij waterstof wordt verbrand. Tata Steel in IJmuiden heeft relatief laat de draai gemaakt. Pas in 2021 besloot het om ook dit duurzamere pad in te slaan.

In ons land lopen verschillende proefprojecten waarbij waterstof woningen verwarmt met speciale cv-ketels. ‘Het is gewoon onzin, huizen verwarmen met waterstof vanuit energetisch perspectief ’, zegt Worrell stellig. ‘Neem een kilowattuur aan stroom en gebruik dat om met elektrolyse waterstof te maken. Dan is met die waterstof 0,6 kilowattuur aan warmte op te wekken. Stop je diezelfde kilowattuur in een warmtepomp dan heb je drie tot zes kilowattuur aan warmte aan het huis kunnen toevoegen.’ Die extra kilowatturen onttrekt een warmtepomp aan de buitenlucht, of aan de bodem. ‘In de wetenschap zie je op dit punt overeenstemming ontstaan, maar in het bedrijfsleven is men nog niet zover. Daar gaat dit idee nog even door, onder invloed van de gasindustrie.’ Best voorstelbaar: voor bedrijven die gewend zijn ketels op aardgas te produceren, of een gasleidingennetwerk te onderhouden, is waterstof een aantrekkelijker vooruitzicht dan elektrificatie van de verwarming van woningen. ‘Maar het elektriciteitsnet moet toch flink uitbreiden’, zegt Worrell, ‘dan kun je net zo goed het verwarmen van huizen daarbij meenemen.’ Enige relativering komt van Fokko Mulder, hoogleraar materials for integrated energy systems aan de TU Delft. ‘Wat te doen in de winter? De zon schijnt dan nauwelijks en de wind kan dat niet compenseren.’ Het antwoord is waterstof. Verwarmen met waterstof gaat efficiënter door er met een brandstofcel stroom van te maken. Die drijft dan in de woning een warmtepomp aan voor de verwarming. De crux: doe dit lokaal en dan kun je de warmte die ontstaat bij alle omzettingen ook nuttig gebruiken in een lokaal warmtenet.’

▼

Industrie: waterstof als grondstof

Verwarming van gebouwen

Kunstmest is essentieel voor het op grote schaal produceren van voedsel. Bedrijven die kunstmest produceren kunnen niet zonder waterstof. Daarvoor gebruiken ze nu nog grijze waterstof, gemaakt uit aardgas, maar ze zullen over moeten naar groene waterstof. Yara in het Zeeuwse Terneuzen is de bekendste kunstmestproducent. Maar ook raffinaderijen gebruiken waterstof als grondstof, evenals producenten van chemicaliën.

ILLUSTRATIES : JOOST STOKHOF

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

WAT E R S T O F

Vervoer: trein, auto, vrachtwagens en schepen

In de transportsector geldt waterstof ook al enige jaren als een kansrijke energiedrager. Zo rijden in Duitsland treinen op waterstof. Het Duitse spoor kent hele baanvakken zonder bovenleiding en daar rijden nog zo’n vierduizend dieseltreinen, met de bijbehorende uitstoot van CO2 en vieze dampen. In 2018 werden in Noord-Duitsland de eerste treinen met waterstof aan boord getest die via brandstofcellen elektriciteit genereren voor de aandrijving. Vorig jaar nam het vervoersbedrijf daar veertien waterstoftreinen van fabrikant Alstom in gebruik voor de dienstregeling. Eenzelfde type trein reed begin 2020 testritten tussen

Kleurenbingo Bruine waterstof

is gemaakt van steen- of bruinkool.

Grĳze waterstof

is gemaakt uit aardgas (methaan, CH4). Hier komt veel CO2 bĳ vrĳ. 99 procent van alle waterstof in ons land is nu nog grĳs.

Blauwe waterstof

is hetzelfde als grĳze waterstof, maar de CO2 wordt grotendeels afgevangen en ondergronds opgeslagen. Een duurzame eindoplossing is dat niet.

Turquoise waterstof

is gemaakt van aardgas dat door een gesmolten metaal wordt geleid, waarbĳ waterstofgas vrĳkomt en vaste koolstof wordt gevormd. Die stof is nuttig te gebruiken in de industrie.

Paarse/roze waterstof is gemaakt met stroom van kerncentrales. Er komt

geen CO2 bĳ vrĳ, maar levert wel kernafval op. Groene waterstof

is de enige werkelĳk duurzame manier om waterstof te produceren. Duurzaam opgewekte elektriciteit gaat naar een fabriek vol elektrolysers, die water ontleden in zuurstof en waterstof.

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Leeuwarden en Groningen. Intussen is het de vraag of waterstof hier wel een slimme oplossing voor is. Een hele wagon wordt ingenomen door de brandstofcellen en de gastanks, en daar kunnen geen passagiers zitten. Ook is die waterstofwagon extra zwaar, wat slijtage veroorzaakt van wielen en rails. Daarom zijn vorig jaar in Oost-Nederland de eerste tests uitgevoerd met een ‘batterijtrein’, waar dit keer accupakketten de diesel vervangen. Personenauto’s op waterstof blijven waarschijnlijk een zeldzaamheid. Elektrische auto’s met een accupakket erin voldoen prima en worden nog steeds goedkoper. Voor het milieu is een elektrische auto ook beter dan een op waterstof, berekenden onderzoekers van CE Delft in 2020. Bij het gebruik van waterstof gaat immers energie verloren; zowel bij de productie als wanneer het in de brandstofcel stroom opwekt. De waterstofauto is dus veel minder efficiënt. Bij de tussenstappen van windturbine naar draaiende wielen is het verlies veel beperkter. Een batterijauto komt met dezelfde hoeveelheid (duurzaam opgewekte) stroom daarom bijna drie keer zo ver. Waterstof is wel geschikt voor wegtransport over langere afstand. In een elektrische truck of bus zijn zoveel accupakketten nodig dat ze te veel ruimte afsnoepen van het laadruim. Plus: waterstof tanken gaat veel sneller dan opladen. Vrachtwagens die Europa doorkruisen, bussen die steden verbinden en zelfs streekbussen op waterstof lijken dus een goede oplossing. Lastig is dat ons land nog maar veertien tankstations voor waterstof telt. En die zijn lang niet allemaal geschikt voor vrachtwagens. Tegelijk wordt duidelijk dat puur elektrische aandrijving van vrachtwagens sneller in prijs daalt dan men eerder dacht, zegt Van der Burg. Ook neemt de energiedichtheid van accu’s nog steeds toe, zodat ze FOTO : SHUTTERSTOCK ; ILLUSTRATIES : JOOST STOKHOF

Omdat Nederland in de toekomst zijn elektriciteit vooral zal opwekken met zonnepanelen en windturbines, moet er een vorm van energieopslag komen. ‘Dag- en nachtopslag moet met batterijen te doen zijn’, zegt Fokko Mulder. ‘Die zijn erg geschikt om vaak op te laden en te ontladen. Voor seizoensopslag zijn batterijen te duur.’ Daar komt waterstof om de hoek kijken, of andere moleculen met waterstof erin, waarmee ook grote hoeveelheden energie voor langere tijd op te slaan zijn; een bekende is ammoniak. ‘Dat lijkt me de beste optie. Bedrijven hebben al ervaring met ammoniak, ze weten hoe ze het veilig moeten opslaan. Neem Yara, dat grote hoeveelheden ammoniak maakt voor de productie van kunstmest. Deze industrie kent tanks met honderdduizend ton ammoniak erin, dat is 625 gigawattuur aan energie.’ Wanneer windparken en zonneweiden te weinig stroom opwekken, wordt ammoniak ingezet: met brandstofcellen of door het te verbranden in gasturbines. ‘Het Japanse Mitsubishi zet daar stevig op in. Ammoniak is puur te verbranden, maar ook gemengd met waterstof.’ Uit modelberekeningen van Mulder blijkt dat in een duurzame toekomst zo’n 30 procent van het wereldwijde energieverbruik via opslag in moleculen zal gaan. ‘Vergeleken met ammoniakproductie uit aardgas, dat is nu zo’n 1,5 procent, wordt dat dus twintig keer zoveel. Dat lijkt heel veel, maar dat is nog te overzien; met andere technieken zou die toename nog veel groter zijn.’ Een andere optie om enorme hoeveelheden energie op te slaan is door waterstof in zoutcavernen of oude gasvelden te injecteren onder druk. Dat wil Gasunie op kleine schaal doen in het Groningse Zuidwending met het project HyStock. ‘Dat vraagt nog de nodige studies naar de kosten van deze aanpak, de zuiverheid van de waterstof na opslag en de veiligheid’, zegt Mulder. De opslag van energie in moleculen is niet alleen nodig om in de winter extra elektriciteit te kunnen opwekken, maar is ook onmisbaar vanuit economisch perspectief, zegt Mulder. ‘Binnen afzienbare tijd kunnen windparken en zonneweiden hun stroom niet meer direct kwijt; hun afzetzekerheid en leveringsprijs komen dan in het geding. Een bedrijf dat een windpark wil bouwen, zorgt dus wel dat het er ook energieopslag naast zet. Want alle windparken produceren maximaal stroom als het hard waait, tegen een lage prijs. Dankzij die opslag kan een producent van windstroom later leveren tegen een rendabele prijs.’ Deze aanpak is terug te zien in de praktijk. Het Duitse RWE gaat bij Hollandse Kust West windturbines neerzetten (760 megawatt) en koppelt die aan zeshonderd megawatt aan elektrolysers op de kust.

▼

minder volume innemen. ‘Elektrisch heeft voordelen boven waterstof. Een truck met accupakket is goedkoper en er hoeft geen hele waterstofinfrastructuur te worden aangelegd. Het is erg duur en energie-intensief om het gas te comprimeren tot zevenhonderd bar; zo’n compressie-installatie is de grootste kostenpost van een waterstoftankstation.’ Voor grote schepen lijkt ammoniak (NH3), een manier om waterstof op te slaan, hoge ogen te gooien. Het spul is vrij schoon te verbranden (zie ook 5 Energieopslag), heeft een hogere energiedichtheid dan waterstof en heeft minder koeling nodig dan vloeibare waterstof. De synthese van ammoniak kost minder energie dan van methanol of methaan. Ammoniak is dan ook een geschikte brandstof voor op schepen, zeggen experts. ‘Verbranden kan net zo efficiënt zijn als het in een brandstofcel stoppen. Maar de technologie is nog aan het uitkristalliseren’, zegt hoogleraar Mulder van de TU Delft. Nóg een grote sector die vermoedelijk een beroep gaat doen op de schaarse groene waterstof is de luchtvaart. ‘Die sector is lang buiten schot gebleven, maar moet nu ook overstappen naar duurzamere brandstoffen’, zegt Van der Burg. Een veelbelovende is synthetische kerosine: een brandstof die chemisch gezien erg lijkt op fossiele kerosine, maar die is gemaakt door chemische reacties van CO2 met waterstof. De CO2 wordt dan uit biomassa of uit de lucht gehaald – wat nu nog erg duur en energie-intensief is. Alternatief is afvangen bij puntbronnen (fabrieksschoorstenen), maar dit is CO2 van fossiele oorsprong en die bron valt op termijn weg. Mogelijk kunnen middelgrote vliegtuigen op pure waterstof vliegen, maar het onderzoek daarnaar staat nog in de kinderschoenen.

Energieopslag in moleculen

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

WAT E R S T O F

Nederland geldt als aardgasrotonde, een doorgeefluik van aardgas. Nu de Groningse aardgaswinning wordt afgebouwd en we stoppen met gas uit Rusland, denken sommigen dat Nederland de ‘waterstofrotonde’ van Europa kan worden. De leidingen liggen er toch al.

Fabrieken bouwen Tot nu toe is er in de wereld nog erg weinig capaciteit (één gigawatt alles opgeteld) aan elektrolysers geinstalleerd. Dat gaat snel veranderen, want alleen al in Nederland zijn er tal van plannen om waterstoffabrieken te bouwen. In Delfzijl een, in Rotterdam komt een grotere en Amsterdam heeft vroege plannen voor een fabriek van vijfhonderd megawatt. ‘Veel van de projecten zitten tussen de 100 en 250 megawatt. De eerste projecten gebruiken nog subsidie van de overheid, net zoals dat met de eerste windparken ging’, vertelt Mulder. Het elektriciteitsnet moet ook worden uitgebreid, en daarbij moet je goed bedenken waar je een elektrolyser neerzet, denkt Mulder. ‘Het is logisch om die waterstof te gaan produceren vlak naast de bron van groene stroom. Dan zijn er minder kabels nodig.’ Op land dus, waar de dikke kabel van een offshore windpark de kust bereikt. Maar er zijn ook bedrijven die bij het windpark zelf meteen waterstof willen gaan produceren. Dat stroomt dan door bestaande pijpleidingen naar land, zodat er geen dikke stroomkabels

Zĳn aardgasleidingen geschikt? Een punt dat voorvechters van de waterstofeconomie vaak aandragen is dat het gas kan worden gedistribueerd door het bestaande netwerk van leidingen. Aardgas eruit, waterstof erin.Maar zo eenvoudig is het niet. Waterstof is lichter en gedraagt zich anders bĳ kleppen en in compressoren, zegt Lennart van der Burg van TNO. ‘Die componenten moeten dus worden vervangen.’ Verder kunnen, zonder de juiste maatregelen, waterstofatomen binnendringen in het staal en dat brosser maken. ‘Verder moet alles goed worden geïnspecteerd, zowel in de pĳpleiding als bĳ de eindgebruiker, want veel ervaring is hiermee nog niet opgedaan.’ De enige echte testcase is een twaalf kilometer lange leiding tussen de bedrĳven Dow en Yara in Terneuzen, die in 2018 in gebruik is genomen. Een probleem bĳ het herbestemmen van oude aardgasleidingen is vervuiling. Gaat waterstof stromen door een pĳp die eerder voor aardgas is gebruikt, dan zal er altĳd wat verontreiniging loskomen, zegt 18

Van der Burg. ‘Verkennend onderzoek suggereert dat waterstof van slechts 98 procent zuiverheid haalbaar is. Goed genoeg om te verbranden, maar niet schoon genoeg voor in een brandstofcel. Als verontreinigingen zĳn verwĳderd, kan de zuiverheid van waterstof omhoog en dat is wenselĳk voor eindgebruikers en groene waterstofproducenten.’ Een probleem dat nog niet veel aandacht krĳgt, is het weglekken van waterstof, het kleinste molecuul dat er is. Dat vormt niet alleen een probleem omdat een kostbaar gas verloren gaat, maar ook omdat waterstof indirect bĳdraagt aan het broeikaseffect: waterstof vangt OH-radicalen weg en zorgt er zo voor dat broeikasgassen langer in de atmosfeer blĳven hangen. ‘Er is weinig onderzoek gedaan naar het weglekken van waterstof in grote systemen’, zegt Van der Burg. ‘Is de lekkage over de hele keten 1 of 10 procent? We weten het niet. Dat heeft meer aandacht nodig, bĳvoorbeeld door monitoring van de verliezen verplicht te stellen.’

DE INGENIEUR • APRIL 2023

hoeven te worden aangelegd. ‘Deze aanpak baart mij wel zorgen’, zegt Worrell. ‘De zee is met al dat zout bepaald geen vriendelijke omgeving voor elektrolyseapparaten. Hoe lang gaan de cellen in die stacks mee in deze vijandige omgeving?’ Ook met het produceren van elektrolysers gaan Nederlandse bedrijven zich bezighouden. Sterker nog, ze willen er in de wereld mee vooroplopen, vertelt Mulder. Bedrijven en kennisinstellingen hebben diverse aanvragen gedaan bij het Groeifonds – enkele zijn zelfs al toegekend – om een elektrolyserindustrie op te zetten. ‘Deze sector staat nog aan het begin. Het is nu nog open wie de winnaars worden. We willen straks niet afhankelijk zijn van buitenlandse apparaten’, aldus Mulder. Zelf bedacht hij de technologie achter de Battolyser, een combinatie van een batterij en een elektrolyser. De eerste fabriek daarvoor komt in Rotterdam en wil eind 2024 van start gaan. Economie Groene waterstof is nu nog duur (meer dan tien euro per kilogram) en zal dat nog wel een tijdje blijven. Welke trends laten die prijs dalen? Hoogleraar Worrell ziet er drie: de prijs van elektrolyseapparaten, de efficiëntie van dat proces en de prijs van groene stroom. ‘Die apparaten zijn nu nog duur om te maken, onder meer door de materialen die erin zitten.’ Ook worden ze vaak nog met de hand gemaakt. In de toekomst zal de prijs dalen dankzij automatisering van het maakproces. Van der Burg van TNO verwacht dat de prijs voor elektrolysers tot 2030 daalt van anderhalf tot twee miljoen euro per megawatt opwekkingsvermogen naar drie- tot vijfhonderdduizend euro per megawatt. ‘De economies of scale moeten hun werk nog gaan doen.’ Verder is de efficiëntie van een elektrolysecel nog laag, zegt Worrell. ‘Rond de 60 à 70 procent. Door onderzoek en ingenieurswerk kan dat beter. Experts denken dat 80 of 85 procent haalbaar is.’ Dan produceert dezelfde hoeveelheid stroom veel meer waterstofgas. Maar veruit de belangrijkste factor is de stroomprijs, zegt Worrell. Die is hoog, maar daalt vermoedelijk naarmate er meer windparken en zonneweiden worden aangesloten. ‘Maar die grote overschotten aan groene stroom waarvan sommigen dromen, vergeet het maar’, zegt Worrell. ‘Het is simpele economie. Investeert een bedrijf in een windpark, dan wil het er ook wel een ILLUSTRATIES : JOOST STOKHOF ; SHELL

beetje aan verdienen. Levert een park te vaak stroom tegen bodemprijzen, dan is het investeren niet meer interessant en komen er geen nieuwe windparken meer bij.’ Die puzzel is niet eenvoudig op te lossen. Er komt steeds minder vaak goedkope elektriciteit beschikbaar, stelt Worrell. ‘Daarom denk ik dat er een grens is aan de prijs van groene waterstof. Die zal zeker niet laag liggen. Vanwege efficiëntieverliezen in de keten blijft het gewoonweg altijd goedkoper om elektriciteit direct te gebruiken.’ En zo blijft de conclusie: gebruik groene waterstof verstandig, want het is duur en erg veel is er niet van. De meeste experts zijn het erover eens dat elektrolyse niet een proces is dat alleen zou moeten draaien wanneer de zon fel schijnt (of het hard waait) en er duurzame stroom over is. Nee, een fabriek vol dure elektrolysers moet vaak en veel draaien om rendabel te zijn. Daarbij is het goed om te weten dat een elektrolyser behalve elektriciteit tegelijk ook warmte en zuurstof produceert. Zet een elektrolysefabriek dus neer op een plek waar die twee zaken meteen nuttig kunnen worden ingezet en de businesscase wordt aantrekkelijker. Neem het voorbeeld – op kleine schaal – van een rioolwaterzuiveringsinstallatie die zowel de gevormde waterstof als de zuurstof als de warmte kan gebruiken in haar processen. Waterstoflobby De waterstofeconomie staat pas aan het begin, met plannen op de tekentafel en nog geen grote fabrieken die groene waterstof produceren. Ook wordt duidelijk dat niet alle sectoren met het gas zullen gaan werken, wat sommige bedrijven ons voorspiegelen. Waterstof gaat een rol spelen, maar hand in hand met elektriciteit en die laatste lijkt de hoofdrol voor zich te gaan opeisen. ‘Maar dat kan alleen maar als die elektriciteit er 24 uur per dag, 365 dagen per jaar is. En daarvoor zorgt de opslag van waterstof ’, zegt Mulder. Intussen blijft een lobby waterstof pushen. Sommige bedrijven hebben belang bij een zo breed mogelijke uitrol van waterstof in toepassingen en energiedragers. En dus lobbyen zij richting de politici die beslissingen nemen. Zo werd de Delftse vakgroep van ‘waterstofhoogleraar’ Ad van Wijk vanaf 2016 vijf jaar lang stilletjes deels gefinancierd door Netbeheer Nederland, de belangenorganisatie van netbeheerders. Dat ontdekte het Financieele Dagblad. Die lobby is wel goed voorstelbaar. Wie een groot netwerk van gasleidingen heeft liggen, zegt gemakkelijker ‘Daar kunnen we nog wel iets nuttigs mee’ dan ‘Ruim maar op.’ Bedrijven die decennialang met fossiele brandstoffen hebben gewerkt, zien in waterstof een handige opvolger, waarmee ze nog een tijd lang uit de voeten kunnen. Of zoals een medewerker van Shell het op een congres verwoordde: ‘Wij zijn een moleculenbedrijf, daarom is waterstof ook zo interessant voor ons.’

Directe verbranding of de brandstofcel? Uit waterstof is op twee manieren energie te halen: met een brandstofcel die er elektriciteit van maakt met water als restproduct of door het te verbranden in een gasturbine of motor. In het vervoer – vrachtwagens, schepen – wordt veel verwacht van de eerste route, maar er vindt ook onderzoek plaats naar de tweede: directe verbranding. Rolls-Royce testte onlangs een vliegtuigmotor op waterstof. Ook truckbouwer DAF experimenteert met directe verbranding, samen met TNO. ‘Direct verbranden van waterstof is nu nog goedkoper en het gas hoeft niet zo zuiver te zĳn’, zegt Lennart van der Burg van TNO. ‘Voordeel is ook dat de industrie al gewend is te werken met verbranding in motoren. Toch denk ik dat het aanpassen van motoren voor waterstof een tĳdelĳke oplossing is. De eindoplossing is de brandstofcel die stroom genereert. Dat

is efficiënter en schoner, want daarbĳ komen helemaal geen schadelĳke stoffen meer vrĳ. Bĳ directe verbranding resteert nog een beetje NOx. Zo’n brandstofcel moet wel zuivere waterstof hebben en die is duurder. Maar de markt groeit snel en de prĳzen dalen.’ Bepaalde gasturbines halen een vergelĳkbare efficiëntie als brandstofcellen, zegt Mulder. Directe verbranding kan haar waarde hebben daar waar soms een heel groot vermogen nodig is, bĳvoorbeeld in de scheepvaart. Van der Burg: ‘Een groot schip vraagt soms een vermogen dat een brandstofcel plus accupakket niet makkelĳk kan leveren. Voor een vrachtwagen lĳkt die combinatie juist wel weer voldoende. Onder waterstofexperts loopt die discussie nog: wanneer kies je voor directe verbranding en wanneer voor de brandstofcel of wanneer batterĳ-elektrisch.’

Ondanks de sterke lobby lijkt Brussel in te zien dat groene waterstof niet altijd dé oplossing is, maar slim en strategisch moet worden ingezet, zegt Worrell. Mulder vult aan: ‘De discussie zou moeten zijn: wat heeft het energiesysteem van de toekomst nodig om altijd te kunnen draaien, zonder CO2-uitstoot en tegen minimale kosten? Vaak wil men dan kiezen voor helemaal het ene of het andere, maar het wordt een mix van de vraag aanpassen en van elektriciteit opslaan in accu’s, moleculen en warmte. •

Impressie van de waterstoffabriek die Shell op de Maasvlakte gaat bouwen.

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

200 MET RUIM EVERS OP G TOPWERK

HÉT CARRIÈREEVENEMENT VOOR STUDENTEN, STARTERS EN (YOUNG) PROFESSIONALS

• 80 + WORKSHOPS • CV CHECK • LINKEDIN FOTOGRAFIE • OPTREDENS VAN O.A.

EMMA HEESTERS & FLEMMING!

Möring

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

Online bestellen De set lijmklemmen kwam in een fijn koffertje met Ik moet een briefje in mijn doos met ‘Belangrijke Documenten’ leggen om alles te verklaren: ‘Ik was een rode handgreep en metalen sluitingen. ‘Weer een koffertje?’, zei mijn vrouw, die op de een niet goed in online bestellen.’ Als bewijs kan ik aanvoeren dat in mijn kledingof andere manier het idee heeft dat ik die spullen kast twee broeken liggen die ik vol goede hoop liet voor mijn plezier koop. ‘Van de Lidl’, zei ik, om duidelijk te maken dat ik komen om te ontdekken dat ze veel te kort waren. De goede maat, maar op de een of andere manier is er wel degelijk op de kleintjes let. Ik ben sinds een maand of wat lid van de Lidl, wat in het kledingatelier in Vietnam iets misgegaan met betekent dat ik de app op mijn iPad heb geïnstal- het tailleren van de pijpen. Of het is mode, dat kan leerd en nu elke week kijk wat nog meer goedkoop is. natuurlijk ook. Hoe dan ook: ik kon het online niet Daarbij gesteund, moet ik zeggen, door het enthousi- zien en nu liggen ze hier al vijf jaar ‘nieuwe broek’ aste advies van andere knutselaars en doe-het-zelvers te wezen. ‘Je kunt dingen terugsturen, pap’, zegt mijn dochop internet die hoog opgeven van de prijs-kwaliteitverhouding. Wie ben ik dan om niet nog een koffer- ter, die alleen maar online koopt. Ik weet het, maar dat maakt zo’n ondankbare tje te kopen? Het was wel erg klein. Kleiner dan ik had verwacht. indruk. Ik heb zelfs in fysieke winkels al moeite om Toen ik het opende begreep ik waarom. Zelden in iets niet te kopen als ik het heb gepast. Ze hebben mijn leven als man met twee rechterhanden zulke het voor je uit het rek gehaald, of erger nog: uit het magazijn. ‘Het laatste exemplaar, ik moest er voor kleine lijmklemmen gezien. op een hele hoge ladder ‘Schattig!’, zei mijn vrouw. klimmen en ik bloed nu Ik gromde wat. Schattig, miseen beetje omdat ik ben schien. Maar wat moest ik er mee? gevallen.’ En dan kom De inhoud van dit koffertje leek Wat moet een ik in het pashokje tot de me meer iets voor de inventieve mens met zulke conclusie dat dit het niet BDSM-beoefenaar. is? Nee. Dus ik kom thuis Wat heb je gekocht, schat? kleine lĳmklemmen? met spullen die ik nooit Tepelklemmen van de Lidl! draag en die mijn dochHet werkstuk dat ik met die ter dan weer vermaakt klemmen vast wilde zetten was zodat zij er iets aan heeft. Het is circulair, maar dan groter dan het koffertje. anders. ‘Wist je dat ze zo klein waren?’, zei mijn vrouw. Het leven is er niet makkelijker op geworden sinds Ik schudde mijn hoofd. Het was een geval van ‘het oog is groter dan de maag’ geweest, zoals wel vaker mijn moeder niet meer met mij naar de kleermaker als ik iets online bestelde. Ik heb potjes verf laten gaat. Dat is wel heel erg lang geleden en daar gingen komen waarmee je net een Dinky Toy kunt lakken, we trouwens alleen heen omdat ik als kind model maar niet de stoel die ik onderhanden wilde nemen. was. Aan het begin van elk modeseizoen showde Overigens is het tegenovergestelde ook gebeurd. Zo ik de nieuwe jongenskleding, op een plankier, voor zit ik hier nog altijd met twee enorme zakken car- een zaal van verrukte dames die ook wel zo’n modelnaubavlokken, terwijl ik een paar houten objectjes jongetje hebben wilden. Ik heb een oplossing voor het probleem. Winkels wilde waxen. Als ik ooit het loodje leg en mijn kinderen het huis komen uitruimen, kunnen ze geen zouden naast elk artikel een object moeten leggen chocola maken van de nalatenschap. ‘We hebben waarvan iedereen de grootte onmiddellijk herkent, hem niet echt gekend’, zullen ze zeggen. En: ‘Wat iets dat altijd dezelfde maat heeft. Een banaan? Ik ging er in hem om?’ Of misschien: ‘Hij was net zo voel er wel iets voor om de banaan tot universele raar als we altijd al dachten. Wat moet een mens met maat voor digitale aankopen te maken. Knollen en twee kilo carnaubavlokken en zulke kleine lijmklem- citroenen kan ook, maar ik denk dat de middenstand daar weinig voor voelt. men? Zou hij aan BDSM hebben gedaan?’ FOTO : HARRY COCK

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

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

B U R E A U : ABT P R O J E C T: HoutKern Bouwmethode

Bouwen met houten kubussen

17 projecten, tien bureaus, twee prĳ zen

Wie wint De Vernufteling 2023? Om het vaak baanbrekende en altĳd belangrĳke werk van ingenieursbureaus de aandacht te geven die het verdient, organiseert branchevereniging Koninklĳke NLingenieurs in samenwerking met De Ingenieur jaarlĳks de verkiezing van het meest innovatieve ingenieursproject. Voor De Vernufteling 2023 zĳn liefst zeventien projecten ingezonden door tien verschillende ingenieursbureaus. Dit jaar voor het eerst mochten niet alleen leden van de branchevereniging een project indienen, maar stond de verkiezing open voor alle Nederlandse ingenieursbureaus. Elk vernieuwend, technologisch geavanceerd of baanbrekend project met een duidelĳke maatschappelĳke relevantie kon worden ingezonden. De jury bestond dit jaar uit Annemieke Nĳhof (directeur Deltares), William van Niekerk (directeur TKI Bouw en Techniek), Willemien Bosch (directeur Koninklĳke NLingenieurs) en Pancras Dĳk (hoofdredacteur De Ingenieur). ‘Het is mooi om te zien dat de branche op grote schaal bĳdraagt aan de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor het oplossen van belangrĳke vraagstukken’, stelde juryvoorzitter Nĳhof na het beoordelen van de vele inzendingen.

Bouwen met een integraal systeem van stapelbare, houten modulen bespaart kosten, vermindert de CO2-uitstoot en verkort de bouwtĳd. Daarom ontwierp de alliantie Circlewood de HoutKern Bouwmethode.

De woningbouw in Nederland zit in een crisis: er is tekort aan woningen en bouwmateriaal, en bij de bouw komen CO2 en stikstof vrij. Circulair bouwen met biobased materialen kan een deel van de oplossing zijn. Daarom ontwikkelde de alliantie Circlewood een bouwsysteem bestaande uit stapelbare, houten modulen. De kracht van deze zogenoemde HoutKern Bouwmethode is de flexibiliteit. Elke module is van hout en bestaat uit een vloer, dragende kolommen en een plafond. De modulen zitten op de hoekpunten aan elkaar met metalen verbindingsstukken die gestandaardiseerd zijn en zeer eenvoudig vast- en weer los te maken. In de modulen kunnen de wanden vrij worden geplaatst. Omdat die niet dragend zijn, is het mogelijk met gekoppelde modulen grotere ruimten te creëren. Dat maakt variatie in bouwstijlen mogelijk. ‘De methode kan worden gebruikt voor gebouwen variërend van scholen en woningen tot hotels en kantoren’, zegt Diana de Krom, projectleider circulaire constructies bij ingenieursbureau

Publieksprĳs Op de volgende pagina’s en uitgebreider nog op deingenieur.nl leest u meer over alle projecten. De jury heeft er vĳf genomineerd (te herkennen aan het groene vinkje) die in aanmerking komen voor de juryprĳs. Maar ook het publiek kiest een winnaar, uit alle zeventien inzendingen. Van 13 april tot en met 4 mei 2023 kunt u op devernufteling.nl uw stem uitbrengen. Op 11 mei worden de winnaars bekendgemaakt en de prĳzen uitgereikt.

DE INGENIEUR • APRIL 2023

FOTO : KIVI

B U R E A U : Antea Group P R O J E C T: Cloosing the Loop

Een viaduct van hergebruikte onderdelen

Om grondstoffen te besparen en CO2-uitstoot te verminderen, ontwerpt het consortium Closing the Loop volledig circulaire kunstwerken.

Honderden kunstwerken, zoals bruggen, tunnels en viaducten, bereiken de komende jaren het einde van hun technische levensduur. De meeste daarvan eindigen nu nog als gemalen gruisbeton, dat bijvoorbeeld wordt gebruikt voor de fundering van wegen. Dat is zonde en past bovendien niet in het streven van de overheid om de Nederlandse economie voor 2050 circulair te maken. Daarom richtte Antea Group samen met GBN Groep, Nebest en Strukton Civiel het consortium Closing the Loop op, met als eerste project de volledig circulaire vervanging van het Daelderweg-viaduct over de A76 bij Nuth in Zuid-Limburg. Twee derde van het nieuwe viaduct dat hier komt te liggen, zal uit hergebruikte onderdelen bestaan, de rest wordt opgebouwd uit gerecyclede materialen. Dat levert een vermindering op van 60 procent aan CO2-uitstoot en van 10 procent aan bouwkosten. ‘Circulair bouwen vergt een andere manier van ontwerpen’, vertelt Frank Sengers, adviseur kunstwerken bij Antea Group. ‘We moeten nu uitgaan van de onderdelen die beschikbaar zijn.’ In dit geval zijn dat onderdelen uit de huidige twee viaducten over de A76 bij Nuth, aangevuld met liggers van foto : circlewood ; illustratie : antea group

een ‘donor-viaduct’ over de A9. ‘Dat viaduct wordt vervangen door een onderdoorgang, dus die liggers kan men daar niet ter plekke opnieuw gebruiken’, zegt Sengers. Circulaire viaducten gaan er anders uit zien dan nieuwbouwviaducten. Sengers: ‘Soms zal een herbruikbaar onderdeel net wat breder of hoger zijn dan we in eerste instantie zelf zouden hebben bedacht. Dan passen we het ontwerp daarop aan.’ Bij het viaduct bij Nuth is er zelfs bewust voor gekozen het circulaire karakter goed zichtbaar te maken. Een lastiger uitdaging is het omgaan met de nieuwe normeringen. Sengers: ‘We gebruiken materiaal van oude kunstwerken, maar de normen voor de sterkte van het materiaal zijn inmiddels strenger geworden.’ De onderdelen moeten dus opnieuw worden getest en doorberekend om de sterkte vast te stellen, en eventueel moet de constructie worden aangepast om te garanderen dat deze voldoet. ‘Dat is een leuke zoektocht’, zegt Sengers. De eerste stappen voor het circulaire viaduct in Nuth worden momenteel gezet met de ‘oogst’ van de liggers uit het A9-viaduct. Dit moet halverwege april voltooid zijn. Het Daelderweg-viaduct wordt het eerste volledig circulaire viaduct van Nederland, zegt Sengers. Over de volgende toepassingen voor het Closing the Loop-concept kan hij nog niks vertellen. ‘Maar het is zeker dat het hier niet bij blijft!’ (MtV)

ABT in Delft, dat in de Circlewood Alliantie zit. De modulen zijn te stapelen tot een totale hoogte van zeventig meter. De Krom: ‘Of ze zijn als extra bouwlaag op bestaande gebouwen te zetten.’ Uiteindelijk levert deze manier van bouwen volgens Circlewood een CO2-uitstootreductie op van ruim 80 procent. En het scheelt stikstofuitstoot op de bouwplaats: meer dan 80 procent van het gebouw wordt in de fabriek gemaakt, op de bouwplaats is het alleen nog een kwestie van in elkaar schroeven. Is er ook voldoende hout? ‘Ja’, zegt De Krom. ‘In Nederland is er genoeg om jaarlijks 1900 woningen te bouwen. We kunnen ook hout importeren, alleen al in Zweden wordt jaarlijks voldoende geproduceerd voor 300.000 woningen. Bovendien is het een natuurlijk materiaal dat nooit opraakt.’ Het eerste gebouw dat met de HoutKern Bouwmethode is gebouwd, was The Natural Pavilion op de Floriade in Almere. Hier werd de veelzijdigheid van de bouwmethode aan de bezoekers getoond. Na een half jaar dienst als tentoonstellingsruimte, kregen de modulen uit dit paviljoen een nieuw leven als kantoorpand in Almere. De komende jaren wordt het bouwsysteem onder meer ingezet voor woningen in Zaltbommel, een energiehotel in Ede en enkele scholen in Amsterdam. De HoutKern Bouwmethode is ontwikkeld door samenwerking in de gehele bouwketen. Circlewood is een alliantie van Circlewood, Noordereng Groep, de werkmaatschappijen van Oosterhoff (ABT, Adviesbureau Lüning en bbn), Heko Spanten, Lomans Amersfoort, DWA, Hedgehog Company en Ferross Staalbouw. (MtV)

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

DE VERNUFTELING

B U R E A U : KITT Engineering P R O J E C T: Slimme Tegel

B U R E A U : Royal HaskoningDHV P R O J E C T: Digital twin

Een tegel als verkeersregelaar

Een digitale waakhond voor de waterzuivering Een digital twin van het afvalwater transportsysteem van het Water schapsbedrijf Limburg verzamelt en analyseert realtime metingen. Dit gereedschap, ontwikkeld door Royal HaskoningDHV, helpt pro blemen bijtijds waar te nemen en maakt de bedrijfsvoering efficiënter en goedkoper.

ProRail zou reizigers graag beter spreiden op perrons en ze extra informatie geven. Daar heeft KITT Engineering de Slimme Tegel voor bedacht, een technische oplossing om reizigers op een subtiele manier informatie te geven over de trein die er bijna aankomt.

Het gaat gelukkig maar zelden mis, maar een vol treinperron kan gevaar opleveren. Er zit ten slotte geen afscheiding tussen het platform waarop reizigers lopen en het spoor waarop de treinen rijden. ProRail, dat de Nederlandse stations be heert, zou de mensen op het perron graag beter spreiden en reizigers extra informatie geven over waar in de aankomende trein bijvoorbeeld de meeste lege zitplaatsen zijn. Daarvoor heeft het ingenieursbureau KITT Engineering de Slimme Tegel ontwor pen, een technische oplossing om reizigers op een subtiele manier informatie te geven over de trein die er bijna aankomt. In de eer ste plaats door te laten weten dát er een trein aankomt, door op te lichten. Maar ook door reizigers voorzichtig te stimuleren – nudgen – om zich te verplaatsen. En zelfs nog ge avanceerder: de tegel kan de nabijheid van mensen meten met radar. Vervolgens stuurt hij die info via radio signalen door aan een centrale gateway op het perron. Alle tegels op een lang perron verzamelen zo tezamen een grof beeld van 24

DE INGENIEUR • APRIL 2023

hoe de drukte is verdeeld. Daarop kan het systeem dan actie ondernemen. Is het links op het perron erg druk? Dan verschijnen pij len op een paar Slimme Tegels die mensen naar rechts dirigeren. De elektronische tegel heeft de standaard afmetingen van een stoeptegel en is volgens de makers in tien minuten te leggen. Zo kan in één dag het hele perron van de nudge tegels worden voorzien. Dat is veel sneller dan veel andere informatiesystemen, waar van de installatie ertoe kan leiden dat een spoor er dagen uit ligt. De tegel is namelijk draadloos. Het is een kwestie van de oude tegel verwijderen en de nieuwe op zijn plek leggen. Zijn energie wekt hij zelf op met een zonnepaneel; maar hij verbruikt weinig. De tegel is gemaakt van gerecycled poly etheen (HDPE) en het oppervlak is slipvrij gemaakt. Het display is een reflectief lcd display dat eenvoudige grafische symbolen kan weergeven. Fellere lampjes in de tegel kunnen signalen in een kleur afgeven, die worden gebruikt om te waarschuwen voor een naderende trein. KITT Engineering denkt dat de Slim me Tegel behalve op het perron op nog veel meer plekken toepasbaar is. Denk aan voetgangersgebieden, pretparken, open luchtmusea, een interactieve spelomgeving in schoolpleinen. ‘Overal waar crowd con trol en communicatie van belang zijn’, valt te lezen in de inzending voor de Vernufteling. (JH)

Het afvalwatertransportsysteem van Water schapsbedrijf Limburg (WBL) bestaat uit 149 rioolgemalen en zeventien zuiverings installaties. Om in de gaten te houden of het watertransport naar wens verloopt, heeft ingenieursbureau Royal HaskoningDHV in nauwe samenwerking met WBL een digital twin van dit systeem gemaakt. Deze digitale kopie van het watertransport bestaat uit twee componenten: een platform waar meet gegevens worden verzameld en een controle systeem gebaseerd op machine learning. Hiermee worden de bedrijfsvoering en het onderhoud van het watertransportsysteem een stuk efficiënter en dus goedkoper. ‘De basis van de digital twin zijn de realtime metingen’, vertelt Melchior Schenk

foto : kitt engineering

foto ’ s : royal haskoningdhv

B U R E A U : Royal HaskoningDHV P R O J E C T: Ephyra

Stapsgewijze slibvergisting voor een beter resultaat

Slib uit afvalwater vergisten met de innovatieve Ephyra-technologie geeft een betere slibafbraak en hogere biogasopbrengst.

Bij veel afvalwaterzuiveringen in Nederland wordt het rioolslib, dat overblijft na zuive ring, vergist. Het slib wordt afgebroken en er komt biogas vrij. Dit gebeurt meestal door het slib in een grote tank te vermengen met bacteriën. Bij de afvalwaterzuivering in Sleeuwijk, van Waterschap Rivierenland, gaat dit 20 tot 30 procent efficiënter dan bij andere vergistingsinstallaties. Dit is te danken aan de technologie Ephyra, ontwikkeld door ingenieursbureau Royal HaskoningDHV in samenwerking met de TU Delft, water kennisinstituut STOWA en het Waterschap Zuiderzeeland. Ephyra is gebaseerd op de zogenoemde propstroomtechnologie. ‘Dat betekent dat we het slib achter elkaar door meerdere, kleinere tanks heensturen’, zegt verkoop directeur Danny Traksel van Royal Has koningDHV. Normaal gesproken stroomt het slib maar door één tank. Het gaat er aan de ene kant in en aan de andere kant weer uit. ‘Maar dan mengt het niet goed, waardoor een deel van het slib vrijwel rechtstreeks naar de uitgang gaat, terwijl een ander deel juist heel lang blijft hangen’, zegt Traksel. ‘Kortsluitstroom, noemen we dat.’

Het gevolg van die kortsluiting is dat de vergisting verre van optimaal is: een deel van het slib krijgt te weinig tijd om te vergisten, een ander deel blijft onnodig lang in de tank. Ephyra deelt de slibstroom daarom op in compartimenten. Dat leidt tot minder sprei ding in de verblijftijd van het slib. Bovendien kunnen zo in iedere tank andere condities worden gecreëerd. Traksel: ‘Daardoor heeft elke tank andere bacteriën en dus een ander afbraakproces.’ Het resultaat is meer afbraak van slib, meer biogasproductie en minder uitstoot van broeikasgassen. In 2017 werd Ephyra voor het eerst in de praktijk gebruikt, in de afvalwaterzuivering van Tollebeek in de Noordoostpolder. Dat ging naar volle tevredenheid. De benodigde ruimte voor de tanks was ongeveer de helft van die van een conventionele installatie en de totale verwerkingstijd nam af. Sinds 2019 draait ook de zuiveringsin stallatie van Sleeuwijk op Ephyra. In totaal gaat het hier om het slib van ruim 450.000 inwoners, een kleine 350 kubieke meter per dag. Hierbij wordt bijna drie miljoen kuub groen gas per dag geproduceerd, genoeg voor duizend huishoudens. En de toekomstplannen? ‘Die liggen al klaar, zegt de woordvoerder van Royal Has koningDHV. ‘We willen het concept graag breed uitrollen, zowel in Nederland als daar buiten. De eerste internationale opdrachten zijn al binnen, uit bijvoorbeeld Ierland en het Verenigd Koninkrijk.’ (MtV)

van het digital twinteam van Royal Hasko ningDHV. Dat zijn onder andere metingen van de druk in de leidingen, het toerental van de pompen, het kelderpeil en de hoe veelheden water die worden aan en af gevoerd bij alle zuiveringen en gemalen. Maar ook gegevens over het weer zijn van belang. Schenk: ‘Want als het regent, ver wacht je dat er meer water door de leidin gen stroomt.’ Door al deze zaken lange tijd bij te houden, ontstaat na verloop van tijd een database van historische gegevens. Die laten zien wat de normale stand van zaken in het afvalwatertransportsysteem is onder verschillende omstandigheden. De machine learningcomponent in het model monitort, analyseert, visualiseert en controleert de metingen en geeft een seintje als deze afwijken van de verwachte waarden. Schenk: ‘Dat kan namelijk betekenen dat er bijvoorbeeld een pomp niet meer goed func tioneert, of dat er een breuk in een leiding zit.’ Dankzij de digital twin kan er sneller, nauwkeuriger en efficiënter worden ingegre pen dan voorheen. Daarnaast geven de me tingen inzicht in eventuele verbeterpunten waarmee WBL het systeem kan optimalise ren. Dat bespaart zowel kosten als energie. Het uiteindelijke doel van de makers is een datagedreven aansturing van zuiveringen en gemalen. Niet alleen voor WBL, maar ook voor andere waterschappen en voor drink waterbedrijven. ‘Het idee is dan ook niet dat het platform nu af is’, zegt Schenk. ‘We heb ben het zo ontwikkeld dat het steeds verder kan worden opgeschaald en ook steeds ver der kan worden uitgebreid wat functionali teit betreft.’ (MtV)

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

DE VERNUFTELING

B U R E A U : Arcadis P R O J E C T: Arcadis-Pit

Ook bouwkundig ingenieurs die van hun vak houden, zullen toegeven dat ze een deel van hun tĳd verdoen met saaie, repetitieve calculatieprocessen die niet alleen sneller, maar vaak ook beter door de computer kunnen worden uitgevoerd. Arcadis ontwikkelde de softwaretool Arcadis-PIT om ontwerpprocessen digitaal te koppelen en zo tot een optimaal ontwerp te komen voor onder meer onderdoorgangen en tunnels. Dat dit ontwerp als grafische afbeelding wordt weergegeven, en niet als kille getallenreeksen, maakt de tool helemaal aantrekkelĳk.

“

Een nieuw ‘genetisch’ algoritme optimaliseert modellen automatisch

’’

B U R E A U : Antea Group P R O J E C T: Genetisch

Ontwerpen

Door de opkomst van kunstmatige intelligentie staat de ingenieurswereld voor een revolutie. Het parametrische ontwerpproces, waarbĳ automatisch ontwerpen worden gegenereerd op basis van ingevoerde parameters, is inmiddels gemeengoed. Antea Group zet de volgende stap met een nieuw, ‘genetisch’ algoritme dat de parametrische modellen automatisch optimaliseert. In deze aanpak rekent een parametrisch model keer op keer nieuwe varianten door, waarbĳ het algoritme slim kiest welke variant de beste input vormt voor het volgende ontwerp, tot de optimale variant is bereikt.

B U R E A U : Antea Group P R O J E C T: Automatisch

monsterselectietool

In Nederland worden jaarlĳks tienduizenden bodemonderzoeken uitgevoerd. Bĳ elk daarvan nemen onderzoekers tientallen tot honderden bodemmonsters, waaruit ze representatieve ‘mengmonsters’ maken. Deze moeten aan protocollen en regels voldoen, bĳvoorbeeld over de bodemsamenstelling en mate van vervuiling. Om de geschiktste mengsels voor de uiteindelĳke analyses te selecteren, ontwikkelden ingenieurs- en adviesbureau Antea Group en TerraIndex de automatische monsterselectietool. Hiermee gaat de monsterselectie sneller en treden minder fouten op.

DE INGENIEUR • APRIL 2023

BEELD : ARCADIS ( BOVEN ) ; ANTEA GROUP ( MIDDEN , ONDER )

B U R E A U : Arcadis P R O J E C T: Digital Twin ‘Energie’

Gedurende een treinrit worden talloze data verzameld, maar wat zijn de onderlinge verbanden? Welk effect heeft sneller optrekken op het energieverbruik? Wat zijn de invloeden van de weersomstandigheden? Wat zijn de energiespecificaties van een baanvak? Arcadis ontwikkelde een digital twin speciaal voor treinvervoerders, om zo beter inzicht te krijgen in het energieverbruik. Dat scheelt niet alleen kosten, maar helpt ook om de duurzaamheidsdoelstellingen te behalen en toekomstig energieverbruik te voorspellen.

B U R E A U : HermanDeGroot P R O J E C T: Geothermie regio

Eemland

Terwijl we van het aardgas af moeten, zitten we tegelijkertijd bovenop een grote gratis bron van warmte: de aardkorst. Bureau HermanDeGroot wil deze bron van overvloedige warmte – geothermie, ook wel bekend onder de term aardwarmte – in de regio Eemland (rond Amersfoort) gaan ontwikkelen. Aardwarmte wordt in Nederland tot nu toe vooral benut door glastuinbouwers. HermanDeGroot wil een netwerk door meerdere gemeenten opzetten, gekoppeld aan verschillende geothermiecentrales.

B U R E A U : Iv-Consult P R O J E C T: Monopile Remover

Hoe is een paal van een boorplatform dat wordt ontmanteld het slimste uit de zeebodem te trekken? Daar heeft Iv-Consult een antwoord op gevonden. Het ontwikkelde een techniek om zulke palen in zijn geheel en relatief geruisloos uit de zeebodem te trekken, de Monopile Remover. Dat is een speciaal hulpstuk voor aan een kraan, dat zo is gevormd dat het optimale grip krijgt op elke gladde paal. Hierdoor kan de kraan de paal zo uit de bodem trekken. foto : arcadis ; illustraties : hermandegroot ; iv - consult ( onder )

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

DE VERNUFTELING

B U R E A U : Iv-Industrie P R O J E C T: CO2 mineraliseren

Hoewel er steeds meer energie op duurzame wijze wordt opgewekt, neemt de CO2-uitstoot nog altijd toe. De natuur brengt zelf het CO2-gehalte in de atmosfeer weer omlaag door een natuurlijk proces dat mineralisering heet. Alleen dat neemt duizenden jaren in beslag. Iv-Industrie bouwt met startup Paebble een reactor om dit proces met het mineraal olivijn fors te versnellen. Onder hoge druk en bij een temperatuur van 220 graden Celsius versnelt de reactor het natuurlijke proces met een factor miljoen.

B U R E A U : Movares/studioSK P R O J E C T: Stadsbruggen

Utrecht

Voor twee nieuw te bouwen bruggen in hartje Utrecht hebben Movares en studioSK de nieuwste ontwerptechnieken gebruikt. Door de bouwwerken parametrisch te ontwerpen, konden met een druk op de knop snel verschillende varianten worden gegenereerd. Dit levert twee sierlijke bruggen op die in twee richtingen zijn gekromd. Vanaf de onderzijde zal baksteen te zien zijn, waardoor de passage onderlangs doet denken aan de beroemde, historische werfkelders in de Utrechtse binnenstad.

B U R E A U : Movares P R O J E C T: Delta21L

Hoe is hoogwaterveiligheid te koppelen aan natuurherstel en aan het opwekken van duurzame energie? Het antwoord van ingenieursbureau Movares is: Delta21. Het bedacht dit concept voor de monding van de Haringvliet. Delta21 koppelt een stormvloedkering aan een getijmeer en een meer voor energieopslag, dat werkt als een enorme batterij. Die slaat energie op als er veel duurzame stroom wordt opgewekt en produceert elektriciteit als er te weinig van is.

DE INGENIEUR • APRIL 2023

illustraties : iv - groep ( boven ) ; movares ( midden en onder )

B U R E A U : Sweco P R O J E C T: CROMAS

Soms zĳn er dagen dat iedereen erop uit trekt – en allemaal naar dezelfde plek. Drukte kan gezellig zĳn, maar ook riskant. Daarom is het handig om tĳdig inzicht te hebben in de verwachte stroom aan bezoekers. Samen met een groot aantal partners ontwikkelde Sweco het multimediale dashboard CROMAS, waarin verschillende informatiestromen zĳn gekoppeld en dat de gebruiker informatie geeft over de actuele en verwachte drukte in een gebied. Door vooraf grenswaarden te stellen, kan CROMAS ook helpen om automatisch bezoekersstromen te sturen.

B U R E A U : Royal HaskoningDHV P R O J E C T: Viaductliggers 2.0

Prefab viaductliggers kunnen als een viaduct is afgedankt vaak moeiteloos nog een eeuw mee. Hergebruik bespaart grondstoffen en CO2-uitstoot. Daarom werkt het consortium Liggers 2.0, bestaande uit ingenieursbureau Royal HaskoningDHV, bouwbedrĳf Dura Vermeer, sloopaannemer Vlasman en prefab leverancier Haitsma Beton, aan de recycling van deze liggers. Het eerste viaduct dat het consortium aanpakte was Hoog Burel, over de A1 bĳ Apeldoorn. Dat kreeg zĳn liggers van een afgedankt A7-viaduct over de Europaweg in Groningen.

“

Hergebruik viaductdelen bespaart grondstoffen en CO2uitstoot

’’

B U R E A U : Witteveen+Bos P R O J E C T: Gebiedsontwikkeling

Floriade en woonwĳk Hortus

De Floriade heeft Almere in 2022 weinig goeds gebracht. Maar als het aan Witteveen+Bos ligt, groeit er op het fundament van de tuinbouwtentoonstelling alsnog iets moois – letterlĳk. De nieuwe stadswĳk Hortus, moet een toonbeeld worden van prettig, duurzaam en groen wonen. Omdat er veel meer gemeenten zĳn die de transitie naar een duurzame en gezonde leefomgeving willen maken, hoopt het ingenieurs- en adviesbureau een model te hebben gevonden dat ook elders toepassing kan vinden.

•

BEELD : SWECO ( BOVEN ) ; ROYAL HASKONINGDHV ( MIDDEN ) ; WITTEVEEN + BOS

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

Enith

Een maandelijkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswijk.

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Podium

Vier experts delen hun inzichten in de technisch-maatschappelĳke actualiteit. Deze maand: Felienne Hermans

Wetten die nergens gelden Van de zomer las ik Films die nergens draai- 2 Organisaties mogen geen algoritmen en, een schitterend jeugdboek over opgroeien, op de markt brengen waarvan de werking verlies en over een wereld die had kunnen zijn, niet is uit te leggen maar niet is. Denkend aan het boek en aan de We kenden al de toeslagenaffaire waarin softstaat van de wereld, begon ik ook te denken over ware van de overheid mensen van kleur om onduidelijke redenen aanmerkte als fraudeur de wereld die we hadden kunnen hebben. Ik pleit er vaak voor dat iedereen in Neder- en recentelijk speelde in Rotterdam iets vergeland leert programmeren. Niet omdat we dan lijkbaars. En nu zien we allemaal met ChatGPT meer programmeurs krijgen, maar juist zodat dat programmeurs dingen kunnen maken die burgers om wetten kunnen vragen die ons veilig stochastisch werken, dus voornamelijk op het toeval gebaseerd, en die ze zelf houden. Met meer niet eens meer kunnen uitlegprogrammeurs aan gen. Alsof de hypotheekadviseur boord zou de overDe Wet openbaarheid van de Rabobank een muntje heid betere wetten opgooit om te bepalen of jij een kunnen schrijven software kunnen we lening krijgt. Dat moeten we niet en handhaven, beter vandaag nog invoeren willen, en we kunnen bedrijven dan bijvoorbeeld de op straffe van hoge boetes vercookiebanner veroorplichten om ook uitleg te leveren. zakende Algemene verordening gegevensbescherming (AVG) of de aan alle kanten rammelende European Cyber 3 Alle software van de overheid is Resilience Act. Hadden we in die wereld geleefd, open source Als student leerde ik open source vooral kendan waren de drie volgende punten misschien nen als gebruikershatende consumentensoftwel bij wet geregeld. ware. Waar Windows, met al zijn tekortkomingen, toch was gemaakt voor gemak, kon je op 1 Softwarebedrijven zijn aansprakelijk een Linux-laptop je muis niet aansluiten, geen voor nepnieuws Al vroeg in het web 2.0-tijdperk werd duidelijk film kijken en niet fijn browsen. Software, dacht dat sociale media en hun ondoorzichtige algorit- ik, kon je beter aan de markt overlaten – ik hoef men en masse niet alleen haat verspreiden, maar ook geen gratis brood van een hobbyist, maar zelfs openlijke leugens die zijn bedoeld om te liever kwaliteit van de bakker. Ik denk dat ik dat beschadigen. Zie de Gamergate-controverse nog steeds vind. Maar voor overheidssoftware in 2014, waarin vrouwelijke gamejournalisten is open source iets heel anders. Het hoeft niet systematisch tot doelwit werden gemaakt. Door gratis, maar het moet wel open. Als ik als burhet schandaal rond Cambridge Analytica in ger recht heb op documenten van de overheid 2018 werd de impact voor zo goed als iedereen via de Wet openbaarheid bestuur, dan moet ik helder, en ik had toen de naïeve hoop dat er wat ook recht hebben op de sourcecode, via een ‘Wet aan banden zou worden gelegd. Na veel getreu- openbaarheid software’. Deze wet is er, in tegenzel – een taskforce van de Europese commissie, stelling tot de eerdere twee, nog niet – maar zou gevolgd door een praktijkcode die bedrijven eenvoudig in te voeren zijn. Liefst vandaag nog. ‘aanmoedigde’ zelf wat te doen – hebben we nu een Digital Service Act die bedrijven verplicht Felienne Hermans is als hoogleraar Computer om in te grijpen bij illegale content. Nepnieuws Science Education verbonden aan de Vrije blijft echter door de mazen van deze wet glippen. Universiteit in Amsterdam.

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

ROBOTICA T E K S T: R E N É E M O E Z E L A A R

Digitale omgevingen krijgen extra dimensie door toevoegen tastzin

Virtuele vingers Virtual reality wordt steeds realistischer, maar helemaal ‘echt’ is zo’n digitale wereld nog lang niet. Onderzoekers denken het verschil kleiner te kunnen maken door met haptische technologie ook de tastzin toe te voegen. De technische principes hiervan zijn ook interessant voor toepassingen in de medische wereld. Behoedzaam loop ik een donkere grot binnen. Koude druppels water vallen in mijn nek, maar ik negeer ze en sluip zonder geluid te maken verder. Zodra mijn ogen aan het donker zijn gewend, zie ik mijn doelwit: een gouden ei. Voorzichtig pak ik het op, het ei mag niet breken. Dan voel ik ineens een warme adem in mijn nek.

Ik draai me om en sta oog en oog met een enorme draak. De draak knippert even en spuwt dan vuur. Game Over. Teleurgesteld zet ik mijn VR-headset af. Zo realistisch als hierboven is beschreven, is gamen in virtual realty (VR) nog niet. Toch is dit scenario dichterbij dan veel mensen denken. Hoewel VR-games de

Onderzoekers van de University of Chicago ontwikkelen chemische haptics, een systeem van buisjes waarmee chemicaliën worden gedruppeld op de arm van een proefpersoon - bijvoorbeeld iemand die een virtual reality-game speelt. Zo ervaart de gamer kou, warmte of andere tintelingen die passen bij de spelsituatie. beeld : human computer integration lab at university of chicago

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Het Delft Haptics Lab werkt aan een techniek op basis van ultrasone vibraties om de interactie van een vinger met het oppervlak van een tabletscherm te veranderen, zodat het tabletscherm aanvoelt voelt als iets heel anders. BEELD : DELFT HAPTICS LAB

Sensoren en actuatoren De meeste haptics weten het lichaam voor de gek te houden met elektronische systemen die inspelen op de mechanoreceptoren en receptoren voor bijvoorbeeld warmte en kou in de huid. Het bekendste voorbeeld hiervan is het trillen van een telefoon. Dat ontstaat door een motor die de elektrische signalen omzet in vibratie. Het kan ook veel complexer. Zo is er een handschoen ontwikkeld met druksensoren, die druk op elke vingers kan uitoefenen waardoor het voelt alsof de gebruiker iets oppakt. Er is ook al een volledig haptisch pak te koop dat vol zit met sensoren en actuatoren – apparaatjes zoals piëzo-elektrische elementen die elektrische stroom omzetten in beweging of temperatuurverandering. De sensoren in dit pak meten de beweging van de gebruiker in het spel en zenden signalen naar de actuatoren om sensaties zoals druk of warmte op te wekken of de gebruiker zelfs pijn te laten voelen met bijvoorbeeld extreme druk of met elektriciteit.

Deze technieken hebben variërend succes, vertelt Yasemin Vardar, universitair docent in het Haptics Lab van de TU Delft: ‘We kunnen inmiddels vrij goede haptische apparaten maken, maar deze zijn ook meteen heel duur, omdat er gevoelige apparatuur voor nodig is. Dus de meeste haptics op de markt zijn vrij gemiddeld: niet echt slecht en ook niet heel goed.’ Wrĳving Haptische elementen zijn al in ons dagelijks leven te vinden. Het trillen van smartphones of tablets is bijvoorbeeld gebaseerd op zogenoemde vibrotactiele feedback. Er zijn ook joysticks op de markt die krachten uitoefenen en het bijvoorbeeld moeilijk maken om op te trekken als het virtuele vliegtuig bijna neerstort. Met name die laatste techniek is niet erg subtiel. ‘Met deze force feedback kunnen we erg goed krachten doorgeven’, vertelt Vardars collega Michaël Wiertlewski, universitair docent in het Delft Haptics Lab. ‘Dit principe werkt goed bij het nabootsen van grote klappen of bewegingen, maar voor subtiele bewegingen is het niet geschikt.’ Daarom werkt Wiertlewski aan een nieuwe techniek, waarmee hij de interactie van de vinger met een oppervlak van een tabletscherm wil veranderen. ‘We creëren een veld van ultrasone vibraties boven het scherm, waardoor de vinger boven het oppervlak blijft zweven. Je voelt dus niet het scherm zelf, maar de lucht tussen de huid en het scherm. Door de wrijving van die laag aan te passen kunnen we met het gevoel spelen.’ Zo is het

▼

spelers voorlopig vooral visueel voor de gek houden, werken veel onderzoekers aan manieren om ook onze tastzin mee te nemen in het spel. Dit doen ze met zogenoemde haptics, systemen die ons dingen laten voelen die er niet echt zijn, zoals die hete adem van een draak of een slaande vuist tegen het lichaam. Haptics gaan niet alleen een verschil maken bij het gamen, de technische principes kunnen op termijn ook nuttig zijn in het dagelijks leven en zelfs in de medische wereld.

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

ROBOTICA

Bron

Chemische stof

Invloed op huidreceptor

Traditonele haptics

munt

menthol

koudereceptor

chilipeper

capsaïcine

hittereceptor

wintergreen

methylsalicylaat

kou en jeukreceptor

kaneel

kaneelaldehyde

pijnreceptor

peper

sanshool

mechanoreceptor (verdovend en tintelend)

trilmotor

synthetisch

lidocaïne

gevoelszenuw (verdovend)

geen traditionele equivalent

thermo-elektrisch element elektrotactiel element

Chemische stoffen kunnen sensaties van bijvoorbeeld kou en warmte oproepen door te binden aan bepaalde receptoren in de huid. Amerikaanse onderzoekers bekeken menthol, capsaïcine, methylsalicylaat, kaneelaldehyde, sanshool en lidocaïne. Deze stoffen binden allemaal aan andere receptoren en veranderen bijvoorbeeld de temperatuurwaarneming, of kunnen jeuk, pijn of een verdoofd gevoel veroorzaken.

de onderzoekers gelukt om gebruikers te laten denken dat ze bobbels of kuilen in het oppervlak voelen, terwijl het scherm in werkelijkheid glad is. ‘Dit doen we door de wrijving eerst te verhogen – zodat het voelt alsof hun vinger omhoog gaat – en daarna weer te verlagen, zodat ze denken dat hun vinger weer naar beneden gaat. Op deze manier maken we virtuele knopjes die er in feite niet zijn.’ De eerste toepassing van de techniek verwacht Wiertlewski in de auto-industrie: ‘Steeds meer auto’s bevatten touchpads, maar die zijn niet te bedienen zonder te kijken. Er zijn immers geen tastbare aanwijzingen waar de knoppen zitten. Met deze techniek kunnen we die wel creëren en daarmee autorijden veiliger maken.’ Het systeem maakt het zelfs mogelijk om een vinger in een bepaalde richting te duwen. ‘Dit werkt met een ander soort golven, maar dan kunnen we de vinger bijvoorbeeld meer of minder trillingen laten voelen als die de goede kant op beweegt.’ Beleving Bij dit soort toepassingen is de beleving van de gebruiker een belangrijke factor: hoe worden texturen geïnterpreteerd en wat is dan vervolgens de reactie. ‘Ik wil weten wat er gebeurt als wij iets aanraken, hoe onze huid vervormt en hoe we daarop vervolgens reageren. Dit is essentiële informatie om het veld van haptics verder te kunnen brengen’, zegt Vardar. ‘We verzamelen gegevens van allerlei materialen, zoals glas, plastic en textiel, in een database en proberen zo veel mogelijk fysische eigenschappen van deze oppervlakten te bundelen. Dit koppelen we aan informatie over hoe het voor mensen voelt om dit materiaal aan te raken.’ Met deze database wil Vardar uiteindelijk een algoritme maken dat de texturen kan nabootsen. ‘Ik zoek naar gemene delers, dingen als ruwheid of plakkerigheid. 34

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Zo hoop ik uiteindelijk een paar elementen te vinden die samen alle texturen bepalen. Dan kan ik daarmee een algoritme schrijven dat alle texturen kan maken en misschien zelfs nieuwe texturen kan creëren.’ Het nabootsen van die texturen gebeurt dan met elektrostatische vibraties die de resultaten van het algoritme moeten vertalen naar de echte wereld. ‘Je kunt bijvoorbeeld de elektrostatische krachten tussen een vingertopje en een scherm veranderen, en dat verandert ook wat je voelt.’ Deze stappen gaan volgens Vardar helpen het gevoel van haptics realistischer te maken, maar sommige elementen blijven lastig te vangen. ‘Vooral zachtheid is een lastige. Maar met een combinatie van technieken krijgen we zelfs dat wellicht wel voor elkaar.’ Buiten de gebaande paden Het combineren van technieken is op termijn sowieso nodig, denken de onderzoekers, om vooruitgang te boeken. En misschien moeten ze daarvoor buiten de gebaande paden denken, zoals onderzoekers van de University of Chicago onlangs deden. Zij ontwikkelden een haptisch apparaat waarbij ze geen elektriciteit gebruiken om gevoel op te wekken, maar chemicaliën. ‘We wilden de biochemie in de huid gebruiken om sensaties op te wekken die met elektriciteit niet zomaar voor elkaar zijn te krijgen’, vertelt promovendus Jasmine Lu. Dit systeem werkt met een soort dikke plastic pleister met daarin verschillende kanalen. De pleister bevestigen ze op de arm van de proefpersoon met een speciaal verband, waarna pompjes chemicaliën door de kanalen laten stromen. Vanuit gaatjes in de kanalen drupt het water met de opgeloste moleculen op de huid, en wekken daar – afhankelijk van de stof – verschillende sensaties op. ‘We hebben capsaïcine uit pepers gebruikt voor een warm gevoel, sanshool uit Szechuanpeper voor tintelingen, kaneelaldehyde voor jeuk en pijn, en lidocaïne

De gebruiker voelt niet het scherm zelf, maar de wrijving met de lucht tussen vinger en scherm. Een glad scherm kan daardoor aanvoelen als een oppervlak met bobbels of kuilen. foto : haptics lab tu delft

voelen door wat voor soort weefsel ze snijden.’ Dergelijke voor een verdovend gevoel’, somt Lu op. ‘Deze stoffen toepassingen worden al ontwikkeld door bedrijven die binden aan verschillende receptoren in de huid en dat bijvoorbeeld verplegers virtueel trainen in het toedienen veroorzaakt het effect.’ van medicijnen. Bij een demonstratie van het systeem blijkt dat echt te Maar ook in het dagelijks leven kunnen haptics een werken. De onderzoekers laten me een VR-spel spelen verschil gaan maken, in de eerste plaats voor mensen waar ik sneeuwvlokken moet vangen, terwijl ze menthol met een beperking. Vardar: ‘Neem bijvoorbeeld blinde door de kanalen pompen. De druppels menthol voelen mensen, die zouden makkelijker over het inecht als koude sneeuwvlokjes op mijn onderternet kunnen navigeren als ze op hun scherm arm. Wel merk ik dat het effect langzaam opkunnen voelen wat er staat.’ komt en daarna ook lang blijft hangen. ‘Het is Als we eenmaal begrijpen hoe we texturen inderdaad een techniek die vooral werkt bij We willen op deze manier kunnen overbrengen, dan is langdurige effecten’, geeft Lu toe. ‘Maar we zijn op zoek naar manieren om de receptoren weer snappen hoe de techniek vervolgens ook in te zetten bij leeg te spoelen of het effect om te keren, zodat we texturen activiteiten als online shoppen, denkt Vardar. ‘Misschien is het dan wel mogelijk om de texwe sneller kunnen schakelen.’ kunnen tuur van een broek of shirt te voelen voordat Voor een uiteindelijke toepassing ziet Lu vooral mogelijkheden in samenwerking met overbrengen je het bestelt. Of kun je een hand door het haar van een geliefde halen tijdens een online geelektronische haptics. ‘Uit ons onderzoek sprek.’ blijkt dat het systeem ook goed werkt om Wiertlewski benadrukt dat haptische techeen bepaalde omgeving realistischer te laten nieken al veel meer aanwezig zijn in ons leven voelen. Als we de pleisters op de wangen van dan we beseffen. ‘Met name de trilfuncties zijn overal. mensen plakten, kregen ze echt het warme gevoel van In onze smartphones, tablets, auto’s, spelcomputers, en een woestijn of juist het koude gevoel van de noordpool. het gaat in de toekomst nog veel meer worden. Voor de Dit gevoel kun je natuurlijk combineren met elektroninieuwe technieken moeten we eerst een manier vinden sche haptics die snelle effecten geven.’ om ze in het veld handzaam en bruikbaar te maken. Dan kan haptische technologie echt groot worden. De mogeRelevant lijkheden lijken haast eindeloos.’ Technieken uit de game-industrie sijpelen wel vaker Volgens Vardar is het dan ook slechts een kwestie van door naar het echte leven, en ook nu kijken de ondertijd voor ik die draak echt een klap kan geven. ‘In de zoekers naar maatschappelijk relevantere toepassingen digitale wereld gebruiken we onze tast nog nauwelijks, van hun bevindingen. Wiertlewski ziet bijvoorbeeld veel dus haptics kunnen de boel echt op zijn kop zetten, net potentie voor de medische wereld. ‘Chirurgen gebruizoals visuele technieken dat vijftig jaar geleden hebben ken steeds vaker robots om te helpen bij het oefenen of gedaan. Haptics geeft ons een deur naar een nieuw zinuitvoeren van operaties. Voor hen is het nuttig om haptuig en dat gaat veel veranderen.’ • tische feedback te krijgen bij wat ze doen, bijvoorbeeld

“

’’

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

LEZERS

Geprint rolkofferhandvat De rubriek Vragenvuur begint altijd met diezelfde, leuke ingenieursvraag: ‘Wat is het laatste dat u heeft gerepareerd?’ Ook de belevenissen van de columnisten met hun al dan niet geslaagde reparatieacties lees ik altijd graag. Mede hierdoor werd ik onlangs getriggerd toen, binnen een jaar, het uittrekmechanisme van de trekstang van twee koffers van verschillende merken niet meer werkte, zodat het handvat geen kant meer op wilde. Beide handvatten bleken eenvoudig te demonteren. Het kunststof onderdeel dat de kracht moet overbrengen van de bedieningsknop naar de beide stangen, was ingescheurd. De kapotte brugstukken verschilden sterk van elkaar, maar de plek van inscheuren was identiek: op de abrupte overgang van het stijve middendeel naar de slanke uiteinden. Een constructiezwakheid die de ontwerper makkelijk had kunnen voorkomen, lijkt me. Ik besloot een soortgelijk onderdeel te 3D-printen, maar dan robuuster. Wat een kick toen dat bleek te werken. Als er andere lezers zijn met soortgelijke ervaringen, dan zou ik die graag lezen. Complexe techniek zoals de werking van kernfusiereactors is interessant, maar eenvoudige huis-tuin-en-keukentechniek ook! Dries Marissink, Heeten

Zelfbeschikking In haar column ‘Niet gebruiken zonder toestemming’ (augustus 2022) vergelijkt Felienne Hermans het plegen van abortus met het doneren van een nier en betoogt dat het daarom onder het beschikkingsrecht over het eigen lichaam valt. Mijns inziens is die vergelijking onjuist. Als vanuit seksuele gemeenschap tussen een man en een vrouw een nieuw leven ontstaat, heeft dat een eigen DNA, bloedgroep, hartslag en genen. Is dit dan jouw eigen lichaam of het lichaam van een nieuw mens in wording? Mijn opvatting is dat abortus wel het ingrijpen op andermans lichaam en leven is, namelijk dat van een kind. De politiek heeft besloten abortus toe te staan. Helaas hebben politieke zienswijzen in

REA GEREN

de geschiedenis geleid tot het maken van onderscheid tussen mensen. Man en vrouw samen namen het risico op het ontstaan van een zwangerschap. Ik vind dat de politiek oplossingen zou moeten bieden om het ongeboren mensenkind te beschermen en het een toekomst te geven in een passend gezin. Ik hoop dat mijn opkomen voor het ongeboren kind mensen tot nadenken stemt en laat zien dat er ook een andere zienswijze is. Jorden Spijker, Hoogerheide

Thuiswerken Met veel interesse lees ik de columns van Jim Heirbaut in De Ingenieur. Op ‘Weg met thuiswerken’ uit het januarinummer wil ik toch even reageren. Ik ben een fulltime werkende moeder met drie kinderen en in het gezin is ook een fulltime werkende vader. Zonder thuiswerken zou deze constructie in de Nederlandse samenleving echt onmogelijk zijn. Hoe kun je ooit acht uur werken op een dag, als je vijf kwartier enkele reis reistijd hebt (zonder file), maar ook je kind moet brengen naar school (wat op z’n vroegst om 08.20 uur kan) en van het kinderdagverblijf moet ophalen (17.30 uur is het streven, anders eet de jongste te laat)? Dat kan alleen als je je reistijd kunt verkorten door thuis te werken. Of wat dacht je van eerder opstaan om met je Aziatische collega’s te vergaderen? Of juist wat later voor het Amerikaanse overleg? En niet te vergeten het aardappels schillen of strijken tijdens een luistervergadering, zodat je ’s avonds tijd hebt voor het gezin, sporten of (stel je voor) je partner. En lekker om dat boodschapje door de week te kunnen doen tijdens een lunchwandeling, zodat je op zaterdag niet ook helemaal wordt opgeslokt door taken. Nee, ik wil hier nooit meer vanaf! Merel Dessens, Baarn Ook wanneer je in een inspirerend team werkt om mooie technische dingen te maken (wat wij doen), is het prima om af en toe de luwte op te zoeken en de prikkels van de kantoortuin te mijden. Samen-

werken gaat ook prima op afstand. Sterker nog: in een creatief proces heb je juist rust en ontspanning nodig. Die geeft de afwisseling van thuiswerken en af en toe op kantoor, met de vrijheid om te kiezen wat je nodig hebt. Maar het thuiswerken heeft meer positieve gevolgen: minder files, minder reistijd, meer werk-privébalans en snel en kort overleggen door Teams, iets dat in een kantoortuin als storend kan worden ervaren. Er zijn natuurlijk mensen die het thuis niet leuk vinden en liever op kantoor zitten en dat is prima. Laat de keuze bij de persoon, wat voor hem of haar passend is, dat is rijkdom en geeft vrijheid aan het personeel. Robert van Rij, Rotterdam

Thoriumcyclus De Ingenieur besteedt regelmatig aandacht aan thorium voor gebruik in kernreactoren. Daarbij wordt het splijtbare uranium-233 in de reactor zelf gevormd door bestraling van thorium-232. Voordelen zijn onder meer de ruime beschikbaarheid van dit uitgangselement, het systematisch genereren van de eigenlijke nucleaire brandstof door breeding en minder last van langlevende splijtingsproducten. Het artikel ‘Werken aan een nieuwe reactor’ (februari 2023) bevat interessante plannen voor het bouwen van een kerncentrale op basis van rondgepompte thoriumzouten in een installatie met modulaire componenten. Goed bedacht en hopelijk wordt het wat. Wat ik in deze beschouwing mis, is een referentie aan het baanbrekende werk dat hoogleraar J.J. Went en zijn medewerkers rond 1970, ruim vijftig jaar geleden, bij de KEMA hebben verricht aan de KEMA-suspensietestreactor (KSTR). Het gaat in belangrijke mate om dezelfde ideeën: thoriumcyclus en circulerend splijtbaar materiaal. De KSTR is gebouwd en zelfs kritisch gemaakt, maar er waren toenemende technische en financiële problemen. Ook begon het tij van de publieke opinie te keren. Voorloper Went heeft niet mogen oogsten. Arij Dekker, Maasdam

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

DE INGENIEUR • APRIL 2023

WAAR

KUN N EN

W E

N A A RT O E?

IN GEN IEU R

T IP T

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

Wie was Gerard Philips? Het Eindhovense Philips Museum heeft een tijdelijke tentoonstel ling over de oprichter van het bedrijf, Gerard Philips. Die was niet alleen ingenieur, maar had ook een goed ontwikkeld gevoel voor ondernemerschap en maat schappelijk verantwoord onder nemen. Na in 1891 een kleine fabriek voor gloeilampen te zijn gestart (waar nu het museum zit) begint Philips zich te onder scheiden van concurrenten. Gerard begrijpt dat het loont om te specialiseren en de massa fabricage van gloeilampen te perfectioneren. ‘Als de kwaliteit er is, komt de kwantiteit vanzelf’ schijnt zijn motto te zijn geweest. Meer info: philips.nl/a-w/philipsmuseum/activiteiten/exhibitions/ gerard-philips.html

t/m mei Trippen op driedimensionale fractals Op het enorme koepelscherm van het MuseonOmniversum in Den Haag is nog tot eind mei RECOMBINATION, The Fulldome Journey te zien van de Nederlandse kunste naar Julius Horsthuis. De meeslepende film met bijpassende muziek neemt de kijker mee op reis door realiteiten die alleen in de digitale ruimte bestaan. Horsthuis heeft zijn beelden gecreëerd op basis van fractals, eeuwig her halende patronen die het resultaat zijn van

wiskundige formules. Dat levert spektakel op, getuige de trailer die te zien is via onder staande link. Als kijker krijg je het gevoel om als duiker in de diepzee langs een gezonken galjoen te zwemmen. Even later zweef je door een Indiase hindoetempel. Die dingen zijn er niet, maar worden gesuggereerd door de ingewikkelde wiskundige patronen. Meer informatie: recombinationfilm.com/ watch-trailer

Waarom zinkt Gouda? t/m 16/7

Zeven eeuwen kaarten en atlassen

beeld : julius horsthuis ; allard pierson ; royal philips

Het Allard Pierson in Amsterdam zet landkaar ten vol in de spotlights. De tentoonstelling start in de hoofdstad zelf met een unieke, grote stadskaart uit 1625 (foto) vol kleine details en zoomt via Nederland en Europa uit naar de wereld. Speciale aandacht is er voor kaarten van voormalig NederlandsIndië, Suriname en de Antillen. In de zeventiende eeuw zaten de beste kaartenmakers van de wereld in Amsterdam, in de Kalverstraat en aan het Damrak, waar onder meer Frederick de Wit en Willem en Joan Blaeu hun werkplaats hadden. In de tentoonstelling komen bezoekers alles te weten over het kaartenmaken. Vanaf april is een aansluitende tentoonstelling geopend, waarin hedendaagse kunstenaars zich laten inspireren door het fenomeen kaarten. Meer informatie: allardpierson.nl/bezoek/tentoonstellingen/open-kaart/

Terwijl het stijgen van de zee spiegel alle aandacht krijgt, voltrekt zich achter de dijken een minder bekend probleem: bodemdaling. Het Watersnood museum in het Zeeuwse Ouwerkerk besteedt er aandacht aan met de fototentoonstelling Sinking cities Gouda van Cynthia Boll en Stephanie Bakker. In Gouda merkt iedereen de ge volgen; overal zakt wel iets weg, van monumentale panden tot tui nen en straten van een woonwijk en de koeien in de omliggende polders. Waar gaat dit heen? Is deze bodemdaling een voorbode voor de rest van Nederland? Meer info: watersnoodmuseum. nl/expositie/sinking-cities-gouda/

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

EVOKE

ADVERTORIAL

Roos lost waterproblemen op Roos Lindemulder heeft een passie voor water. ‘Soms kĳk ik gewoon naar het water en verleg ik stenen om te zien hoe de stroom verandert. Daarover kan ik me blĳven verwonderen.’ Het was voor haar omgeving dan ook geen verrassing dat ze Landen watermanagement ging studeren. Nu werkt Roos via Evoke als adviseur Waterbodem bĳ advies- en ingenieursbureau RPS. Wat een adviseur Waterbodem doet? Precies dat wat past bĳ Roos: analyseren, onderzoeken en puzzelen. ‘Ik ben voor een baggerproject bĳvoorbeeld bezig met het vooronderzoek naar de waterbodem. Voor 24 gebieden moet ik de waterkwaliteit beschrĳven. Er zĳn monsters van slib genomen. Deze monsters zĳn bĳ een lab onderzocht op metalen en PFAS. Bĳ te hoge waarden mag er niet worden gebaggerd. In het geografisch informatiesysteem (GIS) geef ik de meetpunten aan voor de veldwerkers om hun dwarsprofielen in te meten, zodat wĳ met de xyz-coördinaten de hoeveelheid slib kunnen bepalen en kĳken hoeveel er mag worden gebaggerd.’ Een flink gepuzzel dus, maar dat doet Roos maar al te graag. Ze is de trotse eigenaar van zestig Rubiks kubussen, die ze binnen één minuut op weet te lossen. Dat is niets in de wereld van de cubes, vertelt ze. ‘Het record staat op drie seconden.’ Voor een gewone sterveling blĳft het 38

DE INGENIEUR • APRIL 2023

indrukwekkend, die begaafdheid in probleemoplossen, chaos ontrafelen en de juiste puzzelstukjes op de juiste plek krĳgen. Voor Roos is het hobby en nu ook haar werk. De ultieme puzzel die ze heeft opgelost? ‘Dat was een grote GIS-kaart voor een gemeente met veel dorpskernen. Daarin moest ik verschillende datasets van waterschap en gemeente combineren. Dat is lastig en heel anders dan ik op school had geleerd. Zo had ik 3800 lĳnelementen in de kaart, terwĳl het er 2500 moesten worden. Op school had ik er dan bĳvoorbeeld honderd, die er 95 moesten worden. Het was een enorme puzzel die ik in voornamelĳk mĳn eentje moest oplossen, echt een uitdaging, maar dat is juist wat ik helemaal leuk vind. Toen ik klaar was, dacht ik echt “Yes!” Een geweldig moment.’ Lees het hele verhaal op evokestaffing.nl/roos FOTO : BART VAN OVERBEEKE

Jims verwondering ‘Voorsprong door techniek.’ Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

U heeft een bericht! Ik ben aan het werk op mijn computer, na een moeizame start begin ik er net lekker in te komen. Dan verschijnt rechtsonder in mijn scherm een envelopje. Hé, ik heb e-mail. Ik open mijn mailbox en zie een kersvers mailtje van een van mijn pensioenfondsen. Het onderwerp luidt: ‘Er staat een bericht in uw berichtenbox!’ Nou, da’s leuk, denk ik dan. Een bericht, speciaal voor mij! Van het pensioenfonds van een vorige werkgever, dus het zal wel belangrijk zijn. Ik ga naar de website van het bedrijf, waar me wordt gevraagd om in te loggen. Shit, waar heb ik dat wachtwoord ook alweer? Ik log hier bijna nooit in, dus ik heb het niet in mijn hoofd zitten. Na tien minuten zoeken in verschillende mapjes op verschillende schijven van verschillende laptops vind ik het wachtwoord. Ik log in bij het pensioenfonds. In een speciale webomgeving staan al mijn gegevens en rechtsboven ontwaar ik een kopje ‘Berichten’. Ik klik erop en kom terecht in een soort mailbox met, warempel, een ongelezen bericht. Iets met indexatie van het pensioen, of juist geen indexatie, ik weet het niet precies meer. Maar daar gaat het mij niet om. Deze nogal omslachtige manier waarmee bedrijven ons berichten sturen, kan dat nou echt niet beter? Is dit het toppunt van goede communicatie? Een mail (1) met een melding (2) over een bericht (3) op een website (4) van een bedrijf, zijn al die lagen werkelijk nodig? Die e-mail van dat pensioenfonds, dat is toch ook al een bericht?

WAA R

KUNNEN

W E

DEZ E

MAAND

Waarom vertellen ze mij daarin niet gewoon wat ze kwijt willen? Ik heb wel een vermoeden: omdat e-mails slecht worden gelezen. We krijgen zo’n stortvloed aan berichten binnen dat we uit zelfbescherming (en timemanagement) een groot deel daarvan negeren. Bedrijven kunnen dus e-mails sturen tot ze een ons wegen, maar de inhoud wordt lang niet door iedereen gelezen. Het equivalent van een hoge stapel ongeopende enveloppen op de keukentafel. En mijn pensioenfonds is bepaald niet de enige van wie ik zulke meldingen ontvang. Scholen sturen ze, kinderopvang, Belastingdienst, energiebedrijf, het gaat maar door. De bakker op de hoek doet het nog net niet, maar lang kan dat niet meer duren! Elke professionele organisatie heeft een webgebaseerd systeem om in te communiceren met zijn klanten. Het is wat mij betreft een schoolvoorbeeld van een oplossing op zoek naar een probleem. Zo had Gordon Moore, de onlangs overleden grondlegger van de computerchip, het vast niet bedoeld. Computers moesten ons leven eenvoudiger maken, ons repetitief werk uit handen nemen zodat we ons konden richten op het echte, creatieve denkwerk. Maar wat is er gebeurd: er komt een tsunami aan onzinnige e-mails op ons af. Spam, phishingmails, reclame, enquêtes en ongevraagde offertes uit China. En dan daarbovenop nog de mails over berichten op de websites van bedrijven. Nee, de digitale communicatie is ernstig ontspoord.

NAARTOE ?

INGE NIE UR

TIP T

Handjes uit de mouwen in Delft Heb je interesse in robots, 3D-printers, lasersnĳden, printplaten, programmeren, repareren of LEGO? Dan is de Maker Faire Delft op 13 en 14 mei iets voor jou. Voor de tweede keer is de TU Delft het toneel van deze grote beurs voor iedereen die zich maker noemt of voelt. Het tweedaagse festival wil een podium bieden aan creatieven, uitvinders, designers, kunstenaars, hackers, ingenieurs, ontwikkelaars, architecten, game-designers, modeontwerperstudenten en hobbyisten, om hun projecten te presenteren. Bezoekers kunnen vaak ook zelf aan de slag met één van de genoemde technieken. Meer info: delft.makerfaire.com PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

Productontwerpen van morgen

Airbagjeans Het airbagvest voor motorrijders is al enige tijd op de markt, maar dat beschermt niet het onderlichaam. Het Zweedse Mo’Cycle introduceert daarom nu een airbagbroek. Bij een zwaar ongeluk hebben motorrijders volgens Mo’Cycle de meeste kans op letsel aan het onderlichaam. Conventionele motorbroeken hebben wel beschermstukken op knieën en heup, maar de rest blijft praktisch onbeschermd. Mo’Cycle ging een samenwerking aan met het Franse bedrijf Helite Airbag om een airbagsysteem in een spijkerbroek te verwerken. De Airbagjeans zijn gemaakt van het allersterkte denim, bestaand uit katoen met zeer 40

DE INGENIEUR • APRIL 2023

sterke polyurethaanvezels om beschadiging door schuren over het wegdek te minimaliseren. Vanaf de broekband tot onder de knieën loopt over elk been een naad die met klittenband vast zit. Daaronder liggen de airbags. Tijdens het rijden is de broek via een trekkoord verbonden met de motorfiets. Als de motorrijder er vanaf valt, activeert het trekkoord een CO2-patroon dat de airbags in de broek opblaast. Hierdoor worden knieën, heupen en ook

dijbenen beschermd evenals – niet onbelangrijk – de achterkant van het onderlichaam bij het stuitje. Dit helpt om beschadiging van de wervelkolom te voorkomen. Volgens Mo’Cycle beschermen de airbags tien keer beter dan traditionele valbeschermers. Indien de broek niet te veel beschadigd raakt in een crash, is die opnieuw te gebruiken door de CO2-patronen te wisselen. Mo’Cycle brengt de Airbagjeans dit jaar op de markt via crowdfunding. (PS)

•

foto : mo ’ cycle

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

Robothulpje Het Duitse Fraunhofer IML ontwikkelde een tweewielige, zelfbalancerende robot voor allerlei toepassingen. De evoBOT is snel en wendbaar en kan autonoom objecten oppakken en wegbrengen.

Sneeuwslaapzak Comfortabel slapen in de open lucht bij -40 graden Celsius. Dat kan in een slaapzak met aerogel, beweert de Hongkongse startup Biigloo. Voor expedities in het hooggebergte kan een slaapzak maar beter zo min mogelijk gewicht en ruimte innemen, en zo warm mogelijk zijn. Daarom maakte de startup Biigloo gebruik van aerogel, een extreem licht materiaal – meer dan 95 procent bestaat uit lucht – dat heel weinig warmte geleidt. Aerogel, uitgevonden in 1930, werd pas aan het einde van de twintigste eeuw voor het eerst praktisch toegepast: door de NASA in ruimtepakken en ter bescherming van elektronica. Inmiddels wordt het gebruikt voor allerlei toepassingen: van spouwmuurisolatie tot thermosfoto ’ s : biigloo ; fraunhofer iml / michael neuhaus

flessen en nu dus ook slaapzakken. De slaapzak van Biigloo bevat een één millimeter dikke laag aerogel, gesandwitcht tussen een fleecelaag en twee nylonlagen. Daarmee kan de slaapzak warmte vasthouden tot een limiettemperatuur van -40 graden Celsius. Comfortabel is het tussen de -5 en -15 graden Celsius. Daarnaast is de slaapzak ook waterdicht, waardoor de gebruiker zelfs zonder tent de nacht in de sneeuw kan doorbrengen. Echt licht van gewicht is de slaapzak niet met 1,81 kilogram. Wel is hij met 250 euro een stuk goedkoper dan de meeste slaapzakken met een vergelijkbaar gewicht voor een temperatuur van -40 graden Celsius: die kosten al snel boven de duizend euro. (SB)

De kracht van de evoBOT ligt in het eenvoudige basisontwerp. Dat bestaat uit een compacte, cilindervormige module die alle aandrijf- en balanceertechniek bevat en waaraan vier ‘ledematen’ draaibaar zijn opgehangen. Dat zijn twee ‘benen’ met onderaan elk een elektrisch aangedreven wiel en twee ‘armen’ met ronde grijpers. Zolang de robot niets draagt, liggen de armen weggevouwen langs de benen. De robot kan autonoom naar een object toerijden, de armen naar voren draaien en vervolgens de grijpers naar binnen toe bewegen. Hierdoor wordt voldoende druk gezet om het object op te pakken en ermee weg te rijden. Tijdens het rijden houdt de evoBOT zichzelf dynamisch stabiel door met draaien kantelbewegingen van benen en armen het zwaartepunt in het midden te houden. Hierdoor kan de robot ook goed over oneffen terrein en hellingen rijden. Onbeladen haalt de evoBOT een maximumsnelheid van tien meter per seconde. De toepassingsmogelijkheden lopen uiteen van gebruik in distributiecentra, laadplatforms voor vrachtwagens en afhandeling van koffers op luchthavens tot het assisteren in de zorg en als persoonlijke assistent in en rond huis. Denk in het laatste geval aan het oppakken en aanreiken van zware kratten of dozen. (PS)

•

• APRIL 2023 • DE INGENIEUR

EUREKA

Vliegende auto Alef Aeronautics is volgens eigen zeggen ’s werelds eerste echte vliegende auto aan het ontwikkelen. Model A heeft een uniek ontwerp waarmee verticaal opstijgen en landen mogelijk is. Het uitgangspunt van Alef Aero nautics is dat een vliegende auto normaal de weg op kan en vanaf daar direct verticaal de lucht in. Alles wat wel een start en landingsbaan nodig heeft, blijft immers toch een half vliegtuig. Om hun visie te realiseren, combineerden de Amerikaanse ontwerpers technologie uit elek trische auto’s en drones tot Mo del A. De twee inzittenden zitten in een bolvormige glazen cabine die draaibaar aan de carrosserie is opgehangen. Die heeft een opengewerkte kooiconstructie met alleen dichte zijkanten.

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Instappen gaat via dubbele deuren; een in de carrosserie en een in de cabine. Op de weg wordt Model A aangedreven door vier elektri sche naafmotoren. Om goed keuring te krijgen zal de auto waarschijnlijk worden geclassi ficeerd als brommobiel, niet als volwaardige auto. Voor het opstijgen en landen heeft Model A acht propellers die zijn afgeschermd door de kooiconstructie van de carros serie. Deze heeft voldoende doorlaat voor de luchtstroom. Eenmaal in de lucht kantelt de carrosserie om de cabine heen.

Bij voldoende voorwaartse snel heid is de carrosserie negentig graden gekanteld, waarbij de dichte zijkanten als vleugels fungeren en de passagiers van uit de glazen cabine vrij uitzicht hebben. Model A is nog een prototype en moet in 2025 op de markt komen. Er zijn alleen nog ge gevens over het bereik bekend: ruim 320 kilometer op de weg of 175 kilometer in de lucht. Be stellingen zijn al te plaatsen voor een prijs van een kleine drie honderdduizend euro. In 2035 volgt volgens Alef Aeronautics het grotere Model Z. (PS)

•

foto : alef aeronautics

Bacterie-inkt 3D-printen met kalkproducerende bacteriën levert een materiaal op met een botachtige structuur, ontdekten Zwitserse onderzoekers. De techniek kan worden gebruikt voor restauratie van kunst of koraal.

Alarmwatch bij hartstilstand In Nederland krijgen jaarlijks 17.000 mensen een hartstilstand buiten het ziekenhuis. Het HeartSafe-consortium ontwikkelt een algoritme dat bij smartwatchdragers een hartstilstand detecteert en alarm slaat. Steeds meer mensen dragen een smartwatch, in Nederland al bijna vier miljoen. Zo’n smartwatch monitort de hartslag nauwkeurig, maar kan een hartstilstand vooralsnog niet betrouwbaar detec teren. Met subsidie van Health~Holland ontwikkelt het HeartSafeconsortium een algoritme dat een hartstilstand kan herkennen en een systeem om hulpdiensten te waarschuwen. Het HeartSafe consortium bestaat uit Amsterdam UMC, Univer siteit Twente, Stan (leverancier van HartslagNu), preventieplatform 111 en startup Wavy Health. Het systeem werkt met de HeartSafeapp op smartwatch en smartphone. In het geval van een hartstilstand slaat de app alarm. In de eerste dertig seconden kunnen omstanders of de drager het alarm deactiveren, daarna worden burgerhulp verleners en de meldkamer van 112 opgeroepen. Een smartwatch moet tenminste beschikken over een hartslagsensor (PPG) en een zuurstofsaturatie sensor (SpO2). ‘Zodra én de hartslag wegvalt én het zuurstofgehalte in het bloed met een karakteristieke snelheid afneemt, kunnen we voldoende betrouw baar vaststellen dat er sprake is van een hart stilstand’, vertelt Beat Nideröst, ontwikkelaar van 111. Daarnaast beschikken sommige smartwatches al over sensoren die lichaamstemperatuur, vochtig heid en stuiptrekkingen van het lichaam na dertig tot zestig seconden kunnen detecteren. Het algoritme is in de testfase en geeft nu nog te veel vals positieven. Nideröst: ‘We bouwen op dit moment een database op met meer true positives, mensen die daadwerkelijk een hartstilstand hebben gehad, om het algoritme te trainen.’ Daarvoor be naderen de onderzoekers doelgroepen waar hart stilstanden veel voorkomen, zoals in de palliatieve zorg. Naar verwachting komt de app over drie tot vier jaar op de markt. (SB)

Botachtige materialen zijn licht, sterk en poreus, en behoren tot de moeilijkere materialen om na te maken in het lab. Onderzoekers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) zijn een stap dichterbij gekomen met BactoInk, een methode die calcium carbonaatproducerende bacteriën kan 3Dprinten. Ze gebruikten daarvoor de bacterie Sporosarcina pasteurii in combinatie met een polymeergel en printen hiermee de gewenste vorm. Vervolgens dompelen ze het voorwerp onder in een ureumoplossing dat de kalk productie van de bacterie in gang zet. In een ethanol bad worden de bacteriën vervolgens gedood. Het hele proces duurt gemiddeld vier dagen. De uitvinding kan worden toegepast bij de restauratie van koraal, keramiek of beeldhouwwerken, of met aanvullende techniek voor botimplantaten. Het is niet de eerste keer dat kalkproducerende bac teriën worden gebruikt voor onderzoek. In 2006 maakte de Delftse onderzoeker Henk Jonkers zelfhelend beton met de kalkproducerende bacteriesoort. ‘S.pasteurii wordt door verschillende onderzoeksgroepen gebruikt omdat deze soort in korte tijd veel kalksteen produ ceert’, schrijft Jonkers. ‘Groot nadeel is echter dat door omzetting van ureum in dit proces relatief veel ammo nium ontstaat.’ Onderzoeksgroepen aan de TU Delft zijn daarom overgestapt op milieuvriendelijkere bacte riesoorten, zoals Bacillus cohnii. ‘Hierbij komen geen nadelige stoffen vrij, al gaat het vormen van kalksteen wel wat langzamer.’ ‘Het is inderdaad zinvol om een bacteriesoort te gebruiken die minder of geen ammoniak produceert’, schrijft onderzoeksleider en universitair hoofddocent EPFL Esther Amstad. ‘We hebben S.pasteurii gebruikt in onze modelstudie omdat deze bacterie vaker wordt gebruikt. We gaan nu zoeken naar alternatieven om het proces milieuvriendelijker te maken.’ De onderzoekers willen de techniek op de markt bren gen via EverInk, een spinoff van de EPFL, die werkt aan 3Dprinten met een korrelige polymeergel. Aangezien EverInk nog in de opstartfase verkeert, duurt dat naar verwachting nog zeker vijf jaar. (SB)

•

foto ’ s : heartsafe ; epfl

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

EUREKA

Mobiel tankstation Of en hoe snel een waterstofauto mainstream wordt, is nog erg onvoorspelbaar. Autobouwer Hyperion gaat dit jaar in de Verenigde Staten daarom mobiele waterstoftankstations plaatsen op basis van de marktbehoefte. Hyperion ontwikkelde het Fuel Mobile Station als een op zichzelf staand tankstation dat onafhankelijk is van de waterstofinfrastructuur. Het Fuel Mobile Station ziet eruit als een futuristisch ontworpen container op wielen die makkelijk naar een bepaalde locatie kan worden gereden. Hyperion wil de tankstations op die plekken neerzetten waar voldoende vraag is. Neemt de vraag af dan kan het station eenvoudig naar een andere locatie worden gereden. Het Fuel Mobile Station produceert ter plekke waterstof door elektrolyse. Op het dak van het tankstation ligt een

DE INGENIEUR • APRIL 2023

rij zonnepanelen om elektriciteit op te wekken. Deze zijn kantelbaar bevestigd en richten zichzelf automatisch naar de zon. Het systeem kan volgens Hyperion waterstof comprimeren, koelen en zowel in gas- als vloeistofvorm opslaan. Opgeslagen waterstof kan ook weer worden omgezet in elektriciteit. Bij de Fuel Mobile Stations kunnen zowel waterstofauto’s tanken als elektrische voertuigen opladen. Een waterstoftank vullen duurt ongeveer vijf minuten en de accu van een elektrische auto kan binnen twintig minuten voor 80 procent worden opgeladen. Het

vulpistool wordt na elke tankbeurt gereinigd met uv-licht. Hyperion zet zelf ook in op de waterstofeconomie: in 2020 introduceerde het de supercar XP-1 met brandstofcel en een bereik van ruim zestienhonderd kilometer om de mogelijkheden van waterstof te demonstreren. Het Fuel Mobile Station kan volgens Hyperion ook worden ingezet om het overbelaste elektriciteitsnet te ontlasten. Zo kan in daluren of bij een overschot aan groene stroom waterstof worden geproduceerd en opgeslagen. Op piekmomenten is dat weer om te zetten in elektriciteit voor het net. (PS)

•

foto : hyperion

Rolf zag een ding

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

Bolketels

Luchtloze basketbal Het enige onderhoud dat een basketbal nodig heeft, is dat deze van tĳd tot tĳd moet worden opgepompt. Dat ongemak wil sportbedrĳf Wilson verhelpen met een ge-3D-printe, luchtloze basketbal. Wilson noemt het de heruitvinding van de basketbal: een luchtloze bal die niet hoeft te worden opgepompt. Met de Wilson Airless maakte het bedrĳf een prototype dat bestaat uit een elastisch materiaal in een rooster van zeshoeken waar de lucht doorheen stroomt. Een dergelĳk complex ontwerp kon alleen tot stand komen door gebruik van selective laser sintering. Dat is een 3D-printtechniek waarbĳ een laser de bedachte vorm laag voor laag opbouwt door polymeerpoeder te versmelten. Het idee om banden zonder lucht te maken leeft al langer in de auto-industrie. Zo lanceerde bandenproducent Michelin een aantal jaar geleden autobanden gebaseerd op een vergelĳkbaar idee: een ge-3D-printe, luchtdoorlatende honingraatstructuur. Toch is de luchtloze band nog niet doorgebroken. Wilson hoopt met de luchtloze bal ook een inspiratie te zĳn voor andere takken van sport. De bal voldoet aan de specificaties van een normale basketbal wat betreft gewicht, grootte en hoe goed de bal stuitert. Toch is de bal echt nog een prototype, zeggen de makers. Want hoe werkt de aerodynamica in de bal precies en is de bal ook bestand tegen beschadiging of voorwerpen die erin blĳven haken? Daarvoor zal er eerst nog uitgebreider worden getest. (SB)

•

FOTO ’ S : WILSON SPORTING GOODS CO .; ROBERT LAGENDIJK ( PORTRET )

Ik knik begrĳpend wanneer ik de omschrĳving van het productieproces van strokarton lees: ‘De strokokers zĳn in zowel cilinder- als in bolvorm vervaardigd. De ouderwetse en veel minder algemene cilinderkoker had duidelĳke nadelen in vergelĳking met de bolkoker; zo was de bolkoker door zĳn vorm beter tegen druk bestand.’ Stro is gemaakt van tarwestengels die overblĳven wanneer de graankorrels eruit zĳn gehaald. Vanwege het hoge vezelgehalte van stro is het goed te gebruiken om karton voor verpakkingen van te maken. Tussen 1860 en 1970 kende vooral de provincie Groningen een levendige strokartonindustrie. Sindsdien is de industrie echter volledig ingestort, met de opkomst van plastic als een van de voornaamste oorzaken. Het productieproces van strokarton wordt dus niet meer uitgevoerd, terwĳl er om strokarton te maken heel specifieke ingenieursoplossingen zĳn gebruikt. Zoals die bolkokers. Vier meter grote metalen bollen waarin gehakseld stro werd gemengd met stoom om vervolgens te worden gekookt terwĳl de bollen draaien. Ik heb ze in het echt gezien. Strokartonfabriek De Toekomst bĳ Scheemda is namelĳk bewaard gebleven en tegenwoordig de locatie voor het festival Grasnapolsky. De podia waar hippe piepjonge bandjes of maffe techno-performers optreden zĳn vernoemd naar de strokarton-processtappen die er vroeger plaatsvonden: hakselaar, kartonbaan, machinekamer en dus ook bolkoker. Terwĳl ik me afvraag of we van dat piepjonge bandje over tien jaar nog iets gaan horen realiseer ik me dat ik onder twee bolkokers sta, waardoor ik me jaren nadat de bolkokers uit productie zĳn genomen, opeens afvraag hoe dat vroeger werkte. Eenmaal thuis brengt een simpele Google-zoekopdracht me bĳ een rapport van de Stichting Projectbureau Industrieel Erfgoed, waarin uitvoerig wordt uitgelegd dat in bolkokers de stro kapot wordt gekookt tot een pap waarvan uiteindelĳk karton wordt gemaakt. Al lezend leer ik dat er een hele wereld aan heel specifieke kennis nodig was om van stro karton te kunnen maken. Kennis die nu goeddeels is vergeten, maar doordat wĳ af en toe festivals houden in industrieel erfgoed gaat er, heel af en toe, een ingenieur (en columnist) eens Googlen om te kĳken waar die bolkokers nou voor waren en haalt zo de oude kennis weer op. Waarvan akte. Rolf Hut is universitair hoofddocent aan de TU Delft, maker, spreker en schrĳver.

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

Wat drijft de hedendaagse ingenieur?

Gerwin Smit is werktuigbouwkundige, ge specialiseerd in biomechanica. Aan de TU Delft werkt hij aan de ontwikkeling van prothesen.

‘Voor dit werk is empathie nodig’ Tekst: Marlies ter Voorde • Foto: Bianca Sistermans

‘Mijn oma was oud en bijna blind. Ze kon niet veel meer, maar ze hield van luisterboeken die ze afspeelde op een cassetterecorder. Wel had ze dan iemand nodig om het apparaat voor haar aan en uit te zetten. Ik heb toen een grote schakelaar in het snoer gezet. Een simpele ingreep, die haar minder afhankelijk maakte. Nu kon ze zelf de recorder bedienen. Ik was toen dertien. Het was de eerste keer dat ik techniek heb ingezet om iemands leven te verbeteren. Nu is dat de rode draad in mijn werk. Ik vind het mooi om andere mensen te helpen en ik los graag problemen op. In mijn werk als biomechanisch ingenieur komt dat samen. Mijn doel is dat mensen weer mee kunnen doen.’ Oldtimers ‘Ik ben opgegroeid als de zoon van het hoofd van een basisschool in Drachten. Ik kan dus niet zeggen dat de techniek me met de paplepel is ingegoten, al had ik wel een opa die graag technisch bezig was en zijn eigen gereedschap maakte. Zelf vond ik niets leuker dan het uit elkaar halen en weer in elkaar zetten van allerlei apparaten. Dat varieerde van het antieke zakhorloge van mijn moeder tot oldtimer Zündapp-brommers. Mijn ouders moedigden me daarin aan. Op het speelhuisje in de tuin had ik een alarmsysteem geïnstalleerd. Het enige dat ik uiteindelijk niet voor elkaar kreeg was de stoommachine, al had ik alles wel uitgezocht en waren de schetsen klaar. Ik had een blikje dat de ketel moest worden, maar de andere onderdelen kreeg ik niet bij elkaar. Toen ik een studie moest kiezen lag techniek voor de hand. Ik heb eerst de hts gedaan in Leeuwarden en ben toen na een schakeljaar doorgestroomd naar de master biomedical engineering aan de Universiteit Twente in Enschede. Daar raakte ik geïnspireerd door een gastcollege over prothesen van Dick Plettenburg van de TU Delft. Toen ik na mijn studie een vacature zag voor een promotieplek in zijn onderzoeksgroep, heb

ik daarop gesolliciteerd. Nu begeleid ik zelf promovendi. Ons doel is prothesen ontwikkelen waarover gebruikers zoveel mogelijk controle hebben.’ Controle ‘Wat je voor dit werk nodig hebt, is empathie. Een ingenieur weet wat technisch mogelijk is, maar de gebruiker weet wat belangrijk is. De ontwikkelaar moet zich daarom kunnen verplaatsen in de gebruiker van zijn product en goed kunnen luisteren. Wat ik daar vooral van heb geleerd, is hoe belangrijk het is voor de gebruiker van een prothese is om controle te hebben. De prothese moet zoveel mogelijk aanvoelen als een onderdeel van de gebruiker. Daarvoor moet er continu feedback van de prothese naar de gebruiker gaan en het aansturen moet intuïtief kunnen gebeuren. We maken niet alleen prothesen voor rijke, ontwikkelde landen. Zo’n 80 procent van de mensen met een amputatie wonen in een land waar prothesen vrijwel niet beschikbaar zijn. Wij hebben daarom, samen met partners uit India, de iGrip ontwikkeld, beter bekend als de 100-Dollar Hand. Dat is een 3D-geprinte handprothese die kan grijpen, pakken en loslaten. Die doneren we nu ook aan Oekraïne, voor oorlogsslachtoffers.’ Invloedcirkel ‘Sinds vorig jaar ben ik medevoorzitter van de Delft Young Academy. Een van de thema’s waarop we ons richten is inclusiviteit. Daaronder valt ook dat mensen met een lichamelijke beperking kunnen meedoen. Ieder mens heeft zijn eigen cirkel van invloed, waarbinnen die het verschil kan maken voor anderen. Wat ik studenten en niet-studenten mee wil geven: die cirkel zou best eens veel groter kunnen zijn dan je zelf denkt. Bovendien kan hij groeien. Als je eenmaal ergens aan bent begonnen, kom je vanzelf steeds met nieuwe mensen in contact. Wil je iets verbeteren, begin dan gewoon.’ • APRIL 2023 • DE INGENIEUR

Neem nu een kennismakingsabonnement

EN ONTVANG DRIE NUMMERS VOOR SLECHTS € 25,deingenieur.nl/abonnement

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

Jan van der Heyden vond de brandspuit en de straatlantaarn uit

Vuur en vlam Door de zeventiende-eeuwse schilder en uitvinder Jan van der Heyden veranderde het aangezicht van de hoofdstad. Een tentoonstelling in het Stadsarchief Amsterdam laat zien dat hij ook nu nog een voorbeeld is voor ingenieurs. aan de oostkant van de stad bij de brandweer was door gekomen. Wat viel er toen nog te redden aan de Zuid Beveland? Bluslieden wisten dat er aan een brandend schip sowieso weinig eer te behalen was. Blussen op het water was uitzonderlijk lastig – hoe paradoxaal dat ook klinkt.

Op een mooie Pinksterdag in 1690 toonde het voorjaar zich in de hoofdstad op z’n fraaist. Het was 14 mei, de zon scheen volop en Amsterdammers die niet in de kerk zaten, waren eropuit gegaan om ten volle van het weer te genieten. Het duurde dan ook lang voor de melding over een brandend schip van de VOC in Oostenburg

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

TENTOONSTELLING

De tentoonstelling Amsterdam in vuur en vlam. De uitvindingen van Jan van der Heyden (1637-1712), met talrĳke originele prenten en zelfs een brandspuit uit circa 1700, is nog tot 6 augustus 2023 te zien in de expositiezaal van het Stadsarchief Amsterdam.

De hulpdiensten die als eerste ter plekke waren, richtten zich daarom op wat ze bij huizenbranden ook steevast deden: proberen naastgelegen goed te redden. In dit geval was dat de Spierdijk, een tweede VOC-schip, dat ze weg van de brandhaard duwden. Beide schepen lagen vermoedelijk bij de werf voor een opknapbeurt; de kans dat er kostbare handelswaar aan boord was, is klein. Emmer voor emmer Na enige tijd werden van lieverlede alsnog brandspuiten aangevoerd. Het ging om een nieuw type spuit dat het bluswerk drastisch had veranderd. Niet langer hoefde bluswater emmertje voor emmertje te worden aangesleept. Voortaan beschikten de brandweerlieden over een brandslang die was verbonden aan een pomp en waaruit een continue waterstraal kon worden gespoten. Het duurde niet lang eer de brandhaard was gedoofd. De Zuid Beveland had weliswaar schade geleden, maar de romp was gespaard gebleven. Ze was te redden. Op de Spierdijk, het tweede, bijtijds in veiligheid gebrachte schip, had tijdens de brand de commandant van de Amsterdamse brandweer plaatsgenomen. Deze Jan van der Heyden, oorspronkelijk schilder, had als altijd bij het uitrukken zijn tekenmateriaal meegenomen om een nauwkeurige situatieschets te kunnen tekenen. Behalve kunstenaar en commandant was Van der Heyden ook uitvinder. De brandspuit die ook hier op Oosten50

DE INGENIEUR • APRIL 2023

burg weer het verschil had gemaakt, was aan zijn brein ontsproten. Veelzĳdig en inventief Van der Heyden, geboren in Gorinchem in 1637, was op z’n negende met ouders, broer en zus in Amsterdam beland. Zijn eerste werkervaring deed hij op in de spiegelmakerij van zijn broer, maar toen hij 1661 in ondertrouw ging, gaf hij als beroep ‘schilder’ op. Uit de jaren daarna is een reeks tekeningen en schilderijen van hem bekend. Waar hij aanvankelijk vooral stillevens maakte, legde hij zich steeds meer toe op ragfijne stadsgezichten, met name van zijn eigen woonplaats. Hij verwierf er grote roem mee. Zijn veelzijdigheid maakt Van der Heyden ongrijpbaar, zegt Erik Schmitz, conservator van het Stadsarchief in Amsterdam en samensteller van de tentoonstelling Amsterdam in vuur in vlam, over Jan van der Heyden. Schilderen was een mooi beroep, maar ook onzeker. Hij heeft mogelijk gezocht naar een stabielere bron van inkomsten, zegt Schmitz. Van der Heyden had het economische tij daarbij mee. ‘In de tweede helft van de zeventiende eeuw ging het Amsterdam nog voor de wind. Men dacht: wat kunnen we verder nog allemaal verbeteren? Creatieve, ondernemende geesten kregen de ruimte om uitvindingen te doen die ze vervolgens konden verkopen, want er was

geld genoeg. Het aantal octrooiaanvragen lag hoog. Men toedoen. Eind jaren 1660 presenteerde hij aan het stads ging denken als een ingenieur, met behoud van de han bestuur zijn eerste plan voor stadsverlichting. Tot die delsgeest.’ tijd was het op de meeste plekken na zonsondergang Met zijn broer Nicolaas richtte Jan van der Heyden donker in de stad. zijn inventiviteit op het water. ‘Er zijn van hem veel plan Van der Heyden zag in dat olielantaarns het beste nen, werknotities en tekeningen overgeleverd, maar geen zouden werken en het helderste licht gaven. Hij ont dagboeken of andere persoonlijke documenten’, zegt wierp behalve de lantaarn ook de bijbehorende lan Schmitz, ‘dus wat hem bewoog weten we niet. We weten taarnpaal, berekende nauwgezet hoe groot het olie dat brand een groot probleem was in de stad en de blus reservoir moest zijn en wat voor olie geschikt was (een middelen die er waren, voldeden niet. We weten ook dat mengsel van lijnzaad en raapolie). Ook berekende hij men in die tijd gefascineerd raakte door het verplaatsen hoe ver de lichtbundel zou reiken en wat derhalve de af van water. In de zeventiende eeuw werden steeds meer stand tussen twee lantaarns moest zijn, hoe lang de lan polders aangelegd. Molens werden groter en taarns op welke dag precies moesten branden ook Van der Heyden onderzocht de werking en hoeveel lantaarnopstekers daarvoor nodig van schoepen om water weg te krijgen.’ waren. ‘Zo kon hij een uitgewerkt business Maar we moeten ons hierbij realiseren dat Doorzetten plan aan het stadsbestuur presenteren’, zegt een creatieve uitbarsting ook een prozaïsche Schmitz, ‘inclusief bijbehorend prijskaartje’. in het beoorsprong kan hebben, zegt Schmitz. ‘Een ‘Uitvinders of ingenieurs denken al gauw: uitvinding begint vaak als iets heel anders. sef dat een is er een probleem? Dan bedenk ik daar Misschien stapte Van der Heyde voor z’n huis vinding altijd wel even een oplossing voor. Maar Van der wel in een plas en dacht hij toen: waarom staat Heyden beschikte over uitzonderlijk analy beter kan dat water daar?’ tisch talent. Hij zag in dat een probleem vaak uit meerdere deelproblemen bestaat en hij loste die allemaal op voor hij zijn uitvinding Extra drukvat presenteerde’, zegt Schmitz. De brandspuit, toen verbonden met een hand Het stadsbestuur ging akkoord en al snel pomp, moet al in de klassieke oudheid hebben bestaan, maar met de terugval van de beschaving was die stonden er achttienhonderd lantaarns verspreid over volledig verdwenen. Halverwege de zeventiende eeuw de stad, later uitgebreid met nog eens vierhonderd. vonden drie Amsterdammers een nieuwe brandspuit uit: ‘Kunstlicht maakte de stad veiliger, maar stond ook voor feitelijk een grote bak water met een handpomp en een welvaart. Andere steden kenden alleen straatverlichting spuitstuk. Dat leverde een mooie, zij het onderbroken bij de residentie, maar in Amsterdam stonden overal straal op, maar de bak moest dicht bij de brandhaard lantaarns: aan de dure grachten, maar ook in arme worden geplaatst, wat gevaar opleverde voor de brand achterafstraatjes.’ weerlieden. Bovendien moest de bak voortdurend wor den bijgevuld. Was er geen gracht in de buurt, dan waren Doorzetter er veel mensen nodig om in een lange ketting volle em Van der Heyden verkocht z’n lantaarns ook aan ande mers aan elkaar door te geven. ‘Emmers belandden in re steden in Nederland en elders in Europa. Datzelfde alle hectiek vaak in de gracht. Dan was men dagen later geldt voor zijn brandspuit: die verkocht hij eerst aan nog bezig die weer op te vissen’, zegt Schmitz. andere Nederlandse steden, maar vervolgens kreeg zijn De Van der Heydens – uit documenten blijkt dat Jan clièntele een steeds internationaler karakter. duidelijk de leiding had – introduceerden niet alleen een Volgens Schmitz kan Van der Heyden nog altijd als zuigpomp die het mogelijk maakte water rechtstreeks uit voorbeeld dienen. ‘Aandacht voor detail, analytisch de gracht op te pompen, maar combineerde die met een vermogen, een geconcentreerde manier van werken, andere, nieuwe vinding die tot op de dag van vandaag doorzetten in het besef dat een vinding altijd nóg beter wordt gebruikt: de brandslang. Nadat ze het geheel van kan: zulke eigenschappen zijn nog steeds van onmisbare een extra drukvat hadden voorzien, kon de brandspuit waarde.’ In de huidige tijd is het makkelijk om luidkeels een continue, stevige straal produceren – wat de broers te roepen wat er allemaal niet deugt. ‘Van der Heyden een patent opleverde. Door het apparaat op houten wie deed dat niet. Hij dacht: kan ik zelf misschien wat doen len te plaatsen, kon het snel overal ter plaatse zijn. om het beter te maken? En vervolgens deed hij dat. Ook Aanvankelijk, vanaf begin jaren 1670, mocht Van al moest hij ervoor met de poten in de modder staan.’ • der Heyden zijn pomp slechts inzetten om de oude brandspuiten van water te voorzien. ‘Een opmerkelijke tussenfase’, zegt Schmitz. ‘Maar niet lang erna stonden de WBooks geeft ter gelegenheid van de AMSTERDAM IN VUUR EN VLAM brandspuiten van Van der Heyden op diverse plekken in tentoonstelling een rijk geïllustreerd boek Het Brandspuitenboek van Jan van der Heyden de stad opgesteld en vanaf 1682 was hij zelfs hoofd van uit met prenten uit Jan van der Heydens (1637–1712) de brandweer. Toen konden alle oude brandspuiten er oorspronkelijke brandspuitenboek, voorzien definitief uit.’ van een uitgebreide inleiding en toelichtingen.

“

’’

Dankzij Van der Heydens ingrijpende nieuwe plan voor de straatverlichting en een sterk verbeterde straatlantaarn groeide Amsterdam in de late zeventiende eeuw uit tot de lichtstad van Europa. In deze tijd lag het gevaar van brand altijd op de loer. Daarom ontwikkelde Van der Heyden samen met zijn broer Nicolaas de slangbrandspuit. Hiermee konden branden veel sneller en makkelijker geblust worden.

Amsterdam in vuur en vlam vertelt over de rol van familie voor Van der Heyden, over zijn uitvindingen en zijn werkplaats. Het zogenaamde Brandspuitenboek uit 1690 vormt de kern van dit boek: een reeks spectaculaire, gedetailleerde prenten en tekeningen van branden in de stad. Dankzij Van der Heydens fenomenale oog voor detail en artistieke talent geven deze tekeningen ook een bijzonder beeld van het leven in zeventiende-eeuws Amsterdam.

Verlichting In de tussentijd was het aangezien van de stad ook op een andere manier veranderd – door Van der Heydens Jan van der Heyden, Dwarsdoorsnede van een brandend huis met de oude brandspuiten en nieuwe slangbrandspuiten in de praktijk, ca. 1690 Zwart krijt, pen in bruin, penseel in grijs, doorgegriffeld, 340 x 461 mm, Stadsarchief Amsterdam, afb.nr. jvdh00007000001

AMSTERDAM IN VUUR EN VLAM Het Brandspuitenboek van Jan van der Heyden (1637–1712)

Jan van der Heyden was een van de meest vernieuwende, creatieve en veelzijdige bewoners die Amsterdam ooit heeft gekend. Hij was schilder, ondernemer en uitvinder - een ware Leonardo van de Lage Landen.

Jan de Klerk en Erik Schmitz

Amsterdam in vuur en vlam. Het brandspuitenboek van Jan van der Heyden (1637-1712)

Jan de Klerk en Erik Schmitz | 80 Blz. | € 19,95 APRIL 2023 • DE INGENIEUR

De Ingenieur in gesprek

İhsan Engin Bal leidt de afdeling aardbevingsbestendige structuren aan de Hanzehogeschool Groningen

‘Benader schadeafhandeling niet als advocaat, maar als ingenieur’ De schadeafhandeling van de aardbevingen in Groningen moet milder, makkelijker en menselijker, concludeerde de parlementaire enquêtecommissie in het rapport Groningers boven gas. İhsan Engin Bal, lector aardbevingsbestendig bouwen in Groningen, is het daar roerend mee eens. ‘Je wacht en je wacht, en intussen staat je leven stil.’ Tekst: Marlies ter Voorde

Op 24 februari verscheen het rapport Groningers boven gas van de parlementaire enquêtecommissie aardgas winning Groningen. De belangen van de Groningers zijn structureel genegeerd bij de aardgaswinning en dat had rampzalige gevolgen, concludeerde de commissie. Voor İhsan Engin Bal, lector aardbevingsbestendige structuren aan de Hanzehogeschool Groningen, is dat geen verrassing. Sinds hij in 2017 in Groningen aantrad, valt hij van de ene verbazing in de andere. Wat is er in Groningen misgegaan?

‘Het vertrouwen is weg. En dat is te begrijpen. De aard beving van 2012 in Huizinge met magnitude 3,6 was de grote dreun die niet kon worden genegeerd. Die maak te duidelijk dat de aardbevingen in Groningen gevaar inhielden. Voor die tijd is dat stelselmatig ontkend. De grootst mogelijke aardbevingssterkte is tot 2012 voort durend te laag ingeschat, en moest na elke nieuwe gro tere beving naar boven worden bijgesteld. En het beleid van de overheid was reactief in plaats van actief. Alsof ze de gaten van een lekke waterleiding met hun vingers probeerden dicht te drukken in plaats van er iets struc tureels aan te doen.’ Werd dat na de aardbeving in Huizinge anders?

‘Ja, toen was bagatelliseren geen optie meer en sloeg het zelfs door naar de andere kant. Toen ik in 2017 naar Groningen kwam, was er inmiddels een kaart die laat zien hoe hevig de grond in een bepaald gebied door een 52

DE INGENIEUR • APRIL 2023

aardbeving kan gaan trillen. Zelf ben ik geboren en ge togen in Istanboel, in de meest actieve seismische regio van Europa. Wat bleek? De mogelijke aardbevingssterkte in Groningen was volgens de kaart nog hoger dan op de meeste plekken in Istanboel! Dat is belachelijk, dat kan helemaal niet. Toch werden er versterkingen uitgevoerd die hierop waren gebaseerd. Enkele jaren later corri geerde men de kaart en ging het geschatte risico om laag. Dat was wetenschappelijk gezien een verbetering, maar het leidde wel tot vragen bij de bewoners. En tot rare situaties. Bij twee naast elkaar gelegen huizen met vergelijkbare schade kwam het voor dat het ene enorm was versterkt en het andere twee jaar later veilig werd bevonden.’ Waarom was die kaart zo overdreven?

‘Omdat Nederlandse ingenieurs en wetenschappers weinig ervaring met aardbevingen hadden. Het KNMI moest de kaart maken, maar had dit nooit eerder gedaan. Dus was men extra voorzichtig en bouwde een ruime veiligheidsmarge in. Vergelijk het met autorijden: wie net zijn rijbewijs heeft en zichzelf nog niet helemaal ver trouwt, rijdt voor de zekerheid wat langzamer. De ironie was dat de NAM ook een risicokaart had gemaakt, die veel beter was. Daar had men geld en konden topexperts worden ingezet. Maar omdat de kaart van de NAM min der grote risico’s liet zien, werd deze niet vertrouwd. Men werkte met de officiële kaart van het KNMI. Die is door de jaren heen wel steeds verbeterd en nu bijna gelijk aan die van de NAM.’

2005-2008: promotieonderzoek in earthquake engineering, Università di Pavia, Italië 2009-2010: onderzoeker aardbevings bestendig bouwen bij stichting Eucentre in Pavia, Italië 2010-2012: werkt aan gebouwenverster king voor Fyfe Europe SA, leverancier van composiet structuren in Griekenland, met klanten in Turkije, Italië en Libanon 2012- 2017: universitair docent earthquake engineering and disaster management, Technische Universiteit Istanboel 2017-heden: lector Hanzehogeschool Groningen, hoofd afdeling aardbevingsbestendige structuren

‘Dat is bij bevingen als in Groningen eigenlijk niet met zekerheid vast te stellen. Bij grote aardbevingen, zoals die van februari in Turkije, is de causaliteit duidelijk, daar zijn veel gebouwen door de beving ingestort. Maar bar sten en scheuren in de Groningse muren kunnen ook een andere oorzaak hebben, zoals verzakking door de slappe bodem. Zachte bodems met een grondwaterspiegel vlak bij het oppervlak zijn standaard in Groningen en funest voor gebouwde structuren. Maar aardbevingen kunnen die bodems natuurlijk ook triggeren om te bewegen. Bij schade door een grondverzakking is de vraag dus ook waaróm de grond is verzakt. Het is zo ingewikkeld dat experts er vaak niet uitkomen.’ Maakt dat de schadeafhandeling zo traag en complex?

‘Nee. De schadeafhandeling in Groningen is een school voorbeeld van belangenverstrengeling. Ik begrijp niet foto : kees van de veen

hoe dat in een ontwikkeld land als Nederland zo fout kon gaan. Hoe kun je schade laten afhandelen door het bedrijf dat deze zelf heeft veroorzaakt? Welke gedachte gang zit daarachter? Men heeft het nog wel geprobeerd recht te zetten met een nieuwe instantie voor de schade afhandeling, Centrum Veilig Wonen. Maar de grootste aandeelhouder daarvan werkte samen met de NAM. Daarmee is de overheid haar laatste kruimeltje ver trouwen kwijtgeraakt. Het had vanaf het begin anders gemoeten. Dat zou onder de streep vermoedelijk niet eens duurder zijn geweest.’ Hoe had de schadeafhandeling dan gemoeten?

‘Een paar jaar geleden heb ik een voorstel ingediend bij de Tweede Kamer, het Comfort Plan, waarmee ove rigens niets is gedaan. Hierin kunnen mensen twee soorten compensatie krijgen: een vergoeding vanwege het feit dat ze in het aardbevingsgebied wonen en een schadevergoeding. Die eerste vergoeding zou bij

Hoe is te bepalen of schade aan een woning door een aardbeving komt?

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

QUOTE

Groningse huizen zijn gebouwd met maar één kracht in gedachten: de zwaartekracht, die verticaal is.

voorbeeld een bepaald percentage van de gasbaten kunnen zijn. Net als in Alaska, waar elk huishouden een cheque krijgt gebaseerd op de olie productie. Voor de tweede vergoeding mag je in het Comfort Plan alleen een aan vraag indienen als je in het gebied woont waar tijdens de betreffende aardbeving daadwerkelijk een flinke grondversnelling is gemeten. Alleen dan is er immers kans dat de schade door die beving is veroor zaakt. Vervolgens moet die schade dan wel zonder meer worden vergoed. Het KNMI heeft een goed monitoring systeem opgezet, dus we kunnen na elke aardbeving een kaart maken waarop je ziet hoe hevig de grond en de huizen hebben gebeefd.’ Wat is het voordeel van dit plan?

‘Het creëert duidelijkheid en snelheid. Tot nu toe is de schadeafhandeling niet benaderd vanuit het perspectief van een ingenieur, maar vanuit het perspectief van een advocaat. Iedereen kan een aanvraag indienen, het gaat soms om duizenden aanvragen per beving, terwijl elke ingenieur weet: een huis aan de westrand van de stad Groningen kan onmogelijk schade oplopen door een beving met magnitude 3,2 in Zeerijp. Intussen moet ie dereen die compensatie ontvangt wél contractueel beves tigen dat er geen nieuwe aanvragen volgen, ook niet als er nog een beving komt. Zo krijgt men het aantal aanvra gen omlaag. De afhandeling is niet gebaseerd op de wer kelijkheid en bovendien enorm traag. Met de aanvraag van een vergoeding begint een periode met eindeloze discussies, huisbezoeken, rapporten en tegenrapporten. Wie wellicht plannen heeft om het huis te verbouwen of te verkopen, moet daarmee wachten zolang onduidelijk is hoeveel schadevergoeding er volgt. Dus je wacht, en je wacht, en je wacht, en je hebt geen idee hoe lang je nog moet wachten...’ 54

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Hoe zijn de Groningse huizen te versterken?

‘Het belangrijkst is het verstevigen van de verbindingen tussen muren, vloeren en plafonds. De huizen zijn gebouwd met maar één kracht in gedachten: de zwaarte kracht, die verticaal is. Maar bij een aardbeving verandert het hele concept: dan gaat opeens om horizon tale belasting van de structuur. Het lastigst is weerstand te creëren tegen in-plane-krachten, dus krachten evenwijdig aan de muur. Dat vergt vooral stijvere muren. Daarvoor moeten de muren dikker worden gemaakt of er moeten stalen frames aan de buitenkant worden geplaatst met nieuwe funderingen. Dat zie je veel in Groningen. Maar de risico’s zijn dus omlaag gegaan, in sommige gebieden zelfs met een factor drie, omdat de eerste risicokaarten niet klopten en omdat de gasproductie is gedaald. Daar door zijn die stalen frames vaak niet meer nodig.’ En zo bouwen dat er helemaal geen schade ontstaat, is dat mogelijk?

‘Ja, maar dat is heel duur. Voor woningen geldt door gaans de norm dat deze wel schade mogen oplopen, maar niet mogen instorten – uitgaande van aardbevin gen die met een kans van 10 procent eens in de vijftig jaar voorkomen. Met schokbestendige funderingen en veel staal zijn gebouwen zelfs bestendig te maken tegen grote bevingen, zoals die van februari in Turkije. De beelden die toen rondgingen toonden alleen ingestorte gebou wen, maar het grootse deel stond nog overeind. Vooral gebouwen van na het jaar 2000. Toen zijn de bouwvoor schriften namelijk verbeterd en de controles verscherpt, als reactie op de zware aardbeving bij Izmit in 1999. De nieuwste gebouwen hadden eigenlijk allemaal rechtop moeten blijven staan. Dat dat niet zo was, is omdat de controle toch tekort heeft geschoten. Technisch gezien is het zeker mogelijk.’ •

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

Veilig verkeer Het verkeer verandert, bĳvoorbeeld door de opkomst van lichte elektrische voertuigen en automatische shuttlebussen. KIVI Verkeer en Vervoer, HAN University of Applied Sciences en Royal HaskoningDHV organiseren een seminar over maatschappelĳke en technologische ontwikkelingen en wat die betekenen voor de verkeersveiligheid. Seminar: Innovaties in mobiliteit en verkeersveiligheid, Amersfoort, 16 mei, 16.00-20.00 uur, kivi.nl/afdelingen/regio-gelderland/activiteiten

De kĳkers van NOVA De Nederlandse Onderzoeksschool voor Astronomie (NOVA) is leverancier van wetenschappelĳke instrumenten en systemen voor telescopen: van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelĳke Sterrenwacht op aarde tot de James Webbtelescoop die in de ruimte op zoek is naar het begin van de tĳd. Annemieke Janssen is systeemingenieur bĳ de optisch-infrarood instrumentatiegroep van NOVA, gevestigd bĳ ASTRON in Dwingeloo. Zĳ nodigt u uit voor een kĳkje in de keuken. Excursie: Bezoek aan NOVA/ASTRON, Dwingeloo, 14 april, 14.00-17.00 uur, kivi.nl/ afdelingen/regio-noord/activiteiten

Boot op batterĳen In de haven van Auckland in Nieuw-Zeeland vaart Sparky de sleepboot. Deze 70-tonner van schepenbouwer Damen is de eerste in zĳn soort die volledig elektrisch is. Dat maakt Sparky tot een voorloper in de scheepvaartwereld – de International Maritime Organization verlangt pas in 2030 een reductie in CO2-uitstoot van 40 procent. Hoe werkt deze sleepboot en welke keuzen moesten de scheepsbouwers maken? Lezing (Engels) met borrel: Batteries included; Milestones in fully electric tug project for Auckland, TU Delft, 13 april, 19.00-21.30 uur, kivi.nl/afdelingen/maritieme-techniek/activiteiten FOTO ’ S : DEPOSITPHOTOS ( BOVEN EN RECHTS ) ; METIS - CONSORTIUM / NOVA ( MIDDEN ) ; DAMEN ( ONDER )

Circulaire luiers Nederlandse huishoudens gooien jaarlĳks zo’n tweehonderdduizend ton luiers en incontinentiemateriaal weg. Dat is ongeveer 5 procent van het huishoudelĳk restafval. Eenzelfde hoeveelheid komt naar schatting als bedrĳfsafval uit ziekenhuizen en zorgcentra. Afvalenergiecentrale ARN is daarom begonnen aan het recyclen van luiers. Ze verwerkt inmiddels vĳftienduizend ton per jaar. Hoe heeft ARN dit project bedrĳfsmatig aangepakt? Hoe ziet het verdienmodel eruit en welke milieuaspecten spelen een rol? Dit en meer komt aan de orde bĳ dit bedrĳfsbezoek. Bedrĳfsbezoek: Luierrecycling bĳ ARN: een innovatieve circulaire oplossing, Weurt (bĳ Nĳmegen), 1 mei, 14.00-17.00 uur, kivi.nl/afdelingen/bedrĳfskunde/activiteiten APRIL 2023 • DE INGENIEUR

Gouden adviezen voor startups Een bedrijfje beginnen is voor sommige jonge ingenieurs een aantrekkelijk perspectief. Maar waar moet je op letten bij het runnen van een startup, welke valkuilen zijn er en welke mindset moet je hebben? Daarover schreef succesvol serie-ondernemer Uri Levine een boek. Tekst: Jim Heirbaut

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Als we elk boek over ondernemerschap goed werkend product hebt dat voor veel dat verschijnt zouden bespreken, dan bleef mensen een probleem oplost en waar je er in De Ingenieur geen ruimte meer over dus geld mee kunt verdienen. Of, en dat is voor andere artikelen. Het is blijkbaar een waarschijnlijker: je gaat failliet, schrijft de dankbaar onderwerp. Toch pikken we auteur eerlijk. er dit keer een uit: het onlangs verscheUit deze lessen blijkt wel dat Levine uit nen Fall in love with the problem, not the de softwarewereld komt, waar het niet erg solution van serie-ondernemer Uri Levine. is om matig werkende oplossingen alvast De Israëliër is in tech-land bekend als op klanten los te laten. Met een auto of een oprichter van de navigatie-app Waze, maar vliegtuig hoef je dat niet te proberen. hij heeft meerdere succesvolle startups op Het boek staat vol met mooie anekdotes, zijn naam staan. Sinds hij Waze in 2013 waarvan er een wel erg beeldend is. Twee voor ruim een miljard dollar aan GoogIsraëlische jonge mannen gaan op safari le verkocht, is Levine bij verschillende naar een land in Afrika. Wie dat wel eens andere startups betrokken. Als zo iemand heeft gedaan, weet dat je dan slaapt in spreekt, is het nuttig om te luisteren. een lodge, veilig beschermd tegen wilde Uit Levines boek blijkt duidelijk dat hij dieren. De twee vrienden vinden dit niet zelf ondernemer in hart en nieren is. Hij spannend genoeg. Ze hebben drie jaar in heeft met zijn poten in de klei gestaan. het leger gediend en hebben behoefte aan Goudeerlijk vertelt hij over de rommelige, wat adrenaline. Ze besluiten een tentje stressvolle tijd waarin menige oprichter op te zetten in de wildernis en daar te van een startup terechtkomt. Het inovernachten. vesteringsgeld dreigt op te raken en het Middenin de nacht worden ze gewekt product werkt nog steeds niet goed? Beter door het brullen van een leeuw, dat wel je best doen. Wil je er een erg dichtbij klinkt. Laten we privéleven op na houden? Een startup moet het op een lopen zetten, zegt Vergeet het dan maar dat de één, de lodge is maar een sneller en beter je bedrijf slaagt. Ben je paar honderd meter verderbang om nieuwe dingen op. Goed idee, zegt de ander, zijn dan zijn te proberen? Dan is je en hij begint zijn schoenen beste concurrent aan te trekken. Maar wacht, bedrijf eigenlijk al mislukt, want dan zal het nooit wat zegt de eerste, dit is een worden. Levine schrijft het snoeihard op, dom idee; we kunnen die leeuw er nooit maar overtuigt door alle voorbeelden die uit rennen. Dat hoeft ook niet, zegt zijn hij geeft. Uit eigen ervaring, maar ook van vriend, het enige wat ik hoef te doen is jou de andere ondernemers die hij goed kent. eruit rennen! Zijn hoofdboodschap is fail fast, fail Met het verhaaltje wil Levine laten zien often, faal snel en faal vaak. Dat klinkt dat een startup maar één ding moet doen: misschien gek, maar Levine bedoelt dat sneller en beter zijn dan de beste concureen startup om succesvol te worden op rent. Dat is al moeilijk genoeg, zoals veel zoek moet gaan naar waar de behoefte zit ondernemers kunnen beamen. Van alle bij de potentiële klanten. Dat doe je niet bedrijven die worden gestart, overleeft door eerst anderhalf jaar te bouwen en maar een klein deel. De meeste bedrijfjes te polijsten aan een (software)oplossing gaan ergens tussen briljant idee en totale totdat die helemaal perfect is en helemaal werelddominantie ter ziele. Dat is niet klaar. Nee, zegt Levine, bouw snel iets dat erg, betoogt Levine, als je maar leert van ‘goed genoeg’ is – of zelfs dat niet – en beje ervaringen zodat je het bij je volgende gin het te testen op mogelijke klanten. Als startup beter kunt doen. er iets niet goed werkt of de klant is ontevreden, dan is dat het eerste falen. Maar Fall in love with the problem, daarvan leer je, zodat je snel de verbeterde not the solution versie 2 kunt uitbrengen. Enzovoort; deze Uri Levine | 304 Blz. | € 24,99 | loop herhaal je vele malen, totdat je een e-boek € 19,99

Pleidooi voor intensieve landbouw Biologische landbouw is funest voor de biodiversiteit, betogen wetenschapsjournalist Hidde Boersma en filmmaker Karsten de Vreugd in een eenzijdig filmisch pamflet. Tekst: Pancras Dijk

Dwingende technologie Maxim Februari zoekt de menselijke verantwoordelijkheid in tijden van algoritmen. Tekst: Pancras Dijk

De democratische rechtstaat in ons land staat onder druk. Het gevaar komt van zowel de natuur, in de vorm van klimaatverandering, als van de techniek, in de vorm van opruk kende intelligente technologieën en algo ritmen. In toenemende mate bepalen beide onze beslissingen, sturen ze ons doen en laten of nemen ze handelingen van de mens zelfs helemaal over. Zijn we nog verantwoor delijk voor ons gedrag als dat wordt bepaald door de acute drang om de klimaatdreiging het hoofd te bieden of door de dwingende aanwezigheid van nieuwe technologieën? In Doe zelf normaal verkent schrijver, jurist en filosoof Maxim Februari het menselijk recht in tijden van datasturing en natuur geweld. Het is nadrukkelijk een verkenning: Februari noemt zichzelf ergens een ‘gids met een zwak lampje in een duister woud’. Toch pakt Februari in het essay de grote vraagstukken van deze tijd op, bekijkt ze vervolgens van alle kanten en brengt ze in een onderling verband met de democratische rechtstaat als verbindende schakel. Februari’s schrijfstijl en opzet garandeert dat het essay altijd toegankelijk blijft en de voorbeelden die hij aanhaalt spreken aan. Ja, het klopt dat eens in de vier jaar stem men voor de Tweede Kamer wat achterhaald klinkt, in een wereld waarin we zo ongeveer dag en nacht worden gevolgd door de grote techbedrijven die alles van ons weten. De moraal die aan onze rechtstaat ten grond slag ligt, komt echter alleen tot stand in het onderlinge gesprek tussen burgers. Dus niet in de metaverse of in onze online zoekopdrachten, maar in het café, in praat programma’s en in essentiële publicaties die iedereen zou moeten lezen.

Soms gaan journalisten op pad met een vraag die ze beantwoord willen zien, maar er zijn er ook die bij vertrek dat antwoord al op zak hebben. Wetenschapsjournalist Hidde Boersma behoort tot de laatste categorie. We bevinden ons midden in de eerste massa-extinctie sinds het uitsterven van de dinosauriërs, zegt Boersma aan het begin van Paved Paradise. Meer dan driekwart van alle plant- en diersoorten zal verdwijnen – met de mens in de rol van meteoriet. Niemand lijkt te weten hoe we dat precies bewerkstelligen, zo beweert althans Boersma, maar hijzelf weet het al tien jaar: niet klimaatverandering is de oorzaak, maar ons voedselsysteem en dan vooral het landgebruik door de biologische landbouw. Omdat de opbrengst per hectare van ‘biologisch’ lager is dan van intensief, moet er immers meer natuur worden ontgonnen. Boersma bepleit landsparing als de juiste strategie. Geconcentreerde, intensieve landbouw op daartoe aangewezen plekken en vlees enkel nog uit kweekvleesfabrieken, zodat daarbuiten ecosystemen onaangetast blijven. Voor maximale productie moeten we ook niet schromen om gentechnieken zoals Crispr-cas te gebruiken, vindt Boersma, die echter geen tijd neemt om dit uit te werken. Het is het euvel van Paved Paradise, dat een documentaire wil zijn, maar niet meer is dan een eenzijdig pamflet. Boersma heeft een op zich interessante overtuiging. Hadden filmmaker Karsten de Vreugd en hij (ook) mensen aan het woord gelaten die er anders over denken, dan had dat een spannend document opgeleverd, maar ze zoeken enkel gelijkgestemden op. Soms hoor je de filmmakers buiten beeld zelfs kirren van vreugde als een van de experts iets zegt dat volledig in het straatje past. Het is bijna pijnlijk om te zien hoe journalist Boersma onbeschroomd aan de Wageningse hoogleraar landgebruiksplanning Martha Bakker uitlegt hoe dat nu werkelijk zit, met dat landgebruik. Mansplaining is zelden zo overtuigend in beeld gebracht. Een film over landbouw zonder dat het woord stikstof wordt genoemd, voelt bij verschijning al als een anachronisme. En dat een charismatische oud-minister van Costa Rica Boersma’s ideeën haalbaar acht is fijn, maar ik ben toch vooral benieuwd hoe BBB-leider Caroline van der Plas erover denkt. Paved Paradise 91 min. | in het hele land in bioscopen en filmhuizen

Doe zelf normaal Maxim Februari | 144 Blz. | € 22,50 eboek € 13,99 beelden : sugar rush films

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

MEDIA

Bespiegelingen over het Groninger Forum Het beeldbepalende Forum in Groningen heeft vele gezichten en vervult een palet aan functies. Een nieuw boek reflecteert de eigen schappen van het gebouw. Tekst: Marlies ter Voorde

DE INGENIEUR • APRIL 2023

‘Afzichtelijk.’ ‘Megalomaan.’ ‘Ik kan d’Olle Grieze niet eens meer zien.’ ‘Dit past toch niet bij ons?’ Vanaf het moment dat het ontwerp be kend werd tot aan de dag van de oplevering in het najaar van 2019 waren de negatieve reacties op gemeenschapshuis het Forum in Groningen niet van de lucht. Maar zodra het er stond, veranderde dat sentiment vrijwel meteen. De meeste mensen vinden het Forum mooi en prettig om in te vertoeven. En hoewel het vergeleken met de omgeving een gigantisch bouwwerk is, oogt het als een natuurlijk onderdeel van de stad. ‘Niet slecht’, zoals Groningers dan zeggen. Wie het gebouw nog niet heeft kunnen bezoeken, kan een voorproefje nemen in het boek Forum Groningen. Toen ik het boek opensloeg, op zoek naar mooie foto’s om een indruk van het gebouw te krijgen, raakte ik enigszins gedesoriënteerd. Niet omdat ik geen foto’s kon vinden – het boek staat er vol mee – maar omdat ik automa tisch begon te dwalen. Ik zag fotoshoots van auto’s, bouw tekeningen, ontwerpen die het niet waren geworden. Ik las een essay van Arnon

Grunberg over hoe Thierry Baudet en Bastiaan Rijpkema als Leidse promovendi tegen architectuur aankeken, ik stuitte op een gedicht... Wat was hier de bedoeling? Precies dàt, zo bleek uit de korte samen vatting op de achterkant van het boek. Zoals het Forum geen bibliotheek, geen filmhuis, geen museum en geen zalencen trum is, zo is het boek Forum Groningen geen architectuurboek, geen tijdschrift, en geen krant, periodiek of review. Het is ‘een bundeling uiteenlopende teksten, beelden en illustraties, die de klassieke architectuurpublicatie ontstijgt’. Wel zijn alle verhalen met elkaar ver weven, verbonden door het Forum zelf, en kent het boek een solide opbouw. Het is zelfs geordend in drie delen te weten: stad, ontwerp en gebruik. Uiteindelijk heeft dat alles een fascine rend boek opgeleverd, dat de lezer ertoe aanspoort om toch snel eens naar het echte Forum te gaan kijken. Niet slecht! Forum Groningen Samengesteld door Erik Dorsman e.a. 352 Blz. | € 34,95

foto : marcel van der burg , voor nl architects & abt

Q&A

Elke maand zĳn er talloze nieuwe boeken, tentoonstellingen en video’s. De Ingenieur pikt de interessantste eruit en stelt de maker vĳf vragen.

Voormalig historicus van de TU Eindhoven Hans Schippers schreef Technici en de totalitaire verleiding, een geschiedenis van het Technisch Gilde van de NSB. Tekst: Pancras Dijk

1 2 3 4 5

Waarom heeft u dit boek geschreven? ‘Ik ben gepromoveerd op de rechts-radicale bewegingen Zwart Front en Nationaal Front en werkte ruim 25 jaar als techniekhistoricus bij de TU Eindhoven. De manier waarop techniek werd gebruikt in (rechts) totalitaire systemen heeft mij altijd gefascineerd en is bovendien voor Nederland slechts beperkt onderzocht.’ Voor wie is het boek bedoeld? ‘Voor iedereen die is geïnteresseerd in een grotendeels onbekend onderdeel van de Tweede Wereldoorlog. Daarnaast voor technici en geïnteresseerden in techniek en de toepassing ervan. Fascisme en nationaalsocialisme hadden daarover een eigen opvatting. Zij meenden dat de techniek en de producten die werden gemaakt ten goede zouden moeten komen aan “het volk” en niet aan de kapitalisten.’ Wat fascineert u aan het onderwerp? ‘De vrij centrale rol die technici in fascisme en nationaalsocialisme speelden. In Italië en Duitsland werden hun beroepsorganisaties “gelijkgeschakeld”. De meeste technici accepteerden dit. In Duitsland werden in de oorlog op grote schaal gevangenen uit concentratiekampen ingezet in de industrie. Het moet zijn opgevallen hoe die eraan toe waren, maar van protesten was nauwelijks sprake. Tot op het laatst ontwierpen technici allerlei wapentuig, waarvan zij konden weten dat het voor een verloren zaak was. Hoe kon dat gebeuren?’ Waarom zouden ingenieurs het boek moeten lezen? ‘Ingenieurs hebben vaak weinig belangstelling voor ontwikkelingen buiten de techniek. Omgekeerd ontbreekt het politici vaak aan technische kennis. Zo’n maatschappelijke breuklijn kunnen politieke avonturiers misbruiken om antidemocratische, al dan niet totalitaire opvattingen te propageren. Een ontwikkeling als in de jaren twintig en dertig van de vorige eeuw kan zich weer voordoen bij de milieuen klimaatproblematiek. Het zou een goede zaak zijn wanneer ingenieurs en politici naar elkaar zouden luisteren en van elkaar zouden leren, om zo deze problematiek samen op te lossen.’ Wat heeft u geleerd tĳdens het schrĳven? ‘Met name dat verreweg de meeste Nederlandse technici niets voelden voor een totalitaire ideologie als het nationaalsocialisme. Ingenieursvereniging KIVI stroomde leeg toen de NSB probeerde haar over te nemen. Tegelijk bleven ook veel ingenieurs werken bij kriegswichtige bedrijven en relatief veel Delftse studenten (ongeveer een kwart) tekenden een verklaring dat ze geen verzet zouden plegen.’ Technici en de totalitaire verleiding Hans Schippers | 176 Blz. | € 19,99 | verschĳnt op 17 april

PORTRET : CLAUDIA KAMERGORODSKI

Onderzoek op ‘onze’ TU’s wordt grotendeels gedaan door buitenlandse wetenschappers. Tegelĳkertĳd waarschuwen inlichtingendiensten voor kennisspionage. Hoe bescherm je kennis op een plek die is bedoeld om kennis te delen? VRIEND OF VIJAND | VIJF AFLEVERINGEN OP ALLE PODCASTPLATFORMS

Hoe kunnen digitalisering en de opkomst van kunstmatige intelligentie op een betekenisvolle, duurzame en menselĳke manier worden ingezet in de bouw? CHRISTINA WEBER-LEWERENZ | 426 BLZ. € 40,99 | E-BOEK € 36,99

Het dataïsme viert hoogtĳ, maar begrip en inzicht laten nog te wensen over. De sectie Data en Kwaliteit van het Nederlands Netwerk voor Kwaliteitsmanagement kiest een holistische benadering. DE KWALITEIT VAN DATA | KEES DE VAAL 306 BLZ. | € 28,99

Welke ontwerpmaatregelen kunnen helpen de ecologische voetafdruk van een gebouw te verkleinen? Bureau Popma ter Steege Architecten omarmt de circulaire transitie. REUSE TO REDUCE | JAN WILLEM TER STEEGE (RED.) | 192 BLZ. | € 29,90

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

Voorwaarts

Voorspellen is lastig, zeker als het om technologische vooruitgang gaat. Fanta Voogd verdiept zich maandelĳks in de geschiedenis van de toekomst.

Innovaties die in rook opgaan

De pervaporatiemachine Twintig jaar geleden stond een nieuwe, veelbelovende techniek om geurstoffen te winnen in de aandacht. Wat is daar uiteindelijk van terechtgekomen? Al zoekend naar de industriële toepassing van dit proces, blijkt weer eens dat vooruitgang het resultaat is van een eindeloze reeks trials en bijna evenzoveel errors. ‘De geest van banaan samengebald in een flesje,’ stond er boven het artikel dat ik in 2005 schreef voor NRC Handelsblad. Het ging over een nieuwe methode om aroma’s te bereiden. Jeroen Willemsen van Wageningen Universiteit & Research (WUR) had me op een middag ontvangen in de hal waar de afdeling Food Innovation experimenteerde met nieuwe bereidingstechnieken. ‘Néé, néé, alleen ruiken!’, riep hij nog. Maar het was al te laat, ik had een druppeltje cacao-aroma opgelikt. Die cacaogeur bleef de rest van de dag de kop opsteken. In gedachte ruik ik het nog steeds. Verse appel-aroma De WUR had haar pervaporatiemachine ontwikkeld in samenwerking met het Twentse Norit/X-Flow, gespecialiseerd op het gebied van geavanceerde Doordat ook scheidingstechnieken. Het woord pervaporatie is een samentrekking van permeatie (doorde vluchtigste dringen) en evaporatie (verdampen). Het prinverbindingen cipe van deze zogenoemde organofiele pervaporatie stamt uit de jaren tachtig, maar het toestel behouden blĳven, van de WUR was speciaal ontwikkeld voor in de levensmiddelenbranche. Simpel ruikt appelaroma naar gebruik gezegd komt het erop neer dat het vluchtige, verse appels aromatische deel van een vloeistof, bijvoorbeeld appelsap, met een vacuümpomp door een membraan van polydimethylsiloxaan wordt gezogen. De damp wordt gekoeld tot een vloeistof die de zeer geconcentreerde essentie van vers appelsap bevat. Pervaporatie heeft een aantal voordelen ten opzichte van oudere methoden om natuurlijke aroma’s te isoleren, zoals extractie en destillatie. Aan het gebruik van oplosmiddelen kleeft het gevaar dat resten ervan in het eindproduct belanden en het eeuwenoude procedé van destillatie kost veel energie. Bovendien gaat door verhitting een deel van het oorspronkelijke geurpalet ver60

DE INGENIEUR • APRIL 2023

loren. Bij pervaporatie blijven ook de vluchtigste verbindingen behouden, waardoor het aroma van appels ruikt naar verse appels. Destijds lieten voedingsingenieur Willemsen en ik onze gedachten gaan over mogelijke toepassingen. Schuimpjes die echt naar banaan smaken, komkommercrème, bierlikeur, parfum die naar verse rozen ruikt, Granny Smith-kauwgom, ijs met de smaak van net geplukte aardbeien. De pervaporatiemachine – een wirwar van roestvrijstalen buizen – met haar ogenschijnlijk fabelachtige mogelijkheden, plus de geestdrift van Willemsen deden onwillekeurig denken aan Roald Dahls klassieke kinderboek Sjakie en de chocoladefabriek, aan Willy Wonka in zijn uitvindkamer. De verfilming van Tim Burton was de maand voor het verschijnen van het artikel in roulatie gegaan. Het was nog te vroeg om te voorspellen of het nieuwe procedé ook daadwerkelijk tot nieuwe producten zou leiden. Maar Spyer, Van der Vijver & Zwanenburg (SVZ), producent van groenten- en vruchtenconcentraten, had als eerste fabrikant een pervaporatiemachine gekocht. Het twee- à driehonderdduizend euro kostende apparaat zou binnenkort in de SVZ-vestiging in Dodewaard in werking worden gesteld. Dus kon ik naar waarheid melden dat ‘pervaporatie op het punt staat om op industriële schaal te worden toegepast’. Spoorloos Wat is er, bijna achttien jaar later, terechtgekomen van de tot de verbeelding sprekende innovatie? De toenmalige hoofdrolspeler Jeroen Willemsen werkt nog steeds bij de WUR, maar heeft zich op een ander, waarschijnlijk urgenter dossier gestort: de eiwittransitie, de speurtocht naar lekkere en gezonde vleesvervangers. Willemsen heeft geen idee hoe het ‘zijn’ pervaporator verder is vergaan. Hij verwijst door naar een collega, maar ook

2005 ‘Schuimpjes die echt naar banaan smaken, komkommercrème, bierlikeur, parfum die naar verse rozen ruikt, Granny Smith-kauwgom... Het is te vroeg om te voorspellen of de mogelijkheden van het nieuwe procedé ook daadwerkelijk tot de ontwikkeling van nieuwe producten zal leiden. Wel staat vast dat pervaporatie op het punt staat om op industriële schaal te worden toegepast.’ Journalist Fanta Voogd in NRC Handelsblad over de door Wageningen Universiteit ontwikkelde pervaporator (23 augustus 2005)

die weet van niets. Via omwegen beland ik bij de Wage ningse hoogleraar Remko Boom. Hij kent het procedé van pervaporatie en geeft er zelfs college over. Hij heeft gehoord van het project van Willemsen, maar weet er verder niets van. In de bibliotheek van de WUR vind ik evenmin iets over het project. Verschillende bibliothe ken en archieven wekken ook de indruk dat de weten schappelijke belangstelling voor het procedé twintig jaar geleden haar hoogtepunt had. Daarna verslapte de aandacht. SVZ, dat als eerste de Wageningse machine had aan geschaft, laat per email weten dat het filiaal in Dode waard in 2006 werd gesloten en dat de inventaris is verhuisd naar een nieuwe fabriek in Polen. Omdat er onvoldoende commercieel draagvlak was om de gepro duceerde aroma’s in de markt te zetten, besloot SVZ de pervaporatieunit niet mee te verhuizen en is het appa raat ontmanteld. De andere destijds betrokken fabrikant Norit/XFlow heet inmiddels Pentair/XFlow. De des

kundige aldaar krijg ik niet te pakken, maar zijn collega Jens Potreck laat weten: ‘Ik kan nu al zeggen dat wij dit product niet hebben gecommercialiseerd.’ Deze kleine reconstructie vertelt het verhaal van een innovatie die is blijven steken op de drempel tussen labo ratorium en productiehal. Maar ook het verhaal van een journalist die zich liet meeslepen door het enthousiasme van een uitvinder. En dat werpt vragen op over de rol van de journalist. Had ik niet meer oog moeten hebben voor de tekortkomingen van het procedé? Als je als jour nalist al over voldoende informatie kan beschikken om dat afgewogen oordeel te vellen, is het niet je taak een innovatie in de kiem te smoren. Wel om te informeren en daarmee de zaailingen van de vooruitgang in het zon licht te zetten. En zo mogelijk van kritische kanttekenin gen te voorzien. Ik lees de rubriek Eureka in dit blad dan ook altijd nog met argeloze verwondering. Ook al weten we allemaal dat maar een klein deel van al dat moois zal uitgroeien tot een innovatief en commercieel succes. •

Testopstelling van een pervaporator in een het laboratorium van het Tsjechische bedrijf Mikropur die lijkt op de opstelling in Wageningen. foto : mikropur

APRIL 2023 • DE INGENIEUR

Startup

Elk jaar ontstaan er in Nederland vele ambitieuze startups om met technologie de wereld beter te maken. De Ingenieur gaat bij ze op bezoek.

Naam: Albatrozz Doel: windturbines efficiënter maken Startjaar: 2017 Aantal medewerkers: 10 Locatie: Leiden, Groningen, Zeewolde & Barneveld

Stormvogeltechniek Grote zeevogels vergroten de liftkracht van hun vleugels tijdens de landing. Startup Albatrozz maakt efficiënte windturbinebladen die gebruikmaken van dezelfde techniek. Tekst: Marlies ter Voorde

Hoe bedenk je het beste ontwerp voor een vliegtuigvleugel of turbineblad? Door af te kijken bij de natuur, is de insteek van Eize Stamhuis, hoogleraar experimentele zoö logie en biomimetica bij de Rijksuniversiteit Groningen (RUG). Hij bestudeert het vlieg gedrag van vogels en haalt daar ideeën uit om technologie te verbeteren. Een kleine tien jaar geleden leverde dit een nieuw concept op voor een windturbineblad, geïnspireerd op de manier waarop grote zee vogels landen. De dieren doen dit door vaart te minderen en voorkomen intussen dat ze te pletter vallen door hun vleugels razendsnel heen en weer te wiebelen om hun lengteas. Toen Stamhuis en zijn collega’s deze oscillerende beweging met een modelvleugel nabootsten in een windtunnel, ontdekten ze dat dit de liftkracht van de vleugel versterkt. Daarmee zijn windturbines een stuk effici enter te maken, realiseerden ze zich.

Eize Stamhuis, Elzo de Lange en Geert van Ek (van links naar rechts) vormen de kern van Albatrozz. foto : douwe de boer 62

DE INGENIEUR • APRIL 2023

Dat was het begin van de startup Albat rozz, die de inmiddels gepatenteerde tech nologie nu in de markt probeert te zetten. Het beginnende bedrijf wordt gerund door mensen van de universiteit, projectbureau RGprojecten en financieel adviesbureau EmpowerMi. ‘Het eerste ontwerp van een windturbine blad met een oscillerend gedeelte is op schaal getest in een windtunnel op de Zernike Campus in Groningen’, vertelt project manager Geert van Ek van RGprojecten. Daar is bewezen dat het werkt. Van Ek: ‘We zijn nu bezig met het inbouwen van oscille rende bladsegmenten op ware grootte in een bestaande windturbine.’

Het voordeel van de Albatrozzturbinebla den is dat ze ook werken bij lage windsnelhe den. ‘Al bij een meter per seconde’, zegt Van Ek, ‘dat is niet meer dan een beetje tocht.’ Vanaf windkracht drie tot vier, waarvoor be staande turbines zijn ontworpen, voegt de nieuwe techniek weinig meer toe. Omdat het op zee doorgaans harder waait, is het Alba trozzturbineblad vooral geschikt voor tur bines op land en voor de kust. Hier vergroot de techniek het rendement op jaarbasis met naar verwachting 5 tot 20 procent. Flapsegment Een turbineblad van een kleine windmolen weegt al snel zes tot zevenduizend kilo

Eize Stamhuis met een modelvleugel. foto : merel weijer / rug

Volgende maand in De Ingenieur Qubits uit Canada Het Canadese bedrijf D-Wave verkoopt al sinds 2011 quantumcomputers en is inmiddels toe aan modellen van vijfduizend qubits, waar generieke modellen niet verder komen dan enkele tientallen. Wat is het geheim?

Windenergie De energievoorziening in Nederland moet in 2050 vrijwel helemaal duurzaam en CO2-uitstootvrij zijn. Windturbines spelen in de plannen een grote rol. Wat zijn de uitdagingen en hoe zijn die te overwinnen? Eerste aflevering in een nieuwe serie over de toekomst van windenergie in Nederland.

Datacenters

foto : roel backaert

gram. Dat is te zwaar om in zijn geheel te laten wiebelen. Daarom laten de ontwerpers een deelsegment oscilleren. In het huidige ontwerp, met een blad van zesentwintig meter lang, beslaat dat segment acht meter – ongeveer vanaf het midden van het blad tot pakweg vijf meter van het uiteinde. In tegenstelling tot de zeevogels roteert het hele blad niet om een as, maar werkt het met een flap die heen en weer wordt getrokken door een hevel. Van Ek: ‘Als dat met een scharnier gebeurt, ontstaan er zoveel luchtwervelingen dat het effect verloren gaat. Daarom hebben we de flap verlijmd.’ Dit systeem is de afgelopen maanden getest in een werkplaats in Barneveld. ‘In

Data vormen het bouwmateriaal van ons digitale leven en ook al zijn ze digitaal: ze laten duidelijke sporen na in onze fysieke leefomgeving. Het project Acid Clouds zoomt in op de opkomst van datacenters.

eerste instantie iets te enthousiast’, zegt projectmanager Femke van Deursen van RG-projecten. Het systeem werd meteen op zijn hoogste frequentie van vijf hertz gezet, maar de flap zwaaide te ver door waardoor de lagers te zwaar werden belast. Van Ek: ‘Je kunt theoretisch wel iets ontwerpen, maar uiteindelijk moet je de kinderziekten eruit halen door het te testen. Niet alles is vooraf te berekenen.’ Inmiddels zijn er verbeteringen doorgevoerd en loopt het systeem soepel. Nu is het een kwestie van afronden, de aangepaste bladen in de molen hijsen en kijken of de beoogde efficiëntieslag inderdaad wordt gehaald. De windturbine die hiervoor klaar-

Schaalmodel van een aangepaste windturbine. foto : merel weijer / rug

staat is een Vestas V52 met een vermogen van 850 kilowatt. Van Ek: ‘Die turbines bestaan al bijna vijfentwintig jaar, iedereen weet wat ze wel en niet kunnen.’ Energiebedrijf Pure Energie heeft twee turbines in een windpark in Zeewolde voor deze test ter beschikking gesteld, één om aan te passen en één als referentie. Aandeelhouders Het contact tussen Van Ek en Stamhuis werd gelegd door Elzo de Lange, kwartiermaker innovatie en valorisatie bij EmpowerMi, toen Stamhuis hulp zocht om zijn idee naar de windindustrie te brengen. Met zijn drieën vormen zij de kern van Albatrozz. EmpowerMi zoekt fondsen en subsidies voor de ontwikkeling en opschaling van het project, de RUG doet het wetenschappelijke deel en het octrooibeheer, en RG-projecten kijkt hoe het concept uiteindelijk op de markt kan worden gebracht. Van Ek: ‘Daarvoor zijn we gaan praten met technische specialisten van turbinefabrikanten, zoals Siemens Gamesa, EWT, GE en Vestas, en van onafhankelijke partijen. Zij vonden het idee interessant, al wijkt het af van de trend om steeds grotere en juist simpelere turbines te bouwen. Als we de werking overtuigend aantonen op een turbine die iedereen kent, overwegen ze opname in hun research & developmentprogramma’s.’ Het huidige turbineblad is ontwikkeld voor deze test, benadrukt Van Ek. ‘We noemen het de MacGyver-versie. We denken hiermee niet het optimale rendement te halen, maar wel het effect voldoende aan te tonen.’ Deze zomer gaat de Vestas V52 met de aangepaste bladen voor het eerst draaien. • APRIL 2023 • DE INGENIEUR

Vragenvuur

Zeven prikkelende vragen aan Jacquelien Scherpen, winnaar van de Prins Friso Ingenieursprijs 2023. Scherpen is hoogleraar meet- en regeltechniek aan de Rijksuniversiteit Groningen en oprichter van het Groningen Engineering Center.

Tekst: Pancras Dijk

Wat is het laatste dat u heeft gerepareerd?

‘Gisteren heb ik een zoom van een broek vastgezet, maar dat bedoel je vast niet. Dan is het een kastdeur die uit de rails was gelopen en waarvan de wieltjes kapot waren. Het ging om een spiegelschuifdeur die veel te zwaar is om alleen te tillen, dus ik heb de reparatie samen met mijn man uitgevoerd.’

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

‘Ik ben zelf bezig met slimme energiesystemen, maar ik vind dat de implementatie en mogelijkheden voor energieopslag in huizen, maar ook in de industrie, wel erg langzaam gaan. Goede en veilige opslagmogelijkheden in bijvoorbeeld batterijen of waterstof zouden heel welkom zijn.’

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

‘Het elektriciteitsnet. We werken nu met wisselstroom (AC), maar het was efficiënter geweest als we grootschalig met gelijkstroom (DC) hadden kunnen werken. AC ‘won’ eind negentiende eeuw de war on currents tussen Tesla/Westinghouse en Edison. Met alle hernieuwbare energiebronnen van nu, zou DC beter zijn geweest. We hoeven dan immers minder om te zetten van AC naar DC of van DC naar AC. Dat had een hoop energieverlies gescheeld.’

Welk leerzame boek ligt nu op uw nachtkastje?

‘Ik moet er nog aan beginnen, maar mij is De Omwenteling van Suzanna Jansen aangeraden. Het boek ligt nu klaar om te worden gelezen. Het schetst de afgelopen eeuw vanuit een nieuw perspectief, namelijk dat van de vrouw. En dat is vast heel anders dan hoe Geert Mak die eeuw beschreef.’

Welke technologische ontwikkeling baart u zorgen?

‘Verkeerd gebruik van modellen en AI en het (foute) idee dat we dan zelf niet meer hoeven na te denken over de uitkomsten. Een aantal problemen in ons land is deels terug te brengen tot een overheid die vertrouwt op een uitkomst van een computersysteem waarnaar niet voldoende kritisch wordt gekeken. Men realiseert zich onvoldoende dat de uitkomst bij AI zo goed is als de kwaliteit van de data die erin is gestopt. En modellen worden soms gebruikt om stellige uitspraken te doen, maar het blijven altijd vereenvoudigingen!’

Bent u bang dat robots uw werk overnemen?

‘Zeker niet. Ik werk zelf aan de regeltechniek en automatisering van robots en zorg er samen met mijn team en andere collega’s voor dat ze beter worden. De praktijk leert dat robots, mits goed ontwikkeld, juist kunnen helpen, in de zorg bijvoorbeeld, en in fabrieken. Misschien kunnen ze deels het zware werk overnemen waarvoor we als mens eigenlijk minder geschikt zijn.’

Dilemma: geoengineering of klimaatadaptatie?

‘Klimaatadaptatie heeft mijn sterke voorkeur. Ik sluit niet uit dat geo-engineering ook een deel van de oplossing kan zijn, maar de aarde is zo’n complex systeem dat we daar wel heel voorzichtig mee moeten omgaan. Dus eerst testen in het lab en dan nog is het de vraag of er op wereldschaal misschien effecten ontstaan die we niet hadden voorzien.’

DE INGENIEUR • APRIL 2023

portret : kees van de veen

Stikstof en de landbouwtransitie: uitdagingen en oplossingen De KIVI-afdeling Duurzame Technologie organiseert samen met de Wageningen University & Research een lezingenserie over de landbouwtransitie en stikstofproblematiek. Daarbĳ ligt het accent op de techniek en mogelĳke oplossingen rond boerenbedrĳven voor schoon (oppervlakte)water, minder schadelĳke emissies en herstel van de natuur in Nederland. Complexe problematiek waarbinnen oplossingen moeten komen voor verdienmodellen voor boeren en ketenpartĳen. Daarbĳ is het zaak dat we praten over begrippen die de lading dekken en problemen niet ontkennen, maar gezamenlĳk een uitweg zoeken.

WOENSDAG 12 APRIL

Probleemschets stikstofcrisis in de landbouw en achtergronden SPREKER: Wim de Vries, hoogleraar (WUR) milieusysteemanalyse, leerstoel Integrale stikstofeffectanalyse: onderzoek met name op effecten van de toevoer van stikstof, fosfaat, zuur en zware metalen aan landbouwgronden en bosgronden op lucht-, bodem- en waterkwaliteit

Wat gaat er gebeuren bĳ de gemiddelde gangbare boer? SPREKER: Alex Datema, voorzitter van BoerenNatuur, vanaf 1 mei directeur Food & Agri bĳ de Rabobank

WOENSDAG 17 MEI

WOENSDAG 14 JUNI

Rapport Remkes, wat kan er wel? Het grotere plaatje waarop aangestuurd wordt in landbouwtransitie SPREKER: Martin Scholten,

Landbouwtransitie: wat gebeurt er in de provincie? SPREKER: manager programma

strategisch adviseur bĳ Wageningen University & Research, Aarhus University en Imago

De rol van technische innovaties bĳ het oplossen van de stikstofproblematiek met effectief en aantoonbaar resultaat SPREKER: Nico Ogink, onderzoeker Milieu en Veehouderĳ (WUR)

landbouw Provincie Gelderland

Economische actoren bĳ het stikstofprobleem: businesscases SPREKER: Roel Jongeneel, universitair docent, Senior Scientist bĳ Wageningen Economic Research: EU landbouw- en voedselbeleid, market outlooks, zuivelsector en milieu-issues (incl. biodiversiteit)

Programma start elke keer om 17.00 uur Locatie: Antropia, Hoofdstraat 8, 3972 LA Driebergen. Meer informatie en inschrĳven kan via de KIVI-site: kivi.nl/dt

CREATING NEW HORIZONS

Boskalis is a leading dredging and marine

We are a global leading expert in:

expert. With safety as a core value we

Design, construction and maintenance of ports

provide innovative and sustainable

and waterways

all-round solutions to our clients in the

Land reclamation

offshore energy sector, ports and coastal

Coastal defense and riverbank protection

and delta regions of the world.

Design and construction of projects for the

offshore energy and renewables sector, From feasibility studies, design and

including diving and ROV services

execution to maintenance and operational

Heavy marine transport and installation

services, we can help you meet your

Marine salvage projects and services

challenges.

Geophysical, geotechnical and environmental

offshore survey services Let’s create new horizons together.