De Ingenieur september 2020

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 9 JAARGANG 132

SEPTEMBER 2020

Biomassa Brandstof of grondstof?

FUSIEONDERZOEK

Rubik’s Kubus De beroemdste puzzel ter wereld

|

C O R O N AT E S T S

|

TIJDREIZEN

Femke Nijboer: Help de kwetsbaarsten met technologie

|

CHIRURGISCHE PRECISIE

Videobellen Een slimme robot schiet te hulp

VERGADEREN OP ANDERHALVE METER AFSTAND IN HARTJE DEN HAAG

Boek nu een werkruimte of een vergaderzaal in ons monumentale pand.

Kijk op www.kivi.nl/zaalverhuur

Redactie Pancras Dijk (hoofdredacteur) Astrid van de Graaf (eindredacteur) Jim Heirbaut Dayinta Perrier

Vormgeving Eva Ooms

Redactieadres Prinsessegracht 23 2514 AP Den Haag Postbus 30424 2500 GK Den Haag TEL. 070 391 9885 E-MAIL redactie@ingenieur.nl WEBSITE www.deingenieur.nl

Advertenties Sandra Broerse TEL. 06 46 61 86 14 E-MAIL sandra.broerse@kivi.nl

Technische eindredactie Martine Segers

Druk Bariet Ten Brink, Meppel

Vooraf

De Ingenieur verschijnt twaalf maal per jaar.

Pancras Dijk is hoofdredacteur van De Ingenieur.

© Copyright 2020 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, via internet of op welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Niet in alle gevallen is na te gaan of er op de illustraties in dit nummer nog copyright rust. Waar er nog verplichtingen zijn tot het betalen van auteursrecht is de uitgever bereid daar alsnog aan te voldoen.

ISSN 0020-1146

De tranen der acacia’s

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

Abonnement voor niet-leden (inclusief btw): magazine: € 128,50 per jaar digitaal: € 69,- per jaar losse nummers: € 15,- (inclusief verzending)

Door de aanhoudende droogte staat de natuur op een aantal plekken op omvallen, kopten de kranten onlangs. Een van de slachtoffers viel in de tuin van mijn ouderlijk huis: een monumentale acacia van meer dan tweehonderd jaar oud, met een stamomtrek van ruim vier meter.

De boom die in het voorjaar zo mooi zijn tranen liet vallen, waarin altijd wel vogels waren te vinden en die ook in de winter prachtig afstak tegen de blauwe hemel, moest worden geveld en was ineens niets meer dan een partij van vijftien ton hout.

Internet leerde me dat acaciahout bij uitstek geschikt is voor het maken van sjoelstenen, maar zoveel sjoel ik nu ook weer niet.

Ik vond het een rare gewaarwording om een boom die zo lang deel uitmaakte van mijn leven, ineens als biomassa te moeten beschouwen. De afgelopen maanden is daar veel om te doen geweest. In onze warmtecentrales stoken we snoei-, kap- en rooihout mee alsof het kolen zijn. Is dat wel zo duurzaam als het kabinet beweert? Aan de andere kant: laten we het hout zomaar wegrotten, dan komt de CO2 die er door de jaren heen in is opgeslagen ook vrij, zonder dat we er iets aan hebben.

In het omslagverhaal leest u meer over de discussie rond biomassa. Overigens bleken de gevelde stam en de takken van de acacia erg gewild.

Handelaren boden tegen elkaar op om het hout te bemachtigen. Kennelijk wordt er toch meer gesjoeld dan ik dacht.

Abonnementen worden tot wederopzegging aangegaan en ten minste voor de vermelde periode. Het abonnement kan na deze periode per maand worden opgezegd. U kunt uw opzegging het beste via onze website doorgeven: www.deingenieur.nl/lezersservice Abonneeservice 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’. www.deingenieur.nl ADRES Postbus 30424, 2500 GK Den Haag E-MAIL abonneeservice@ingenieur.nl TEL. 070 39 19 850 (bereikbaar op maandag, dinsdag, donderdag en vrijdag van 9 tot 14 uur)

De Ingenieur als pdf Abonnees en leden die De Ingenieur willen downloaden als pdf-bestand, kunnen daarvoor terecht op de website: www.deingenieur.nl/pdf De Ingenieur verschijnt twaalf maal per jaar.

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

In onze warmtecentrales stoken we houtige biomassa mee alsof het kolen zijn

Contributie 2020 Regulier lidmaatschap: € 137,50 Afgestudeerd in 2019/2020: € 69,Studentlidmaatschap: € 20,Seniorlidmaatschap: € 108,De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland. Een lidmaatschapsjaar loopt van 1 januari tot en met 31 december. Bij lidmaatschappen die in de loop van het jaar ingaan, wordt de contributie naar rato berekend. Aanmelden voor het lidmaatschap kan via www.kivi.nl/lidworden.

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

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

FOTO : ROBERT LAGENDIJK

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

1

NR. 9 JAARGANG 132

SEPTEMBER 2020

FOTO : SHUTTERSTOCK

12

Van brandstof naar grondstof Stop op termijn met het verstoken van biomassa voor het opwekken van warmte en elektriciteit, adviseerde de SER. Maar wat moeten we dan met al ons snoeihout? En wat zijn de alternatieven?

18 Waar blijft de sneltest?

28 Visvriendelijke energie?

48 Tijdreizen voor gevorderden

Om een tweede coronagolf snel te kunnen indammen, zijn snelle en goedkope testen nodig. Snelheid en zorgvuldigheid gaan echter niet zo goed samen.

Waterkrachtenergie winnen in een rivier gaat meestal ten koste van het natuurlijk leven. Duitse wetenschappers hebben geprobeerd daar een oplossing voor te vinden.

Hollywood is er dol op. Maar hoe realistisch is tijdreizen nu echt? Hoe zou een echte tijdmachine eruit moeten zien?

22 Chirurgische precisie

30 Kernfusie

Technische innovaties stellen chirurgen in staat steeds preciezer te werken.

Proeven met intelligente messen en een TomTom voor in het lichaam verlopen voorspoedig.

Vooralsnog is het bij een belofte gebleven, maar veel wetenschappers blijven geloven in deze vorm van groene energie. Wat is er bereikt in al die jaren? En wat niet?

W W W. D E I N G E N I E U R . N L

FA C E B O O K . C O M / D E I N G E N I E U R . N L

TWITTER: @DE_INGENIEUR

In 2018 werd 400.000 houtpellets geïmporteerd voor bijstook in kolencentrales.

BEELD : DEPOSITPHOTOS I N S TA G R A M . C O M / D E I N G E N I E U R _ K I V I

Rubrieken 4 Nieuws Reclameborden gaan hun boodschap afstemmen op wie er langsloopt

40 Eureka Een wasstraat voor winkelwagentjes en andere productontwerpen van morgen

‘Ik vind het op dit moment eigenlijk belachelijk dat je in Nederlandse woningen elektrische koelsystemen aanbrengt.’

Een open raam biedt genoeg verkoeling, vindt de Delftse hoogleraar Peter Luscuere (Groene Amsterdammer).

‘In Silicon Valley gaan succesvolle oprichters aan de slag met de volgende generatie techbedrijven. Door hun kennis en netwerk te delen en geld te investeren. Die cultuur ontbreekt in Nederland, en dat willen wij veranderen.’

Appbouwer Jelle Prins gaat met gelijkgestemden investeren in jonge bedrijven (NRC).

56 Media Lezen, luisteren, gamen en kijken

Columns

‘In het weghalen van afbeeldingen van Zwarte Piet schuilt een gevaar: je verdoezelt recente culturele geschiedenis.’

Redacteur Wilfred Takken constateert dat Facebook óók een groot digitaal archief is van volkscultuur en publiek debat (NRC).

21 Möring De zomers van weleer

39 Enith Het groene voorbeeld

45 Rolf zag een ding Op de quarantandem

47 Zien & Doen Ga op ruimtemissie

55 Jims verwondering Stemmen met een rood potloodje

Persoonlijk 34 Doelen en drijfveren Femke Nijboer, universitair docent biomedische systemen en signalen

55 Vraag ’t de coach Waar vind ik klanten?

59 Q&A Freek Teunen bekijkt VR door een zakelijke bril

62 Werkplek Niels Hoefnagels op de Amstelveenlijn

64 Vragenvuur Weervrouw Willemijn Hoebert

En verder 38 Inbox 36 Het verhaal van de Kubus Exclusieve voorpublicatie

52 Quote Fontys-bestuurder Elphi Nelissen

60 Voorwaarts Het collectieve huishouden foto links : depositphotos ; foto boven : roya aghighi

GEKNIPT ‘In Spanje moeten ze elke regendruppel vier keer gebruiken. In de VS maken ze maandelijks complete droogteoverzichten.’

Als het om droogte gaat, kan Nederland veel leren van andere landen, zegt de Utrechtse hydroloog Niko Wanders (Trouw).

‘Ook bitcoin wordt gekaapt door Wall Street. Dat is niet de schuld van bitcoin zelf, maar dat hebben kapitalisten daarvan gemaakt. Het overgrote deel van de mensen die bitcoin bezit, doet dat om winst te maken. En dat vind ik heel zonde.’

Bitcoin was juist bedoeld als protest tegen het kapitalisme, stelt SP-Kamerlid en ingenieur Mahir Alkaya (bitcoinmagazine.nl).

‘Zoet water wordt een even schaars goed als olie.’

Oud-hoofdredacteur van Het Financieele Dagblad Jan Bonjer heeft een nieuwe uitdaging gevonden als dijkgraaf van waterschap Hollandse Delta (Land+Water).

FEBRUARI 2020 • DE INGENIEUR

3

xxxx p.22

xxxx p.23

xxxx p. 26

ONDER REDACTIE VAN JIM HEIRBAUT

xxxxx p.18

REDACTIE@INGENIEUR.NL

Instituut energieopslag TU/e De Technische Universiteit Eind­ hoven investeert tien miljoen euro in EIRES, een nieuw instituut dat zich helemaal richt op technieken voor de omzetting en opslag van energie. De universiteit werkt hierin samen met bedrijven aan tal van technieken die de energie­ transitie verder moeten helpen.

Tekst: Jim Heirbaut

Een kleine, betaalbare elektrolyzer die waterstof maakt uit water. Een warmte­ batterij die, praktisch zonder verliezen, overtollige energie een tijdje kan opslaan.

Het zijn slechts twee voorbeelden van tech­ nieken waaraan binnen EIRES (Eindhoven Institute for Renewable Energy Systems) wordt gewerkt. ‘Het waait niet altijd als je het wil en de zon schijnt ook niet altijd’, stelt wetenschappelijk EIRES­directeur Richard van de Sanden in een persbericht. ‘Om te zorgen dat je altijd precies die energie krijgt waar en wanneer je die nodig hebt, is er slimme opslag en omzetting nodig.’

Nu is dat geen nieuw inzicht, maar de TU Eindhoven maakt het concreet. Binnen het nieuwe instituut koppelt ze bestaande

onderzoeksprojecten aan nieuwe samen­ werkingen met Nederlandse bedrijven.

Volgens de initiatiefnemers kan Neder­ land namelijk verdienen aan de energie­ transitie. ‘Energieleveranciers werken aan elektrificatie en netverzwaring, en olie­ en gasbedrijven willen waterstof of groen gas leveren. Dit vraagt om grootschalige productie van hightechsystemen, die we nu nog vaak uit het buitenland halen’, zegt managing director Mark Boneschanscher van EIRES. Nederland zou die machines zelf moeten gaan maken, wil hij maar zeggen.

Naast de twee genoemde technieken zijn er nog twee sleutelprojecten binnen EIRES: het opslaan van duurzame energie in ijzerpoeder en een digitale gereedschaps­ kist voor het modelleren en simuleren van mogelijke energiesystemen. Deze toolbox kan beleidsmakers en industrie helpen bij het maken van de juiste keuzes voor de technologische oplossingen voor energie­ opslag en ­conversie. Einddoel is steeds: een veilig en betrouwbaar energiesysteem.

De universiteit investeert de komende vijf jaar tien miljoen euro in EIRES en trekt vier nieuwe hoogleraren en elf universitai­ re (hoofd)docenten aan.

De warmtebatterij die overtollige warmte opslaat in een tweecomponentensysteem van water en zout. foto : bart van overbeeke

Techrede Op 1 oktober vindt voor het eerst de Techrede plaats.

Met deze technologische equivalent van de Troonrede wil 4TU (de vier technische universiteiten van het land) politiek Den Haag nog eens extra duidelijk maken hoe belangrijk technologische innovatie is, zeker in tijden van crisis. De rede wordt uitgesproken door vier studenten en is te volgen via www.techrede.nl. Op diezelfde site worden de komende weken de Tech Files gepubliceerd, een speciaal gemaakte serie vlogs over het maatschappelijke belang van technologie. (PD)

Nanodeeltjes tegen infecties Onderzoekers in Groningen hebben nanodeeltjes ontwikkeld die zelf een bacteriële infectie opsporen én aanpakken. Dat kunnen ze doen doordat ze zowel positieve als negatief ladingen bij zich dragen.

In het zure milieu van de infectie worden ze positief geladen en vinden ze de negatief geladen bacteriën.

Daar breken de nanodeeltjes de infectie op in kleine clusters. ‘Deze clusters kunnen in een gezond lichaam soms zelfs door het eigen immuunsysteem worden opgeruimd’, zegt onderzoeker Henny van der Mei. Antibiotica is dan niet nodig. (DP)

Lees het laatste technieknieuws op www.deingenieur.nl

4

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

Onderzoeker Marnix Wagemaker voor een batterijentester waarmee wordt gemeten hoe vaak een batterij kan op- en ontladen. foto: tu delft

Op naar de nieuwe generatie batterijen Een gemiddelde elektrische auto met volledig opgeladen accu komt nog niet half zo ver als een tradi­ tionele benzineauto op een volle tank. Om elektrische auto’s – en andere apparaten – beter te laten presteren, is er een nieuwe ge­ neratie batterijen nodig. Delftse onderzoekers hebben een belang­ rijke stap gezet richting lithium­ batterijen met een tot wel drie keer hogere energiedichtheid.

Tekst: Dayinta Perrier

De meestgebruikte batterij is de lithium­ batterij, waarbij lithiumionen de lading­ drager zijn. Dit batterijtype zit echter tegen zijn limiet aan. De anode, die is gemaakt van grafiet, kan slechts een beperkte hoeveelheid lithiumionen op­ slaan. ‘Willen we de opslag van het aantal lithiumionen verder vergroten, dan is een anode van lithiummetaal de heilige graal’, zegt hoogleraar Marnix Wagemaker van de Technische Universiteit Delft. ‘Daar kunnen we theoretisch gezien de meeste lithiumionen in kwijt.’

De huidige batterijen bevatten vooral carbonaten als elektrolyt, verbindingen met koolstof en zuurstof. Lithiummetaal is echter heel reactief. ‘Het metaal reageert met de elektrolyt waardoor die kapot gaat en zijn functie van het geleiden van lithiumionen verliest’, legt Wagemaker uit.

Als oplossing bedachten de onderzoekers een nieuwe elektrolyt die gebaseerd is op amiden, een andere chemische verbinding die ook stikstof bevat.

Levensduur

De elektrolyt reageert dan nog steeds met het lithiummetaal, maar daarbij gebeurt iets bijzonders. De laag vaste stof op de anode, afkomstig van de reactie van de elektrolyt met het metaal, vormt een beschermlaag, waardoor het lithiummetaal vervolgens nauwelijks meer reageert met de elektrolyt.

‘Ondertussen laat deze laag nog steeds ionen door, zodat de batterij blijft werken’, zegt Wagemaker. ‘Uiteindelijk zal de elektrolyt nog steeds vergaan, maar nu hebben we dat proces flink vertraagd.’

De samenstelling van de elektrolyt volgde uit theoretische berekeningen die de onderzoekers vervolgens experimen­

teel testten. Daarvoor gebruikten ze een bijzondere techniek waarbij de onder­ zoekers de ionen met een neutronen­ bundel op atomair niveau konden volgen en zo de beschermende functie van de gevormde laag konden zien.

Een beschermlaag vertraagt de aftakeling van de elektrolyt Het zal nog wel even duren voordat deze nieuwe generatie lithiumbatterijen op de markt komt, want de levensduur is nog niet lang genoeg. Batterijen met deze elektrolyt kunnen slechts enkele honderden keren laden en ontladen.

‘We moeten deze elektrolyt eerst zien te optimaliseren om naar duizenden laad­ en ontlaadcycli te gaan’, zegt Wage­ maker. Dan gaat dit nieuwe type batterij lang genoeg mee én heeft het een grotere capaciteit.

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

5

NIEUWS

Vrouwen aan het roer

Door vrouwen geleide bedrijven zijn innovatiever, productiever en groeien sneller, blijkt steeds weer uit onderzoek. Toch is maar 34 procent van de zelfstandig ondernemers in de Europese Unie vrouw en wordt slechts 30 procent van de startups door een vrouw geleid, concluderen de Europese Commissie en de Europese Investeringsbank in een nieuw rapport. Dat kan beter, stellen de auteurs.

Vrouwelijke ondernemers

Het percentage vrouwelijke ondernemers per werelddeel. Noord-Amerika is het meest geëmancipeerd; daar benadert het aandeel vrouwen bijna de 50 procent. Andere regio’s blijven achter, zo ook Europa.

Noord-Amerika 46%

Europa 38% MiddenOosten 26%

Azië 27%

Durfkapitaal in de EU

Waarde van geïnvesteerd durfkapitaal per jaar (in miljarden euro’s).

Startups die worden geleid door vrouwen komen minder makkelijk aan venture capital (investeringsgeld) dan die met mannen aan het roer.

Dat kan komen doordat er onder investeerders veel minder vrouwen zijn, door bepaalde vooroordelen over vrouwen en doordat sommige vrouwelijke ondernemers alleen met eigen geld hopen te slagen.

Bedrijven met minstens één vrouwelijke bestuurder Alle bedrijven

20 16

Zuid-Amerika 37%

12

Afrika 36%

8 4 0

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Verdeling over EU-landen

Hoeveel investeringsgeld halen bedrijven met een vrouwelijke baas binnen, in miljoenen euro’s? Hier alle series-C-investeringen, die dienen om een bedrijf snel te laten groeien. Duidelijk is dat de verschillende landen in de EU het heel verschillend doen. Koplopers zijn Groot-Brittannië, Zweden, Duitsland, Frankrijk en Spanje. Nederland is in geen velden of wegen te bekennen.

2.500

2.000

Diensten voor bedrijven Energie

Zorg Materialen en grondstoffen

Consumentenproducten Financiële dienstverlening Informatietechnologie

1.500

1.000

500

0

Oostenrijk

België

Cyprus

Denemarken

Frankrijk

Duitsland Hongarije

Ierland

Letland Nederland

Spanje

Zweden

GrootBrittannië

Infographic: Ymke Pas, Bron: Europese Investeringsbank/Europese Commissie

6

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

Als 20 procent van de bevolking de app gebruikt, helpt het al Sinds een paar weken heeft ook ons land een app die bijhoudt of je langere tijd in de buurt bent geweest bij iemand die positief getest is op covid-19: de CoronaMelder. Hoe kwam de app tot stand en wat kunnen we eraan hebben?

Tekst: Jim Heirbaut

Het project maakte een valse start met een gehaaste ‘appathon’ in april die niet uit de verf kwam. Het bleek te lastig om in een weekend de contouren te bouwen van een complex stuk software. Maar de overheid nam de regie in handen en schakelde een team van experts, softwareontwikkelaars en systeemarchitecten in. Zo is de bouw van de app CoronaMelder toch nog in een paar maanden tijd voor elkaar gebokst.

Iedereen kan de app nu vrijwillig downloaden op zijn telefoon. Op de achtergrond meet de app via bluetoothsignalen of je langer dan vijftien minuten in de nabijheid van een besmet persoon bent geweest.

‘We Is dit het geval, dan krijg je het verzoek binnen te blijven en je ook te laten testen.

Vooraf waren er twijfels over lastige situaties waarmee een nabijheidsapp wellicht niet goed overweg zou kunnen. Twee buren die aan weerszijden van een muur zitten: geen enkele kans op besmetting, maar hun telefoons ‘voelen’ elkaars nabijheid. Is dit opgelost? ‘De muur verzwakt het signaal behoorlijk en dat neemt onze berekening mee. Als twee buren langs de gezamenlijke muur lopen, vindt er geen melding plaats. Misschien als ze allebei lange tijd op dezelfde plek zitten, maar dat is een uitzonderlijke situatie. Het blijft natuurlijk aan risimaken de app rekenen co’s; je houdt altijd de kans dat de toegankelijk app ten onrechte voor blinden en iemand waarschuwt. Maar dat Rekenen aan risico’s ouderen’ hebben we liever Bij een positieve test geeft de gedan dat iemand bruiker dat aan in de app, waarna niet wordt gewaarschuwd terwijl die wel het hierboven beschreven proces opnieuw risico heeft gelopen.’ wordt doorlopen. Bij dit alles identificeert Wil de app nut hebben bij het bestrijde app nooit een gebruiker of een locatie. den van het virus, dan is van belang dat CoronaMelder houdt alleen bij of en wanveel mensen de app gebruiken. ‘Zeker, neer telefoons van mensen langere tijd in maar over deze participatiegraad gaat de elkaars nabijheid zijn geweest. hardnekkige mythe rond dat dit getal 60 De app is nagenoeg af, maar de makers procent zou moeten zijn’, zegt Jansch. zetten nog steeds hier en daar puntjes op ‘Dat geldt als de app de enige maatregel de i. ‘We krijgen feedback van de GGD’s zou zijn. Maar tegelijk blijven we ook in een aantal testregio’s en kijken ook naar afstand houden, aantallen mensen in nuttige opmerkingen die gebruikers achbijeenkomsten beperken en mondkapjes terlaten in de appstores’, vertelt Ivo Jansch, dragen in het openbaar vervoer. Dan blijkt een van de geestelijk vaders van Coronadat CoronaMelder vanaf een participatieMelder en in het dagelijks leven oprichter graad van 15 à 20 procent al helpt om van het bedrijf Egeniq dat apps bouwt. de verspreiding van SARS-CoV-2 af te ‘Tegelijk maken we de app ook toegankeremmen. Ik heb er een goed gevoel bij dat lijk voor blinden en oudere mensen die we dat gaan halen.’ minder goed met apps overweg kunnen.’

FOTO : DEPOSITPHOTOS , BEWERKING DE INGENIEUR

• Vooralsnog kunnen alleen in enkele testregio’s gebruikers van de app met een positieve melding anderen waarschuwen.

• De overheid wil deze functionaliteit van CoronaMelder vanaf half september in heel Nederland uitrollen.

• De testcapaciteit is nog niet voldoende om iedereen die wel een melding krijgt, maar geen symptomen heeft te testen.

• Alternatief is dat mensen na elke waarschuwing tien dagen in thuisquarantaine gaan, maar critici vrezen dat dat het draagvlak voor CoronaMelder zal schaden.

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

7

NIEUWS

Technologie als schouwspel Tekst: Pancras Dijk

Eind vorige maand opende in Amster­ dam het museum Nxt zijn deuren, volledig gewijd aan nieuwe mediakunst.

‘We hadden al meer dan dertig mogelijke locaties bezocht, tot we op deze oude filmstudio stuitten’, zegt oprichter en managing director Merel van Helsdingen.

‘Dit is Amsterdam­Noord. De industriële sfeer die wij voor ogen hadden, past hier goed.’

In anderhalf jaar tijd bouwden ze de enorme hal om in een museum zoals Nederland dat nog niet kende. Het vloeroppervlakte van veertienhonderd vierkante meter verdeelden ze over dertien ruimtes. Acht daarvan worden volledig in beslaggenomen door grote kunstinstallaties. De overige ruimten zijn bedoeld om even bij te komen. ‘Zoals je tussen het proeven van twee goede wijnen een stukje brood eet, om de smaak te neutraliseren’, licht conservator Bogomir Doringer toe. ‘Sommige werken zijn ook wel érg overrompelend.’

De openingstentoonstelling, die zeker een jaar te zien is, heet Shifting Proximities. Als er al een sleutelwoord op het geheel kan worden geplakt, is dat tech­ nologie. Een van de indrukwekkendste werken is Distortions in Space Time (foto rechts) van het kunstcollectief Marsh­ mellow Laser Feast. Het voltrekt zich in een grote, glazen ruimte: wanden, vloeren en plafond bestaan voornamelijk uit spiegels. Op de achterwand ziet de be­ zoeker een oogverblindend schouwspel van talloze sterren, die langzaam worden opgeslokt tot er zich een zwart gat heeft gevormd. Via sensoren kan de bezoeker op kousenvoeten bovendien ook nog invloed uitoefenen op de beelden.

Minstens zo indrukwekkend is de installatie Econtinuum van Tijs Bier­ steker, tevens docent aan de TU Delft.

Hij maakte in samenwerking met een botanicus het wortelstelsel van bomen na. Dat levert een op zich vrij tradi­ tioneel sculptuur op, maar vervolgens installeerde hij sensoren die onder meer beweging en vochtigheidsgraad in de ruimte bijhouden. Een algoritme vertaalt die data in een feeëriek lichtspel dat nauwkeurig verbeeldt hoe bomen hun wortels gebruiken om onderling te com­ municeren.

8

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

foto : barnaby steel

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

9

NIEUWS

Reclamebord reageert op voorbijgangers Op straat verschijnen de komende tijd digitale reclameborden die hun advertenties kunnen afstemmen op de doelgroepen die voorbijkomen.

Het Amerikaanse bedrijf Clear Channel rolt dit systeem, dat in de Verenigde Staten al functioneert, uit over landen in Europa,

Commissie integriteit

waaronder Nederland. Bij het RADARsysteem van het Amerikaanse bedrijf kunnen adverteerders een virtuele kaart van een gebied bekijken, waarop te zien is waar alle reclameborden van Clear Channel staan. Vervolgens biedt het systeem informatie aan over bezoekersstromen en relevante data over de voorbijgangers, zoals leefijden of eerder koopgedrag.

‘Een gezochte doelgroep kan zijn: mensen tussen de 18 en 34 jaar die graag merkkleding kopen, of ouders die recent een supermarkt hebben bezocht’, schrijf het bedrijf in een persbericht. Klanten van Clear Channel kunnen zo hun buitenreclame afstemmen op de doelgroep die langskomt, is het idee. Traditioneel is buitenreclame meer een schot hagel; een advertentie hangt ergens en de adverteerder

moet maar hopen dat de juiste mensen de uiting zien.

Voor de digitale reclameborden gebruikt Clear Channel geanonimiseerde en geaggregeerde data, dus steeds over groepen mensen met een bepaald gemiddeld profiel.

Die informatie wordt afgeleid uit telecomdata afkomstig van partners van het bedrijf.

In de VS is dat bijvoorbeeld de telecomaanbieder AT&T. Welke bedrijven dat in Nederland zullen zijn, kan Clear Channel nog niet zeggen.

Hoewel het bedrijf bezweert geen individuele personen te identificeren, zijn daar toch zorgen over. Onderzoek laat namelijk zien dat ook geanonimiseerde data, in combinatie met aanvullende informatie, vaak te herleiden valt tot een persoon.

‘Zelfs als dit binnen de wet blijf, kun je je afvragen of het toch niet in strijd is met onze maatschappelijke normen’, zei Vincent Böhre van Privacy First eerder tegen Het Financieele Dagblad. (JH)

GIESEN

Het afgelopen jaar verliep roerig voor het Koninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI). De ontwikkeling van een nieuwe strategische koers en een reorganisatie op het KIVI-bureau leidden hier en daar tot onrust en onvrede. Om zulke gevoelens eerder te kunnen signaleren en er iets tegen te doen, is er nu een integriteitscommissie aangesteld.

De commissie is een gezamenlijk initiatief van ledenraad, bureau en hoofdbestuur. Ze bestaat uit drie leden: Frans Heitkamp namens de ledenraad, Marja Eijkman als lid van het hoofdbestuur en De Ingenieurhoofdredacteur Pancras Dijk, die het bureau vertegenwoordigt.

Leden of medewerkers met een klacht over de integriteit van andere leden, afdelingen of bureaumedewerkers, kunnen de commissie benaderen. Die zal in gesprek gaan met de betrokken personen en naar een oplossing zoeken. Anonimiteit is daarbij desgewenst gewaarborgd. De commissie zal zich nader presenteren in de ledenraadvergadering van december, maar is nu al bereikbaar via integriteit@kivi.nl. (PD) 10

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

foto : clear channel ; illustratie : matthias giesen

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp.

Deze maand: Roel Berghuis.

Klimaatoplossingen Tata Steel niet haalbaar Dat staalbedrijven hun CO2-uitstoot fors moeten terugdringen, is wel duidelijk. Maar ik zet als FNV-vertegenwoordiger grote vraagtekens bij de manier waarop Tata Steel in IJmuiden dat wil doen. Mijn kritiek richt zich op twee technologische oplossingen, namelijk de HIsarna-techniek en de combinatie van carbon capture and storage (CCS) en carbon capture and usage (CCU).

Eerst HIsarna, een techniek waaraan Tata al jaren werkt. Daarbij is minder voorbehandeling nodig dan bij het traditionele ijzermaken; ijzererts en poeders van kolen reageren direct met elkaar in een cycloonoven met daaronder een smeltvat. De techniek belooft een CO2-reductie van 20 procent, maar HIsarna is omgeven door vraagtekens. De HIsarna Pilot Plant in IJmuiden is gebouwd voor de productie van 60.000 ton per jaar, maar die hoeveelheid is nog niet op continue basis gehaald.

Verder is deze proefinstallatie nog nooit zes maanden onafgebroken in bedrijf geweest. Het break-evenpunt (alle investeringen zijn terugverdiend) wordt bovendien pas bereikt bij 900.000 ton per jaar, een opschaling met een factor 15. Let wel, dat is een enorme vergroting van de fabriek; eerdere opschalingen haalden niet eens een factor 2.

Kortom, wie gaat ooit dit enorme financiële risico dragen? Tegelijk zien we dat alle concurrenten van Tata Steel hun geld zetten op direct reduced iron voor het maken van ijzer uit erts, in combinatie met vlamboogovens (electric arc furnaces), waarbij waterstof in plaats van kolen zorgt voor de reductie van het ijzererts.

Deze technieken zijn in potentie CO2-vrij.

Bij het HIsarna-proces daarentegen komt nog steeds CO2 vrij, dus daar zul je wat mee moeten.

Het onder de grond stoppen – voluit carbon capture and storage – is niet de oplossing. Dit is slechts symptoombestrijding en geen werkelijke oplossing. De publieke acceptatie zal laag zijn, want men begrijpt dat ‘Wat je niet wil hebben, stop je maar diep weg’ echt niet meer kan vandaag de dag.

Ook de industrie om ons heen heeft nog geen effectieve stappen gemaakt met de installatie van CCU/CCS. Daarnaast brengt CCU/CCS aanzienlijke investeringskosten met zich mee, door hoge installatiekosten en de daarbij behorende onderhoudskosten. Verder zal het nog minstens tien jaar duren voor deze techniek op enig serieus niveau is. En dan loop je ook nog het risico dat het geïnvesteerde kapitaal niets meer waard is doordat er in een later stadium massaal ingezet zal worden op waterstof. Dit lijkt ons waarschijnlijk, gezien de Europese inzet op dit gas.

Dat het politiek gezien heel lastig ligt om een routewijziging in te zetten, begrijp ik heel goed.

Maar we worden simpelweg ingehaald door de tijd en door de besluiten genomen in Parijs, om in 2050 een klimaatneutraal Europa te hebben.

Er is, kortom, geen tijd te verliezen en HIsarna past niet in dat tijdpad. Het is tijd voor wat anders, er is genoeg geëxperimenteerd.

We worden ingehaald door de tijd en de besluiten van Parijs

Roel Berghuis is bestuurder bij de vakbond FNV Metaal Tata Steel.

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

11

Gebruik biomassa liefst alleen als er nog geen duurzaam alternatief is, stelt de SER. FOTO : DEPOSITPHOTOS 12

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

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

Biomassa:

brandstof of grondstof?

Stop op termijn met het verstoken van biomassa voor het opwekken van warmte en elektriciteit, adviseerde de SER deze zomer in een langverwacht rapport. Maar zijn er wel voldoende duurzame alternatieven? En wat moeten we dan met al ons snoeihout?

Duurzaam genoeg?

Biomassa, plantaardig en dierlijk materiaal dat als brandstof kan dienen, wordt al jaren volop gebruikt als bron van energie. 50 procent van de duurzaam opgewekte stroom in Nederland en 80 procent van de groene warmte zijn nu al afkomstig uit biomassa, zowel uit houtig materiaal (bermafval, takken, snoei- en resthout en soms zelfs hele bomen) als uit organisch huishoudelijk afval. In verschillende kolencentrales wordt al jaren biomassa meegestookt. Houtpellets die uit verre

buitenlanden (met name Noord-Amerika en de Baltische staten) worden aangevoerd, verdwijnen mét de kolen in de verbrandingsoven, die daarvoor niet specifiek hoeft te worden omgebouwd.

Maar het afgelopen jaar is de kritiek op biomassa als brandstof sterk gegroeid. Vorige maand riepen vijf grote milieuorganisaties minister van Economische Zaken en Klimaat Eric Wiebes op om per direct te stoppen met het subsidiëren van de bijstook van biomassa in kolencentrales. Volgens het Energieakkoord dat de regering in 2013 sloot met tal van (milieu)organisaties was houtige biomassa een goed alternatief, maar de voorwaarde was wel dat die uit duurzaam beheerde bossen zou komen. Of dat altijd het geval is, is onzeker. ‘Zolang er geen garantie wordt gegeven dat biomassa niet onze biodiversiteit vernietigt, leidt de inzet van biomassa tot verergering van de klimaatcrisis’, waarschuwde directeur Joris Thijssen van Greenpeace.

Het kabinet is zich bewust van het belang van een duurzame winning van biobrandstof. Om vast te stellen of de huidige duurzaamheidseisen wel streng genoeg zijn, vroeg het advies aan de Sociaal-Economische Raad (SER). Hoe moet het duurzaamheidskader voor de inzet van biomassa eruit zien? Het uitgangspunt is helder: bomen nemen bij hun groei CO2 op, bij verbranding komt dat broeikasgas vrij. Blijven we maar steeds voldoende bomen planten, dan wordt de vrijgekomen CO2

“

We moeten eerst minder verbruiken, om wat er over blijft sneller te kunnen verduurzamen.

”

▼

Stap voor stap zegt Nederland het aardgas vaarwel. Het einddoel – een volledig aardgasloze samenleving, zonder CO2-uitstoot – moet in 2050 zijn bereikt. Toekomstmuziek? Niet helemaal, want al vanaf komend jaar zal volgens plan jaarlijks bij vijftigduizend huishoudens de gaskraan worden dichtgedraaid. Binnen een decennium moet dat aantal toenemen tot tweehonderdduizend. Tegelijk moet ook de inzet van olie en kolen worden beperkt. Beide zijn voorname bronnen van CO2-uitstoot.

In het Klimaatakkoord dat ruim een jaar geleden, in juni 2019, werd gesloten, werd direct een goed alternatief voor fossiele brandstoffen naar voren geschoven. Voor de verduurzaming van de economie en het halen van de ambitieuze klimaatdoelen is de inzet van biomassa onmisbaar, schreef het kabinet. Een voor de hand liggende keuze.

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

13

ENERGIETRANSITIE

Hoogwaardig toepassen ‘De richting is duidelijk’, schrijft de SER in zijn advies Biomassa in balans. ‘Duurzame biogrondstoffen zijn in de vorm van hoogwaardige toepassingen in materialen en bepaalde sectoren, zoals de chemie, een blijvend onderdeel van een duurzaam eindbeeld.’

Maar hoe gaat dat in zijn werk en welke hoogwaardige toepassingen zijn er eigenlijk?

Aan de Technische Universiteit Eindhoven doet de van oorsprong Argentijnse chemisch technoloog Fernanda Neira D’Angelo er onderzoek naar.

‘Veel mensen zien biomassa nog altijd als een brandstof.

Tot een jaar of twintig geleden was het dat ook. Maar inmiddels weten we dat biomassa ook veel andere toepassingen kan hebben, die veel duurzamer zijn’, zegt ze.

14

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

Om biomassa een hoogwaardigere toepassing te kunnen geven, is er een raffinageproces nodig. Via deze bioraffinage worden verschillende bestanddelen van de biomassa van elkaar gescheiden, zonder dat er materiaal verloren gaat. Je houdt dan bruikbare grondstoffen over als cellulose, hemicellulose en lignine.

Bananenschil Dergelijke stoffen kunnen vervolgens hoogwaardig worden toegepast. Ze vervangen op olie gebaseerde chemicaliën in onder meer cosmetica, geneesmiddelen of kunststoffen. Ook als grondstof voor bio-asfalt of coatings zijn ze geschikt.

Omdat olie zo goedkoop is, is de prijs van bioraffinage nu nog niet concurrerend. Neira

D’Angelo werkt eraan die kosten omlaag te brengen door technologische innovatie.

Ook de hoogwaardige inzet van biomassa is niet per definitie duurzaam, benadrukt Neira D’Angelo. Belangrijk is niet alleen dat het om duurzaam geproduceerde gewassen gaat, maar ook dat het niet ten koste gaat van voedselgewassen.

‘Van de banaan moet je alleen de schil gebruiken voor bioraffinage’, zegt de onderzoeker. ‘De vrucht moet je gewoon opeten.’

Met een aantal partners richt Neira d’Angelo zich nu op biomassa uit zee, zoals zeewier en microalgen. ‘Dat heeft enorme potentie. We zijn bezig een nieuw type chemische reactor te bouwen die dit nieuwe type biomassa zo efficiënt mogelijk kan omzetten in hoogwaardige producten.’

FOTO : SHUTTERSTOCK

Afbouw bijstook Het advies van de SER verscheen aan het begin van de zomer onder de titel Biomassa in balans. Het voorwerk werd gedaan door onder meer het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL), onafhankelijk onderzoeksbureau CE Delft en ingenieurs- en adviesbureau Royal HaskoningDHV. Zij spraken alles bij elkaar met meer dan 150 wetenschappers, bedrijven en organisaties en lazen meer dan vierhonderd studies.

De conclusie van de SER was opmerkelijk scherp: het verstoken van houtige biomassa voor het opwekken van warmte, elektriciteit en brandstof voor voertuigen is niet houdbaar en moet worden afgebouwd. Hoogwaardige toepassingen, zoals in de chemische industrie en in materialen, moeten worden gestimuleerd; laagwaardige daarentegen, zoals het verbranden voor het opwekken van warmte en energie, moeten worden afgebouwd.

Alleen in een aantal expliciet genoemde, uitzonderlijke gevallen is biomassa mogelijk nog lang onmisbaar, zoals voor de verwarming van woningen in oude binnensteden en als terugvaloptie wanneer er onvoldoende elektriciteit uit wind en zon beschikbaar is, stelt de SER. Biogrondstoffen De term biomassa heeft in het SER-advies plaatsgemaakt voor biogrondstoffen. Dat moet helpen om de diversiteit en de waarde van biomassa beter uit te dragen, aldus het advies. Want biogrondstoffen zijn voor de SER bepaald niet uit den boze. Voor voedsel, veevoer, textiel, materialen en als grondstof voor de chemische industrie zijn ze bij uitstek een duurzame en kansrijke keuze. Zolang we ze maar niet verbranden dus.

In het Energieakkoord van 2013 werd de stimulering van het bijstoken van biomassa aan een maximum gebonden van 25 petajoule per jaar (omgerekend bijna

zevenduizend gigawattuur, op een totale energieproductie van circa een miljoen gigawattuur). De grote energiebedrijven kregen de afgelopen jaren vier miljard euro subsidie voor deze bijstook, die de totale energiemix duurzamer moest maken.

Maar voor het vaststellen van toekomstig beleid over de inzet van biogrondstoffen, zijn er twee belangrijke vragen die moeten worden beantwoord: hoeveel biogrondstoffen zijn er überhaupt beschikbaar, nu en in de toekomst, en hoe groot zal de vraag ernaar zijn? Op verzoek van het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) deed onderzoekscentrum CE Delft daar onderzoek naar, in samenwerking met ingenieursadviesbureau Royal HaskoningDHV. In februari kwam het onderzoeksrapport uit, Bio-Scope. Toepassingen en beschikbaarheid van duurzame biomassa.

Toepassing en beschikbaarheid De onderzoekers zetten in hun rapport twee stippen aan de horizon (2030 en 2050) en ze bekeken voor beide jaren niet alleen de toepassing van biomassa voor materialen, zoals hout voor de bouw, maar ook het gebruik van biomassa als grondstof voor de chemische industrie, voor energie en brandstoffen, en als grondverbeteraar voor de landbouw. Wat de beschikbaarheid betreft onderzochten ze alle soorten biomassa – uit landbouw, bosbouw en uit de zee, zoals microalgen en zeewier – en alle verschillende stromen, zowel primaire productie als reststromen.

De onderzoeksopdracht was breed, zegt Maarten van den Berg, duurzaamheidsconsulent bij Royal Haskoning DHV: maak een overzicht van de beschikbare duurzame biomassa en de verwachte vraag. ‘We hebben honderden studies bekeken en de uitkomsten van al die studies op hun merites beoordeeld. Zijn ze wetenschappelijk goed onderbouwd of wellicht ideologisch gekleurd?’

De uitkomsten waren in zekere zin ook breed. In het jaar 2030 zal de vraag naar biogrondstoffen schommelen tussen de vierhonderd tot tweeduizend petajoule per jaar. Tien jaar later zal het ergens uitkomen tussen

▼

voortdurend direct weer opgeslagen in nieuwe bossen.

Volgens de voorstanders is dat een circulair gebruik van CO2. De klimaatdoelen zouden dan ineens een stuk haalbaarder zijn.

Bruto energetisch eindverbruik biomassa in 2017 en 2018, in PJ.

Afvalverbrandingsinstallaties

2017

2018

19,9

16,9

Bij- en meestook biomassa in centrales

2,3

3,1

Biomassaketels bedrijven voor elektriciteit

9,5

10,0

Biomassaketels bedrijven voor alleen warmte

9,7

11,3

Biomassa huishoudens

19,5

20,0

Biogas uit stortplaatsen

0,4

0,4

Biogas uit rioolwaterzuiveringsinstallaties

2,0

2,1

Biogas, co-vergisting van mest

4,1

4,5

Biogas, overig

4,1

4,5

Vloeibare biotransportbrandstoffen

13,5

22,8

Totaal

85,0

95,3

BRON TABEL : CBS , 2019

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

15

ENERGIETRANSITIE

de 500 en 4200 petajoule per jaar. Ter vergelijking: het totale energiegebruik in ons land ligt nu rond de 2100 petajoule per jaar.

Die enorme bandbreedte verraste de onderzoekers, maar valt wel te verklaren. ‘De rapporten waarop we ons baseren zijn opgesteld van uit een specifiek perspectief. Elke sector stelt voor zichzelf vast hoeveel biomassa ze zouden kunnen inzetten. Met de eventuele vraag uit andere sectoren houden ze geen rekening’, zegt Van den Berg.

Met zijn ingenieursbril keek Van den Berg met name naar de schaalbaarheid. Afgesproken is dat al dit jaar 10 procent van het totale energieverbruik in de Europese transportsector hernieuwbaar moet zijn. Dat zal hoofdzakelijk van biobrandstoffen moeten komen. ‘Maar als je aan het rekenen slaat, ontdek je al gauw dat er onvoldoende duurzame biogrondstofffen zijn om in de vraag van alle sectoren samen te voorzien.’

“

Een nieuw kabinet moet na de verkiezingen de knoop doorhakken

”

Trias Biologica De enorme marge in de voorspelling van de behoefte en de beschikbaarheid maakt het lastig om nu al goed onderbouwd beleid uit te stippelen. Een algemene richtlijn voor toekomstig beleid bevat het rapport wel. De onderzoekers pleiten voor het volgen van de ‘Trias Biologica’, naar analogie van de al in de jaren zeventig gemunte term Trias Energetica. Waar die laatste een stappenplan voor onder meer het duurzaam ontwerp van gebouwen behelst, daar biedt de nieuwe Trias Biologica drie vuistregels voor toekomstige inzet van duurzame biomassa.

Ten eerste: verminder de behoefte aan biomassa. Ten tweede: vergroot de beschikbaarheid ervan. Ten derde: gebruik biomassa met name daar waar nog geen duurzame alternatieven zijn.

‘Als we de transitie tot een succes willen maken, dan is een sterke focus op die eerste stap ontzettend belangrijk’, zegt Van den Berg. ‘Want daar valt nog zoveel te winnen.’

Hoe je het ook wendt of keert: energie is schaars, zeker duurzame energie. ‘De sleutel blijft dat we eerst minder gaan verbruiken, om wat er over blijft sneller te kunnen verduurzamen.’

In de aanbevelingen uit het SER-advies kan Van den Berg zich intussen goed vinden. ‘Qua details had het misschien anders gekund. In de toekomstberekeningen zit echter zo veel onzekerheid dat ik het te verdedigen vind dat men uit voorzorg bepleit om de inzet van houtige biomassa voor warmteopwekking af te bouwen. Stel dat we daar wél massaal op zouden inzetten, dan weten we niet wat de impact zal zijn. Geen wetenschapper kan nog berekenen hoe groot de koolstofschuld zal zijn die we dan opbouwen.’

Verrotten Die koolstofschuld bepaalt in hoge mate of het gebruik van biomassa bijdraagt aan het beperken van klimaatverandering. Het idee is eenvoudig. Bomen slaan gedurende hun leven CO2 op. Worden ze uiteindelijk verstookt, dan komt die CO2 vrij. Al met al is dat een circulair, klimaatneutraal proces. Probleem is alleen dat de CO2 die bomen gedurende vele jaren hebben opgeslagen, bij verbranding in no time wordt uitgestoten. Het kost

16

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

tijd eer die vrijgekomen CO2 weer in nieuwe aangroei wordt vastgelegd: dat is de koolstofschuld.

‘Boekhoudkundig is de inzet van biomassa voor energie zo omarmd als CO2-vrije oplossing, maar op een gegeven moment is het inzicht ontstaan dat die koolstofschuld een probleem wordt wanneer er te veel wordt verstookt’, zegt Van den Berg. ‘De enige manier waarop biomassa is in te zetten zonder die koolstofschuld, is wanneer er enkel hout wordt gebruikt dat anders zou verrotten of dat extra is aangeplant.’

Contraproductief Emeritus hoogleraar Wim Turkenburg, verbonden aan het Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling van de Universiteit Utrecht, stelt dat net wat scherper.

‘Ik maak me zorgen om de weg die het kabinet lijkt in te slaan’, zegt hij. ‘Er zijn voorlopig genoeg goede mogelijkheden voor energie uit biomassa. Het zou volstrekt contraproductief zijn die niet te gebruiken.’ Ook hij wijst op snoeiafval en ander restmateriaal uit de bosbouw. ‘Kies je ervoor die niet te verstoken, dan zal dat materiaal verrotten en komt de CO2 net zo goed vrij, maar zonder dat we er energie mee winnen. Dat kan niet de bedoeling zijn.’

De SER wil dat biomassa uiteindelijk wordt voorbehouden aan hoogwaardige toepassingen (zie kader).

Bijstook is dan uit de boze. Maar Turkenburg vindt dat kortzichtig. ‘Ik ben er zeker voor om bijvoorbeeld snoeihout waar mogelijk hoogwaardig toe te passen in bijvoorbeeld de chemische industrie. Maar uiteindelijk zal ook dat een afvalstroom opleveren.’ Volgens Turkenburg heeft de SER onvoldoende oog voor die onderste treden van de cascadering, de term die wordt gebruikt voor het trapsgewijze proces van biogrondstoffenverbruik, van hoog- naar laagwaardig. ‘Ook hoogwaardige toepassingen zullen uiteindelijk uitmonden in materiaal voor laagwaardige toepassingen. Daarnaast zal het blokkeren van warmteopwekking uit reststromen er niet opeens toe leiden dat die hoogwaardig worden gebruikt.’

Ook op een ander punt is Turkenburg kritisch. Volgens de SER valt de inzet van biogrondstoffen niet onder de noemer circulair – vanwege die koolstofschuld. ‘Vanzelfsprekend moeten we geen natuurlijk bos gaan kappen voor bio-energie’, zegt Turkenburg. ‘Maar Nederland hanteert al de strengste duurzaamheidscriteria. Houtige biomassa mag alleen uit bos worden gewonnen wanneer er evenveel nieuwe aanplant is en de ecologie wordt gerespecteerd.’

En dat gebeurt, stelt Turkenburg. ‘Bekijk je dat boom voor boom, dan duurt het lang eer er weer voldoende CO2 wordt vastgelegd. Maar middel je dat in de tijd over een heel bos, dan is dat uitstekend te doen. De praktijk leert ons dat een bos dat goed wordt beheerd, meer CO2vastlegt dan we eruit winnen voor toepassingen zoals bio-energie.’

Subsidiekraan Waar minister Wiebes de subsidiekraan voor de bijstook van biomassa nog niet wil dichtdraaien, daar heeft de Tweede Kamer zich laatst per motie ondubbelzinnig uitgesproken tegen dergelijke financiële steun. Van de 150 leden stemden er 130 voor een motie waarin de re-

Houtige biomassa mag alleen uit bos worden gewonnen wanneer er evenveel nieuwe aanplant is en de ecologie wordt gerespecteerd.

FOTO : DEPOSITPHOTOS

gering wordt opgeroepen per direct te stoppen met het meebetalen voor de bijstook van biomassa en bovendien een ‘voortvarend afbouwpad’ te presenteren ‘voor de subsidiëring van houtachtige biomassa voor nieuwe biomassacentrales voor de opwekking van warmte’. Turkenburg is daar niet van onder de indruk. ‘Diverse partijen die tegen biomassa zijn, zijn ook tegen kernenergie, tegen aardwarmte, tegen windmolens op land, tegen zonneweiden en tegen het afvangen en ondergronds opslaan van CO2’, zegt hij. ‘Toch moet de CO2-uitstoot in 2030 al met minstens de helft zijn teruggebracht. Ik vraag me af hoe ze dat dan willen realiseren.’ Simpelweg ons energieverbruik halveren is geen optie, stelt de emeritus hoogleraar. ‘We streven in ons land naar economische groei. Het verder verbeteren van de energie-efficiëntie is vooral nodig om te voorkomen dat ons energiegebruik verder toeneemt.’

Dat Wiebes de Kamermotie ongewijzigd zal uitvoeren, is nog niet gezegd. Hij zou een aantal randvoorwaarden kunnen stellen: pas als daaraan wordt voldaan, zal het kabinet zijn handen van biomassa voor warmte aftrekken. De voornaamste randvoorwaarde zal zijn dat er voldoende alternatieven zijn om zonder CO2-uitstoot betrouwbaar en betaalbaar in de vraag naar warmte te kunnen voorzien. Turkenburg betwijfelt dat ten zeerste.

‘Je kunt in ieder huis een warmtepomp installeren, maar dat wordt wel erg prijzig’, zegt hij. ‘Andere opties, zoals aardwarmte of aquathermie, zijn op zich veelbelovend, maar zeker niet op korte termijn op grote schaal te realiseren. Zon en wind leveren in ons land niet voldoende energie op om aan warmtebehoefte te voldoen, zegt

Turkenburg. Blauwe waterstof, dat uit aardgas wordt gewonnen maar waarbij de uitstoot wordt afgevangen en opgeslagen, ziet Turkenburg wel als een mogelijkheid, ‘maar niet binnen tien jaar’.

‘Het blijft voor het klimaat voordelig om houtige resten afvalstromen voor energieopwekking te gebruiken als die niet hoogwaardig zijn toe te passen’, stelt Turkenburg.

‘Ook Wiebes zal dit zien. Wel zal verbranding ervan in kleine warmtecentrales aan strengere milieucriteria moeten voldoen dan nu het geval is.’

Voor na de verkiezing Komend voorjaar zijn er verkiezingen en de partijen zullen in hun verkiezingsprogramma aangeven welke kant ze op willen, verwacht Turkenburg. Vervolgens zal het nieuwe kabinet de knoop doorhakken. ‘De nieuwe regering bepaalt hoe het verder moet met biomassa als energiebron.’

Het maatschappelijk debat zal nog wel even doorgaan.

Toch hebben alle onderzoeken en rapporten van het afgelopen jaar al wel wat goeds teweeggebracht, stelt Van den Berg van Royal HaskoningDHV. ‘Door de discussie hebben de partijen wat meer oog gekregen voor elkaars standpunten.’ Wat volgens Van den Berg ook helpt, is dat de grenzen van de groei nu echt in zich komen. ‘De druk is nu zo hoog, dat er wel een oplossing zal moéten komen.’

Biomassa is een speerpunt van de nieuwe KIVIklankbordgroep Ingenieurs & Energietransitie.

Kijk voor meer informatie op www.kivi.nl.

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

17

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

Met snelle, goedkope testen de pandemie te lijf

Waar blijft de sneltest?

De huidige coronatest is duur en de uitslag laat ook nog eens lang op zich wachten. Om nieuwe virusuitbraken snel te kunnen indammen, zijn snelle en goedkope testen nodig, die frequent kunnen worden herhaald. Maar de eerste alternatieven zijn nog niet zo nauwkeurig.

De een ervaart de huidige coronatest als een klein ongemak, de ander vindt hem heel naar. Echt fijn is het in ieder geval niet om een wattenstaafje van vijftien centimeter lang in je neus geduwd te krijgen. Het moet ook goed gebeuren. De persoon die de test afneemt, moet daar ervaren in zijn. Gaat het wattenstaafje niet diep genoeg, dan komt er geen of te weinig celmateriaal met daarin het virus mee, wat leidt tot een onbetrouwbare uitslag. De swab test kan ook niezen opwekken, waardoor degene die de test afneemt besmet kan raken.

Over de hele wereld werken wetenschappers daarom aan betaalbare en makkelijk uitvoerbare sneltesten, waarmee heel frequent veel mensen te testen zijn. Vergelijk het met een zwangerschapstest die binnen een paar minuten de uitslag geeft. Grote voordeel is dat voor een

dergelijke sneltest geen laboratorium of medische expertise nodig is. Ze zijn point-of-care, zoals dat heet: ze kunnen thuis of bij de huisarts worden gedaan.

Net een vaccin De Amerikaanse wetenschapper Michael Mina durft de effectiviteit van massaal ingezette sneltesten die dagelijks of om de paar dagen bij een grote groep mensen wordt afgenomen zelfs met een vaccin te vergelijken. ‘Als iedereen die met een sneltest positief wordt getest thuis zou blijven, zouden de transmissieketens in het hele land onderbroken worden’, zei hij onlangs tegen de Harvard Gazette. De verspreiding van het virus wordt dan tot staan gebracht, vergelijkbaar met hoe een vaccin dat zou doen door groepsimmuniteit. Het regelmatig testen

De PCR-analyse

Reageerbuisjes met DNA worden geladen in de PCR-machine.

FOTO : DEPOSITPHOTOS 18

De gouden standaard voor de coronatest is de zogeheten PCR-test, waarbij het monster van slijmcellen meestal verkregen is met het inmiddels beruchte wattenstaafje.

De afkorting PCR staat voor polymerase chain reaction, een techniek om een kleine hoeveelheid genetische materiaal te vermenigvuldigen zodat het te analyseren valt.

Deze test is heel nauwkeurig: de gevoeligheid

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

(er zijn maar weinig virusdeeltjes nodig voor een positieve uitslag) en de specificiteit (het toont alleen

het coronavirusmateriaal aan) liggen hoog. Het nadeel van deze labtest is dat hij prijzig is (orde van honderd euro) en dat een uitslag soms lang op zich laat wachten.

De analyse van een monster duurt enkele uren tot een hele werkdag. Door drukte moet een getest persoon soms 48 uur op de uitslag wachten. In de tussentijd kan hij andere mensen besmetten als hij niet thuisblijft.

De procedure met het wattenstaafje wordt over de hele wereld gebruikt om mensen te testen op het coronavirus. foto : depositphotos

is volgens de universitair hoofddocent de enige hoop op een snelle terugkeer naar iets wat in de buurt komt van ons normale leven.

Als op dit moment in Nederland iemand zich laat testen, dan kan het tot een paar dagen duren voordat hij of zij de uitslag te horen krijgt. Het uitvoeren van de test zelf in het lab duurt maar een uur of drie, maar er zit een hele workflow omheen. ‘Het transport en het uitpakken van ieder monster onder de juiste biologische veiligheidsmaatregelen zijn de twee dingen die de meeste tijd kosten’, vertelt viroloog Chantal Reusken van het RIVM. Grafeen Op het moment dat iemand in Nederland besluit om zich te laten testen, heeft hij of zij vaak al klachten, vaak milde: een pijnlijke keel, droge hoest of loopneus. Van covid-19 is inmiddels bekend dat de besmettelijke periode dan al een paar dagen eerder is begonnen. De persoon die zich bij de teststraat in zijn regio meldt, heeft dus in de dagen ervoor al anderen kunnen besmetten. Door in een vroeger stadium van de ziekte al te testen, zou de verspreiding flink beperkt kunnen worden. Sneltesten beloven dit beter te doen.

Er zijn testen in aantocht die voor minder dan een euro per stuk te produceren zijn. Zelfs al zou de overheid deze testen gratis uitdelen aan de bevolking om zich om de paar dagen te testen, dan nog zou dat minder kosten dan de economische steunpakketten, betoogde Mina in de Harvard Gazette. ‘Die goedkope sneltesten zijn wel-

iswaar niet zo precies als de huidige PCR-testen, maar ze zijn wel effectief in het detecteren van het virus op het moment dat iemand op zijn besmettelijkst is.’

Voor een effectieve sneltest zijn er vele kandidaten.

De bruikbaarste zijn de testen die de aanwezigheid van eiwitten van het virus aantonen, die aanwezig zijn als iemand een actieve infectie heeft. Daarvan verschijnen sinds een paar maanden verschillende varianten.

Veel van die testen zijn nog in ontwikkeling aan universiteiten en academische ziekenhuizen. Ze zijn gebaseerd op strips van goedkope materialen als silicium, of zelfs papier, waarin sensoren zijn verwerkt die met optische of elektronische technieken het virus kunnen herkennen. Bijvoorbeeld met een laagje grafeen, een enkele laag koolstofatomen met moleculen erop waar onderdelen van het SARS-CoV-2-virus zich aan willen hechten. Vindt de hechting plaats, dan geeft het grafeen een verandering in een elektrisch signaal, wat te meten is.

Economische gevolgen Afhankelijk van de test is er een monster uit de neusholte of de mond nodig, van slijmcellen of speeksel. Ook zijn er recent resultaten geboekt met een automatische analyse van adem. Dat zou bijvoorbeeld een mondkapje mogelijk maken met biosensoren erin die het virus kunnen detecteren. Handig voor zorgpersoneel.

Heel enthousiast over de sneltesten is Reusken nog niet. ‘Ze zijn over het algemeen niet nauwkeurig genoeg, ze hebben niet voldoende gevoeligheid en daarSEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

19

DIAGNOSTIEK

Deze sneltest is ontwikkeld door het Wyss Institute in de Verenigde Staten. foto : wyss institute at harvard university

mee zijn de toepassingen op dit moment nog beperkt.

Je zou ze misschien kunnen inzetten om potentiële superspreaders (mensen die grote hoeveelheden virus verspreiden, red.) op te sporen die uit een vliegtuig stappen. Dan laat je mensen met lagere virushoeveel­ heden lopen, omdat die negatief zijn in zo’n ongevoe­ lige sneltest.’ Bijkomend nadeel is dat er veel mensen onterecht thuis in quarantaine komen. ‘Neem de huidi­ ge prevalentie van het virus, 3,5 procent, en realistische waarden voor een sneltest – 60 procent sensitiviteit en 98 procent specificiteit – dan is maar liefst de helft van de positieve uitslagen fout. Dat heeft enorme sociale en economische gevolgen.’

Die cijfers moeten eerst veranderen. Reusken: ‘We monitoren goed wat de ontwikkelingen zijn op dit ge­ bied en wat eventueel de toepassing zou kunnen zijn van deze testen. In Nederland gebruiken we voorlopig de testen die de hoogste betrouwbaarheid hebben, en dat is de PCR­test.’

Speekseltest Aan die standaardtest valt trouwens nog genoeg te ver­ beteren. Te beginnen bij de ‘voorkant’ van deze test, het wattenstaafjesprotocol. Dat is te vervangen door iets dat én fijner is voor wie wordt getest én minder expertise van de zorgmedewerker vraagt, zo laten onderzoekers in de Verenigde Staten zien. Aan Yale University ontwikkel­ den ze een speekseltest, SalivaDirect genaamd, waarbij een buisje met spuug naar het lab gaat. Daarna is voor de analyse nog steeds de PCR­procedure nodig, maar het wattenstaafje is in ieder geval omzeild. Daarbij is de voorbewerking van het monster eenvoudiger; om het genetische materiaal van het eventuele aanwezige virus te ontsluiten, is enkel de toevoeging van een enzym vol­ 20

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

doende. Het belangrijkste voordeel is dat de test – voor een goede uitvoering – niet gebonden is aan bepaalde instrumenten en reagentia (de stoffen die nodig zijn voor de test) van een bepaalde fabrikant. ‘Wij hebben onze speekseltest gevalideerd met stoffen en instrumenten van verschillende leveranciers. Wanneer er problemen zijn met de levering van bepaalde spullen, dan heeft de gebruiker tenminste de optie om over te stappen’, ver­ telde Yale­onderzoeker Chantal Vogels aan Scientific American. ‘Zo verklein je de kans op knelpunten in de toeleveringsketen.’

LAMP Verder kunnen de procedures in het lab, de achterkant van de standaardtest, nog beter en sneller. Het wordt steeds duidelijker dat de PCR­methode, die nog uit de jaren negentig van de vorige eeuw stamt, haar langste tijd heeft gehad. Ter vervanging van de PCR­methode kijken het RIVM en TNO naar LAMP, loop-mediated isothermal amplification. Die techniek heeft meerdere streepjes voor op de langzame PCR­methode. Waar de machine voor de PCR­reactie voortdurend moet ver­ warmen en koelen, vindt LAMP plaats bij een constante temperatuur. Ook zijn er geen ingewikkelde voorbewer­ kingen nodig. ‘Dit maakt dat de test eenvoudig buiten het laboratorium kan worden gedaan’, vertelt Reusken.

‘Terwijl LAMP dezelfde gevoeligheid en specificiteit le­ vert als de bestaande PCR­test.’

Maar het doorslaggevende voordeel is dat de nieu­ we techniek veel sneller is dan PCR. In dertig minuten, maximaal een uur is het gedaan. PCR­testen duren drie tot vier uur. En die tijdwinst is meer dan welkom als je weet dat voor het echt opengaan van de maatschappij, er veel meer mensen zullen moeten worden getest.

Möring

Marcel Möring is schrijver, bekend van romans als In Babylon (1997), Dis (2006), Eden (2017) en Amen (2019).

De zomers van weleer…

Eindeloze warme dagen, balspelletjes op straat, limonade uit van die driehoekige pakjes, moeders in zomerjurken, het gekleurde licht onder gebloemde parasols, de bel van de ijscoman op zijn witte bakfiets. Het is natuurlijk herinnerings-optimisme, want zo frequent waren die geweldige zomers uit onze jeugd ook weer niet, om te zwijgen van de zomers die we vergeten zijn, waarin het van eind mei tot begin september regende en je verveeld achter het raam zat en naar buiten staarde en je moeder zei: ‘Dan ga je maar wat anders doen, als je niet naar buiten kunt!’ Ons geheugen, bedrieglijk als het is, onthoudt de lange warme zomers beter.

Ik vraag me af hoe de jongste generatie zich onze zomers zal herinneren. Misschien denken de volwassenen van de toekomst vooral aan die heerlijke verregende maanden, als het eindelijk niet meer warm was en de regen met bakken uit de lucht viel en er een einde kwam aan de sleur van tropische hitte.

Ik schrijf dit in een geheel verduisterde werkkamer, in de tochtstroom van een ventilator, half ontkleed en toch nog veel te warm. Mijn beste moment, de afgelopen dagen, was toen ik mijn KNO-arts in Rotterdam moest bezoeken: een lange heen- en terugreis in een auto met airconditioning. Hier, in het bos, was het 33 graden Celsius. Ik lag als een verwelkt kamerplantje op de bank, terwijl de thermostaat opklom naar 29,5. Gisteren heb ik drie flessen met water in de vriezer gelegd en toen die bevroren waren heb ik ze voor de ventilator gezet.

Iemand had mij dat als tip aan de hand gedaan. ‘Gewoon je eigen airco maken, man!’ Het principe leek mij niet onzinnig en ik ben altijd bereid om mijn scepsis in ruststand te zetten om het onwaarschijnlijke te proberen. Het ijs smolt, de ventilator blies, maar van significante koeling was geen sprake. Ik heb het niet uitgerekend, maar het leek mij natuurkundig gezien ook nogal een opgave.

Waarschijnlijk is het een homeopathische kwestie: je moet het vooral geloven.

Ondertussen blijft het warm en vraag ik mij af of het nog verantwoord is om huizen te bouwen zonder aircon-

ditioning nu de zomers steeds vaker tropisch zijn? En zou een goede airco ook niet helpen tegen corona? Mijn geliefde moet straks weer les geven in een nauwelijks geventileerd lokaal met dertig kinderen. Ze ziet het nieuwe schooljaar met angst en beven tegemoet. Nu kunnen de ramen nog open, zodat er in ieder geval minimale ventilatie is, maar in de herfst kan het binnen behoorlijk bedompt worden. Ik heb krachtige herinneringen aan de schoollokalen van mijn jeugd, waar het naar natte jassen stinkt en we tweedehands lucht inademen. Het zou kunnen verklaren waarom ik in de vijfde klas ben blijven zitten.

Van een ingebouwde airco gaan de huizenprijzen natuurlijk alleen nog maar meer omhoog en ik hoorde pas geleden op de radio, in de aangename koelte van mijn auto, dat jonge starters nu al geen woning kunnen kopen. Huren gaat nog net, maar ook die prijzen stijgen. Beleggers en ontwikkelaars kopen nieuwbouwwoningen op en halen die uit de markt om ze tegen hogere prijzen te verhuren. Straks wordt alles wat modaal en beneden-modaal is naar de randen van het land gedreven. Misschien gaan de krimpgebieden dan weer groeien en wordt de Randstad een plek waar alleen nog goedbetaalde tweeverdieners en rijken wonen.

De warmte en de geringe regenval veroorzaken ook uitdroging van het landschap. Om mij heen is alles geel, sloten staan al jaren droog en in sommige stukken bos liggen omgevallen bomen die aan dorst zijn gestorven.

Ondertussen blijven de boeren en de tuintjesbezitters sproeien. Gisteren kwam ik langs de enorme boerderij van de vorige commissaris van de koningin van deze provincie. De sproeier stond aan. Nou moest die man aftreden wegens nepotisme, dus ik had al niet een erg hoge pet van hem op, maar het sproeiverbod negeren had ik in mijn naïviteit niet verwacht.

Misschien moet ik J.G. Ballards The Drought herlezen, een dystopische roman over een grote droogte die de wereld treft, waardoor iedereen op zoek is naar water of zijn eigen voorraden met geweld bewaakt. De toekomst is nu.

Is het nog verantwoord om huizen te bouwen zonder airconditioning?

foto : harry cock

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

21

MEDISCHE TECHNOLOGIE T E K S T: D A Y I N T A P E R R I E R

Technologie verbetert chirurgische precisie

Tumorweefsel analyseren op de OK Technische innovaties brengen chirurgische precisie op een steeds hoger plan. Nieuw is onder meer een medische TomTom die chirurgen de weg wijst naar de tumor. Innovaties als deze maken volgens onderzoekers binnen enkele jaren deel uit van de reguliere zorg.

Goede kans dat de chirurg in de operatiekamer van de toekomst een hologram van een tumor op het lichaam van een patiënt kan projecteren om vervolgens met een interactief mes te beginnen aan de operatie. Het mes kan de chirurg precies vertellen of het weefsel gezond is of niet. Technieken als deze zijn in de onderzoeks­ wereld al behoorlijk ver ontwikkeld.

Navigatie in het lichaam Het vinden van een tumor op een CT­scan is vrij een­ voudig voor een specialist. Voor zo’n scan met com­ putertomografie (CT) wordt een deel van het lichaam plakje voor plakje gescand met röntgenstralen. Een tumor in het lichaam zelf vinden is het een stuk lastiger.

‘In de meeste gevallen is het tumorweefsel tijdens een operatie goed te onderscheiden van gezond weefsel’, zegt hoogleraar en chirurg Theo Ruers. Bij het Neder­ lands Kanker Instituut (NKI) leidt Ruers een onder­ zoeksgroep die nieuwe technieken ontwikkelt voor het chirurgisch verwijderen van tumorweefsel.

‘Vaak is een tumor als een knikker in een spons, goed vindbaar voor de chirurg,’ zegt Ruers. ‘Maar in onge­ veer één op de drie gevallen is de tumor als een spons in een spons. Probeer hem dan nog maar te vinden.’

Dat laatste komt bijvoorbeeld voor bij tumoren die al eerder zijn behandeld, waardoor littekenweefsel in de weg kan zitten, of bij tumoren van anderhalve centi­ meter of kleiner.

De onderzoeksgroep van Ruers heeft een manier ontwikkeld om tijdens de operatie de chirurg naar de tumor te gidsen. Daags voor de ingreep maken experts uit zijn groep een 3D­model van de relevante delen van het lichaam en van de tumor, gebaseerd op me­ dische scans. ‘Dat kost ongeveer twee uur’, zegt Wout 22

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

Heerink, een technisch geneeskundige in de groep van Ruers die werkt aan de klinische implementatie van navigatietechnieken. ‘De operaties waarbij we deze techniek gebruiken, vinden plaats in een speciale hybri­ de operatiekamer (OK) waar we alle middelen hebben om de chirurg te ondersteunen bij het navigeren.’

In die OK staat een operatietafel met een elektro­ magnetisch trackingsysteem. Door de patiënt van sen­ soren te voorzien en een extra CT­scan te maken, is de exacte positie van de patiënt te vertalen naar het 3D­model. ‘We maken een specifieke CT­scan met lage dosis röntgenstralen waarbij de botten en de sen­ soren zichtbaar zijn. Door deze over het 3D­model te leggen, kunnen we het model matchen met de positie van de patiënt op de operatietafel.’ Dan is de navigatie­ opstelling klaar voor de chirurg. Alle instrumenta­ tie waarin sensoren zijn verwerkt, zijn te zien in het 3D­model. Zo kan de chirurg in het lichaam delen aanwijzen en zijn de handelingen met het instrument te volgen in het model.

Verschuiven ‘De positie van de patiënt is daarbij cruciaal’, zegt Heerink. ‘Ligt hij of zij anders dan bij de CT­scan, dan kan dat al zorgen voor een kleine verschuiving in de stand van de botten en daarmee ook de locatie van de tumor.’

Ook tijdens de operatie, als organen en weefsel worden verschoven, kan de positie van de tumor verschuiven. ‘Daarom werken we aan verschillende technieken die deze verschuivingen kunnen registre­ ren en vertalen naar het 3D­model, zoals sensoren die we vlak bij de tumor plaatsen of het maken van een echo tijdens de operatie.’

Optische vingerafdruk De routekaart van Ruers naar de tumor geeft nog niet de exacte locatie. ‘Onze aanpak voor het lokaliseren van een tumor werkt als een tweetrapsraket’, legt Ruers uit. ‘De navigatietechniek gebruiken we om een eer­ ste idee te krijgen waar de tumor zit, maar deze kan

er nog steeds vier millimeter naast zitten. Een twee­ de techniek moet helpen om direct in het lichaam te identificeren of het weefsel gezond is of niet.’ Hiervoor werkt een ander deel van de groep aan diffuse reflectie­ spectroscopie (DRS). Door met wit licht het weefsel te beschijnen, maken de onderzoekers een soort optische vingerafdruk. ‘We hebben een soort pen ontwikkeld met twee optische vezels erin. De ene zendt het licht uit en de ander vangt het op’, zegt Anouk Post, spec­ troscopiedeskundige uit de groep van Ruers. Schijnen de onderzoekers met de pen op het tumorweefsel, dan reflecteert er een karakteristiek lichtpatroon terug, een zogenoemd optisch spectrum.

Momenteel bouwen de onderzoekers een grote database waarmee de software van de pen door middel van deep learning het karakteristieke lichtpatroon van tumorweefsel leert herkennen. ‘Wij leggen het lichtpatroon vast van het weggesneden weefsel, waarna het weefsel naar de patho­ loog gaat die vaststelt of het gezond is of niet.’

t

In de afgelopen twee à drie jaar hebben de onder­ zoekers met succes bij zeker 250 operaties chirurgen geassisteerd om tumoren te verwijderen. ‘Nu is het tijd om de stap uit het NKI te zetten’, zegt Ruers. ‘De tech­ niek moet uiteindelijk voor alle ziekenhuizen beschik­ baar komen.’ Daarvoor werken de onderzoekers aan het zoveel mogelijk automatiseren van de vertaling van de CT­scans naar het 3D­model. Ook de hybride OK willen ze versimpelen. Niet alle ziekenhuizen hebben die tot hun beschikking. Een oplossing is de CT­scan vlak voor de operatie te vervangen door een draadloze echo. De techniek wordt dan handzamer en goedkoper.

Met het interactieve 3D-model van de onderzoeksgroep van Ruers worden chirurgen geassisteerd bij het operationeel verwijderen van een verscheidenheid aan tumoren. foto : esther kok

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

23

MEDISCHE TECHNOLOGIE

Augmented reality voor operaties Een expert is getraind in het vertalen van een tweedimensionele CTscan naar een 3D-handeling op de operatietafel, maar een arts in opleiding mist vaak nog de daarvoor benodigde training. ‘Voor een beginnend student of een collega met een andere achtergrond is dit soms best lastig’, zegt Jelger Kroese, softwareontwikkelaar bij het Centre for Innovation (CFI) van de Universiteit Leiden. In samenwerking met het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) heeft hij AugMedicine: Transplant Cases ontwikkeld, een augmented reality (AR)-app waarmee hologrammen van de onderbuik in de ruimte worden weergegeven met gebruik van een Microsoft Hololens.

Bij AR wordt een object virtueel toegevoegd aan de omgeving ‘Het hologram is een anatomisch correct 3D-model van de organen van de onderbuik. Met de hand kun je met

CT-scans door het model heen scrollen’, licht Kroese toe.’ Hierdoor kunnen studenten sneller de ruimtelijke relatie tussen de CT-scans en het lichaam leggen.

De app die Kroese met het LUMC en CFI heeft ontwikkeld heeft vooralsnog louter educatieve doeleinden.

‘De app is bedoeld om in te zetten in werkcolleges’, legt Kroese uit.

‘Meerdere studenten kunnen tegelijk de app gebruiken. Op die manier kunnen ze het hologram zien, terwijl de docent het bedient. Ze kunnen samen om het hologram heenlopen alsof het echt in de ruimte ligt.’ Er loopt nu een onderzoek naar de effectiviteit van de app.

Daarnaast kijken de ontwikkelaars of de app ook is in te zetten voor patiëntbesprekingen met verschillende disciplines.

Zouden chirurgen een hologram kunnen projecteren op de patiënt tijdens een ingreep, dan zou dat

misschien nog handiger zijn. Het klinkt futuristisch, maar in onder andere de Verenigde Staten, Canada en Zuid-Korea is hier al onderzoek naar gedaan. Het Amsterdamse hightechbedrijf PS-Medtech heeft 3D-trackers en visualisatiesoftware ontwikkeld die de positie van gereedschappen in de OK uiteindelijk aan hologrammen koppelt.

De aandacht voor deze techniek groeit wereldwijd razendsnel; her en der verschijnen berichten over het gebruik van hologrammen en AR bij chirurgische ingrepen.

Onderzoekers en ontwikkelaars kijken naar de beste methoden om deze technieken in te zetten tijdens de operatie.

De mogelijkheden variëren van het projecteren van de tumor op de patiënt tot het realtime visualiseren van instrumentatie en tumor op een tablet die tegelijkertijd de patiënt filmt.

De software van het CFI en LUMC geeft studenten de mogelijkheid een beter ruimtelijk inzicht te krijgen.

FOTO : BING TANG - CENTRE FOR INNOVATION , LEIDEN UNIVERSITY

24

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

‘Als de software eenmaal tumorweefsel weet te herkennen, kan de chirurg deze DRS-techniek gebruiken tijdens een operatie’, vertelt Post. Bij het verwijderen van een tumor snijdt de chirurg normaal gesproken ruim om de tumor heen, om zeker te zijn dat alle kwaadaardige cellen zijn verwijderd. Te ruim is echter vaak ongewenst, om esthetische redenen of omdat het de functionaliteit van organen kan aantasten.

De patholoog bepaalt pas na de operatie of al het tumorweefsel is verwijderd en de uitslag laat een aantal dagen op zich wachten. ‘Dat is natuurlijk veel te laat, want als dan blijkt dat de tumor niet geheel is verwijderd, moeten er vaak nog extra behandelingen volgen.

Met DRS kan de chirurg al tijdens de operatie bepalen of de tumor weg is. De chirurg hoeft slechts enkele seconden de pen tegen het weefsel te houden om vast te stellen of het gezond is of niet’, zegt Ruers.

De DRS-pen doet een puntmeting, dat wil zeggen dat de pen van een paar vierkante millimeter weefsel kan vertellen of het gezond is. Daarnaast werkt de groep aan een methode waarbij slechts één foto van enkele centimeters van het weefsel in iedere pixel een lichtpatroon bevat. ‘Deze techniek heet hyperspectrale beeldvorming, een techniek uit onder andere de ruimtevaart’, zegt Ruers. ‘Dat is de kracht van onze groep. We passen creatief bestaande technieken uit andere disciplines in de geneeskunde toe. We werken daarom graag samen met mensen die technieken ontwikkelen voor hele andere toepassingen, om te kijken hoe deze van waarde kunnen zijn voor de geneeskunde. Dat is dé manier om de geneeskunde te innoveren.’

De DRS-techniek kan chirurgen tijdens een operatie vertellen of weefsel gezond is of dat het tumorcellen bevat. Zoals hier bij een verwijderde borsttumor. foto : lynn - jade jong en freija geldof

specifiek aan tumorcellen bindt. Dit soort technieken is echter moeilijker te implementeren in de zorg, omdat hiervoor lichaamsvreemd materiaal aan de patiënt wordt toegediend. ‘Het voordeel van het meten van intrinsieke eigenschappen is dat het weefsel niet hoeft Binnen enkele seconden Vanuit een soortgelijk idee probeert ook universiteits- te worden gekleurd voor de analyse en er dus geen lihoogleraar Ron Heeren aan de Universiteit Maastricht chaamsvreemd materiaal nodig is’, legt Heeren uit.

Deze techniek kan de patholoog ondersteunen bij met nieuwe technieken chirurgen bij te staan in de OK. Hij kijkt specifiek naar het moleculaire profiel van het het beoordelen van het uitgesneden weefsel. ‘Wil een chirurg tijdens de operatie een uitspraak van weefsel met beeldvormende massaspectrode patholoog, dan werkt de patholoog onder metrie, een techniek die rap aan populariteit hoge tijdsdruk’, vertelt Heeren. Binnen dertig wint. Punt voor punt bestralen de onderminuten kan een patholoog niet veel meer zoekers het weefsel met een laser, waarbij de We passen doen dan de vorm van de cellen bestuderen. moleculen op dat punt worden geïoniseerd bestaande De patholoog snijdt dan het weefsel in dun– ze krijgen een lading – en loslaten van het ne plakjes, om na kleuring de vorm van de weefsel. De geladen deeltjes gaan vervolgens technieken cellen te analyseren onder de microscoop. de massaspectrometer in, waar ze in een creatief ‘Het is een grote uitdaging om alleen op basis spanningsveld worden gescheiden op basis toe in de van de vorm vast te stellen of de cellen wel van hun massa. De lichtste deeltjes reizen het snelst en komen als eerste aan bij de detector, geneeskunde of niet gezond zijn’, zegt Heeren. ‘Wij kunnen dezelfde dunne weefselplakjes in slechts de zwaarste deeltjes als laatste. Zo bepalen de tien minuten ook analyseren, maar dan op onderzoekers de moleculaire samenstelling moleculair niveau. Door onze moleculaire voor elk punt, tot het hele weefsel is geanalyseerd en er een plaatje verschijnt van de samenstelling. analysebeelden over de microscopische beelden heen De specifieke vorm van massaspectrometrie die ze te leggen, kan de patholoog er direct mee aan de slag.’

Tiffany Porta, universitair docent in de groep van in de groep van Heeren gebruiken heet MALDI-TOF (matrix assisted laser desorption/ionisation time-of- Heeren, heeft de techniek doorontwikkeld voor flight). Via het bepalen van de massa van de mole- chirurgen tijdens een operatie. Hiervoor gebruikte ze culen in het weefsel zoeken de onderzoekers naar de het zogeheten iKnife. Dit is gebaseerd op scalpels die intrinsieke eigenschappen van het weefsel. Er lopen tijdens de ingreep te verhitten zijn om bloedvaatjes momenteel vele onderzoeken naar het verwijderen dicht te schroeien en zo het bloedverlies te minimavan tumorweefsel, waaronder technieken waarbij een liseren. ‘Eigenlijk hebben we hier alleen een holle buis fluorescente kleurstof in het lichaam wordt gebracht dat aan toegevoegd die de rook van het schroeien af-

“

t

”

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

25

MEDISCHE TECHNOLOGIE

vangt’, legt Porta uit. Via de slang gaat de schroeirook de massaspectrometer in voor analyse. Door de nieuwe techniek te integreren in bestaande instrumentatie van de chirurg, willen de onderzoekers de drempel voor gebruik zo laag mogelijk maken. Porta maakt een vergelijking met rook die van een barbecue afkomt. ‘Aan de geur van de barbecue ruik je al of er een stukje zalm of een stukje kip op ligt. Ook de rook die vrijkomt bij het schroeien van weefsel geeft informatie over de samenstelling.’

Het herkennen van tumorweefsel op deze manier is nu al mogelijk. De uitdaging zit hem nog in de gevoeligheid van de techniek. ‘Kan het iKnife ook één tumorcel in gezond weefsel traceren? Want het achterblijven van één kwaadaardige cel kan al leiden tot een nieuwe tumor’, zegt Porta.

Met een aantal commerciële partners zijn ze in Maastricht druk bezig om het iKnife verder te ontwikkelen.

Voordat het instrument op de markt kan komen, moet een multicenteronderzoek laten zien dat het gebruik ervan in ziekenhuizen buiten Nederland hetzelfde resultaat oplevert.

Voorspellend vermogen Behalve de snelle test tijdens een operatie, doet een patholoog soms na de operatie een uitgebreide analyse van het weefsel. De resultaten kan de chirurg gebruiken om de verdere behandeling van de patiënt uit te denken. Een patholoog doet daar nu zeker een week over.

Met Heerens techniek is deze informatie al binnen een dag te verkrijgen. ‘Dat betekent dat een patiënt minder lang in onzekerheid zit. Bovendien is de informatiedichtheid van beeldvormende massaspectrometrie vele malen hoger dan die van de patholoog wat de diagnose betrouwbaarder maakt’, zegt hij.

Om die betrouwbaarheid te testen hebben de onderzoekers gekeken naar nierweefsel. Zowel de patholoog als de onderzoekers moesten gezond nierweefsel onderscheiden van aangetast weefsel dat ongekoeld was opgeslagen. De patholoog had het in ongeveer een derde van de gevallen bij het juiste eind, terwijl de beeldvormende massaspectrometer een score van honderd procent haalde. ‘De moleculaire informatie is veel gedetailleerder dan de celmorfologie’, legt Heeren uit.

‘Soms zijn er intern in de cel al sporen van degradatie, terwijl de vorm van de cel nog niet is veranderd.’

Honderd euro Ook kan deze methode onderscheid maken tussen verschillende soorten tumorcellen. ‘Bij de medicinale behandeling van een tumor kan dit cruciaal zijn.

De heterogeniteit van een tumor is vaak bepalend of immunotherapie zal aanslaan. Dat zie je niet altijd aan de vorm van de cellen. Onze techniek kan die moleculaire heterogeniteit vaststellen en zo helpen te voorspellen welke behandeling de beste is.’

Heeren ziet een grote toekomst voor het gebruik van beeldvormende massaspectrometrie in de medische wereld. ‘De meeste universitaire ziekenhuizen beschikken al over een beeldvormende massaspectrometer.

Als de ontwikkeling voorspoedig verloopt, dan zullen binnen drie jaar de resultaten van de eerste klinische onderzoeken uitkomen, waarna deze techniek haar weg zal vinden naar de regionale ziekenhuizen.’ De extra kosten voor het gebruik van de techniek zijn volgens de hoogleraar minimaal, misschien hooguit honderd euro. ‘Daar tegenover staat een verbetering van de levenskwaliteit van de patiënt én een verkort behandelingstraject door sneller de meest geschikte methode te kiezen.’

Beter beeld voor de patholoog

De patholoog kleurt eerst het weefselplakje met mogelijke tumorcellen met een blauwe en een rode kleurstof.

26

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

Met de microscoop bepaalt de patholoog via de vorm van de cellen of het om tumorcellen gaat. Die cellen vallen binnen de gele lijnen.

Via beeldvormende massaspectrometrie is ook het moleculaire profiel van cellen toe te voegen.

Dat profiel ligt hier op het microscopische beeld.

FOTO ’ S : RON HEEREN

Vooruitstrevende technologie voor de volledige ondersteuning van uw processen Het gebruik van geografie transformeert ingenieursbureaus door het verbeteren van workflows, het faciliteren van samenwerking en het stroomlijnen van processen.

Voeg locatie toe aan uw ontwerpen om projecten in hun context te plaatsen en herhaalbare oplossingen aan te bieden.

ONTDEK DE KRACHT VAN GIS OP ESRI.NL/AEC

Cursussen en HBO-opleidingen AutoCAD, Revit (BIM), Inventor Fusion en 3ds Max incl.

Gratis leer- en naslagwerk Families en symbolen Studeren in een klein groepje Officieel Certificaat Autodesk

Voor data’s en aanmelding kijkt u op: Meer informatie?

024 - 356 56 77

www.CADCollege.nl/data

bel voor advies op maat

Info@CADCollege.nl stel uw vraag per email

Ingenieur_205x131mm_2020.8.indd 1

27-8-2020 15:38:38

DUURZAME ENERGIE T E K S T: J U D I T H S T A L P E R S

Een nieuwe waterkrachtcentrale wint visvriendelijk energie in een rivier

Klein verval toch benut Waterkracht winnen in een rivier gaat gauw ten koste van de natuur. Duitse wetenschappers proberen dat met relatief kleine waterkrachtcentrales zo veel mogelijk te voorkomen.

De waterkrachtcentrale in de rivier de Loisach, niet ver van het Zuid-Duitse Garmisch-Partenkirchen, oogt bescheiden. Van veraf is aan de oever alleen een relaishuisje te zien. De elektriciteit wordt hier onder water opgewekt, in een schacht in de rivierbedding.

Deze schacht-waterkrachtinstallatie maakt het mogelijk duurzame elektriciteit op te wekken in rivieren met een gering verval, zoals de Loisach, zonder schade aan de natuur aan te richten, stelt het ontwikkelingsteam van de Technische Universität München (TUM). Na zes maanden van proefdraaien, testen en kalibreren werd eind juli van dit jaar ‘s werelds eerste schacht-waterkrachtcentrale definitief aan het net aangesloten.

In de Loisach zijn her en der relatief lage stuwen aangebracht. De nieuwe pilotinstallatie van het onderzoekteam rond Peter Rutschmann, hoogleraar aan de faculteit Waterbouw en Watereconomie aan de TUM, is in één van deze stuwen aangebracht. De installatie bestaat uit twee betonnen schachten met in elk ervan een turbine en een generator. De schachten zijn vóór de stuw geplaatst en hebben een zodanige diepte dat het stromende water

2,5 meter naar beneden valt voordat het de turbines bereikt. Het water in de schachten heeft een debiet van gemiddeld 22 kubieke meter per seconde. De twee turbines met geïntegreerde generatoren hebben een vermogen van 420 kilowatt. De elektriciteitsproductie wordt op 2400 megawattuur per jaar geschat. Dit dekt de behoefte van het direct ernaast gelegen dorp Großweil met zijn vijftienhonderd inwoners.

Visvriendelijk De schacht van de nieuwe waterkrachtcentrale is afgedekt met een breed rooster dat vissen moet tegenhouden, al kunnen vissen kleiner dan twintig centimeter wel in de turbine terechtkomen omdat ze zo smal zijn. Van de 10 procent jonge vissen die toch door het rooster valt, verlaat het merendeel de schacht weer ongeschonden volgens de ontwikkelaars van de centrale.

Grote en het merendeel van de kleinere vissen vervolgen via gaten in de stuwwand of via het water dat over de stuwwand heen stroomt hun weg stroomafwaarts.

Dat maakt deze nieuwe centrale relatief visvriendelijk.

Vismigratie via Hydroshaft-installatie Opening voor vismigratie

Overloop tegen kolken en voor vismigratie Beweegbare stuwwand: kan tijdelijk omhoog schuiven om vuil door te laten of omlaag om extra water door te laten

Rooster Turbine met generator

Zuigbuis 28

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

GRAPHIC : CHRISTINE STURZ / TUM

De innovatieve Hydroshaft-waterkrachtcentrale is aangelegd in de Loisach in het zuiden van Duitsland. foto : frank becht / tum

Een ander voordeel van de installatie van de TUM-spinoff Hydroshaft is dat de waterloop onveranderd blijft; er is geen aftakking nodig om het water door een turbine te leiden. De fijnmazige roosters bovenaan de schacht zijn in eerste instantie bedoeld om de turbines vrij te houden van vissen, maar weren ook drijfhout en erosiemateriaal.

Het gepatenteerde ontwerp voorkomt bovendien het ontstaan van kolken. Dit zorgt enerzijds voor een gelijkmatige waterstroom naar de turbine en levert anderzijds de vissen minder problemen op bij het stroomafwaarts vervolgen van hun weg via de centrale.

Hoogwater De roosters zijn uitgerust met een automatische reinigingsschuif om het verzamelde materiaal stroomafwaarts te duwen. De beweegbare stuwwand kan dit materiaal doorlaten als die tijdelijk omhoog wordt geschoven, waardoor er een spleet ontstaat waar het vuil doorheen wordt geduwd.

Bij hoogwater is de beweegbare stuwwand juist omlaag te zetten waardoor er meer water kan doorstromen.

Afgelopen winter doorstond de installatie ongeschonden een extreme hoogwaterperiode. Het rivierwater bereikte toen een debiet van 140 kubieke meter per seconde.

De kosten van de pilot bedragen 5,7 miljoen euro. Het grootste deel is door subsidies gedekt. De rest komt voor rekening van de eigenaar van de installatie, de Waterwerken Großweil. Die verwacht de kosten binnen enkele jaren te hebben terugverdiend. Volgende exemplaren

zullen een stuk voordeliger worden, aangezien het een modulair systeem is dat elders is te dupliceren. Men kan één turbine aanbrengen, of meerdere naast elkaar. De installatie is zowel in nieuwe als in bestaande stuwen in te bouwen.

Leefgebied Milieuorganisaties zijn echter nog niet overtuigd dat de nieuwe centrale zo goed voor de natuur is als de wetenschappers betogen. De TUM heeft zijn vergunning voor de installatie in het natuurgebied aan de Loisach onder voorwaarden gekregen. De onderzoekers moeten laten zien dat de schachten de habitat niet aantasten. Volgens de natuurbeschermers is het probleem namelijk niet alleen mogelijke vissterfte, maar ook de aantasting van hun leefgebied.

Projectleider Rutschmann is niettemin enthousiast.

‘Als we zowel het klimaat als ook de natuur willen beschermen, dan moeten we technologieën ontwikkelen waarmee we die twee doelen zo goed mogelijk op elkaar afstemmen. Maar je kunt geen waterkrachtcentrale bouwen en tegelijk de natuur volledig intact laten.’

Ook twee vistrappen die aan beide oevers langs de stuw zijn aangebracht, verbeteren de situatie voor de vissen, stellen de onderzoekers van de TUM. De afdeling Aquatische Systeembiologie van de universiteit gaat daar in de herfst nader onderzoek naar doen. De resultaten zijn belangrijk, want Hydroshaft heeft nog twaalf installaties in andere rivieren in de pijplijn.

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

29

ENERGIE T E K S T: B A S T I E N N E W E N T Z E L

Op zoek naar materiaal dat tegen een bruut bombardement kan

Er zit schot in kernfusie - maar we zijn er nog niet De belofte van kernfusie is al tientallen jaren helder: het moet een onbeperkte bron van energie worden met nauwelijks afval en zonder CO2-uitstoot. Vooralsnog is het bij een belofte gebleven, maar veel wetenschappers blijven geloven in deze vorm van groene energie. Wat is er bereikt in al die jaren?

Energie uit kernfusie klinkt mooi: je laat waterstofkernen zo hard botsen dat ze samensmelten en daarbij veel energie loslaten, met enkel het onschadelijke helium als bijproduct. Net zoals het in de zon gaat. Dat proces hebben we op aarde al nagebootst, bijvoorbeeld in de Joint European Torus (JET), waar in 1997 het succesvolste fusie-experiment tot nu toe draaide. Het kostte echter veel meer energie om de waterstof zover te krijgen dat die samensmelt, dan dat er aan energie vrijkwam.

Wetenschappers zijn niettemin overtuigd: als je het experiment van JET maar genoeg opschaalt, dan blijft er vanzelf energie over. Maar hoe dat moet, weten we

nog steeds niet precies. Eigenlijk geldt de bekende uitspraak over kernfusie nog steeds: ‘We willen de zon in een doos stoppen, maar we weten niet hoe we de doos moeten bouwen.’

Tom Morgan, fusie-onderzoeker bij het Eindhovense instituut DIFFER, gelooft erin: ‘We weten genoeg om een fusiereactor zo te kunnen bouwen dat die zal werken. Fusie-energie zit in een overgangsfase van wetenschappelijke uitdaging naar technologische uitdaging.

Dat veroorzaakt opschudding in de fusiegemeenschap.

Naast goede kernfusie-fysici hebben we nu ook veel goede kernfusie-ingenieurs nodig.’

Fusiereactoren met een twist Vijf alternatieven voor de tokamak, de best uitgewerkte fusiereactor, op een rij.

De spherical tokamak lijkt nog het meest op een appel. Dit ontwerp zou goedkoper zijn dan tokamaks. Experimenten vinden onder andere in het VK plaats.

De stellerator is een getwist

30

magnetisch veld dat het plasma goed moet opsluiten en dat lijkt op een rondgebogen wokkel.

Wendelstein 7-X in Duitsland is het grootste experiment.

De reverse field pinch is een variant op een donutvorm waarbij een deel van het magnetisch veld een omgekeerde richting

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

heeft. De grootste is RFP in Padua, Italië.

De magnetic mirror heeft een lineair magnetisch veld dat het plasma opsluit doordat het veld aan het eind veel sterker is en de deeltjes terugkaatsen.

De inertial confinement gebruikt lasers om een plastic

pellet met brandstof te laten imploderen en deeltjes op elkaar te laten botsen met zoveel kracht dat er fusie plaatsvindt. Een groot experiment is NIF in de VS. Opbouw van de reactorkern van de Wendelstein 7-X. Het plasma is roze gekleurd.

ILLUSTRATIE : IPP

Het opschalen van een kleine fusiereactor naar een die groot genoeg is om energie te leveren zoals ITER, is een grote uitdaging, zegt Morgan. Het ingewikkeldst is het stabiel houden van een grote hoeveelheid plasma.

Het plasma, een heet, geladen gas, wordt op zijn plaats gehouden door sterke magneetvelden. In een tokamak vormen die een donutvorm. In theorie zou het plasma altijd op z’n plaats moeten blijven in de tokamak, maar in de praktijk begint het soms te wiebelen door kleine verstoringen die voortkomen uit de manier waarop het magnetisch veld in een tokamak wordt opgewekt.

Kooi Er is een alternatief voor de tokamak, die ‘stellerator’ heet. Een van de experimentele fusiereactoren met een stellerator­ontwerp is de Wendelstein 7­X in het Duitse Greifswald. Ook daarin wordt het plasma vastgehouden door magneetvelden, maar die hebben zo’n complexe vorm dat het plasma stabiel blijft. Josefine Proll doet aan de TU Eindhoven onderzoek naar het plasma in deze stellerators. ‘Je kunt het ontwerp van de magnetische kooi ook nog aanpassen’, zegt ze. ‘We weten tegenwoor­ dig vrij goed welke vorm werkt voor het opsluiten van plasma en welke niet.’

t

De eerste stap in opschaling is de bouw van ITER, de opvolger van JET. Eind juli startte de assemblage van het reactorvat, de zogeheten tokamak, van ITER in het Fran­ se Cadarache. In 2025 moet de reactor voorzichtig gaan draaien, maar pas in 2035 durft men een echte fusie­ reactie aan tussen deuterium en tritium (allebei vormen van waterstof). Dan zou hij tien keer zoveel energie moe­ ten leveren als erin gaat.

Sebastijan Brezinsek, fusie­onderzoeker van het Duit­ se Forschungszentrum Jülich, was nauw betrokken bij de ontwikkeling van ITER. Ook hij heeft vertrouwen in het succes. ‘We weten hoe een fusiereactor moet werken, hoe we het plasma moeten vasthouden en dat de gebruikte materialen bestand zijn tegen de condities.’

Maar wat zijn dan de knelpunten nog, na zoveel on­ derzoek? Het belangrijkste is dat we nog maar weinig weten over een echte fusiereactie waarbij energie over­ blijft. Morgan legt uit: ‘In JET vond weliswaar een fusie­ reactie plaats, maar we hebben nog nooit een zichzelf onderhoudend plasma opgewekt, waarbij alle warmte die nodig is om de fusiereactie aan de gang te houden door de reactie zelf wordt geleverd. In JET was de door de reactie geleverde warmte slechts een fractie van de totaal benodigde warmte.’

Constructiewerk binnenin de fusiereactor Wendelstein 7-X. De grillig gevormde magneten zijn duidelijk zichtbaar. foto : ipp

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

31

ENERGIE

van het materiaal van de divertor afslijt. Ook kunnen de geladen deeltjes juist in dat materiaal blijven zitten, zoge­ heten retentie. In het ergste geval verlies je zo brandstof: deuterium of het dure tritium wordt afgevangen door de wand.

‘In grotere reactoren worden veel meer deeltjes ge­ genereerd dan tot nu toe in de proefopstelling’, zegt Mor­ gan. ‘We moeten precies weten welke effecten dat heeft op het materiaal van de wand en de divertor. Wordt het bros, verandert het van structuur, wat gebeurt er met de geleidbaarheid?’

Tot slot kunnen neutronen kernreacties veroorzaken.

De wand wordt daardoor een beetje radioactief. Als de fusiereactor straks continu gaat draaien, moeten af en toe onderdelen worden gewisseld als ze te radioactief worden. Dat kan bijvoorbeeld met robotjes. Deze remote handling is wel ontwikkeld, maar moet in de praktijk – in ITER bijvoorbeeld – nog worden getest.

Eind mei arriveerde dit belangrijke tokamak-onderdeel bij ITER: de 1250 ton wegende cryostaat. In juli startte de officiële assemblage van de tokamak. foto : iter organization / ejf riche

32

Veelbelovend resultaat Het meeste materiaalonderzoek richt zich nu op wolf­ raam. Dat vertoont minder erosie dan grafiet of beryl­ lium dat eerder werd gebruikt. Morgan doet onder­ zoek naar de invloed van plasma op materialen in een proefopstelling, de Magnum PSI. Zo stelde zijn groep een model van een divertor twintig uur bloot aan een helium­ en deuteriumplasma, het equivalent van een jaar in ITER op volle sterkte. Het goe­ de nieuws was dat er weinig schade was aan het van wolfraam gemaakte blok.

Stellerators sluiten het plasma weliswaar Het idee is Maar het moet nog beter, zegt Morgan. Hij goed op, maar het plasma zelf gedraagt zich om met de onderzoekt onder andere het gebruik van niet ideaal, evenmin als in tokamaks trou­ wens. Het probleem is turbulentie. Proll legt reactorwand vloeibare metalen zoals lithium, opgesloten in een spons van bijvoorbeeld wolfraam. De uit: ‘Aan de randen van het plasma is er onver­ mijdelijk een temperatuurgradiënt, van heet brandstof te voordelen van vloeibaar metaal zijn legio.

Wordt het heet, dan verdampt het. Daardoor in de kern naar koel aan de buitenkant. Deze produceren koelt het weer wat af. Het is daarnaast zelf­ extreme gradiënt leidt tot turbulentie in het herstellend: raakt het beschadigd, dan vloeit plasma, zoals een wolkje koude melk in hete de scheur vanzelf dicht. Het wordt niet bros. thee. Het gevolg is dat het plasma sneller af­ En wordt het radioactief, dan kun je het wegpompen en koelt en er minder fusie plaatsvindt.’ vervangen. Maar ook dit onderzoek is nog niet verder dan de labfase.

Schade Lithium heeft nog een voordeel: een reactie van een Turbulentie wil je dus zoveel mogelijk voorkomen. Dat is het hoofddoel van Prolls onderzoek, die met hulp van neutron met lithium levert tritium op – precies de computersimulaties deze turbulenties beter wil begrijpen. schaarse brandstof voor fusiereacties. Het idee is daarom ‘We kennen inmiddels veel van de instabiliteiten die tur­ ook om de reactorwand te gebruiken om tritiumbrand­ bulentie veroorzaken en die kunnen we minimaliseren. stof te produceren – het zogeheten breeding. Volgens Maar een compleet model van de turbulentie om daarmee Brezinsek hebben diverse onderzoekers wereldwijd dit de optimale stellerator te ontwerpen, hebben we nog niet.’ proces goed onder de knie, maar is het nog nooit in de Naast het temmen van het plasma zelf, is er veel te praktijk getest omdat er nog geen fusiereactor is waarin doen rondom de materialen aan de binnenkant van de dat kan. fusiereactor. Die staan bloot aan een bombardement van energierijke deeltjes. Het gaat daarbij om de reactor­ Demonstratiemodel wand en vooral om de zogeheten divertor, een uitlaat die In 2035 moet de ITER­fusiereactor op volle sterkte warmte, overbodige reactieproducten en verontreinigin­ draaien. De opvolger DEMO, die moet bewijzen dat je gen moet afvoeren. De hoeveelheid hitte die de divertor elektriciteit kunt maken met kernfusie, staat op papier, te verduren krijgt, is tien keer zo groot als de reactor­ maar er is nog veel onbeslist, zegt Brezinsek. ‘Men weet wand en er komen veel meer deeltjes op de wanden van bijvoorbeeld nog niet precies hoe groot DEMO wordt.

Of hoe de divertor er precies uit gaat zien.’ DEMO moet de divertor terecht.

Het deeltjesbombardement kan allerlei soorten schade in 2050 klaar zijn. De opvolger dáár weer van wordt pas aanrichten. Zo kan er erosie optreden waarbij een beetje een echte elektriciteitscentrale.

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

“ ”

De Vernufteling Win de jaarlijkse jury of publieksprijs voor het meest vindingrijke project in de ingenieursbranche!

Zend je project(en) in vanaf medio september. www.nlingenieurs.nl

met medewerking van De Ingenieur

34

DE INGENIEUR • FEBRUARI 2020

Doelen & drijfveren

De wereld een beetje beter maken, dat is de ambitie van veel ingenieurs.

De duurzaamheidsdoelen van de VN vormen daarbij een bron van inspiratie.

GOEDE GEZONDHEID EN WELZIJN

ONGELIJKHEID VERMINDEREN

Femke Nijboer (41) is universitair docent biomedische systemen en signalen aan de Universiteit Twente. Ze onderzoekt digitale hulpmiddelen voor de gezondheidszorg en staat regelmatig op het podium. Altijd met humor en swag.

‘Mensen laten zien zoals ze zijn’ Tekst: Amanda Verdonk • Foto: Bianca Sistermans

Catwalk ‘Ik kies graag de positie van de underdog, zoals ouderen of gehandicapten, hoewel ik ze niet als underdogs zie. Met humor en swag wil ik deze mensen laten zien zoals ze zijn. Voor mijn Veni-project onderzocht ik de ethische aspecten van het gebruik van brein-computerinterfaces waarmee mensen met een locked-in-syndroom kunnen communiceren. Deze mensen kunnen niet meer bewegen en spreken, maar hun bewustzijn, zicht en gehoor zijn intact. Het gebruik van de technologie vinden ze geen probleem, maar wel dat de maatschappij hen niet ziet zoals ze zijn. Daarom heb ik een extra subsidie aangevraagd om een kunstfestival te organiseren, met een catwalk waarop ze konden laten zien waar ze trots op waren, zoals hun zelfbeschilderde rolstoelvelgen, zelfgeschreven boek of een foto van hun kinderen.’

Vlindertje ‘Ik heb al jaren geen wetenschappelijk artikel meer geschreven. Mijn collega’s zeggen wel eens: Jij bent een rondfladderend vlindertje dat van alles doet. Maar de universiteit heeft ook types zoals ik nodig. Er zijn professoren die de diepte in gaan met hun onderzoek en de kennis voortstuwen, er zijn professoren die heel goed zijn in onderwijs en studen-

ten naar hogere hoogten brengen, en je hebt types zoals ik. Ik ben geen fundamenteel onderzoeker die voor grote inzichten gaat zorgen, maar ik ben wel allround waardoor ik verbindingen kan leggen en de vertaalslag naar de maatschappij kan maken. Ik heb mijn plek inmiddels wel verdiend op de universiteit. Op mijn 41ste heb ik eindelijk een vast contract. Dat is mij gelukt door geld binnen te halen voor mijn eigen onderzoekslijn op het gebied van digitale zorg, waarvoor ik nu twee promovendi en twee postdocs mag aannemen.’

Spanning ‘In ons nieuwe onderzoek willen we ouderen aanmoedigen tot een gezondere levensstijl, zodat we misschien dementie kunnen vertragen. Welke digitale tools willen mensen daarvoor thuis gebruiken? En in welke vorm?

Een sensor, een armbandje of misschien een broche? Tegelijkertijd hebben we het ook over ethiek. Je kunt mensen niet verplichten iets aan hun gezondheid te doen. Als ik zin heb om op mijn zeventigste lekker te blijven roken en borreltjes te drinken, dan is dat mijn goed recht. Maar dat vergroot wel het risico om dement te worden en dat kunnen we eigenlijk niet betalen. Het debat over gezondheid is zo zuur en gepolariseerd. Er is een gezondheidskliek aan de ene kant versus een groep

die vindt dat iedereen moet kunnen zijn zoals ie is aan de andere kant. “Hoe vetter, hoe better”, zeggen ze. Ik wil de spanning eraf halen.

Humor is een goede methode om het taboe te doorbreken.’

Omgaan met pech ‘Als ik artikelen moet schrijven blokkeer ik, maar op het podium voel ik me heel erg thuis. Alles lukt gewoon. Ik treed geregeld op met Paul Trossèl, die locked-in-syndroom heeft. We raakten tijdens het Veni-onderzoek bevriend. Het ging toen heel slecht met mij; ik zat middenin een scheiding en vertelde hem dat. Hij maakte toen een hele harde grap over mijn uiterlijk. Dat was heel verfrissend, want ik heb een hekel aan medelijden, en hij ook. We maakten de theatervoorstelling Even janken en weer doorgaan, over pech, veerkracht en humor. Ik probeer altijd het publiek te “voelen”, en dan valt het me op dat zorgprofessionals veel harder lachen dan bijvoorbeeld ICT’ers. Die denken de eerste minuten: mag ik hier wel om lachen? Maar als ze zien dat Paul ook lacht, dan komt er een omslagpunt, en dat is altijd heel leuk. Dit najaar verschijnt ons boek met zeven tips om met pech om te gaan. Mijn gouden tip? Gewoon accepteren. Als het niet lukt op jouw manier, dan moet het maar op een andere manier.’

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

35

V O O R P U B L I C AT I E

Het verhaal van de Kubus In 1974 zocht de Hongaarse wiskundige en hoogleraar architectuur Ernő Rubik een manier om zijn studenten meer ruimtelijk inzicht bij te brengen. Hij kon niet vermoeden dat zijn creatieve oplossing – de Rubik’s Kubus – de wereld zou veroveren en de bestverkochte puzzel aller tijden zou worden. Sinds 1980 zijn er meer dan 350 miljoen exemplaren van verkocht. Twintig jaar later verschijnt er voor het eerst een boek waarin de bedenker zelf zijn verhaal vertelt. In De Ingenieur een voorpublicatie.

Een van de eerste cursussen die ik aan de academie heb gegeven, betrof beschrijvende geometrie. In bepaalde opzichten zou je dit een droog onderwerp kunnen noemen, maar het heeft een sterke relatie met visuele communicatie, ontwerp en kunst. Het is een onderwerp waarover studenten maar weinig bestaande kennis bezitten, zodat het moeilijk kan zijn het te onderwijzen en te leren. Je moet de principes en wetten met een gespecialiseerd vocabulaire onder de knie krijgen.

Zo simpel mogelijk gezegd heeft beschrijvende geometrie betrekking op het genereren van tweedimensionale weergaven en beschrijvingen van driedimensionale objecten. Het was nooit eenvoudig deze concepten uit te leggen, maar het bereidde me wel voor op mijn werk met de Kubus. De Kubus heeft een ander soort ruimtelijke oriëntatie dan de meeste voorwerpen: er is geen boven of onder, geen rechts of links. Een van de redenen waarom hij altijd zijn aantrekkingskracht heeft behouden en waarom hij allerlei soorten mensen op allerlei soorten manieren blijft boeien, is misschien wel het feit dat het een geheel is, maar dat je het nooit tegelijkertijd echt in zijn geheel kunt zien. (Misschien lijkt hij een beetje op een ander persoon: je kunt iemand anders nooit volledig in al zijn of haar dimensies zien.)

36

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

foto ’ s en illustratie : depositphotos

Hoe je de Kubus ook draait, je hebt slechts een beperkt perspectief. Het probleem is dat je alle kanten moet kunnen zien om de puzzel op te lossen. Misschien heb je een vlak in dezelfde kleur gekregen en koester je dat kortstondige gevoel van bevrediging – totdat je de Kubus omdraait en je de chaos op de vijf andere vlakken ziet. Je blik biedt voortdurend slechts één perspectief, maar je moet meerdere perspectieven hebben om de Kubus in zijn geheel te zien.

Verveling Dit is het moment dat je verbeelding en je geheugen van pas komen. Want ook al kun je de Kubus niet in zijn geheel zien, je kunt wel geleidelijk aan je hersenen trainen zich het bruikbare deel ervan te herinneren. Als onze moeder ons als klein kind de scherven liet zien van de vaas die op de grond gevallen was doordat we op de tafel waren geklommen, leert ze ons dat onze daden gevolgen hebben. Naarmate we ouder worden, beginnen we die gevolgen te voorspellen. Zo is het ook met de Kubus. Als we er een tijdje mee gespeeld hebben, beginnen we te herkennen wat er gaat gebeuren als we een bepaalde draaiing maken.

De verveling die ik als jongen op school ervoer, heeft mede mijn belangstelling voor geometrie gewekt. Tijdens de vele dagen dat ik mijn omgeving en objecten zat te tekenen terwijl mijn diverse leraren verder zeurden, ontwikkelde ik een beter begrip van de wezenlijke aard van die objecten. Ik begon te beseffen dat tekenen voor mij een manier was om dingen te begrijpen. Er zat een betekenis achter de tekening, en als ik iets tekende – een gezicht of een boom – kon ik proberen de uiterlijke vorm ervan vast te leggen. Maar als ik de structuur onder dat oppervlak niet kon doorgronden, bleef mijn weergave ervan een platte tekening.

Dit soort inzichten krijg je alleen als je frustraties voelt opborrelen wanneer je onhandig en onbekwaam bent in iets wat je hevig interesseert. Als je de platheid op het vel papier begint te zien als een probleem dat om een oplossing vraagt, komt er onvermijdelijk een moment dat die oplossing zich aandient. De beschrijvende geometrie heeft een eigen taal, die zowel krachtig als eenvoudig is.

Net zoals schrijvers gewoonlijk geen woorden uitvinden, heb ik deze taal niet gecreeerd. Wat ik heb gedaan, is nieuwe mogelijkheden ontdekken binnen de ruimtelijke relaties die het vocabulaire ervan vormen. De beschrijvende geometrie heeft betrekking op het begrijpen van ruimte en wil dat begrip gebruiken om zowel 3D-ideeën te ontdekken als die concepten over te brengen. Naarmate ik me meer met kunst ging bezighouden, kwam ik tot het besef dat ik de anatomie van het menselijk lichaam moest begrijpen om een menselijke figuur te tekenen, ook al kon ik zijn of haar skelet niet zien.

Bij een levenloos object is het niet anders. Ook dat heeft een onderliggende structuur, en als je die niet kent, is alles wat je tekent slechts lijnen op een vel papier. Dit is het moment dat de beschrijvende geometrie om de hoek komt kijken, omdat die in haar meest elementaire vorm betrekking heeft op het ontwikkelen van de gewoonte, of de vaardigheid, om onder het oppervlak te kijken naar de ware aard van dingen.

Cubed. Het verhaal van de Kubus en zijn uitvinder verschijnt op 17 september bij uitgeverij Thomas Rap. | € 19,99

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

37

LEZERS

REA GEREN

Te rooskleurig rijden

Taboe op formules en tekeningen

‘Elektrisch’ komt vooralsnog als winnaar uit de bus als het om nieuwe auto’s gaat. Dat staat in een artikel over duurzaam rijden in het augustusnummer van De Ingenieur.

Hier wil ik een kanttekening bij maken.

‘Elektrisch’ kan wel beter zijn bij de aankoop van één auto, maar we kopen in Nederland ruwweg vier- tot vijfhonderdduizend nieuwe auto’s per jaar. Wie kan die elektrisch aangedreven auto’s leveren? Een tweede kleinigheidje is dat ‘elektrisch’ op dit moment de infrastructuur mist om elektrisch rijden voor elke nieuwe auto te verwezenlijken. ‘Benzine’ heeft die infrastructuur wel, voor ‘waterstof’ komen er nog extra veiligheidseisen en dus kosten bij. Superzuinige diesels met driewegkatalysator zijn buiten beschouwing gelaten. Kortom, duurzaam elektrisch rijden wordt volgens mij te rooskleurig ingeschat.

Pieter Oranje, Peize

Mijn abonnement op De Ingenieur is zo langzamerhand meer dan zestig jaar oud.

Ik herinner mij nog het groenige schutblad, een groot contrast met de huidige kleurige omslag. Ook de inhoud is volledig veranderd. Behalve de naam heeft het huidige blad eigenlijk weinig meer gemeen met dat van vroeger.

Vader van dochters Al jaren lees ik met zeer veel genoegen het blad De Ingenieur. Dit keer was ik in het bijzonder getroffen door het woord vooraf ‘Terug naar de toekomst’ in het augustusnummer door hoofdredacteur Pancras Dijk.

Mijn complimenten. Heel herkenbaar voor een vader van twee dochters.

Huib Oostdijk, Goes

Marsnieuws schetst verbazing Hoe is het mogelijk dat in De Ingenieur (augustus 2020) een artikel staat over de Mars-expeditie(s), zonder dat er op de sociale en morele aspecten ervan wordt ingegaan? Zouden we niet eens een expeditie ‘Tegen honger op planeet Aarde’ moeten ondernemen? Ik vind het te gek voor woorden dat die Mars-expedities überhaupt plaatsvinden, dat ze positief worden gewaardeerd en dat we allemaal net doen of dit doodnormaal is. Het bevestigt alleen maar mijn mening dat mensen het niet verdienen om op aarde te mogen wonen. Hoe ver kun je van de wereld afstaan?

Rombout Meijer, Almere

Er waren vroeger vaak bijdragen die waarschijnlijk slechts voor een zeer gering aantal abonnees begrijpelijk waren. De formules en integralen besloegen soms wel de gehele breedte van een pagina en ik vroeg mij dan af of de auteur het zelf wel begreep.

Er waren echter ook interessante bijdragen, begrijpelijk voor technici, ook daar waar het niet hun eigen vakgebied betrof.

Werd het beoogde lezerspubliek vroeger nog begrensd tot (Delftse) ingenieurs, tegenwoordig moet het geschikt zijn voor iedereen met belangstelling voor techniek.

Los van het niveau van de beoogde lezerskring moet de informatie in de eerste plaats juist zijn, helder en duidelijk. De presentatie is daaraan mijns inziens ondergeschikt. Een punt van overeenkomst tussen de huidige en vroegere Ingenieur is dat er nog altijd moeilijk te begrijpen artikelen in worden gepubliceerd. Niet als gevolg van ingewikkelde formules of diagrammen, nee, eerder als gevolg van het taboe dat er kennelijk rust op het gebruik van alles dat lijkt op een technische tekening of een wiskundige formule.

Als voorbeeld wil ik het artikel over lichtchemie getiteld ‘Maak het met aardgas’ in het julinummer gebruiken. De auteur wringt zich in allerlei bochten om het begrip alkanen te verklaren zonder de formules CH4, C2H6, C3H8.... CnH2n+2 te gebruiken of er zelfs maar een eenvoudig tekeningetje aan te wijden. Vreemd genoeg staat twee pagina’s verderop wel een ingewikkelde tekening van een driedimensionaal model van een katalysator. De relevantie van de structuur daarvan voor het mechanisme van lichtchemie ontgaat mij. Ik vermoed dat de functie van dit plaatje uitsluitend decoratief is.

Het bijbehorende kader ‘Flipperkast voor licht’ bevat een mooi kleurrijk prentje. Aanvankelijk had ik enige moeite met een ‘heen en weer lopend kanaaltje’ tot ik de vallende herfstblaadjes iets beter bekeek. Een schematische tekening was voor mij duidelijker geweest. Ik kan mij moeilijk voorstellen dat dit de experimentele objecten zijn.

Tot mijn spijt vind ik te vaak artikelen die eenzelfde reactie bij mij opwekken. Het krampachtig vermijden van alles dat ook maar lijkt op wiskunde, en het veelvuldig gebruik van sexy beeld zonder enige informatie kan ik niet echt waarderen.

Ik zou u willen aanbevelen om uw taboe op formules wat te versoepelen evenals dat op het gebruik van technische tekeningen en schetsen. Illustraties zouden liefst moeten bijdragen aan een begrip van het onderwerp en niet uitsluitend als artistieke bladvulling.

Harry Dijstelbergen, Essen (België)

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.

38

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

foto : tu eindhoven

Enith

Een maandelijkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswijk.

foto : bart van overbeeke

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

39

D E

P R O D U C T O N T W E R P E N

V A N

M O R G E N

Modulaire bus Dagelijks tweehonderd kilometer rijden zonder te tanken of een batterij op te laden. Dat moet mogelijk worden met de eBussy, dankzij zonnecellen op het dak.

De klassieke Volkswagen Transporter is nog altijd ongekend populair. Op basis van het ‘hippiebusje’ werden onder meer een bestelwagen, camper en pick-up gebouwd. Het Duitse bedrijf ElectricBrands laat het oude Volkswagenbusje nu in moderne vorm herleven met de elektrisch aangedreven eBussy.

Dit is een multifunctioneel platform waar, net als bij de oude VW Transporter, tien verschillende carrosserievarianten op te bouwen zijn, van camper tot kiepwagen.

De eBussy wordt leverbaar met twee platforms: een voor 40

offroad en een voor normaal weggebruik. De wielen hebben allemaal een naafmotor (een ingebouwde elektromotor) en sturen mee in de bochten.

De accu’s voor de elektrische aandrijving liggen makkelijk toegankelijk in een grote lade in het chassis.

Deze schuift, afhankelijk van de uitvoering, uit naar de zij- of de achterkant. De besturing werkt volledig via drive-by-wire, ofwel via elektrische overbrengingen, waardoor het stuur simpelweg over het dasboard van links naar rechts kan worden verschoven.

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

Op basis van het chassis kun je het voertuig als een Legosysteem samenstellen. Met grote schakelbare elementen zijn allerlei carrosserievarianten te realiseren, van personenbusje of camper tot kiepwagen of pick-up met een enkele of dubbele cabine. Ook het interieur is modulair opgebouwd.

De stoelen zijn volledig op te klappen, waarbij de achterbank onder de laadvloer verdwijnt.

Het leeggewicht ligt voor de verschillende varianten tussen de 450 en 600 kilogram en het laadgewicht bedraagt duizend kilogram.

Afhankelijk van de uitvoering is de eBussy voorzien van maximaal acht vierkante meter aan zonnecellen. Deze wekken volgens ElectricBrands dagelijks genog elektriciteit op om tweehonderd kilometer te rijden.

Het bereik hangt sterk af van uitvoering en belading, maar zal op zes- tot achthonderd kilometer liggen. Dat is bij een maximumsnelheid van niet veel harder dan negentig kilometer per uur.

Hoewel er nog geen foto’s van prototypes zijn vrijgegeven, belooft ElectricBrands een marktintroductie in 2021. (PS) ILLUSTRATIE : ELECTRICBRANDS

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

Watergevuld glas Driedubbelglas met water tussen de glaspanelen levert verkoeling in de zomer. En het afgevoerde warme water komt in de winter via de muren terug.

Wasstraat voor winkelwagens Het is een doorn in het oog van menig Nederlandse supermarkt: het na elk gebruik grondig moeten reinigen van elk winkelwagentje. Dit tijdrovende klusje kan nu een stuk efficiënter met de uitvinding van Clean Trolley.

Het Britse Wilkinson Mobile Catering Systems, gespecialiseerd in food trucks, ontwierp een rijdende ‘triomfboog’ waar de winkelwagentjes doorheen kunnen rijden. Hierin worden ze in luttele seconden van top tot teen gereinigd met een desinfecterende nevel. Het enige wat een winkel nodig heeft, zijn een watertoevoer en het bijbehorende desinfecterende middel. Het wassen met de Clean Trolley kan het beste buiten plaatsvinden, want het wordt al gauw een natte boel.

Een hele rij winkelwagens kan achterelkaar door de Clean Trolley worden gereden. Volgens Wilkinson Mobile Catering Systems is het bijgeleverde desinfecterende middel Menno Florades milieuvriendelijk, reukvrij en niet schadelijk voor de materialen waarop het terechtkomt. (JW)

HR+++ glas – ook wel triple of driedubbelglas genoemd – is het best isolerende vensterglas op de markt. Met een nieuw type glas valt er nog meer energie te besparen, stelt Matyas Gutai van de Loughborough University in Engeland. Hij bekijkt beglazing als onderdeel van een holistisch gebouwontwerp en ontwikkelde water-filled glass (WFG), ofwel driedubbelglas met water tussen de glaspanelen dat zorgt voor koeling en verwarming.

WFG is het resultaat van meer dan tien jaar onderzoek. Het ontwerp is gebaseerd op een raamkozijn met driedubbelglas, waarbij een laagje water tussen de drie glaspanelen wordt gepompt.

Water heeft een hoge warmtecapaciteit en is daardoor een uitstekend medium om warmte op te nemen.

De raamkozijnen zijn via buizen in de muren verbonden met een geïsoleerde wateropslagtank. Deze ligt onder of ergens in het gebouw.

Bij warm weer neemt het water in het raam warmte op van binnen-

en buitenshuis. Het opgewarmde water wordt steeds afgepompt naar de opslagtank en vervangen door koel water.

Wanneer het kouder wordt, kan het warme water de muren in worden gepompt ter verwarming van de binnenruimte. Eventueel is een warmtepomp bij te schakelen als extra koeling of verwarming nodig is.

Het hele proces kost veel minder energie dan traditioneel verwarmen, ventileren en koelen met airconditioning. Volgens Gutai’s simulaties zou het isolatie- en energiesysteem maximaal 61 procent meer energie besparen vergeleken met conventionele verwarming in combinatie met driedubbelglas of maximaal 72 procent bij dubbelglas.

Gutai ontwikkelde, bouwde en testte twee gebouwen met het WFG-systeem in verschillende klimaten, een in Hongarije en een in Taiwan. Op basis van deze ervaringen wil Gutai WFG nu verder doorontwikkelen tot een product. (PS)

(

FOTO : WILKINSON MOBILE CATERING SYSTEMS ; LOUGHBOROUGH UNIVERSITY

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

41

EUREKA

Elektrische luchttaxi Ontwerpers van een luchttaxi voor zes personen vonden inspiratie bij een supervlieger uit de natuur: de noordse stern.

In de toekomst worden kleine luchttaxi’s een dagelijkse verschijning boven en tussen grote steden. Meerdere bedrijven ontwikkelen daarvoor varianten van een eVTOL (electric Vertical Take-Off and Landing), een soort grote drone. Het voordeel van een eVTOL is dat die verticaal kan opstijgen en landen, weinig lawaai maakt en geen vervuilende stoffen uitstoot. Een mooi voorbeeld is het nieuwe testvliegtuig Alia van Beta Technologies uit de Verenigde Staten. Dat is eveneens ontworpen om efficiënt over langere afstanden te vliegen.

Het ontwerp van de Alia is geinspireerd op de noordse stern, een migrerende zeevogel die de langste vluchten maakt van alle

42

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

vogelsoorten. Zijn uithoudingsvermogen ontleent hij mede aan de relatief lange, gekromde vleugels en de langgerekte, gevorkte staart die het vliegen efficiënter maken. Deze kenmerken zijn goed terug te zien in het bovenaanzicht van de Alia. Met als toevoeging dat de vleugelen staartdelen zijn verbonden door twee langsliggers met elk twee propellers voor het verticaal opstijgen en landen. Deze kunnen niet draaien, zoals bij het eerdere prototype Ava van Beta Technologies, vanwege de complexiteit en hoge onderhoudskosten daarvan. De Alia wordt aangedreven door een duwpropeller achterop de romp.

Beta Technologies heeft nog niet veel technische specificaties vrijgegeven. Alleen dat de

Alia een spanwijdte heeft van 15,2 meter en een startgewicht van 2.720 kilogram. De cabine biedt plaats aan zes personen en heeft daarnaast nog een vrachtruimte van 5,7 kubieke meter. Op een volle acculading kan het toestel ruim vierhonderd kilometer vliegen.

De inzet als luchttaxi is echter niet de eerste toepassing voor de Alia. Het Amerikaanse bedrijf United Therapeutics wil de Alia gebruiken als efficiënte, uitstootvrije transportmethode voor in het lab gemaakte donororganen. Uiteindelijk moet er een netwerk van oplaadstations ontstaan, voorzien van zonnepanelen en generatoren voor de energievoorziening en rustplaatsen voor de piloten. (PS)

foto : beta technologies

Videobellen in een robotkar

Digitale boor Een digitale waterpas en een laser moeten nauwkeurig boren makkelijker maken.

Aan het ontwerp van de elektrische boormachine is in de afgelopen eeuw opvallend weinig veranderd. Robbox, een Canadees bedrijf gespecialiseerd in digitaal gereedschap, brengt daar verandering in met de xDrill. Deze elek­ trische boormachine behoudt het oer­ oude basisontwerp met pistoolgreep, maar heeft ook een touchscreen en een aantal handige nieuwe functies.

Een gat boren doen veel klussers deels op gevoel. Na het handmatig afmeten van de locatie, probeer je de beste instellingen te bepalen en het gat zo recht mogelijk tot de juiste diepte te boren. Dat gaat met de xDrill allemaal een stuk sneller en nauw­ keuriger. Om te beginnen vervalt het opmeten. De xDrill heeft twee lasers die de afstand vanaf de vloer en vanaf de zijmuur tot aan de boorpunt meten en de coördinaten worden weergege­ ven op het touchscreen.

Op dat scherm selecteer je zelf de materiaalsoort, bijvoorbeeld hout, me­ taal of kunststof, waarna de boorma­ chine de optimale snelheid en koppel bepaalt. Die kun je handmatig nog aanpassen, bijvoorbeeld als je een re­ latief zachte of juist een relatief harde houtsoort gebruikt. Een laser bij de boorkop bepaalt de exacte diepte van het gat en een digitale waterpas helpt om recht óf juist onder een bepaalde hoek te boren.

In de bijbehorende app wordt je boorgeschiedenis opgeslagen. Via de app kun je ook de locatie van de boormachine bepalen en hem op slot zetten als deze wordt gestolen.

Via crowdfunding heeft het team al ruimschoots het benodigde start­ kapitaal opgehaald om de xDrill in productie te nemen. (PS) foto : robbox inc .; the crafty robot

Videobellen via de smart­ phone is te­ genwoordig – zeker in tijden van zo veel mogelijk thuiswerken – een veel gebruikte vorm van commu­ nicatie. Het nadeel is dat je weinig controle hebt over wat je via zo’n schermpje van de ander ziet. Om meer het gevoel te krijgen dat je bij elkaar bent, is er nu de Smartipresence robot die met je telefoon erin kan rond­ rijden. Degene aan de andere kant van de lijn heeft de controle over de robot via een app, en kan zo een beetje rondkijken.

Het Britse bedrijf The Crafty Robot ontwikkelde eerder al eens de Smartibot, een robot die wordt aangestuurd via een app op de telefoon. De Smarti­ presence robot is het vervolg op de bestaande applicatie. Dit keer

zet je de telefoon op de robot zelf.

De Smarti­ presence robot wordt geleverd in een handig doe­ het­zelfpakket van karton. Het resul­ teert in een simpel karretje met houder voor de smartphone.

De gebruiker registreert zich in de bijbehorende app, nodigt zijn vrienden uit en begint een videochat. De gebruiker aan de andere kant van de lijn kan dan in dezelfde app de robot laten bewegen. Met simpele knopjes stuurt hij de robot naar links of rechts, voor of achter, of kantelt de telefoon om naar boven of beneden te ‘kijken’.

De Smartipresence robot start vanaf 56 euro op Kickstarter en wordt naar verwachting vanaf oktober geproduceerd en ver­ kocht. (JW)

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

43

EUREKA

Levend textiel Met microalgen en nanopolymeren is stof te maken die aanvoelt als linnen. Met een ‘levend’ kledingstuk wil de ontwerper consumenten aan het denken zetten.

De kledingindustrie is een van de meest vervuilende industriële sectoren ter wereld. Het maken, verwerken, transporteren en afdanken van kleding is enorm belastend voor milieu en klimaat. Bovendien wordt kleding regelmatig kort gebruikt. De Canadees-Iraanse ontwerper Roya Aghighi vroeg zich daarom af: wat als kleding leeft en in staat is tot fotosynthese? Is dat een duurzaam alternatief?

Het onderzoek naar levend textiel resulteerde in bio­ garmentry, een combinatie van de wonderen der natuur, design en wetenschap. Levende micro-organismen, in dit geval

44

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

de eencellige microalg Chlamy­ domonas reinhardtii, vormen de basis voor het eerste levende stuk stof van Aghighi. De algen halen koolstofdioxide uit de lucht en zetten die via fotosynthese om in zuurstof. Om van microalgen stof te maken, worden ze samen met nanopolymeren gesponnen. Het resultaat voelt aan als linnen, aldus Aghighi.

Een stuk kleding gemaakt van levende organismen hang je niet zo maar in de kast, dat heeft verzorging nodig. De levenscyclus hangt af van de mate van onderhoud. ‘Net als een plant, heeft het textiel licht nodig en geef je het water om in

leven te blijven’, zegt Elvin Karana, universitair hoofddocent industrieel ontwerpen aan de TU Delft, die het project begeleidt. In plaats van te wassen, is eenmaal per week besproeien met water voldoende. ‘Doordat de stof leeft zal een emotionele band ontstaan tussen kledingstuk en gebruiker’, verwacht.

Wanneer het kledingstuk het einde van zijn levenscyclus heeft bereikt – op dit moment na een maand – kan het op de composthoop. Met deze innovatieve stof hoopt het onderzoeksteam een verandering in gang te zetten in de algemene houding ten opzichte van de kledingindustrie. (JW)

foto : roya aghighi

Algoritmen voorspellen oogst In de land- en tuinbouw maken telers wekelijks een voorspelling hoeveel ze van een product kunnen aanleveren. Gebaseerd op steekproeven, jarenlange ervaring of gewoon een goed onderbuikgevoel. Dat gaat niet altijd vlekkeloos, waardoor telers en afnemers met tekorten of overschotten kampen. Voor producten als aardappelen, is dit probleem te overzien. Bij groente en fruit leidt dit al snel tot onnodige voedselverspilling met grote financiële gevolgen.

De Nederlandse startup VanBoven uit Den Haag meent dat het verstandiger iss om te vertrouwen op techniek. De drie oprichters bedachten een systeem met een drone, foto’s en slimme algoritmen om het ultieme oogstmoment te voorspellen. VanBoven biedt de teler daarbij de kans om zelf gegevens te oogsten met een slimme drone; met een druk op de knop wordt het perceel in kaart gebracht. Dankzij zelfontwikkelde algoritmen wordt elke individuele plant op het perceel geïdentificeerd en opgemeten, en de groei van de gewassen in de tijd nauwkeurig in beeld gebracht. Ook andere omstandigheden, zoals het plaatselijke weer, worden aan de dataset toegevoegd.

Op basis van de verzamelde data is het optimale oogstmoment van iedere plant te berekenen. De teler weet hierdoor precies welke gewassen hij wanneer moet oogsten. De drone- en dataservice van VanBoven is nog niet op de markt. ‘Het product is nu “live” bij een handvol van de grootste Nederlandse telers, zodat we daar onze waarde kunnen bewijzen’, vertelt medeoprichter Kaz Vermeer. (JW)

Rolf zag een ding

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

Quarantandem Aan de overkant van de straat fietsten twee gasten die een heel Nederlandse oplossing hadden om een zes meter lange balk te vervoeren. Het voorste eind op de bagagedrager van de ene, de achterkant op het stuur van de andere. In het Engels hebben ze daar een mooie uitdrukking voor: ‘What could possibly go wrong?’ Ik was gelukkig snel genoeg om een foto te maken die ik zonder nadenken op social media zette. Zonder nadenken, omdat het eigenlijk helemaal niet oké is om zomaar van vreemden een foto te maken en die online te delen. Als ik dat met een foto van mijn studenten zou doen, zou ik terecht mijn baan kwijt zijn. Maar: de heren waren niet herkenbaar, mits je ze niet al kende, en de situatie was te grappig om niet met de rest van de wereld te delen.

Het pakte ook nog eens goed uit. De heren waren namelijk wel herkenbaar voor henzelf! Christian zag mijn Instagram-post en reageerde met: ‘Hé, dat ben ik!’ Waarop mijn reactie natuurlijk was: ‘Wat de … waren jullie aan het doen?’ Blijkt dat Christian, naast zijn studie werktuigbouw in Delft, als hobby heeft om ‘gekke fietsen’ te bouwen met zijn vrienden en dat op hun Youtubekanaal Raphson te delen. De balk was nodig voor hun ‘quarantandem’, een fiets waar je met z’n drieën op kunt zitten, terwijl je je toch aan de anderhalvemeterregel voor social distancing kan houden.

Ik heb een zwak voor maffe projecten die beginnen als een slechte grap en dan vervolgens toch uitgevoerd worden. Een zes meter lange quarantandem met een draaicirkel van een intercity en de remweg van een containerschip, vind ik dus meteen geweldig. Over de vraag of ik een rondje wilde meerijden, hoefde ik niet lang na te denken.

We hebben glorieus door Haarlem gereden, kruispunten volledig blokkerend wanneer we drie keer moesten steken om de bocht te kunnen nemen, terwijl we ondertussen continu op de foto werden gezet door Haarlemmers die deze belachelijke verschijning, en dus opleuking van het straatbeeld, met de wereld moesten delen (en niet eens vragen of dat oké is...).

Met een mogelijke tweede coronagolf op komst en jongeren die daar de schuld van krijgen laten Christian en zijn vrienden zien dat het hen lukt om er in deze tijd ook de humor van in te zien en dat om te zetten in een absurd project dat een glimlach op de gezichten van veel Haarlemmers toverde, inclusief mijzelf die in het midden mee mocht rijden.

Benieuwd hoe dat ging? Kijk op rolfhut.nl/tandem.

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

FOTO : VANBOVEN ; PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

45

ACTUEEL TECHNIEKNIEUWS vind je op www.deingenieur.nl

Alles wat je zoekt overzichtelijk bij elkaar Wat speelt er vandaag op technologiegebied?

Je leest het op de website van De Ingenieur. Elke dag nieuwe berichten met beeld, filmpjes en links. www.deingenieur.nl

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR

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

WAAR

KUN T

U

DEZE

MA A N D

N A A RT O E?

DE

IN GEN IEU R

TI P T

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

Ga op ruimtemissie

29/9

Kaart van het lichaam

Hoe zit het lichaam van binnen in elkaar, hoe lopen ‘de wegen’? Beeldvormende technieken brengen dit in beeld, en ze worden daar steeds beter in. Daarover gaat het jaarlijkse symposium dat studievereniging Protagoras (biomedische technologie) van de TU Eindhoven organiseert. Aan het woord komen experts die werken aan beeldvormende technologie, zoals MRI- en CT-scanners. Maar ook aanpalende onderwerpen komen aan bod, zoals moleculaire biosensoren en

elektronische neuzen die aan iemands adem ‘ruiken’ hoe die persoon het beste behandeld kan worden. Ook aanwezig zijn mensen van bedrijven die actief zijn in beeldvormende technieken voor de zorg. Studenten of net-afgestudeerden komen via hen meer te weten over carrièremogelijkheden.

Symposium The roadmap of your body, 29 september 9.00 – 17.00 uur, Blauwe Zaal, TU Eindhoven, KIVI-leden 50 euro, www.kivi.nl/activiteiten.

6/10 Twentse transitie

9/10 De duurzame les Hoe gaat het met de aarde?

Met de natuur en de dieren?

Weet jij welk deel van de aarde we gebruiken voor landbouw, voor industrie? Welk deel is woestijn? Hoe wekken we op een schone manier onze energie op? Het zijn dit soort

Kinderen vanaf zes jaar kunnen nu in Space Expo in Noordwijk zelf op ruimtemissie. Ze lopen een speciaal door astronaut André Kuipers samengestelde route door het museum, maken opdrachten en doen ruimteexperimenten. Na afloop krijgen ze een unieke Space Academy astronautenpatch én een astronautendiploma, met handtekening van Nederlands succesvolste astronaut. Ook leuk voor grote mensen.

Missie in het museum, Space Expo, Noordwijk, www.space-expo.nl/ missie-in-het-museum

vragen die leerlingen in groepen 7 en 8 van basisscholen in heel Nederland op 9 oktober, de dag van de duurzaamheid, voor hun kiezen kunnen krijgen.

Dan geven vrijwilligers namelijk De Duurzame Les, waarin de kinderen in quizvorm van alles

foto ’ s : depositphotos ; depositphotos ; public domain

leren over de aarde en over duurzaamheid. Er worden nog quizmasters gezocht. De quiz blijft trouwens het hele jaar nog toegankelijk voor de kinderen.

De Duurzame Les, vrijdag 9 oktober, details op www.duurzameles.nl.

Twente werkt aan een regionale energiestrategie, die moet resulteren in een halvering van de CO2-uitstoot in 2030. Wat komt er allemaal kijken bij zo’n omvangrijke verbouwing van de energievoorziening?

Techniek, bestuur en organisatie komen aan de orde op een symposium in het kader van de Week van de Duurzaamheid.

Symposium en buffet Energietransitie in Twente, 6 oktober 16.30 – 20.00 uur, Universiteit Twente Vrijhof/ Agora. Gratis; KIVI-leden betalen 10 euro voor buffet.

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

47

TIJDREIZEN T E K S T: B A R R Y W . F I T Z G E R A L D

Hollywood herontdekt de vierde dimensie

Tijdreizen voor gevorderden Door speelfilms als de blockbuster Tenet, die onlangs wereldwijd in première ging, staat tijdreizen ineens volop in de belangstelling. Filmmakers zijn er dol op, maar hoe realistisch is het nu eigenlijk? Zal het er ooit van komen dat we ons naar wens naar een ander jaartal kunnen verplaatsen?

Het bekende gezegde leert ons dat tijd geld is. Maar dat kunnen we wel schrappen als we in staat zouden zijn om door de tijd te reizen. Verloren momenten kunnen we dan alsnog beleven, of die ene mooie dag steeds opnieuw aanvangen. Al decennialang gebruiken filmmakers en verhalenvertellers het tijdreizen en het manipuleren van de tijd als een belangrijk element in allerlei genres. Zo speelt tijdreizen een prominente rol in comedy’s, romantische films, superheldenfilms, thrillers en sciencefictionavonturen, zowel op aarde als in de ruimte.

Dankzij nieuwe films als Bill & Ted Face the Music, Palm Springs en Tenet van regisseur Christopher Nolan en het tweede seizoen van de Netflix-serie Umbrella Academy staat het concept van tijdreizen dit jaar weer volop in de schijnwerpers. Maar zouden we echt door de tijd kunnen reizen? Zouden we ooit de fundamentele natuurwetten kunnen doorbreken om gebeurtenissen ongedaan te maken?

Vluchtig moment Sinds de opkomst van de mensheid hebben we het reizen door de ruimte om ons heen goed onder de knie gekregen. In het verleden jaagden we, verkenden we nieuw land en voeren we naar onbekende verten. Tegenwoordig gaan we naar de lokale supermarkt, naar ons werk en lopen we een rondje hard. In

48

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

al deze gevallen bewegen we ons door de driedimensionale wereld om ons heen, waarbij onze positie op elk willekeurig moment is weer te geven in drie ruimtelijke coördinaten.

In de fictieve wereld hebben karakters als Bill Preston Esquire en Ted ‘Theodore’ Logan uit de vermaarde Bill & Ted-films, en de familie Hargreaves uit Umbrella Academy zich vrij aardig aangepast aan hun rol als tijdreiziger.

Maar in zekere zin zijn wij allemaal tijdreizigers. Onze daden op dit gebied zijn echter lang niet zo indrukwekkend als die van de genoemde filmhelden. Iedere seconde bewegen we ons één seconde voorwaarts in de tijd. Het verleden ligt steeds achter ons, het heden is een vluchtig moment, en de toekomst blijft altijd net buiten ons bereik.

Vierde dimensie Het concept tijdreizen zoals wij het kennen is nog vrij nieuw. De Britse schrijver H.G. Wells bedacht het voor zijn roman De Tijdmachine uit 1895. Dit verhaal van Wells vormde de basis voor de film The Time Machine uit 2002, met een hoofdrol voor Guy Pearce. Tegen die tijd hadden we echter al een overvloed aan films en verhalen gezien die in de complexe materie van het tijdreizen waren gedoken. Wells was geen natuurkundige (hij had zoölogie gestudeerd), maar in zijn verhaal voegde hij een vierde dimensie toe aan onze klassieke driedimensionale ruimte, en die vierde dimensie was tijd. Een aantal jaar daarna toonde Hermann Minkowski aan dat de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein kon worden geformuleerd in een vierdimensionale ruimtetijd. Dat roept bij sommigen de vraag op of Wells naar de toekomst was gereisd en daar de ideeën van Einstein en Minkowski heeft gestolen?

In fictieve verhalen kunnen karakters dankzij tijdreizen fouten rechtzetten, het verleden (of de toekomst) veranderen ten gunste van de hele mensheid (of zichfoto : depositphotos

Telefooncel In 1985 trakteerde filmregisseur Robert Zemeckis de wereld op Back to the Future – voor een bepaalde generatie de enige tijdreisfilm die ertoe doet. We ontmoeten Dr. Emmett ‘Doc’ Brown, die een tijdmachine bouwt van een DeLorean DMC-12, een sportwagen met vleugeldeuren uit de jaren tachtig die werd geproduceerd in het Noord-Ierse Belfast. Het coole design kon de auto niet redden, want de DeLorean werd afgekraakt vanwege zijn slechte rijprestaties en torenhoge prijs. Maar dat weerfoto : united artists releasing

hield Doc Brown er niet van om toch voor deze auto te kiezen. Zoals in de film aangegeven door Brown was een van zijn redenen om voor de DeLorean te kiezen dat het roestvrijstalen frame zou bijdragen aan het functioneren van de beroemde flux capacitor, het onderdeel dat tijdreizen mogelijk maakt.

Om door de tijd te reizen moet de DeLorean van Brown de magische snelheid van 88 mijl per uur bereiken, oftewel iets minder dan 142 kilometer per uur. Dat is de snelheid die nodig is om de flux capacitor te activeren en daarmee het veld met tijdsflux te genereren voor tijdreizen. Als de DeLorean stilstaat, kan hij niet door de tijd reizen, en eigenlijk geldt voor ons hetzelfde. Als je je voortbeweegt – of je nou loopt, rent, fietst of reist in een voertuig, zoals een trein of vliegtuig – kun je je sneller dan één seconde per seconde voortbewegen naar de toekomst. Het is een feit dat de tijd langzamer loopt voor bewegende objecten dan voor stilstaande objecten, zoals Albert Einstein in zijn speciale relativiteitstheorie heeft beschreven. Draag je een atoomklok als je je voortbeweegt, dan gaat de tijd op die klok achterlopen op een stilstaande referentieklok. Kom nou niet van de bank om rond te gaan rennen met het idee dat je ineens dagen of weken in de toekomst kunt reizen, zoals superheld The Flash dat doet. We hebben het hier over tijdreizen van minder dan een nanoseconde. Om echt het effect t

zelf), en dierbaren bezoeken voor raad of om afscheid te nemen. Tijdreizen is ook te gebruiken om mensen, objecten en zelfs het bewustzijn van mensen (in de tvserie Quantum Leap en de film Hot Tub Time Machine) te transporteren naar verschillende momenten in de tijd.

Bij alle manieren van tijdreizen wordt de tijdcoördinaat in de ruimtetijd veranderd. Voor reizen naar de toekomst moet iemand in één seconde meer dan één seconde afleggen, anders reist die persoon gewoon in de tijd zoals wij dat iedere dag doen. Sommige manieren van tijdreizen maken het mogelijk dat de persoon in kwestie en zijn tijdmachine door zowel de tijd als de ruimte bewegen, terwijl dat bij andere manieren niet zo is. Fictie heeft een schat aan tijdmachines opgeleverd, waarbij de ene aannemelijker is dan de andere.

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

49

TIJDREIZEN

New York, 1 september 2020

Parijs, 2 september 2050

hiervan te zien, moet je nagenoeg met de snelheid van het licht bewegen ten opzichte van alle andere mensen.

Pas dan kun je succesvol naar de toekomst reizen. De natuurwetten maken het echter onmogelijk om het pro­ ces om te keren. Of toch niet? (Meer hierover in het ka­ der hieronder over tijdinversie in de film Tenet.)

Terug naar bewegen door ruimtetijd. De DeLorean­ tijdmachine van Doc Brown verandert alleen de tijd­

coördinaat. Naar welk tijdstip Doc Brown ook reist in zijn DeLorean, hij komt altijd op dezelfde locatie terecht.

Daarom spelen alle gebeurtenissen in het verleden, het heden en de toekomst in de Back to the Future­trilogie zich af in de fictieve stad Hill Valley (Californië). In Back to the Future Part III (1990) herinnert Brown Marty McFly hieraan door erop te wijzen dat je altijd ‘vierdi­ mensionaal’ moet denken als het gaat om tijdreizen.

Tenet: de tijd terugspoelen De DeLorean uit Back to the Future, de telefooncel van Bill & Ted of het bubbelbad uit Hot Tub Time Machine: ze dienen alle om op ‘klassieke’ wijze door de tijd te reizen. Passagiers stappen in en belanden ergens in de toekomst of het verleden.

Het principe van de nieuwe Hollywood-blockbuster Tenet werkt net even anders. Daarin kan de tijd juist worden teruggespoeld. Reden voor regisseur Christopher Nolan om te benadrukken dat Tenet helemaal geen tijdreisfilm is.

Tenet tart de wetten van de thermodynamica. Mensen en voorwerpen bewegen zich ten opzichte van de wereld om hen heen in tegengestelde richting door de tijd, door het omkeren van hun entropie.

Entropie geldt als een mate van wanorde in het systeem.

In de normale wereld neemt de entropie toe of blijft ze op haar best gelijk, maar een afname 50

is niet mogelijk. Schrijdt de tijd voort, dan neemt de wanorde toe en daarmee ook de entropie.

Zo zullen de scherven van een kopje dat van tafel valt zichzelf nooit weer verenigen, verheffen en als gaaf kopje weer op tafel verschijnen.

Zo werkt het in onze wereld.

In die van Tenet kan de entropische staat van iemand (of iets) worden omgekeerd, dankzij futuristische technologieën en niet nader verklaarde stralings-

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

effecten. Het gevolg is dat voor diegene de tijd ‘achterwaarts’ verloopt. Is hij of zij op het gewenste moment in het verleden aangekomen, dan wordt de entropie hersteld.

Dit klinkt wellicht als tijdreizen, maar Nolan heeft een punt als hij dat betwist. Zo kunnen de personages in zijn film zich niet naar een willekeurig ander tijdvak verplaatsen. Stel dat ze terug willen naar een week geleden, dan moeten ze die week volledig

herbeleven, zij het in omgekeerde volgorde.

De omkering van de entropie levert scènes op waarin kogels, voertuigen en mensen zich in omgekeerde richting bewegen.

Soms nauwelijks te doorgronden, maar daarom niet minder adembenemend.

Tijd dicteert en ordent ons leven. ’s Ochtends nemen we ontbijt, ’s avonds dineren we. Ook voor wie door de tijd reist in een DeLorean, of juist zijn entropie omkeert in Tenet, is tijd nog altijd van cruciaal belang. Neem een sprong vooruit in de tijd, of juist een stap achteruit, en er zullen vreemde dingen gebeuren. Om dat goed te begrijpen, is het nodig je wat meer te verdiepen in de implicaties van ‘tijd’. Tijd is kostbaar; je kunt tijd niet kopen of verkopen, maar tijd kan op het juiste moment op de juiste manier worden gebruikt. Tijd is een middel: hoogste tijd om het naar waarde te schatten.

FOTO : WARNER BROS .

Skioord Kodiak Valley, 1 maart 2020

Daarentegen maakt de telefooncel-tijdmachine die Bill S. Preston Esquire en Ted ‘Theodore’ Logan gebruiken in de Bill & Ted-franchise (waaronder de nieuwe film Bill & Ted Face the Music) het wel mogelijk dat de ‘Great Ones’ door zowel ruimte als tijd reizen. Met andere woorden, Bill en Ted kunnen gelijktijdig naar verschillende locaties in de ruimte en verschillende momenten in de tijd reizen. De telefooncel maakt het bijvoorbeeld mogelijk dat ze vanuit New York in 2020 naar Parijs in 2050 reizen om daar een rockconcert te geven voor hun toekomstige fans. Dat verklaart waarom het verhaal in de Bill & Tedfilms zich afspeelt op verschillende plekken in de wereld.

Skioord Kodiak Valley, 1 maart 1986

algemene relativiteit. Volgens deze oplossing kunnen gesloten lussen in de ruimte ook gesloten lussen in de tijd zijn, die het in theorie mogelijk maken om naar het verleden te reizen. Dat zou echter alleen werken als het gehele universum ronddraait, maar metingen wijzen op het tegenovergestelde.

Toch is niet alles verloren. Recente theorieën suggereren dat het universum op de kleinst mogelijke schaal van ruimtetijd is opgebouwd uit kleine bubbels die bestaan uit minuscule universums. Interessant genoeg wordt dit ‘ruimtetijdschuim’ genoemd. Deze kleine bubbels bestaan op de allerkleinste schaal – de quantumschaal – en hun bestaan is van korte duur. Maar als deze minuscule universums iets langer konden bestaan, en ook zouden draaien ten opzichte van ons hoofduniversum, dan zouden we de universums hebben die nodig zijn voor tijdlussen. En dan zouden we naar het verleden kunnen reizen. Een hottub zou – gekscherend natuurlijk – het beste apparaat zijn om gebruik te maken van het ruimtetijdschuim, gezien het overduidelijke verband tussen hottubs en schuim. Daarom voorziet die het gezelschap in Hot Tub Time Machine van de ideale poort naar het verleden.

Tijd vertraagt volgens Einstein in de buurt van zware objecten

Een warm bad Een vliegende DeLorean of telefooncel als tijdmachine is voor veel mensen – onder wie mijzelf – een aansprekend idee. Maar er is een betere optie, die alleen wel wat natter is. In de film Hot Tub Time Machine (2010) spelen John Cusack, Rob Corddry, Craig Robinson en Clark Duke vier onvrijwillige tijdreizigers die zichzelf terugvinden in 1986 door toedoen van een hottub-tijdmachine. Een warm bad als tijdmachine klinkt als een belachelijk idee, maar is – zonder dollen – misschien wel de haalbarste optie voor tijdreizen.

Als de karakters beseffen dat ze een tijdreis hebben gemaakt, zegt Jacob Yates, gespeeld door Clark Duke: ‘De tub is duidelijk een soort energievortex, een soort zwart gat. Alleen niet in de ruimte, maar in een hottub.’

Er komt wel iets meer bij kijken. Tijdlussen zouden heel goed het ontbrekende stukje kunnen zijn.

In 1915 publiceerde Albert Einstein zijn algemene relativiteitstheorie, die de effecten van de zwaartekracht op ruimtetijd beschrijft. De theorie toont aan dat de tijd vertraagt in de buurt van zware objecten. Zo zijn je benen dichter bij de aarde als je rechtop staat, waardoor die langzamer verouderen dan je hoofd. Het verschil is echter miniem, dus je hoeft je geen zorgen te maken over eventuele gezondheidsproblemen.

Eind jaren veertig van de vorige eeuw ontdekte Kurt Gödel een oplossing voor Einsteins vergelijkingen voor ILLUSTRATIES : BARRY W . FITZGERALD / FLATICON

Jonger lichaam Net als de DeLorean verandert de hottub alleen de tijdcoördinaat tijdens het reizen door ruimtetijd. Je zou kunnen aanvoeren dat de ruimtelijke positie van de karakters in de hottub ook verandert, omdat ze mee kunnen draaien met de vloeistofstroom tijdens de start van de tijdreis in de tijdmachine.

Ze blijven echter in de hottub, dus laten we het erop houden dat hun ruimtelijke coördinaat niet wezenlijk verandert tijdens de start van de tijdreis. De vraag hoe of waarom de hottub-tijdreizigers in het lichaam van hun jongere zelf terechtkomen (net als Sam Beckett in Quantum Leap en Wolverine in X-Men: Days of Future Past) behandelen we op een ander moment (in het verleden, het heden of de toekomst).

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

51

De Ingenieur in gesprek

Elphi Nelissen verruilt hoogleraarschap TU/e voor bestuursfunctie Fontys Hogescholen

‘Er is behoefte aan toegepast onderzoek’ Afkomstig uit de bouwfysica en de installatietechniek maakte Elphi Nelissen carrière in de universitaire wereld. Acht jaar lang was ze decaan van de faculteit Built Environment aan de TU/e. Nu stapt ze over naar het college van bestuur van Fontys Hogescholen.

Tekst: Jim Heirbaut

Mensen die met haar hebben samengewerkt, noemen haar open, toegankelijk, goedlachs én heel gedreven.

Elphi Nelissen was in 1991 een van de eerste vrouwen die een eigen ingenieursbureau begon. Op haar alma mater, de Technische Universiteit Eindhoven, was ze de eerste vrouwelijke decaan. Ook is ze de bedenker van het vooruitstrevende Brainport Smart District, een duurzame, slimme wijk die verrijst in Helmond.

Na een werkend leven in de bouwwereld en aan de TU Eindhoven, is Nelissen deze maand aan de slag gegaan als lid van het college van bestuur van Fontys Hogescholen, met ruim 44.000 studenten (2019) de op een na grootste hogeschool van het land, verspreid over 26 vestigingen in twaalf steden.

Waarom deze overstap?

‘Ik was helemaal niet bezig met het verlaten van de TU/e, maar toen ik werd gevraagd begon ik er toch over na te denken. Ik was net een jaar decaan-af en merkte dat ik het besturen eigenlijk wel miste. Besturen vind ik leuker dan ik voorheen dacht. Met deze overstap verlaat ik niet alleen de universiteit, maar ook de bouwkunde.

Ik ga echt fulltime besturen. Daar moest ik even goed over nadenken, maar ik heb daar echt zin in.’

Wat ziet u als u Fontys bekijkt?

‘Een mooie, grote onderwijsinstelling die graag meer toegepast onderzoek wil doen. Ik zie veel ambitie, maar ook een worsteling. Het is een mooie organisatie, waar ook nog genoeg te verbeteren en te professionaliseren valt.’

52

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

Een hogeschool is geen universiteit. Wat spreekt u aan?

‘Hogescholen leveren mensen af die direct als professional zijn in te zetten. Zij zijn minder academisch, maar meer praktisch en daar bestaat grote behoefte aan. We zien in de laatste jaren dat hogescholen steeds meer toegepast onderzoek doen, dat mooi aanvullend is op het meer theoretische onderzoek van de universiteiten.

In sommige landen is er geen verschil tussen hogeschool en universiteit. Daarom noemen hogescholen zich ook universities of applied science. Jongeren moeten kiezen voor de opleiding die het beste bij hen past.

Beide zijn nodig.’

Verbreekt u nu alle banden met de TU Eindhoven?

‘Nee, ik blijf verbonden aan de TU/e. Een van mijn doelen is het opzetten van een goede samenwerking tussen universiteit en Fontys. Want aan de TU/e merkten we dat we soms handjes tekortkwamen.

Terwijl studenten van Fontys prima in te zetten zijn als uitvoerende krachten. Dat mes snijdt aan twee kanten, want zij kunnen daar in het kader van hun studie veel van leren.

En af en toe zal ik nog een gastcollege geven op de universiteit. Zo kunnen we allebei wat hebben aan de samenwerking.’

Wat heeft u met de faculteit Built Environment aan de TU/e bereikt?

‘De kwaliteit van ons onderwijs is flink vooruitgegaan, zo laten accreditaties zien. We hebben het onderzoek

2011: Hoogleraar Building Sustainability aan de TU Eindhoven, decaan van de faculteit Built Environment (tot 2019)

geprofessionaliseerd en leiden bijna drie keer zoveel promovendi en PDEng’s (Professional Doctorate in Engineering, een tweejarig ontwerpprogramma dat afgestudeerden na hun master kunnen doen, red.) op als voorheen. Voor promovendi hebben we meer geld kunnen vrijmaken. Het was mooi om te merken dat die extra promovendi ook weer leiden tot nog meer promovendi. Het is net een vliegwiel.’

2017 Voorzitter transitieteam Circulaire Bouweconomie

2020: Lid college van bestuur van Fontys Hogescholen

U veranderde de faculteit flink; leidde dat soms tot wrijving?

‘Dat valt wel mee, want ik legde altijd uit waarom ik een bepaald besluit nam. En alleen kritiek op iemand leveren is niet mijn stijl. Ik ga altijd met medewerkers samen kijken: wat heb jij nodig om beter te presteren?

Natuurlijk kwam ik heel af en toe een medewerker tegen met wie ik A afsprak, maar die stug B deed.

2020: Bouw eerste woningen van start in Brainport Smart District, een duurzame wijk in Helmond die Nelissen bedacht

t

1991: Start eigen ingenieursbureau Nelissen

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

53

QUOTE

Zo iemand hebben we soms op een andere positie geplaatst. Vaak tot wederzijdse tevredenheid trouwens, want als iemand niet functioneert op een plek, dan is dat voor niemand leuk, ook voor hem- of haarzelf niet.’

Bouwkunde in Eindhoven komt regelmatig in het nieuws met leuke projecten. Het 3D-printen van huizen, een hoogleraar die – naast maquettes – ook wielrenners in zijn windtunnel zet. Is dat uw beleid geweest?

‘Voor een deel wel. Ik heb altijd tegen onze onderzoekers gezegd: kom uit die ivoren toren en neem eens contact op met een journalist. Want daar heb je bijna altijd wat aan. Je naam wordt bekender en mensen denken later sneller aan je bij het uitdelen van een opdracht of het verstrekken van een subsidie.’

‘Vrouwen denken meer aan de lange termijn, aan het algemeen belang en aan innovatie’

U spreekt zich ook vaak uit voor meer vrouwen in de techniek en de bouwwereld. Waarom is dat zo belangrijk?

‘Let wel, ik pleit voor een gezonde mix, teams met alleen vrouwen zijn ook niet ideaal. Er is in mijn ogen altijd minstens 30 procent van het ene geslacht nodig in een team, liefst meer. Vrouwen zijn in de omgang vaak gewoon anders dan mannen. Ze denken meer aan de lange termijn, aan het algemeen belang en aan innovatie, hoe kunnen we het slimmer doen? Mannen willen snel scoren, kijken wat vaker met oogkleppen op en denken eerder aan het eigen belang. Wel zijn ze sterker in het doorhakken van knopen.’

54

rondje werd overgeslagen of dat mijn kritische vragen als te negatief werden bestempeld. Toen er andere vrouwelijke decanen bij kwamen, werd het beter. Ik merkte dat ik meer bijval kreeg en dat er ideeën op tafel kwamen die ik graag steunde. Voor mij is dit weer een voorbeeld dat een gezonde mix van de twee geslachten altijd beter werkt.’

De TU/e nam het besluit om vrouwen voorrang te geven bij sollicitaties. Wat vindt u daarvan?

‘Heel goed. Mijn universiteit heeft zijn nek uitgestoken voor meer vrouwen in onderzoek en dat is gedurfd. Het was ook nodig, want we probeerden al tien jaar op een minder dwingende manier om het aannemen van meer vrouwen te stimuleren, maar het ging gewoon niet snel genoeg. Overigens werd de veelbesproken nieuwe regeling vaak verkeerd uitgelegd. We namen niet alleen vrouwen aan, maar bij een vacature moest je eerst een tijd zoeken naar vrouwelijke kandidaten, voordat mannen konden solliciteren. Dat dwong onze staf dus om veel beter zijn best te doen om goede vrouwen te vinden.’

En toen werd uw universiteit teruggefloten door het College van de Rechten van de Mens.

‘Ja, dat is jammer. Ik denk dat de universiteit gewoon moet doorgaan met het stimuleren dat meer vrouwen solliciteren, alleen moet dat net wat anders geframed worden.’

In een eerder interview zei u dat u aan de TU/e een machocultuur aantrof.

‘Ja, je zag in het verleden behoorlijk wat haantjesgedrag, van ieder voor zich en elkaar niets gunnen. In die geldingsdrang werd soms de menselijke kant uit het oog verloren. Daar kan ik slecht tegen, ik ga altijd voor het algemeen belang. Ik houd graag voor ogen wat het beste is voor de organisatie. Gelukkig is het tij aan het keren.’

U zit al decennia in de bouwwereld. Hoe kijkt u naar die sector; hoe gaat het met de bouw?

‘Vandaag de dag zien we in de bouw een enorme concurrentieslag waarbij de marges flinterdun zijn en het helaas vaak ieder voor zich is. Dat is jammer en daar heeft iedereen een beetje schuld aan. De bouw kan en moet echt veel innovatiever. Gelukkig zie ik dat de nieuwe generatie daar meer voor openstaat. Jonge mensen denken meer aan de toekomst van de aarde en begrijpen dat het nodig is om zoveel mogelijk kennis te delen, via open innovatie.’

U was een tijd lang de enige vrouwelijke decaan aan de TU/e. Hoe was dat?

‘Het was soms lastig dat het college van decanen zo’n mannenbolwerk was. Het kwam wel voor dat ik bij een

Wordt uw aanstelling bij Fontys de laatste grote klus?

‘Ja, dat denk ik wel. Ik ben 61, dus dan is het niet realistisch om te denken dat ik hierna nog een andere bestuursfunctie zal gaan doen.’

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

Jims Verwondering

‘Voorsprong door techniek.’

Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

Vraag ’t de coach Elke maand legt De Ingenieur een vraag van een lezer voor aan een van de KIVI-ingenieurscoaches.

Tekst: Dayinta Perrier

Ik ben als zelfstandige aan de slag gegaan, maar hoe krijg ik meer klanten?

‘Werk je als zelfstandige, dan beland je vaak in de dubbelrol van technisch specialist en verkoper.

Ingenieurs hebben vaak een negatief beeld van een verkoper. Het is iemand die je iets aansmeert. Toch hebben beiden hetzelfde doel: de klant de beste oplossing bieden.

Nu is het de vraag welke oplossing jij als zelfstandige te bieden hebt. Wat maakt jou uniek? Een manier om die vraag te beantwoorden is door een beeld te schetsen van jouw ideale klant. Vraag je af waar deze klant aan moet voldoen. Dat geeft meteen een beeld van wat je kunt aanbieden, maar het geeft ook een idee waar je nieuwe opdrachtgevers kunt vinden.

Maak een lijst van bedrijven die voldoen aan je eisen en kijk ook voor welke afdeling binnen het bedrijf je dienst relevant is. Gericht mikken op mensen van wie je denkt dat deze je diensten nodig hebben, is effectiever dan losse flodders op personeelszaken richten. Tot slot helpt het beeld van de ideale klant om de juiste keuzen te maken als er een potentiële klant voorbij komt. Je kunt dan bewust kiezen óf dit een klant wordt. Wellicht staat de opdracht te ver af van wat je wilt.

Weet je wat jij te bieden hebt en heb je een lijst van potentiële klanten, dan is de volgende prioriteit om je kwaliteiten om te zetten in klantvoordelen. Het is een klassieke fout om in een eerste gesprek te praten over wat je kunt. Voor de klant is het veel interessanter om te weten wat deze ermee opschiet. Waarom moet deze klant jou aannemen? In zo’n gesprek zou je dus enkele goede vragen kunnen stellen waarmee je laat zien dat jij de oplossing hebt voor het probleem waarmee de klant kampt. Zo toon je van waarde te kunnen zijn. Bereid je dus goed voor op dit gesprek en laat je expertise op niveau zien. Wie weet levert het een mooie opdracht op.’

Coach: Peter Kalishoek Heeft u ook een vraag?

Mail naar redactie@ingenieur.nl FOTO : ROBERT LAGENDIJK

Rood potloodje Het is 2020. We kunnen zelfsturende karretjes op Mars zetten, DNA op de nucleotide nauwkeurig doorknippen en deeltjesversnellers bouwen zo groot als een grote stad. Maar een simpel rondje onlinestemmen organiseren, dat kunnen we niet.

Vers in het geheugen ligt natuurlijk het debacle bij het CDA, waar ze wat probleempjes hadden met de interne verkiezing voor het lijsttrekkerschap. Eerst bleek de onlineverkiezing eenvoudig te hacken, en in de herkansing kwamen de kandidaten De Jonge en Omtzigt zó dicht bij elkaar uit dat laatstgenoemde om een intern onderzoek vroeg.

Niks aan de hand, bezwoer het CDA. Digitaal en stemmen, het is een ongelukkig huwelijk.

En daar kan ik eigenlijk niet bij. Als techno-optimistisch ingenieur – een pleonasme? – kan ik me niet voorstellen dat hiervoor geen betrouwbare technische oplossing te verzinnen is. Toch blijkt keer op keer dat het notoir lastig is om een verkiezing met digitaal stemmen te organiseren die echt honderd procent veilig is.

Ooit hadden we de stemcomputer. Ingevoerd in het begin van de jaren negentig van de vorige eeuw als hightech opvolger van het rode potloodje. Maar toen kwam de actiegroep Wij Vertrouwen Stemcomputers Niet die, nou ja, het niet vertrouwde. Dat bleek terecht, want in 2006 liet de groep zien dat de apparaten te kraken waren. Daarop keerde de overheid schoorvoetend terug naar papieren stembiljetten en rode potloodjes. Stemmachines gingen bij het schroot.

Sinds die tijd stemmen we weer met een rood potloodje. En dus zitten de vrijwilligers van het stembureau vaak tot diep in de nacht enorme stapels met stemmen weg te werken.

Het doet me denken aan het amateurisme bij mijn studentenvereniging in Eindhoven, begin deze eeuw. Werd daar gestemd, dan kwam er altijd een roestig blikken busje tevoorschijn dat de vereniging al decennialang trouw had gediend. Iemand scheurde uit een A4’tje blanco briefjes van gelijke grootte, waarvan alle aanwezigen er een kregen. Ze schreven hun stem op het briefje, vouwden het twee keer dubbel en stopten het in de gleuf van het oude busje.

De stemcommissie trok zich nu terug aan de bar – we vergaderden in het zaaltje van een bruine kroeg. Na het tellen van de stemmen kwam de stemcommissaris met een plechtig gezicht weer de vergaderruimte binnen en schoof de voorzitter een briefje toe met de uitslag erop. Die schraapte zijn keel en zei met gedragen stem iets als: ‘Heirbaut heeft gewonnen, met slechts één stem verschil.’ Het komende jaar mocht ik voorzitter zijn van de vereniging, een hele eer. Wel raar dat mijn vriendin op de tegenkandidaat had gestemd.

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

55

Hoe computers echt creatief worden Lang leek het erop dat com­ puters te dom waren om echt zelf creatief te worden, maar daar is wiskundige Marcus du Sautoy niet meer zo zeker van.

Tekst: Jim Heirbaut

56

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

Het is lang geleden dat een populair­ wetenschappelijk boek mij zo bij de lurven greep als De code van creativiteit van Marcus du Sautoy deed. Dat ik het maar moeilijk kon wegleggen heeft vast en zeker met mijn belangstelling voor het onderwerp – wiskunde, algoritmen en kunstmatige intelligentie – te maken, maar de schrijfstijl van de auteur doet ook een hoop. En dat is dus ook een ver­ kapt compliment aan de vertaler.

Het boek is een ontdekkingstocht langs schakende en Go­spelende computers, obscure wiskundigen en bekende klas­ sieke componisten. Du Sautoy, gevierd wiskundige en wetenschapspopularisator te Oxford, is daarbij een prettige reis­ leider. Zijn schrijfstijl is vloeiend, goed te volgen en het boek is doorspekt met anekdotes, leuke feitjes en eerlijke bekentenissen. De belangrijkste van die bekentenissen is het feit dat de compu­ ter bij hem een existentiële crisis heeft veroorzaakt. Du Sautoy is bang dat de computer het beroep van wiskundige op termijn overbodig zal maken.

Lang dacht Du Sautoy dat het zo’n vaart niet zou lopen. Ja, computers werden eind vorige eeuw wel steeds beter, maar het bleven uiteindelijk toch maar domme apparaten die stapsgewijs een lijstje met opdrachten afwerken. Je kon er niet méér uithalen dan je erin had gestopt. Het eerste rimpeltje in de vijver kwam met de schaakcomputer die wereldkampioen Garri Kasparov in 1997 versloeg. Maar ook Deep Blue was nog een computer die domweg zoveel mogelijk scenario’s doorrekende.

De echte doorbraak kwam een paar jaar geleden, beschrijft Du Sautoy. Toen ging een computer van Google Deep­ mind de strijd aan met ’s werelds beste speler van het ingewikkelde spel Go. Dit is een heel ander spel dan schaken, want ‘het spel lijkt ingewikkelder te worden naarmate er meer stenen op het bod liggen. Bij schaken wordt het eenvoudiger naarmate de stukken geleidelijk van het bord verdwijnen.’ Lang dachten weten­ schappers dan ook dat een computer nooit Go zou kunnen spelen.

Maar toen werden machine learning en

kunstmatige intelligentie volwassen, een ommekeer. Computers waren niet langer domme apparaten die lijstjes afwerkten, er werden algoritmen bedacht waarmee computers voortaan konden leren van hun fouten. De neurale netwerken die dit voor elkaar kregen, waren in 2016 zo goed geworden dat Google Deepmind het aandurfde om wereldkampioen Lee Sedol uit te dagen. Het resultaat was wereldnieuws, maar dit boek is alleen al de moeite waard vanwege de manier waarop Du Sautoy zijn eigen ongeloof beschrijft over de onverwachte nederlaag van de Zuid­Koreaan, die overigens eind vorig jaar gedesillusioneerd stopte als professioneel Go­speler.

Ontroerd Deze overwinning is zo bijzonder omdat de Go­spelende computer een vorm van creativiteit liet zien. Tijdens één van de partijen plaatste hij bijvoorbeeld een zet die een mens nooit had gedaan. Met dit soort anekdotes maakt Du Sautoy aannemelijk dat computers over niet al te lange tijd ook de creativiteit van topwiskundigen zullen evenaren of overtreffen.

Want nieuwe dingen scheppen, dat kunnen algoritmen en computers al.

Beroemd is het werk aan patroon­ herkenning van – opnieuw – Google, waarbij dierenkoppen opdoemen in willekeurige plaatjes. Dan is er het Nederlandse project, waarbij een com­ puter honderden echte Rembrandts bestudeerde en op basis daarvan er zelf een creëerde. En niet te vergeten het componeren van muziek.

Du Sautoy beschrijft hoe hij op een och­ tend zat te werken en op de radio een stuk van Bach hoorde. ‘Toen het was afgelopen, kwam de verrassing: de presentator ver­ telde dat het stuk door een algoritme was gemaakt. Wat ik vooral schokkend vond, was het feit dat ik tijdens het luisteren naar dat korte stukje muziek ontroerd was door wat ik hoorde. Kon een stukje code dat echt klaarspelen?’

De code van creativiteit. Hoe AI leert schrijven, schilderen en denken Marcus du Sautoy | 318 Blz. | € 24,95

Hoe vogels vliegen Dromers drijven technische vooruitgang

Ruim honderd jaar kan de mensheid nu vliegen, maar onze vliegtuigen zijn veel minder efficiënt dan de vleugels van vogels. De VPRO-serie Grote Vragen wijdt een aflevering aan David Lentink, die de subtiele werking van vogelvleugels bestudeert.

Hadden de Grieken al raketten? Nee, maar volgens het gelijknamige boek van Govert Schilling dachten ze er al wel over na de lucht in te gaan.

Tekst: Dayinta Perrier

Lentink is zo’n ingenieur bij wie de ogen nog steeds glimmen als hij vertelt over zijn vakgebied. Als wetenschapper is hij nog steeds elke dag bezig met de vragen die sinds zijn kindertijd in zijn hoofd opkwamen. Hoe kan het dat vogels zo stabiel en zuinig vliegen? Hoe kan een rosse grutto in één ruk van Alaska naar Nieuw-Zeeland vliegen (en heeft een verkeersvliegtuig daarvoor een volle tank kerosine nodig)? Hoe is het mogelijk dat de kolibrie stil kan hangen in de lucht en zijn kopje kan ronddraaien, en dit alles bij veertig vleugelslagen per seconde?

Het kind in Lentink komt helemaal weer boven als presentator Rob van Hattum met hem de modelbouwclub bezoekt waar de jonge David pakweg dertig jaar geleden al vliegtuigjes in elkaar lijmde. Bijzonder is dat daar nog steeds dezelfde begeleider zit, tachtig jaar oud nu. Hij herinnert zich dat de jonge David ver boven het gebruikelijke niveau van de knutselaartjes uitsteeg, met zijn eigenwijze ontwerpen die elke keer prima bleken te vliegen.

Prachtig is de scène waarin Lentink thuis een doos openmaakt met vliegtuigjes die hij maakte toen hij 18, 19 jaar oud was. Ze zijn gemaakt van flinterdun plasticfolie en balsahout en dat maakt ze vederlicht. ‘Wat je nu in je handen hebt, weegt nog geen twee gram.’

Even later zweeft het superstabiel en statig door de slaapkamer.

De documentaire gaat ook terug in de tijd, met een bezoek aan een bibliotheek in Turijn. Daar liggen de originele boeken van Leonardo da Vinci, waarin hij studie maakt van vliegen en de vleugels van vogels. ‘Zie je dit schetsje? Dat is eigenlijk precies zoals ik het ook nog doe’, roept Lentink uit.

Over vijftig jaar zien vliegtuigen er heel anders uit, denkt Lentink. We gebruiken lichtere materialen en constructies om ze te bouwen, en ook vliegen we efficiënter, op schonere brandstoffen.

De principes van hoe vogels vliegen zullen we dan voor een deel hebben overgenomen, daar is Lentink van overtuigd. ‘Zolang ze iets beter doen dan wij met de techniek kunnen, is het voor een techneut interessant om naar vogels te blijven kijken.’ (JH)

In het kinderboek Hadden de Grieken al raketten? schrijft wetenschapsjourna­ list Govert Schilling over de geschiede­ nis en de toekomst van de ruimtevaart.

Hij begint bij de oude Grieken die al­ leen konden dromen van een bezoek aan de ruimte. Ze bedachten wel al enkele grondbegin­ selen die later zou­ den bijdragen aan het maken van een raket. Zo experimenteerden ze met het opbou­ wen van druk om kleine objecten te lanceren en ontdekten ze dat warmte om te zetten is in beweging. Ook andere dromers uit de geschie­ denis passeren de revue, zoals Jules Verne die fantaseerde over een superkanon dat ons naar de maan zou schieten en Konstantin Tsiolkov­ ski die de eerste drietrapsraket bedacht.

Schilling vertelt over de ontwikkelingen van de eerste raketten en de vele mijlpalen in de ruimtevaart. Hij geeft heldere uitleg over de wetenschappelijke doorbraken en brengt de technische inzichten dichtbij de belevingswereld van een kind. Ook de toekomst komt aan bod.

Hij schrijft over kinderen die straks naar Mars verhuizen, in plaats van naar een andere stad, over ruimtebaby’s, en over hoe we misschien zelfs voorbij de planeten naar de sterren gaan.

De illustraties van Tjarko van der Pol brengen de verhalen tot leven. Hij geeft de Russische ruimtehond Laika een gezicht en met anachronistische grapjes laat hij zien hoe anders de tijd was van de Grieken. De teke­ ningen van de verschillende ontwerpen van raketten over de tijd illustreren de evolutie van de technische kennis.

Door historische mijlpalen met fantasie­ verhalen te vermengen, weet Schilling de geschiedenis van de ruimtevaart een extra dimensie te geven. Hij laat zien hoe dromen van het onmogelijke de technische voortgang drijft. Een prikkelende manier om de creatieve geest van de jonge lezer aan te wakkeren.

Grote Vragen, aflevering 3: David Lentink - Hoe vliegt een vogel?

24 september | 22.15 uur | NPO 2

Hadden de Grieken al raketten?

Govert Schilling | 96 Blz. | € 16,99 foto : vpro

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

57

MEDIA

Schoonheid in de wetenschap Sinds de Verlichting zijn kunst en wetenschap van elkaar gescheiden geraakt.

Wetenschapsjournalist Peter de Jaeger toont echter aan dat ratio en gevoel de laatste jaren weer naar elkaar toe groeien, met interessante kruisbestuivingen als resultaat.

Tekst: Pancras Dijk

58

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

De Braziliaanse kunstenaar Eduardo Kac voorzag een albinokonijn van een lichtgevend kwallengen. Voortaan zou het dier oplichten onder ultraviolet licht. De ingreep had geen enkele zin, maar Kac gaf ermee wel het startsein voor een discussie: in hoeverre mag de mens de natuur beïnvloeden met technologische ingrepen?

Het vaak taaie werk van wetenschap is soms lastig aan een breed publiek uit te leggen. Je kunt nog zoveel publicaties in gerenommeerde wetenschapsbladen op je naam hebben, maar de massa bereik je er niet mee. Kunstenaars kunnen echter helpen om met één sterk beeld op toegankelijke wijze een heel corpus aan studies samen te ballen. Wetenschapsjournalist Peter de Jaeger, zelf in Wageningen opgeleid als agrarisch planoloog, verzamelde een hele reeks van dergelijke kruisbestuivingen tussen wetenschap en kunst.

Sterk zijn de voorbeelden uit de mode, waar ontwerpers steeds vaker hightech verwerken in hun producten. ‘Er is zoveel moois ontwikkeld bij universiteiten en

bedrijven als Philips en TNO’, zegt Marina Toeters van by-wire.net in het boek. Zo is er inmiddels textiel met antitranspiratiewerking die je nooit hoeft te wassen, zijn er bodywarmers met koelelementen en zijn er zelfs jasjes waarvan de schouders je een ontspannende massage kunnen geven.

Ook andere disciplines komen ruimschoots aan bod, met fotogenieke, vaak al bekende voorbeelden van ontwerper Daan Roosegaarde, strandbeestbouwer Theo Jansen en Studio Drift, dat museumbezoekers een augmented reality-bril liet opzetten om een Concrete Storm (foto hieronder) te beleven.

Waar wetenschapper en kunstenaar samenwerken, schrijft filosoof Bas Haring in de inleiding, ontstaat iets moois en unieks.

Uniek is dit boek misschien niet, maar mooi is het zeker.

Kunst & wetenschap.

Over zingende wormen en andere moderne projecten Peter de Jaeger | 192 Blz. | € 25

foto : studio drift

Q&A

Elke maand verschijnen er talloze boeken. De Ingenieur pikt de interessantste eruit en stelt de auteur vijf vragen.

De tijd is er rijp voor dat bedrijven technieken zoals virtual reality vaker gaan inzetten. In VR door een zakelijke bril geeft Freek Teunen tal van tips en geslaagde voorbeelden uit de praktijk.

De politie gebruikt steeds vaker gezichtsherkenning. Maar wat als je ten onrechte wordt opgepakt omdat de software je herkent? Veelbelovend eerste seizoen van een podcast van MIT over verregaande automatisering. in machines we trust | vier afleveringen | alle podcastplatforms

Tekst: Jim Heirbaut

1 2 3 4 5

Waarom dit boek?

‘Omdat er tot mijn verbazing nog geen goed Nederlands boek was over virtual reality (VR) en vergelijkbare technologieën. In het buitenland zijn er wel prima boeken over geschreven, maar dat zijn vooral toekomstvisies. Voor bedrijven die VR willen toepassen is dat een paar stappen te ver. Ik miste een boek waar bedrijven praktisch wat aan hebben.’

Waarom juist nu?

‘Omdat de prestaties van de apparatuur, van de VR-brillen, nu echt veel beter is dan een paar jaar terug. Ik weet nog dat mensen vijf jaar geleden enthousiast een VR-bril opzetten, maar dat de beleving enorm tegenviel. Sommigen werden er zelfs misselijk van. De techniek is nu veel verder. Het is allemaal heel realistisch en vloeiend. De grote techbedrijven investeren stevig in dit soort technologie.’

Wat wilt u met uw boek bereiken?

‘Ik hoop dat meer mensen en bedrijven geïnteresseerd raken in virtual en augmented reality en begrijpen wat het inhoudt. Dat ze inzien wat het belang van die techniek kan zijn. Ze hoeven het niet per se direct toe te passen, maar als ze in de toekomst tegen een probleem aanlopen met hun bedrijf, hoop ik dat ze denken aan VR.’ Wat is het meest bijzondere bedrijf dat u tegenkwam?

‘Ik ben van veel bedrijven onder de indruk, maar Wave springt er voor mij uit. Dat biedt aan klanten een platform om virtuele concerten te geven. De artiest, het podium en de zaal zijn helemaal in een virtuele omgeving gecreëerd. De kijker beleeft het concert thuis. Dat kan zowel in 2D, op een laptop of tablet, als in 3D met een VR-bril op. De kijkers kunnen doneren en reacties geven, die verschijnen op of rond het virtuele podium.

Je beleeft een concert zo op een hele andere manier.’

Wat betekent de coronapandemie voor VR? ‘We hebben ontdekt dat we meer dingen virtueel kunnen beleven dan we dachten. Investeerders in vastgoed hoeven nu niet meer ver te reizen om een pand te bekijken. Musea bieden steeds vaker virtuele bezoeken aan. Het Louvre had deze zomer meer bezoekers dan ooit; het Rijksmuseum heeft een waanzinnige virtual tour. Doordat je kunt inzoomen, kun je details op het plafond zien die je ter plaatse nooit zou kunnen onderscheiden.’

foto : nina van den broek

De energietransitie is succesvol afgerond en zelfs de dood is overwonnen: met een ‘regeneratieboost’ kan een ieder zijn ‘sterfeloosheid’ verlengen.

Veel technologie in het romandebuut van dichter/filosoof Henk van der Waal. de uitbraak | 344 blz. | € 22,99

2020 zou wel eens het jaar van de grote doorbraak van digitale zorg kunnen zijn, dankzij de coronapandemie.

Waar mogelijk vindt zorg nu op afstand plaats, maar wat betekent dat in juridische zin? Daarover gaat dit boek. e-health juridisch bekeken | 200 blz. | € 29,99

Bij de oprichting van de KLM, ruim honderd jaar geleden, speelden twee mannen een centrale rol: Albert Plesman en Anthony Fokker. Dit boek laat zien hoe zij, ieder op geheel eigen wijze, pionierden in de beginjaren van de commerciële luchtvaart. vliegende hollanders | 200 blz. | € 22,50

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

59

Voorwaarts

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

Het collectieve huishouden Oer-feminist Wilhelmina Drucker zette de toon Rond 1900 had de mechanisering van het huishouden mondjesmaat een aanvang genomen. Maar het stond nog geenszins vast of die trend in particulier of in collectief verband zou doorzetten. Tot diep in de twintigste eeuw heeft het erom gespannen of de dagelijks praktijk van koken, wassen en baden in de toekomst thuis zou gebeuren of dat we het zouden uitbesteden aan collectieve, huishoudelijke werkplaatsen.

Een aparte keuken, een badkamer en een washok in een huis vol elektrische apparaten. Voor ons zo gewoon dat we het ons nauwelijks kunnen voorstellen dat in een negentiende-eeuwse arbeiderswoning dit alles ontbrak.

De rolveger, naaimachine en mangel waren halverwege die eeuw de eerste voorboden geweest van de mechanisering en automatisering van het huishouden. Maar niemand had zich een voorstelling kunnen maken van de toekomstige consumptiemaatschappij. Van de huisvrouw als economische factor. Van een huishouden met voor elke denkbare huishoudelijke taak een machientje.

tegen gezamenlijke verwarming, gezamenlijk wasschen, gezamenlijk koken?’, aldus Drucker in haar baanbrekende, feministische tijdschrift Evolutie. Drucker zag de collectivisatie van het huishoudelijk werk als een middel tot ‘verheffing van de armen’, die vrouwen bovendien in staat zou moeten stellen hun eigen brood te verdienen.

Zij stond daarin niet alleen. Voor bemiddelde gezinnen werd het steeds moeilijker om huishoudelijk personeel te vinden. Dus ook in die kringen werd nagedacht over een andere, effectieve organisatie van het huishouden.

Betaalbaar In de nieuwe eeuw zouden de plannen van Drucker en haar medestanders deels vorm krijgen. Er kwamen gemeentelijke badhuizen en wasinrichtingen, die in tegenstelling tot hun negentiende-eeuwse particuliere voorlopers ook betaalbaar waren voor ‘Jan met de pet’. Utrecht introduceerde de eerste stadsverwarming in Nederland (1923). Daarnaast waren er collectieve experimenten op het terrein van voedselbereiding. De Amsterdamsche Coöperatieve Keuken (1903) bezorgde maaltijden bereid volgens de laatste voedingskundige in-

Evolutie De vroegste mechanische hulpmiddelen waren veelal niet of nauwelijks geschikt voor gebruik in een gezinshuishouden. De eerste bruikbare stofzuiger (1901) van de Britse ingenieur Hubert Cecil Booth was zo groot dat er een team vaklieden aan te pas moest komen om een gebouw te stofzuigen. De vroegste kookfornuizen leken eerder thuis te horen in een fabriekshal. Daar komt bij dat de Nederlandse volkswoning tot in de jaren twintig van de twintigste eeuw vaak niet was voorzien van een keuken. Gekookt werd er op de kachel in het woon- Er gebeurt nu weer van alles op vertrek. Het ontbrak een gemiddeld gezin niet alleen aan ruimte, maar ook collectief niveau onder het aan geld om de huishoudelijke taken paraplubegrip ‘deeleconomie’ te moderniseren.

De socialistische feminist en schrijver Wilhelmina Drucker opperde in 1899 het idee dat de zichten en kreeg navolging in een twintigtal steden. Weloverheid zich hard zou moeten maken voor de collecti- beschouwd waren het initiatieven die ervoor zorgden dat visering van huishoudelijke voorzieningen. ‘Dat wij in de technische vooruitgang op huishoudelijk gebied ten coöperatie hebben water, gas, telephoon heeft nog nooit goede kwam aan brede lagen van de bevolking. iemand gehinderd, waarom dan zou men zich verzetten Dat de coöperatieve keukens geen blijvend succes had60

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

1899

‘Dat het brood gebakken, de koffie gebrand, het spek gerookt komt in ons kluiske, wij vinden het de meest natuurlijke zaak ter wereld – waarom nu zou het zijn onnatuurlijk, dat wij het vleesch ook kregen gebraden, de visch gebakken, de soep gekookt? Dat wij in coöperatie hebben water, gas, telephoon heeft nog nooit iemand gehinderd, waarom dan zou men zich verzetten tegen gezamenlijke verwarming, gezamenlijk wasschen, gezamenlijk koken? Het is alles maar een quaestie van tijd en van economisch egoïsme.’

Feminist en schrijver Wilhelmina Drucker (1847-1925) in haar weekblad Evolutie

den, houdt deels verband met het succes van het coöpe­ ratieve antwoord op het volkshuisvestingsprobleem. De woningcoöperaties zorgden ervoor dat ook mensen met een bescheiden inkomen in toenemende mate beschik­ ten over een woning met een keukentje. Daarnaast is het aan de opmars van elektriciteit en almaar compactere, gebruiksvriendelijke en betaalbare huishoudelijke ap­ paratuur te danken geweest dat de collectieve oplossing het uiteindelijk heeft afgelegd tegen die op gezinsniveau.

Maar beide strategieën hebben nog lang naast elkaar voortbestaan. De Amsterdamse badhuizen ontvingen in de jaren vijftig en zestig hun grootste bezoekersaantallen en een blik op Google Maps toont dat de wasserette zelfs nu nog een wijdverspreid fenomeen is.

Dolle Mina Huishoudtechnologie lijkt dezelfde ogenschijnlijk natuurlijke evolutie door te maken als vervoers­ en communicatietechnologie: een geleidelijke verschuiving naar steeds individueler gebruik. Van trein, bus en tram naar fiets, motor en auto. Van telefooncel naar cellphone.

Van ‘stoomwasscherij’ naar volautomatische wasmachi­ ne. De periode tussen 1965 en 1985 kende een opleving

van de collectivistische idealen. Denk aan Provo, Dol­ le Mina (vernoemd naar Wilhelmina Drucker) en de kraakbeweging. Met uitzondering van de opkomst van kinderdagverblijven heeft dat evenwel weinig blijvende, concrete resultaten opgeleverd.

Hoewel individualisme en marktdenken de afgelopen vier decennia toonaangevend zijn geweest, gebeurt er onder het paraplubegrip ‘deeleconomie’ in onze dagen weer van alles op collectief niveau. Nieuwe vormen van gemeenschappelijk gebruik die veelal alleen te verwe­ zenlijken zijn dankzij de mogelijkheden van informatie­ technologie. Van puur commerciële bedrijvigheid op het vlak van vakantieverhuur, taxivervoer en maaltijd­ bezorging tot min of meer idealistische initiatieven als Wikipedia, opensourcesoftware, crowdfunding en auto­ delen, gericht op duurzaamheid en een brede toeganke­ lijkheid van informatie en technologie.

Maar ook die idealistische initiatieven kunnen niet zonder een gezonde dosis ‘welbegrepen eigenbelang’. Of zoals Drucker 121 jaar geleden schreef: ‘Het is alles maar een quaestie van tijd en van economisch egoïsme.’ Als socialist begreep zij dat idealisme alleen niet genoeg is om de maatschappij te veranderen.

Het gemeentelijk washuis aan de Fronemanstraat 3 in Amsterdam-Oost (1949). foto : stadsarchief amsterdam

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

61

Werkplek

Waar werken de ingenieurs van nu? De Ingenieur brengt het werkveld in beeld.

Amstelveenlijn De nieuwe Amstelveenlijn, waarop tram 25 komt te rijden, loopt van Amsterdam Zuid naar Amstelveen Westwijk. In de toekomst wordt de lijn doorgetrokken naar Uithoorn.

Anti-graffitihekken Rond het nieuwe opstelterrein in Amstelveen staan hekken om buitenstaanders, waaronder graffitispuiters, te weren.

Trams koppelen Op de lijn gaat de nieuwe 15 G-tram van de Spaanse fabrikant CAF rijden.

Twee trams worden gekoppeld, zodat er in totaal 350 mensen meekunnen.

Als de nieuwe Amstelveenlijn eind dit jaar eindelijk in gebruik wordt genomen, dan zit voor Niels Hoefnagels een mooie klus erop. Als manager systeemintegratie speelde hij de afgelopen jaren een cruciale rol bij onder meer het testen van de nieuwe lijn.

Tekst: Pancras Dijk

‘Als veertienjarige had ik al het idee later aan grote infrastructurele projecten te gaan werken en dat is precies wat ik nu al jaren doe. De afgelopen vijf jaar stond in het teken van de Amstelveenlijn, die volledig op de schop is gegaan. Haltes zijn vernieuwd, kruisingen ongelijkvloers gemaakt, er is een compleet nieuw opstelterrein aangelegd en er worden nieuwe trams ingezet.

Bij dit project konden we profiteren van de lessen die waren geleerd bij de Noord/Zuidlijn. Een ervan is dat

je extra goed moet nadenken wanneer je middenin de bebouwde omgeving aan de slag gaat. Deze lijn gaat immers dwars door Amstelveen. De tweede les, minstens zo belangrijk: zorg dat je het in één keer goed doet. De stad kon zich niet opnieuw een groot infrastructureel project veroorloven dat meer tijd en geld kostte dan aanvankelijk begroot en bovendien de omgeving veel overlast bezorgde. Dat betekende dat we bij aanvang goed moesten bepalen wie wat zou gaan maken. Daarvoor was het nodig

Niels Hoefnagels, als civiel ingenieur opgeleid in Delft, is manager systeemintegratie bij de nieuwe Amstelveenlijn.

62

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

foto ’ s : elmer van der marel

Nieuw opstelterrein Aan het eind van de lijn is in de Legmeerpolder een nieuw opstelterrein aangelegd dat plaats biedt aan 28 trams.

het project eerst zorgvuldig in stukken te knippen, iets waar ik indertijd nog niet rechtstreeks bij betrokken was.

Afgelopen twee jaar was het mijn taak om de systemen weer op een slimme manier aan elkaar te plakken.’

Veel bedrijven ‘Mijn leukste werkplek op dit project was natuurlijk de tram zelf. Met een vaste bestuurder heb ik veel ritten gemaakt over de nieuwe lijn. Dat was ook het spannendst.

De wisselbesturing, de veiligheidssystemen, de spoorbomen: werkt alles goed samen en zoals we dat hadden bedacht?

Bij een project als dit zijn veel bedrijven betrokken. Naast de hoofdaannemer VITAL, een samenwerkingsverband van VolkerWessels-bedrijven, gaat het om bedrijven als Siemens, dat de halte-installaties heeft ontwikkeld, en Thales, dat het ICT-netwerk van de Amsterdamse metro voor zijn rekening neemt. Het Amsterdamse vervoerbedrijf GVB heeft daarnaast ook allemaal eigen contracten, met de leverancier van reizigersinformatie of de kaartverkoop bijvoorbeeld.

We hadden ervoor kunnen kiezen een testleider aan te stellen, maar ik heb dat werk zelf gedaan. Was er iets niet in orde, dan kon ik meteen de coördinator van het betreffende onderdeel inschakelen. Mede daardoor is het gelukt het hele project binnen de geplande vijf jaar af te ronden. Op 13 december gaat de tram rijden. Tot die tijd moet er nog wel het een en ander gebeuren, maar dat gaat zeker lukken.

Als het zover is, zit mijn klus er hier weer op. Wat ik daarna ga doen? Geen idee. Ik heb civiele techniek gestudeerd in Delft en ben van oorsprong een wegenbouwer, maar belandde in de grote railprojecten, van de Betuweroute tot Spoorzone Delft, waar ik ook aan de systeemintegratie werkte. In ieder geval hoop ik komende zomer weer eens vakantie te kunnen vieren. De afgelopen twee zomers bracht ik vooral op de tram door, in hittegolven of tijdens lockdowns. Komende zomer vind je me hopelijk op een camping.’

foto : cris toala olivares

Nieuw leven voor oud plastic In Heerenveen is dit jaar het eerste onafhankelijke testcentrum voor de circulariteit van plastics geopend.

Met toegepast onderzoek wil dit centrum een antwoord geven op de vraag hoe plastic volledig circulair kan worden.

Tegengeluid voor Schiphol Omwonenden van de luchthaven Schiphol kampen vaak met geluidsoverlast. Een Delftse startup werkt aan een tegengeluid in de vorm van een hightech raam dat het vliegtuiggeluid kan weren.

Regelluwe zones Innovatie wordt vaak gehinderd door wetgeving. Steeds meer overheden stellen daarom afgebakende gebieden in waar specifieke regels niet meer gelden. Een vrijbrief voor grensoverschrijdende technologie!

Vrouwen maken de stad Stedenbouw is niet langer mannenwerk. Steeds vaker worden vrouwen expliciet betrokken bij stedelijke ontwikkeling. Bestaat er zoiets als een vrouwelijke blik op de stad? de inhoud is onder voorbehoud .

SEPTEMBER 2020 • DE INGENIEUR

63

Vragenvuur

Acht lastige vragen aan Willemijn Hoebert, als meteoroloog afgestudeerd aan de Wageningen UR en inmiddels tien jaar weervrouw bij de NOS.

Tekst: Pancras Dijk

64

Wat is het laatste dat u zelf heeft gerepareerd?

Een van de kiepkantelramen met loodzwaar driedubbelglas hing laatst – na een onhandige manoeuvre – nog maar aan één ophangpunt en dreigde te bezwijken. Met behulp van een YouTube-filmpje ben ik zelf aan het prutsen gegaan en het bleek uiteindelijk vrij simpel op te lossen. Ik hou van zulke klusjes.

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

Wij hebben een duurzaam huis laten bouwen, met extra geïsoleerde muren. Nadeel is dat die een halve meter dik zijn en we daardoor binnen geen bereik hebben. Dus nu moet ik steeds naar buiten om te bellen. Of dat kantelraam openen natuurlijk. Er zijn wel oplossingen voor te koop, maar die zijn ofwel illegaal of peperduur.

De zelfrijdende auto is op komst.

Stapt u zonder bezwaren in?

Nee, want dat lijkt me dodelijk saai. Ik vind het veel te leuk om zelf te rijden. De veertig minuten van en naar Hilversum breng ik meestal in stilte door. Tijd om mijn hoofd leeg te maken en me alleen op het verkeer te concentreren.

Hoe voorkomt u dat een robot uw baan inpikt?

Open twee weerapps en je zult zien dat de verwachtingen verschillen. Robots zijn in zekere zin net mensen: het ene computermodel is beter in de ene weersoort, het andere model heeft andere sterke punten. Voor interpretatie en onderbouwing blijft een meteoroloog onmisbaar.

Wie is uw held op techniekgebied?

Laat ik het dichtbij huis houden: mijn pa, ook ingenieur.

Hij kreeg drie dochters, maar dat maakte hem niets uit: hij sleepte ons mee in zijn voorliefde voor techniek. Ik mocht van hem pas mijn rijbewijs halen toen ik een band had leren verwisselen.

Wanneer zult u voor het laatst benzine tanken?

Al sinds eind 2018 rijd ik elektrisch en ik hoef niet meer terug. Ooit wil ik wel overstappen op waterstof, maar die is nu nog maar zelden ‘groen’. Laad ik mijn auto thuis op, dan doe ik dat met stroom van onze eigen zonnepalen.

Hoe hoog zullen de dijken zijn in het jaar 2100?

We hebben ons huis op een terpje gebouwd. Toch hoop ik dat we tegen die tijd met z’n allen goed voor deze aarde zorgen. Zelfs als we nu stoppen met CO2-uitstoot, zal de zee nog jaren blijven stijgen. Maar dat het klimaat zo traag reageert op ons handelen, is geen reden om niet direct veel duurzamer te gaan leven.

Wat wilt u liever: het weer met zekerheid kunnen voorspellen of het weer juist naar willekeur kunnen beïnvloeden?

Ik ga voor optie twee, maar wel met een duidelijke voorwaarde: dat ik de enige ben die het weer kan beïnvloeden. Want stel dat mensen daartoe echt in staat zouden zijn, dan zou dat alleen maar tot nog meer oorlogen leiden. Het mooie van het weer is juist dat niemand er iets over te zeggen heeft.We moeten er maar gewoon mee dealen.

DE INGENIEUR • SEPTEMBER 2020

foto : nos

Plan je studie met de online professional development tool KIVI en het hoger technisch onderwijs helpen studenten goed op weg

Het hoger technisch onderwijs wil studenten optimaal

techniekfaculteiten sluiten een collectief lidmaatschap

voorbereiden op het beroep van ingenieur door kennis,

bij KIVI af voor studenten en docenten. Zo’n lidmaatschap

vaardigheden en beroepshouding te ontwikkelen en hen

vergroot de aansluiting bij de beroepspraktijk en

in contact te brengen met ervaren ingenieurs en inzicht

(internationale) carrièrekansen van studenten.

te geven in carrièremogelijkheden. Steeds meer

Kijk voor meer informatie: www.kivi.nl/hto

KIVI voor studenten • Gebruik van de Online Professional Development (OPD) tool voor professionele ontwikkeling en opbouw van het portfolio tijdens de studie. Dit helpt studenten tijdens de studie, bij stagevoorbereiding en afstuderen;

• Toegang tot 400 KIVI-bijeenkomsten per jaar; • Toegang tot de ‘international community’ via de KIVI afdeling International Engineers; • Toegang tot de KIVI Ingenieurscoaches voor 1 op 1 loopbaanbegeleiding; • Gebruik maken van

het KIVI-netwerk; • Digitale versie van het magazine De Ingenieur.

Kivi voor docenten • Structurele invulling van aansluiting bij de beroepspraktijk voor accreditatie.

Engineer your career KIVI helpt je verder in je carrière. Als beroepsvereniging van ingenieurs biedt KIVI carrièreservices.

Leden kunnen onder meer gratis gebruikmaken van een cv-check, sollicitatietraining en loopbaancoaching. Ook brengt KIVI aantrekkelijke vacatures onder de aandacht.

Ochten (GLD)

Locatie Petten

De functie

De opdrachtgever

Adviseur/Inspecteur Huisvesting (mbo+/hbo) • Zelfstandig verzorg je de voorbereiding en uitvoering van inspecties en opnames.

• Je anticipeert bij de werkvoorbereiding al op de vormgeving en inhoud van de uiteindelijke rapportage. Je zoekt uit wat belangrijke toetsingskaders zijn en vraagt indien nodig ontbrekende gegevens op.

• Je bedenkt hoe je een inspectie aanpakt. Waar bijvoorbeeld repetitie voorkomt zorg je dat door extrapolatie een representatief beeld van de opname ontstaat. Op die manier hoef je niet alles te inspecteren.

• Inrichten van Snagstream (onze opnametool) waarbij je gebruik maakt van de juiste tekeningensets. Soms laat je tekeningen eerst maken of aanpassen. Als je zelf in AutoCAD kunt tekenen is dat een pre.

• Veel voorkomende opnames en inspecties zijn bijvoorbeeld: bouwkundige brandcompartimentering, onderhoudsconditie van gebouwen en installaties, onderzoek naar mogelijkheden voor scootmobielstalling.

• Je schrijft adviesrapporten.

• Globaal werk je 50% op locatie en 50% vanuit huis of kantoor.

Vereisten

• Representatief.

• Hbo of mbo+.

• (Bouw)technische opleiding.

• Minimaal 3 jaar relevante werkervaring.

Ervaring met conditiemeting is een pre.

Productiemanager Pharma (wo) De locatie Petten van Curium Pharma is een wereldwijd begrip als het gaat om de productie van nucleaire farmaceutische producten. Eén van de modernste faciliteiten op het terrein is het Radiochemical Center, waar zo'n 24 vaklieden zich bezighouden met de productie van Mo-99.

De productie verloopt via een uitgekiend, maar grotendeels handmatig proces. Veel komt aan op de kennis, kunde en vaardigheden van de operators.

Voor de aansturing van deze productieploeg komen we graag in contact met een Productiemanager.

De functie

Je wordt de linking-pin tussen de fabrieksstaf en productie. Hoofdtaak is het managen van de 24-koppige ploeg operators. Dat zijn stuk voor stuk ervaren, zelfstandige vaklieden met eigen ideeën over werk en het verbeteren daarvan. Onder andere met behulp deze aanwezige kennis zijn er goede stappen te maken om betrouwbaarheid te verbeteren en productie slimmer te laten plaatsvinden. In gepast tempo, het blijft immers een farmaceutische omgeving.

De fabrieksstaf telt 5 man/vrouw, waarin naast Productie ook Kwaliteit, Techniek en algehele leiding van de fabriek zijn vertegenwoordigd.

Jouw profiel

Wat bieden wij

• Professionele en informele werkomgeving.

• Leuke collega's.

• Marktconform salaris afhankelijk van opleiding en werkervaring.

• Auto, PC, telefoon.

Enthousiast geworden?

Stuur dan een e-mail met je cv naar onze officemanager, Jolanda Bisselink j.bisselink@vgib.nl.

Heb je inhoudelijke vragen neem dan contact op met projectmanagers bij Vgib, Erik Oosterbroek via telefoonnummer 06-27 86 36 70 of Hugo van Toor via telefoonnumer 06-52 62 76 06. Meer informatie over onze organisatie vind je op onze website: www.vgib.nl.

We zoeken manager die een goede balans tussen werksfeer en resultaat weet te bewerkstelligen. Ervaring in een GMP-omgeving is geen vereiste, hoewel kennis van productieprocessen in een food of farmaceutische omgeving je wel enorm helpen. Gezien de aard van de processen is een technische achtergrond onontbeerlijk. Verder denken we aan: • WO werk- en denkniveau; • Meerdere jaren leidinggevende ervaring; • Kennis van Lean Six Sigma is een pré; Nb. een VOG maakt onderdeel uit van het sollicitatieproces.

Het aanbod

Een vaste baan bij één van de mooiste werkgevers in Noord-Holland.

Naast een unieke werkomgeving in de duinen kun je rekenen op fijne betrokken collega's, een salaris tussen de EUR 44K en EUR 67K bruto per jaar plus een royaal arbeidsvoorwaardenpakket.

Nieuwsgierig?

www.sabdetachering.nl / Jelmer van Schagen / 06 45 64 03 77

Noord Holland

Productiemanager Internationaal georganiseerde producent van grond- en hulpstoffen voor tal van toepassingen in onder meer food, cosmetica en industrie. Eigen fabrieken in Nederland, China en VS met in totaal 450 collega's, waarvan het merendeel in Nederland werkzaam is.

Als Productiemanager bent u verantwoordelijk voor de aansturing van de afdeling Productie, onderdeel van de afdeling Operations. Indirect stuurt u circa 90 fte aan. Daarnaast bent u verantwoordelijk voor het opzetten en monitoren van een aantal (technische) projecten. U werkt nauw samen met de afdelingen Planning & Logistiek, Maintenance & Engineering, HSE en QA.

Belangrijke aspecten van uw functie zijn veiligheid, efficiency, housekeeping, kwaliteit en het optimaliseren van (productie)processen. Daarnaast bent u in staat om technische analyses te maken en verbetervoorstellen te doen om de organisatie naar een hoger niveau te tillen.

U bent een HBO/WO-geschoolde ingenieur in Chemie of Operationele Techniek met > 8 jaar relevante en leidinggevende ervaring binnen de chemie of food.

U bent communicatief behendig, sensitief en sturend genoeg om collega’s en directie mee te nemen in noodzakelijke en gewenste continue verbeter cycli.

Nieuwsgierig?

www.buildingcareers.nl / Robrecht Bakker / 06 46 41 88 29

BuildingCareers werving en selectie voor ingenieurs in de industrie.

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR

Ook uw vacature op deze pagina? Neem contact op met Sandra Broerse via 06 461 86 14 of sandra.broerse@kivi.nl