De Ingenieur november 2021

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 11 JAARGANG 133 NOVEMBER 2021

WEERBARE SAMENLEVING HOE WAPENEN WE ONS TEGEN EEN VOLGENDE PANDEMIE?

VIRTUELE AKOESTIEK

Slim spul Van machine learning naar material learning

|

D E P O T B O I J M A N S VA N B E U N I N G E N

|

PA R A M E T R I S C H O N T W E R P E N

Ralf Mackenbach: Natuurkunde is de ideale studie

|

M O G A W D AT

Amazon Astro Robotwaakhond met puppyogen

CONGRES DE INGENIEUZE STAD Reageren op de toekomstige leefomgeving

We hebben geen glazen bol om de toekomst te voorspellen, maar diverse methodieken en tools kunnen helpen om scenario’s te bedenken.

Daarmee kun je jouw reactie bepalen op die toekomst. Het belang van gedrag voor het slagen van onze ingenieuze oplossingen neemt toe.

Maar gedrag is onvoorspelbaar, toch?

Tijdens het congres De Ingenieuze Stad gaan we in gesprek over de scenario’s voor de stad en het land van morgen.

Hoe we rekening kunnen houden of zelfs gebruik kunnen maken van gedrag. Hoe we reageren op de toekomstige leefomgeving.

Koop nu je tickets!

Donderdag 18 november 2021 13.00 – 18.30 uur Pakhuis de Zwijger, Amsterdam nlingenieurs.nl/congres-de-ingenieuze-stad

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

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

Vooraf

De Ingenieur verschijnt twaalf maal per jaar.

Pancras Dijk is hoofdredacteur van De Ingenieur.

© Copyright 2021 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 Abonnementen Leden van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) ontvangen De Ingenieur uit hoofde van hun lidmaatschap.

Abonnement voor niet-leden (inclusief btw): magazine: € 128,50 per jaar digitaal: € 69,- per jaar losse nummers: € 15,- (inclusief verzending) Abonnementen worden tot wederopzegging aangegaan en ten minste voor de vermelde periode. Het abonnement kan na deze periode per maand worden opgezegd. U kunt uw opzegging het beste via onze website doorgeven: www.deingenieur.nl/lezersservice Abonneeservice 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 Lidmaatschap Koninklijk Instituut van Ingenieurs Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) is de beroepsvereniging voor hoger opgeleide technici in Nederland. Iedereen die hoger technisch onderwijs volgt, heeft gevolgd of een sterke affiniteit heeft met techniek, kan lid worden van KIVI. Leden ontvangen vanuit het lidmaatschap maandelijks het technologietijdschrift De Ingenieur. Kijk voor meer lidmaatschapsvoordeel op www.kivi.nl.

Contributie 2021 Regulier lidmaatschap: € 137,50 30 jaar of jonger: € 40,-* 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. * De Ingenieur digitaal Opzeggen lidmaatschap Het lidmaatschap wordt jaarlijks automatisch verlengd. Beëindiging van het lidmaatschap kan per het einde van het kalenderjaar. Er geldt een opzegtermijn van ten minste één maand; een schriftelijke opzegging per brief of e-mail dient uiterlijk 1 december in ons bezit te zijn. Na ontvangst van de opzegging en eventueel verschuldigde contributie verstuurt de ledenadministratie een bevestiging.

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

Minister van Technologie Moet er in het nieuwe kabinet niet gewoon een minister van Technologie komen? Dat idee kwam laatst bij me op toen mijn gedachten weer eens afdwaalden in een iets te lange online-meeting over ingenieurszaken in de politiek.

Welbeschouwd is er veel voor te zeggen. Het is inmiddels bijna een jaar geleden dat kabinet Rutte-III viel over de toeslagenaffaire, waarin onheus gebruik van algoritmen bij talloze gezinnen tot grote ellende had geleid. Het kabinet worstelde al langer met het stikstofprobleem en de woningbouwcrisis is nog verre van opgelost. Beter inzicht in de technische kant van die dossiers, en een minister die daar de verantwoordelijkheid voor draagt, had escalatie wellicht kunnen voorkomen.

Voor de aanpak van de enorme klimaatopgave en daaraan gekoppeld de energietransitie is de rol van technologie natuurlijk ook zonneklaar. Om de klimaatdoelen te halen, zullen er scherpe, politieke keuzen moeten worden gemaakt. Een minister die op alle fronten die mogelijkheden en risico’s van het gebruik van moderne technologie in de gaten houdt, is bepaald geen overbodige luxe, maar bittere noodzaak.

Daar komt de nog altijd voortrazende pandemie nog eens bij. Heeft die onze wereld voorgoed veranderd of willen we zo snel mogelijk terug naar de samenleving zoals we die tot twee jaar geleden kenden? Op het KIVI-congres dat deze maand plaatsvindt, zullen we ons vooral richten op de mogelijkheden die de techniek biedt om onze samenleving veerkrachtiger te maken. In het omslagverhaal van dit nummer vindt u vast een voorproefje. Ik hoop van harte dat die toekomstige minister meeleest.

Algoritmen leidden tot grote, persoonlijke ellende

FOTO : ROBERT LAGENDIJK

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

1

NR. 11 JAARGANG 133

12

NOVEMBER 2021

foto : shutterstock

Naar een weerbare samenleving Het is niet de vraag of maar wanneer er weer een pandemie zal uitbreken. Hoe voorkomen we dan dat het openbare leven opnieuw nagenoeg volledig komt stil te liggen? Ingenieurs en onderzoekers werken in tal van sectoren aan nieuwe technieken om onze samenleving veerkrachtiger te maken.

24 Slimme materialen Implantaten die na een hersenbeschadiging zichzelf leren breinfuncties over te nemen, een kunstmatige huid die zich aanpast aan de omgevingstemperatuur: twee voorbeelden van intelligente materialen waaraan de Universiteit Twente werkt.

32 Reuzenkom voor kunstopslag Deze maand is het spectaculaire, gloednieuwe depot van het Rotterdamse Museum Boijmans van Beuningen geopend. Aan de bouw ging een hoop ingewikkeld ingenieurswerk vooraf.

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

34 Kathedraal in een schoenendoos

52 ‘AI is een peuter en wij moeten het opvoeden’

Bij het ontwerpen van een fabriekshal, kerk of concertzaal zijn niet alleen de afmetingen van belang. In een nieuw lab kun je nu zelfs horen hoe het er zal klinken.

Topondernemer Mo Gawdat is kritisch over kunstmatige intelligentie. ‘Over een jaar of tien is de mens niet meer de intelligentste soort op aarde.’

48 Gebouwen ontwerpen als auto’s Auto’s en vliegtuigen worden al veel langer parametrisch ontworpen. Nu krijgt de digitale ontwerpmethode ook in de bouw vaste voet aan de grond. De mogelijkheden zijn bijna onbegrensd.

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

Hoe kan een samenleving zich beter voorbereiden op een volgende pandemie? beeld : shutterstock 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 Energievlieger op Aruba

‘Kraanwater is al veilig en schoon.

Hier wordt een oplossing verkocht voor een niet-bestaand probleem.’

Hoogleraar membraantechnologie Kitty Nijmeijer snapt niets van de groeiende populariteit van waterfilters voor huishoudelijk gebruik (De Volkskrant).

‘Kom op meiden, techniek is te belangrijk om alleen aan mannen over te laten!’

40 Eureka Een sinaasappellamp en andere productontwerpen van morgen

56 Media Lezen, luisteren, gamen en kijken

Columns 11 Punt Jan Peter Balkenende over mobiliteitsarmoede

23 Podium Peter-Paul Verbeek

29 Möring Gemankeerde uitvindingen

37 Enith Smart glasses

39 Jims verwondering Slapstick

45 Rolf zag iets nieuws Wakker liggen in een huurbed

Persoonlijk 46 Doelen en drijfveren Ralf Mackenbach werkt aan de energiebron van de toekomst

55 Uit de vereniging Excursies, lezingen en andere KIVI-activiteiten

59 Q&A Marian Geense schreef Acht vrouwen in een mannenwereld

62 Teamgeest TU/e’s zonnecamper Stella Vita

64 Vragenvuur Ondernemer en schrijver Bart Slagter

En verder 22 Inbox Reacties van lezers

28 Zien & Doen De highlights van Delft

30 Opinie ‘Biomassa geen taboe’

60 Voorwaarts De ritssluiting foto : krill design

Twents ROC-bestuurder Trudy Vos hoopt meiden te prikkelen buiten de gebaande paden te treden (Tubantia).

‘Weer een tafelblad dat vreselijk duurzaam gemaakt is van rode bietjes maar waar je geen glas wijn op kunt zetten, dat kan écht niet meer’.

Ontwerper Ineke Hans leert haar studenten dat het niet draait om de wow-factor, maar om iets wat echt wordt gebruikt (NRC Magazine).

‘Als een Nederlandse startup-oprichter wordt gevraagd of hij volgende maand honderdduizend producten kan leveren, dan zegt hij eerlijk dat het een prototype is waar nog aan gewerkt wordt. Een Amerikaan had gezegd: Of course!, om dan te bedenken hoe hij dat fikst.’

Volgens ambassadeur van Techleap prins Constantijn zit onze volksaard het doorgroeien van beginnende bedrijven soms in de weg (De Telegraaf).

GEKNIPT ‘Als je vanuit de auto wilt communiceren naar je medeweggebruikers, zijn de middelen die je ter beschikking staan vrij beperkt. Sympathiek toeteren dat het stoplicht groen is, is iets dat enige oefening vergt.’

Innovatie-expert en cabaretier Jasper van Kuijk pleit voor extra opties om vanuit de auto signalen uit te zenden (de Volkskrant).

‘Feminisme gaat niet alleen over de rol van vrouwen. Het gaat over gelijke rechten voor iedereen. Het recht op duurzame en betaalbare energie valt daaronder.’

Onderzoekster Mariëlle Feenstra (UTwente) verklaart haar Twitternaam @energyfeminist (Tubantia).

‘Hun auto is hun mondkapje, beter gezegd pantser. Mensen hechten aan hun auto waarin ze kunnen roken, ongegeneerd uit hun neus kunnen eten en onbeschaamd hard mee blèren met Gloria Gaynors I Will Survive.’

Auteur Erwin Wijman verwacht niet dat de overheidscampagne om thuiswerken populairder te maken – om ook de files te verkleinen – zal slagen (Adformatie).

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

CO2-uitstoot bouw groot probleem voor klimaatafspraken De CO2-uitstoot van de wereldwijd groeiende bouwsector staat de komende decennia een effectief klimaatbeleid in de weg. Dat blijkt uit Nederlands onderzoek.

Tekst: Timo Können

Ook als de wereld allerlei maatregelen neemt om de CO2-uitstoot van de bouw terug te dringen, is dat nog steeds niet voldoende om binnen de als ‘veilig’ geldende grens van 1,5 graad Celsius opwarming van de aarde te blijven. Dat is de boodschap van een groep Nederlandse onderzoekers in het tijdschrift Nature Communications. Om te voorspellen hoe het gebruik van bouwmaterialen in de wereld zich tot 2060 zou ontwikkelen, gebruikten de onderzoekers een door het Planbureau voor de Leefomgeving gebouwd, gedetailleerd computermodel.

‘We zijn daarbij uitgegaan van een middleof-the-road-scenario wat betreft groei van de bevolking en de economie’, zegt hoofdauteur Xiaoyang Zhong van de Universiteit Leiden.

Met een ander model voorspelden de onderzoekers vervolgens de uitstoot van bouwmaterialen tijdens hun totale levenscyclus. In het geval van business as usual liet de simulatie zoals verwacht een gestage groei van de uitstoot zien. Omdat de uitstoot juist moet krimpen, berekenden de onderzoekers daarna wat er gebeurt als de wereld een pakket van zeven als haalbaar geldende maatregelen zou nemen. Zhong: ‘De uitstoot blijkt dan wel te krimpen, maar niet genoeg. De wereld komt in een 2 graden-scenario terecht.’

Volgens Zhong zijn er ruwweg twee manieren om die uitstoot wel te verminderen. De eerste is het stimuleren van circulair denken en gedragsverandering, zodat meer welvaart niet automatisch betekent dat je groter gaat wonen. ‘Overheden zouden financiële prikkels kunnen gebruiken om dat te sturen. De andere mogelijkheid is om de grote CO2-bijdrage van de bouw te compenseren door andere sectoren, zoals de energie, sneller te decarboniseren. Die sectoren kunnen dat vaak wat gemakkelijker dan de bouw.’

Twentse zonneauto wint Solar Team Twente heeft de Solar Challenge Morocco 2021 gewonnen. De 2500 kilometer lange zonnerace door woestijnen, hooggebergte en steden werd dit jaar voor het eerst gehouden, als alternatief voor de geannuleerde World Solar Challenge in Australië. Het winnende team, bestaand uit studenten van Hogeschool Saxion en Universiteit Twente, reed de wedstrijd met de speciaal ontworpen Red Horizon. Het Vattenfall Solar Team uit Delft eindigde op de derde plaats; Top Dutch Solar Racing uit Groningen werd vierde. (PD)

Prijs voor Marker Wadden De natuureilanden Marker Wadden zijn op de Waterbouwdag 2021 bekroond met de prof.dr.ir. J.F. Agemaprijs.

De prijs, genoemd naar ingenieur Jan Agema (19192011), wordt eens in de vijf jaar uitgereikt aan het beste en meest innovatieve waterbouwproject van de afgelopen jaren. De door Boskalis opgespoten Marker Wadden hebben uiteindelijk een omvang van tienduizend hectare en gelden daarmee als Europa’s grootste natuurherstelproject.

Eerdere winnaars waren onder meer de Tweede Maasvlakte (2015) en de Balgstuw bij Ramspol in 2005. (PD)

Lees het laatste technieknieuws op www.deingenieur.nl

4

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

foto : depositphotos

Artistieke impressie van het testlab ETpathfinder in Maastricht. Hier wordt de komende jaren technologie ontwikkeld voor het gravitatie­ golfobservatorium Einstein Telescope. illustratie : nikhef / marco kraan

Testlab geopend voor zwaartekrachtsgolven Met het nieuwe onderzoekslab ETpathfinder in Maastricht sor­ teert Nederland voor op het huis­ vesten van de Einstein Telescope.

Dit Europees observatorium gaat vanaf 2035 luisteren naar de tril­ lende zwaartekracht van heftige botsingen in het verre heelal.

Tekst: Gieljan de Vries Het gloednieuwe R&D­lab ETpathfinder bevindt zich op de Maastrichtse universi­ teitscampus. Wetenschappers van twintig onderzoeksinstellingen in Nederland, België, Duitsland, Frankrijk, Spanje en Groot­Brittannië gaan hier supergevoeli­ ge meetapparatuur ontwikkelen voor de toekomstige Europese gravitatiegolfde­ tector Einstein Telescope. Op 8 november opende demissionair minister Ingrid van Engelshoven van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap het nieuwe testlab.

Zwaartekrachtsgolfdetectoren zoals LIGO (VS) en Virgo (Italië) zien al sinds 2015 de ruimte trillen als er ergens in het heelal loodzware zwarte gaten of neutro­ nensterren op elkaar knallen. Laserbundels, die op en neer kaatsen tussen trillingsvrije

spiegels in kilometerslange gangen, maken zichtbaar hoe een langskomende gravita­ tiegolf de wereld iets uitrekt en inkrimpt.

Het gaat om afstandsverschillen van tien­ duizend keer kleiner dan een atoom.

De Einstein Telescope zelf moet nog worden gebouwd, maar het observatorium gaat een revolutie veroorzaken in de wereld van gravitatiegolven, denkt projectleider van ETpathfinder Stefan Hild, verbonden aan Universiteit Maastricht en Nikhef. ‘De techniek die we hier ontwikkelen maakt Einstein Telescope wel tien keer zo gevoelig als zijn voorgangers’, stelt Hild.

Het observatorium zal ook lagere fre­ quenties van gravitatiegolven waarnemen.

Zo kan het om elkaar zwierende zwarte gaten al een dag voor hun daadwerkelijke botsing opsporen. ‘Bestaande detectoren “horen” alleen de laatste paar seconden.’ Dit onderzoek moet compleet nieuwe inzich­ ten geven in hoe zulke immense massa’s zich gedragen.

In Maastricht komt geen echte gravitatie­ golfmeter met kilometerslange spiegel­ gangen, vertelt Hild. ‘Qua techniek zijn die niet zo uitdagend. Wij specialiseren ons juist in de laatste tien meter: trillingsvrij opgehangen spiegels van silicium, gekoeld tot 10 graden boven het absolute nulpunt

bijvoorbeeld. Die techniek bestaat nog nergens.’

ETpathfinder moet laten zien dat de be­ nodigde technische specificaties ook echt haalbaar zijn. Dat is nuttig onderzoek, ongeacht waar in Europa de Einstein Tele­ scope van twee miljard euro komt te staan.

Maar het lab laat ook zien dat Nederland, België en Duitsland de expertise in huis hebben om het observatorium met al zijn aantrekkingskracht op toptalent te huisvesten.

Bestaande detectoren ‘horen’ alleen de laatste paar seconden Intussen wordt er hard gewerkt om de Einstein Telescope naar Nederland te halen. Het huisvesten van zo’n groot­ schalige onderzoeksinfrastructuur is een grote kans voor de regio Zuid­Limburg, die in de race is samen met het Italiaanse eiland Sardinië. In 2025 wordt de locatie gekozen.

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

5

NIEUWS

De opmars van de nachttrein

Nog maar vijf jaar geleden leek het voorgoed gedaan met de nachttrein in West-Europa. Wegens gebrek aan passagiers stopte Deutsche Bahn in 2016 met de laatste nachtelijke lijndienst – de doodsteek voor een toen al jarenlang zieltogende business.

Maar tot ieders verrassing is de nachttrein sinds enkele jaren aan een opmerkelijke comeback bezig. Een gevolg van de breed gedeelde vliegschaamte? Of verkiezen reizigers sinds de coronapandemie het reizen tijdelijk helemaal onmogelijk maakte het comfort van een eigen slaapcabine boven een stoel zonder beenruimte in een overvol vliegtuig? Trekt misschien de mogelijkheid om onbeperkt bagage te kunnen meenemen de reizigers van vliegtuig naar trein? Hoe dan ook: het nachtnet zal de komende maanden nog aanzienlijk verder groeien. Vanuit Nederland komen er voor volgend voorjaar in ieder geval nog nachttreinen bij naar Praag, Verona en Venetië.

Nachttreinverbindingen in Europa Bestaand Gepland

Stockholm Stoc S Stock tockholm o kholm ho o

Sint Petersburg

Kopenhag Kope Kopenhagen K openhagen openhag o penha penhagen pe pen p enha e nh hage agen e Berlij B Be Berlijn Ber er erlijn Amsterdam on on nden de Londen Parijs Parijs

Praa Praag Pr raa aag aa aag g

Kiev

Venetië ë

Rome

Istanbul Istanbu

Madrid Lissa issa ssabo bo bo on n Lissabon

6

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

infographic : ymke pas . bron : heinrich böll

Facebook bouwt virtuele ontmoetingsruimte Facebook gaat een ‘metaverse’ bouwen, een levensechte virtuele omgeving. Moeten we daar blij mee zijn of zitten er ook haken en ogen aan?

Tekst: Jim Heirbaut

Het ‘metaverse’ dat Facebook gaat ont­ wikkelen is een virtuele omgeving waar mensen elkaar kunnen ontmoeten, events kunnen bezoeken en zelfs bedrijfjes kunnen opzetten. Het moet een oplossing bieden voor het ontmoeten van mensen die te ver weg zitten om ze fysiek te ontmoeten.

‘Er bestaan genoeg digitale middelen om een­op­een met iemand te communiceren, zoals Skype en FaceTime, maar in grote groepen is dat lastiger’, zegt Tom De Ko­ ninck, virtual reality­consultant bij TNO. In de werkelijke wereld kun je op elk gewenst moment van het ene naar het andere deelgesprek overstappen. Facebook belooft dat met zijn metaverse beter te gaan benaderen. Uiteindelijk moet het meta­ verse een kraamkamer worden voor een creatieve economie, hoopt het bedrijf zelf.

De lockdowns tijdens corona hebben de ontwikkeling van het metaverse in een stroomversnelling gebracht. De Koninck: illustratie : hyacintheluynes / cc by - sa 3.0

‘In de VS zijn al bedrijven die hun fysieke kantoren sluiten en alleen nog virtuele werkplekken hebben, in een permanent virtueel kantoor.’

Maar eerst zal er moeten worden ge­ ïnvesteerd. Alleen al in Europa zou Face­ book tienduizend mensen aannemen om aan het metaverse te werken. Het bedrijf splitst Reality Labs af, het onderdeel dat zich richt op virtual en augmented reality.

‘Facebook wil weer groepen aan zich bin­ den die het verloren is. Jongeren laten het medium al jaren links liggen en zitten nu op Snapchat en TikTok’, zegt De Koninck.

Het concept ‘metaverse’ is niet nieuw, varianten erop bestaan al sinds eind vorige eeuw. De bekendste is waarschijnlijk Second Life, dat ongeveer vijftien jaar geleden populair was. Second Life kwam als omgeving echter nooit echt tot leven, wellicht doordat te weinig mensen erin stapten, of omdat het niet echt 3D was. Ook trok het zaken aan van bedenkelijk allooi; veel diensten die werden aangeboden zaten in het spectrum gokken, seks en oplichting.

Wordt het Facebook­metaverse dan wel een succes? ‘Facebook zal wel hebben geleerd van de fouten van Second Life’, zegt De Koninck. ‘En de techniek is voort­ geschreden. Nu kan je avatar in een virtuele

omgeving emoties laten zien – dat is nodig om een echt gesprek te hebben.’

De nadelen van een levensechte virtuele omgeving laten zich raden. Zo kunnen mensen zich voordoen als iemand anders om iets van een ander gedaan te krijgen.

En er is kans op verslaving. ‘We weten dat sociale netwerken verslavend kunnen werken. Met een metaverse kan dat nog net wat erger worden’, zegt De Koninck.

Daarnaast is privacy een topic waarop Facebook geen geweldig trackrecord heeft.

De nadelen van een levensechte virtuele omgeving laten zich raden ‘Facebook hóeft niet naar Europa te komen om tienduizend programmeurs te vinden, dus ik denk dat een deel van de mensen die ze hier zoeken zich gaat richten op manie­ ren om privacygevoelige data op de juiste manier te verwerken’, zegt De Koninck.

‘Europa is daarvoor een logische plek, we lopen op dit thema voor op de Verenigde Staten en China.’

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

7

NIEUWS

Vliegeren op Aruba Tekst: Pancras Dijk

In de eigen achtertuin lukt het prima om energie op te wekken met een vlieger, maar hoe gaat het aan de andere kant van de oceaan, in compleet andere omstandigheden? Op die vraag zocht Kitepower een antwoord.

De Delftse startup wekt ener­ gie op met een grote vlieger aan een lange lier. De vlieger is zo ontworpen dat hij in de wind zachtjes vliegt, waarbij de lier steeds verder uitrolt. De kracht die dat oplevert, wordt in een dynamo op de grond omgezet in stroom. Is de kabel volledig uitgerold, dan haalt het grond­ station de vlieger langzaam weer binnen. Daarbij vouwt de vlieger zich op, zodat dat lang niet zoveel stroom kost als de trekkracht oplevert.

Aruba bleek een ideale proeftuin, en is bovendien een interessante markt voor vlieger­ energie, stelt Joep Breuer, chief technology officer van Kitepower. ‘Veel mensen wek­ ken er nog stroom op met een dieselgenerator.’

Defensie is al langer een van de samenwerkingspartners van Kitepower. De krijgsmacht heeft vaak elektriciteit nodig op plek­ ken zonder stroomvoorziening.

‘Zonnepanelen kunnen dan helpen, maar daar heb je alleen overdag wat aan’, zegt Breuer.

‘Snel een windturbine opzetten is ook geen optie.’

Het systeem van Kitepower past in één container en is zo op te zetten. ‘Het was voor het eerst dat we het hebben ver­ scheept’, zegt Breuer. ´We wa­ ren gewend om als er iets mis was even terug naar kantoor te rennen voor reserveonderdelen.

Dat was op Aruba lastiger. ´ De vlieger wekt nu enkele tientallen kilowatts per uur op, maar volgens Breuer is honderd kilowattuur binnen handbereik. ´Het systeem is af, op wat kleine aanpassingen na.

Door veel vlieguren te maken gaan we nu aantonen dat we met onze vlieger altijd energie uit de lucht kunnen halen.´ 8

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

foto : kitepower – enevate

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

9

NIEUWS

Drone vliegt maaltijd over het IJ In Amsterdam heeft een drone een warme maaltijd bezorgd.

Wordt dit de toekomst voor maaltijdbezorging?

De drone — met onder andere steak tartare met asperge ‘aan boord’ — vloog van een restaurant in Amsterdam-Noord over het IJ naar het nieuwe hoofdkantoor van Just Eat Takeaway.com, een bedrijf dat maaltijden thuisbezorgt.

De kleine helikopter legde de route van iets meer dan een kilometer grotendeels automatisch af, daarbij gebruikmakend van vooraf ingestelde waypoints die hij via GPS volgde. Op elk moment zou hierbij een operator nog kunnen ingrijpen, want een drone autonoom laten vliegen mag nog niet in Nederland.

Een van de partners, ingenieurs- en adviesbureau Antea Group, deed geluidsmetingen en ondervroeg mensen in de omgeving. ‘We hebben mensen op de

GIESEN

pont geïnterviewd en de meesten van hen hadden de drone niet eens opgemerkt’, zegt businesslijndirecteur Stad & klimaat Henri Deelstra van Antea Group.

Het idee is dat bezorging met drones het verkeer op de weg kan helpen ontlasten. Zover is het nog lang niet. Om een drone maaltijden kilometers verderop te laten bezorgen, is nu nog een klein leger aan mensen nodig. Bij de proef hielden medewerkers bij het vertrek, bij de aankomst en vanaf de grond de dronevlucht in de gaten. Een speciale medewerker had radiocontact met de luchtverkeersleiding op Schiphol, in wiens gebied de drone zich bewoog.

Het zal nog even duren voor maaltijdbezorging door de lucht rendabel is. ‘Nu heb je nog veel mensen nodig, maar als je straks duizend keer dezelfde route hebt gevlogen dan heb je minder maatregelen nodig en wordt het goedkoper’, zegt Jitse Groen, ceo van Just Eat Takeaway.com.

Bezorging van deur tot deur ziet hij er niet snel van komen. ‘Maar misschien komen er wel vaste verbindingen.’ Bewoners die in hun wijk weinig restaurants hebben, zouden er dankzij drones veel keuze bij kunnen krijgen. (JH)

Experts: tribune stadion NEC bezweek door resonantie Op zondag 17 oktober stortte een tribunedeel in het uitvak van het Goffertstadion in Nijmegen in. Hossende supporters brachten het beton in eigentrilling, waardoor het uiteindelijk bezweek. Dat zegt Sander Pasterkamp van de afdeling structural design & building engineering van de TU Delft.

Ingenieursbureau Royal HaskoningDHV doet momenteel onderzoek naar het instorten van het tribunedeel. ‘Of er iets mis was met het ontwerp, er sprake was van oneigenlijk gebruik, of de normen misschien zelfs niet streng genoeg zijn, moet inderdaad worden uitgezocht’, zegt Pasterkamp. In principe wordt bij de bouw van een stadion rekening gehouden met resonantieverschijnselen, en zorgt men dat de afmetingen zo zijn dat de eigenfrequentie niet samenvalt met die van hossende supporters. Het ingestorte tribunedeel was oorspronkelijk echter ontworpen voor zitplaatsen.

Het bezweek nadat de supporters zo’n vijftien keer allemaal tegelijk op en neer waren gesprongen. (MtV)

10

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

foto : antea group

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp.

Deze maand Jan Peter Balkenende.

Stop de mobiliteitsarmoede De laatste tijd klinkt steeds vaker de term ‘energie­ armoede’. Door de exorbitante stijging van de gas­ en elektriciteitsprijzen dreigen grote groepen mensen met enorme financiële gevolgen te worden geconfronteerd.

Maar kent u ook al de term ‘mobiliteitsarmoede’? Die doet zich voor wanneer mensen verstookt blijven van mobiliteit: vanwege hun leeftijd, gezondheid, lichame­ lijke of geestelijke beperkingen, financiële situatie of hun vluchtelingenachtergrond.

Allemaal zeer verschillende situaties, maar er is één gemeenschappelijke noemer. Deze mensen kunnen zich niet of onvoldoende verplaat­ sen, missen daardoor kansen op werk en vinden geen aansluiting bij de samenleving.

Sociaal isolement en eenzaamheid zijn het gevolg. Verbindingen tussen mensen worden doorbroken, en ongelijkheid wordt vergroot.

Daarom mogen we ons nimmer neerleggen bij mobiliteitsarmoede. Want ieder mens telt.

Maar we zijn toch een welvarend land met veel voorzieningen? Zeker, er zijn voorzieningen, maar het probleem van mobiliteitsarmoede is ernstig, veel­ omvattend en neemt alleen maar toe. In ons land hebben zo’n 1,8 miljoen mensen ermee te maken. Als er iets duidelijk is, is het wel dat we – maatschappelijke initiatie­ ven, gemeenten, ondernemingen en particulieren – met elkaar de schouders eronder moeten zetten om mensen met mobiliteitsarmoede te ondersteunen.

Kan dat? Jazeker. In het project ‘Fietsen alle jaren’ gaan grote groepen vrijwilligers fietsen met mensen die vereenzamen. ANWB Automaatje levert vervoer door vrijwillige chauffeurs voor minder mobiele plaatsgenoten.

In Rotterdam­Zuid is er een publiek­privaat initiatief om mensen van niet­Nederlandse komaf van fietsen te voorzien. Schouwen­Duiveland kent een vervoersproject om elektrisch vervoer te regelen voor bewoners die dat nodig hebben. In Amsterdam worden laagdrempelige faciliteiten aangeboden om mensen te vervoeren in de eigen wijk, zodat ze anderen kunnen ontmoeten. Er zijn

virtual reality­oefenfaciliteiten die maken dat mensen met angsten beter gebruik kunnen maken van het openbaar vervoer. Er is behoefte aan innovatieve ideeën, ook van ingenieurs. Er is veel creativiteit om mobiliteitsarmoede tegen te gaan, maar er is nog een wereld te winnen.

Mobiliteitsarmoede speelt in eigen land, maar in feite is het een mondiaal fenomeen. De grondgedachte achter de Duurzame Ontwikkelingsdoelen (SDG’s) van de Verenig­ de Naties is: Leave no one behind, laat niemand achter.

De SDG’s hebben als doel de kwaliteit van leven op onze planeet te verbeteren, de strijd aan te binden met klimaatverandering, honger en armoede tegen te gaan, grondstoffen fatsoenlijk te beheren én de aanval in te zetten tegen ongelijkheid. Zeventien doelen en veel acties om dit perspectief voor 2030 dichterbij te brengen.

Mobiliteitsarmoede heeft hier alles mee te maken. Denk aan doel 3: Goede gezondheid en welzijn; doel 8: Waardig werk en economische groei, en doel 11: Duurzame steden.

De kennis over mobiliteitsarmoede neemt gelukkig toe.

Het International Transport Forum van de OECD heeft het thema dan ook hoog op de agenda gezet. Ook het World Economic Forum heeft kennis van zaken, en de Europese Commissie is reeds actief.

Niemand mag berusten in mobiliteitsarmoede. De Amerikaanse hoogleraren Daron Acemoglu en James Robinson geven in hun boek Why Nations Fail aan dat het succes van landen afhankelijk is van innovatie, de rule of law en ‘inclusieve instituties’: mensen moeten kunnen meedoen en meeprofiteren. Inclusieve mobiliteit maakt hier deel van uit. Met de New Mobility Foundation zet ik me daarvoor in en ik reken op de creatieve bijdragen van de ingenieursgemeenschap.

Er is behoefte aan innovatieve ideeën, ook van ingenieurs

Jan Peter Balkenende is voorzitter van de New Mobility Foundation en oud-premier.

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

11

12

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

DE NIEUWE REALITEIT T E K S T: P A N C R A S D I J K

Hoe kunnen we ons zo goed mogelijk voorbereiden op een volgende pandemie?

Bouwen

aan een

weerbare

samenleving

De coronapandemie heeft ons veel geleerd. Misschien wel de belangrijkste les: zo’n hoge tol in mensenlevens en een nagenoeg complete verlamming van het openbare leven willen we niet nog eens meemaken. Want wat we ook weten: het is slechts een kwestie van tijd voor een volgende ziekte pandemisch toeslaat.

Nederlandse multinationals aan een eigen fabriek.

Het belang van beter ventileren en in ieder geval meer thuiswerken is bekend, maar welke technieken helpen om dergelijk gedrag te stimuleren? Virologen werken al aan een vaccin dat tegen alle coronavarianten helpt: bij een volgende pandemie zullen er dan veel sneller vaccins klaarstaan. Om de kans op zo’n nieuwe uitbraak te verkleinen, zullen we ook onze omgang met (pluim) vee moeten aanpassen: veel virusziekten vinden immers hun oorsprong in dieren.

Technieken voor een veerkrachtige samenleving: dat is het thema van het KIVI-jaarcongres van 25 november. Op de volgende pagina’s presenteren we vast een staalkaart van wat ingenieurs en onderzoekers allemaal kunnen betekenen in het voorkomen van een volgende verlammende pandemie.

▼

Om herhaling te voorkomen, moeten we onze samenleving weerbaarder maken. Welke rol kunnen ingenieurs en onderzoekers spelen in het scheppen van een maatschappelijk immuunsysteem tegen de gevolgen van pandemieën? Deze maand zetten we een aantal van de mogelijkheden op een rij.

Hoe vergroten we de kans dat we een volgende keer wél op tijd in de gaten hebben dat er een potentieel ontwrichtend virus of een andere infectieziekte op uitbreken staat? Bij KWR Water Research Institute ontwikkelen ze technieken om virusdeeltjes in rioolwater in de gaten te houden. Siemens-ingenieurs ontwierpen een centrale pandemiefaciliteit met een reusachtige intensive care-afdeling om overbelasting van het reguliere zorgsysteem te voorkomen. Om niet weer van buitenlandse mondkapjes afhankelijk te zijn, werken

KIVI Jaarcongres 2021: Naar een nieuwe werkelijkheid

NAAR EEN NIEUWE WERKELIJKHEID

Techniek voor een veerkrachtige samenleving

KIVI JAARCONGRES 2021 25 NOVEMBER

FOTO : SHUTTERSTOCK

De pandemie heeft laten zien dat onze maatschappij kwetsbaar is voor plotselinge, onverwachte gebeurtenissen. Er hoeft klaarblijkelijk maar dít te gebeuren en van alles loopt spaak. Van covid-19 zijn we nog lang niet af, maar toch kunnen we al lessen trekken. Dat doet het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs donderdag 25 november op het

Jaarcongres. Het thema is dit jaar ‘Naar een nieuwe werkelijkheid; techniek voor een veerkrachtige samenleving’. Want hoe maken we onze samenleving beter shockproof? Hoe zetten we technologie in voor een meer veerkrachtige samenleving? Daarover gaan de diverse lezingen op het Jaarcongres. Van gezondere gebouwen tot betere

logistieke ketens en van een nog meer digitale financiële wereld tot de toekomst van onze mobiliteit.

Donderdag 25 november, van 12.30 tot 17.00 uur.

KIVI, Prinsessegracht 23, Den Haag.

Het Jaarcongres is zowel fysiek (beperkt aantal tickets beschikbaar) als online bij te wonen, aanmelden via kivi.nl.

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

13

TIJDIG WAARSCHUWEN T E K S T: M A R L I E S T E R V O O R D E

Speuren naar virussporen Een van de troefkaarten van covid-19 was zijn vermogen om lang onder de radar te blijven. Als het meezit, gaat zijn opvolger dat niet meer lukken. Technici weten inmiddels waar ze moeten zoeken: in het riool.

In het lab van KWR wordt voor de PCRtest het virus-RNA omgezet in DNA, en een kettingreactie gestart waarbij dat DNA zichzelf steeds kopieert (links).

Na hoeveel keer kopiëren het signaal zichtbaar wordt, is een maat voor de beginconcentratie virus-RNA. foto ’ s : kwr 14

‘Varen in de mist’, noemde premier Mark Rutte in het begin de strijd tegen covid-19: je kunt wel sturen, maar zodra je gevaar ziet opdoemen, is het eigenlijk al te laat.

De ziekte heeft een incubatietijd van gemiddeld vijf tot zes dagen, daarna duurt het vaak nog een week voor eventuele klachten verergeren. Het effect van maatregelen was dus telkens pas na een kleine twee weken merkbaar in de ziekenhuiscijfers – en daar moesten we op navigeren, want iedereen voortdurend testen was geen haalbare kaart. Hoe zorgen we volgende keer voor voldoende zicht?

De oplossing ligt misschien wel in het riool. De concentratie virusdeeltjes in het rioolwater is te bepalen uit stukjes virus-RNA, op dezelfde manier als bij een PCRtest. ‘Niet iedereen gaat naar de teststraat, maar iedereen gaat wel naar het toilet’, vat microbioloog Gertjan Medema van het wateronderzoeksinstituut KWR het voordeel van rioolmetingen samen. Dagelijks nog wel, zodat er geen vertraging in de besmettingscijfers zit.

Tijdens de coronacrisis kwamen de rioolmetingen op gang en werd de betrouwbaarheid van de analyses bevestigd. Inmiddels zitten rioolwateranalyses in veel landen standaard in de gereedschapskist van virusbestrijders. ‘In perioden of regio’s waar mensen niet snel naar de teststraat gaan, is het rioolsignaal een nut-

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

tige alarmbel. En als er wel veel wordt getest, geldt de rioolmeting als extra check’, zegt Medema. ‘Dan kijken we of bovengrondse en ondergrondse metingen met elkaar in overeenstemming zijn.’ En als er een nieuw virus om de hoek komt kijken? ‘Dan kunnen we de boel ongeveer twee weken nadat dat virus in een lab is aangetoond weer draaiend hebben’, zegt Medema. Toen virologen de genetische code van SARS-CoV-2 voor het eerst hadden bepaald, konden de rioolonderzoekers het virus ook na zo’n twee weken meten. En nu ligt de hele infrastructuur zelfs al klaar. Er is bemonsteringsapparatuur bij waterzuiveringsinstallaties, het transport is goed geregeld, en de lab-logistiek is op orde.

Sinds kort broeden de rioolspecialisten op een manier om ál het RNA en DNA in het rioolwater in de gaten te houden, zodat het meteen duidelijk wordt als er iets nieuws rondwaart. Dan kun je ook bij slachthuizen en stallen zoeken naar aanwijzingen voor nieuwe zoonosen – ziekten die overdraagbaar zijn van dieren op mensen. Zo ver is het echter nog niet, zegt Medema.

‘Het onderzoek naar covid-19 in het riool zou je kunnen omschrijven als zoeken naar een bekende speld in een hooiberg. Bij dit nieuwe idee moeten we op zoek naar spelden waarvan we nog niet weten welke het zijn.’

En dat wordt nog best lastig.

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

Flexibel opschalen en afschalen De ernstige coronagevallen leggen een enorme druk op de ic’s in ziekenhuizen, wat ten koste gaat van andere zorg. Misschien kan een centrale ‘pandemiefaciliteit’ uitkomst bieden. helemaal ontworpen op een besmettelijke ziekte, met ruimten op onderdruk en speciale looplijnen, zodat mensen die nog besmettelijk zijn niet in aanraking kunnen komen met hen die herstellen’, vertelt Kees Smaling, algemeen directeur van Siemens Healthineers.

Het personeel moet van alle ziekenhuizen in ons land komen. In totaal zijn voor de faciliteit 2200 verpleegkundigen nodig. Dat lijkt veel, maar ‘als elk ziekenhuis 35 mensen levert, komen we er. Ziekenhuizen in ons land hebben tussen de vier- en tienduizend medewerkers, dus dat zou toch moeten lukken’, zegt Smaling.

Hoewel het grondig is uitgewerkt, is het plan van Siemens nog niet opgepikt door de ziekenhuizen of de landelijke overheid. ‘Erg jammer dat men onze ideeen blijkbaar niet ziet zitten. Wij hebben echt met de ingenieursbril naar dit probleem gekeken en naar oplossingen gezocht, maar ik merk dat men in de medische wereld eigenlijk blijft hangen in de constatering dat we een probleem hebben’, zegt Smaling.

t

De ziekenhuizen in Nederland scheerden in 2020 langs de rand van de afgrond. Op de intensive-careafdelingen (ic’s) dreigde ‘code zwart’, waarbij artsen moeten kiezen wie ze wel en wie niet behandelen. Om dit soort hachelijke situaties in de toekomst te voorkomen, opperde technologiebedrijf Siemens begin dit jaar een ambitieus plan. Samen met partners ontwierp het bedrijf het Delta Medical Center, een centraal gelegen medische faciliteit die speciaal is ingericht om de zwaardere coronagevallen op te vangen en te behandelen. Met als belangrijkste doel om de ic-afdelingen van de gewone ziekenhuizen te ontlasten, zodat daar de gewone zorg kan doorgaan. Onder meer in Spanje is vorig jaar al zoiets gebouwd.

Want als de eerste pandemie in honderd jaar ons íets heeft geleerd, is dat de reguliere zorg ernstig te lijden heeft gehad onder de vele gevallen van covid-19. Vooral in 2020 werden veel operaties en andere behandelingen afgezegd en uitgesteld. Tijdens de eerste grote golf, in het voorjaar van 2020, zijn er misschien wel vijftigduizend gezonde levensjaren verloren gegaan, schat het RIVM. Neem een hartpatiënt die wordt geopereerd. Die moet na de operatie vaak een of twee dagen op de ic verblijven. Is die afdeling echter vol met coronapatiënten dan wordt de operatie uitgesteld. En dat gaat niet één op één, nee, een coronapatiënt ligt veel langer op de ic dan een hartpatiënt. Grofweg hadden in een bed van één coronapatiënt zo’n vijftien hartpatiënten kunnen liggen, schatte De Gelderlander onlangs.

Wat Siemens voorstelt, is een volledig uitgeruste ‘pandemiefaciliteit’ in het midden van het land, bijvoorbeeld in Lelystad. Dit moet een centrale rol gaan spelen bij een toekomstige crisis. Niet alleen door veel van de ernstig zieke mensen op te nemen, maar ook ‘door op deze manier de afschaling van de reguliere zorg in andere ziekenhuizen (deels) te helpen voorkomen’, aldus een persbericht eerder dit jaar. Het centrum heeft zo’n 80.000 vierkante meter aan oppervlak, 1500 ic-bedden en daarnaast triage-units, diagnostische ruimten, verschillende operatiekamers, kantoren en een mortuarium. ‘Het is

Een volledig uitgeruste ‘pandemiefaciliteit’ moet een centrale rol gaan spelen bij een toekomstige crisis. illustratie : roosros

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

15

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

Ventileren is te leren Nu we weten dat veel besmettingen met covid-19 komen door druppeltjes die door de lucht reizen, wordt duidelijk welke maatregelen de kans op besmetting beperken.

Ventilatiesysteem voor grotere ruimten. foto : shutterstock 16

Anders dan we in het begin van de pandemie dachten, verlopen de meeste gevallen van besmetting niet via oppervlakken. Handen wassen moeten we vooral blijven doen, maar inmiddels is duidelijk dat aerosolen vaak een rol spelen als mensen elkaar besmetten met covid-19. Als in een kleine, slecht geventileerde ruimte iemand ziek is, kunnen uitgeademde, zwevende speekseldruppeltjes waar virus in zit, anderen bereiken en ziek maken.

Wanner veel mensen worden besmet in gebouwen, dan ligt daar dus ook een deel van de oplossing. De eerste manier om de kans op besmetting te verkleinen, zit in ons gedrag, meent Atze Boerstra van ingenieursbureau bba binnenmilieu, daarnaast hoogleraar building services innovation aan de TU Delft. ‘Ik was in Griekenland op vakantie en toen ik mijn appartement verliet, zette de schoonmaakster even alle ramen tegen elkaar open. Dan denk ik: “Die heeft het begrepen.” Ze deed het vanwege covid-19, maar ze zei dat doorluchten altijd al gezond was. Daar heeft ze helemaal gelijk in.’

Boerstra benadrukt dat vooral in ruimten die achtereenvolgens door verschillende groepen mensen worden gebruikt, doorluchten of flink mechanisch ventileren belangrijk is. ‘Dus vergaderruimten in kantoren, en klaslokalen waar steeds een uur lang een andere groep zit: even de boel doorspoelen voor de volgende groep komt.’

De overheid kan hierbij nog wel wat meer doen om mensen op te voeden, meent Boerstra. ‘Er is een goede website, ventilerenzogedaan.nl, en het ministerie van

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

VWS heeft een prima filmpje op Facebook verspreid.

Maar waarom niet ook een campagne op de nationale televisie? Dan creëer je pas echt breed bewustzijn voor dit probleem, zowel onder burgers als werkgevers.’

De tweede manier om de kans op besmetting te verminderen, zit in de gebouwen zelf en hun installaties.

Nu we weten dat aerosolen zo’n belangrijke rol spelen bij besmetting, wordt nog duidelijker hoe belangrijk goede ventilatie is. Omdat de ramen in de herfst en winter vaak niet opengaan, moeten publieke ruimten een goede basisventilatie hebben, zegt Boerstra. Die brengt voldoende verse lucht in een ruimte binnen en zuigt ‘gebruikte lucht’ af in, inclusief de potentieel ziekmakende aerosolen. ‘Ik ken kroegeigenaren die vorig jaar al flink hebben geïnvesteerd in goede mechanische ventilatie. Maar aan de andere kant hoor ik ook geluiden van scholen, verpleeghuizen en poppodia, die zeggen dat ze hun ventilatie niet gaan verbeteren zolang de overheid dat niet van ze eist. Dat is ook een dure ingreep, maar wat mij betreft mag de overheid wel wat strenger zijn. Voor het energieverbruik van gebouwen legt ze steeds strengere normen op, maar voor ventilatie niet. Terwijl het toch gaat om de volksgezondheid.’

Naast goede basisventilatie beveelt Boerstra bij kwetsbare ruimten aan om extra maatregelen te nemen om de lucht te reinigen. ‘In de gemeenschappelijke ruimte van een verpleegtehuis, waar een kwetsbare groep zit, kun je denken aan een extra apparaat dat lucht recirculeert nadat deze door een goed filter is gevoerd.’

ZELF MAKEN T E K S T: M A R L I E S T E R V O O R D E

Terugkeer van de maakindustrie Mondkapjes, handschoenen, beademingsapparatuur, vaccins, ga zo maar door. Wie alles zelf maakt, is niet afhankelijk van buitenlandse toeleveranciers. De vraag is echter wat er volgende keer nodig is. mingsmachines voor coronapatiënten te fabriceren, en heeft er inmiddels 750 verkocht. Het belangrijkste onder­ deel ervan, de blower, maakten ze eerder al voor buiten­ landse bedrijven.

Handig, maar is hier bij een volgende crisis weer be­ hoefte aan? Of zijn er dan juist medicijnen en afsluitende pakken nodig? ‘Het grootste probleem van covid­19 was dat alles wereldwijd stil kwam te liggen’, zegt Wychgel.

‘Dat ondervang je alleen als je álles zelf kan maken. Maar hoe ver wil je daarbij gaan? Dat is geen vraag voor de wetenschap, maar voor de politiek.’

t

De mondkapjes – waar bleven ze toch? De besmettings­ cijfers waren hoog, de verspreiding moest worden tegen­ gegaan, maar zelfs voor zorgverleners was er niet genoeg en geschikt beschermingsmateriaal. Logisch, want Nederland maakte de medische mondneusmaskers niet zelf, en was bepaald niet het enige land dat ze in grote hoeveelheden nodig had. Intussen dreigde (toen nog) president Donald Trump in de Verenigde Staten een oude oorlogswet in te zetten om beademingsapparatuur van Philips binnen de landsgrenzen te houden.

Dat het slim is bij een volgende pandemie de produc­ tie van de meest noodzakelijke spullen in Nederland (of Europa) te regelen, moge duidelijk zijn. Maar hoe pak­ ken we dat aan, en hoe weten we van te voren om welke artikelen het gaat?

‘Dat laatste is moeilijk te bepalen’, zegt Harald Wychgel, woordvoerder van het RIVM. ‘We weten helaas niet welke eigenschappen een eventuele volgende pandemie heeft.’ Alleen aan beschermingsmateriaal zoals mond­ kapjes zal bij elke ernstige besmettelijke ziekte behoefte zijn.

Gelukkig is juist daaraan afgelopen jaar druk gewerkt.

Het eerste Nederlandse bedrijf dat filters voor medische mondmaskers produceert, Dutch PPE Solutions, opende in mei 2021 zijn deuren in Geleen. Eigenaren van het bedrijf zijn de multinationals DSM en VDL. Het mate­ riaal waar het om draait is meltblown polypropyleen. Het bestaat uit kriskras door elkaar liggende, aan elkaar ge­ smolten draadjes met een dikte van dertig tot honderd nanometer, waarin deeltjes uit de lucht verstrikt raken.

De fabriek kan jaarlijks materiaal voor ruim tien miljoen kapjes produceren, en mikt er op dat uit te breiden.

Ook het gebrek aan beademingsapparatuur in de eer­ ste fase van de crisis leidde tot inventieve oplossingen.

Zo bouwden onderzoekers van de Universiteit Twente duikmaskers van sportwinkel Decathlon om tot beade­ mingsmaskers, die bijvoorbeeld in Frankrijk en Italië zijn gebruikt. Ook bedachten ze een koppelstuk waar­ mee twee mensen op één beademingsmachine konden worden aangesloten – al bleek dat in de praktijk gelukkig niet nodig.

Het technologiebedrijf Demcon in Enschede slaagde er in binnen een maand vijfhonderd eenvoudige beade­

Het Technisch Medisch Centrum van de Universiteit Twente maakte beademingsapparatuur van duikmaskers. foto : universiteit twente

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

17

18

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

PREVENTIEF PRIKKEN T E K S T: A S T R I D V A N D E G R A A F

Supervaccin op de plank Niet eerder zijn er zo snel en zulke effectieve vaccins ontwikkeld. Tijd om door te pakken en een vaccin te ontwikkelen dat niet alleen tegen covid-19 maar tegen alle coronavirussoorten beschermt. Eigenlijk een

no-brainer, volgens virologen.

foto : shutterstock

die – indien nodig – een nog hogere bescherming haalt.’

Dit geldt dan niet alleen voor corona maar voor alle andere virusfamilies die pandemisch kunnen worden in de mens. ‘Er wordt al onderzocht of mRNA-technologie toepasbaar is voor een universeel griepvaccin dat werkt tegen bijna alle varianten in de influenzavirusfamilie’, zegt Fouchier. Dit onderzoek gebeurt voornamelijk in de Verenigde Staten.

Ook de mRNA- en vector-vaccins zijn allemaal ontwikkeld in de VS of met Amerikaans geld. ‘Vorige maand kondigde Amerika nog aan 34 miljard dollar te steken in universele vaccins. Ze weten gewoon dat die technologie geld gaat opleveren en goed is voor de economie. Europa en Nederland zijn daarin een beetje kortzichtig. Niet dat we in Nederland of in Europa de wetenschappelijke kennis daarvoor missen, maar de overheden leggen gewoon het geld er niet voor neer. Het risico is wel dat alle kennis en kunde straks in Amerika zit. Met kortdurende onderzoeksprogrammaatjes maak je wel stapjes, maar dat zet geen zoden aan de dijk. Om pandemieën te bestrijden is dezelfde langetermijnvisie nodig als destijds bij het Deltaplan. En dan zal blijken dat prepandemische vaccins heel kosteneffectief zijn.’

t

Het is goed om te beseffen dat de coronavaccins er niet van de een op de andere dag waren, zegt Ron Fouchier, hoogleraar moleculaire viroloog aan het Erasmus MC. ‘Het is het resultaat van vele onderzoeken die zijn uitgevoerd na eerdere pandemische dreigingen.’ Denk aan de uitbraak van luchtwegvirussen als SARS, MERS, de Mexicaanse griep en de H5- en H7-vogelgriep, maar ook ziekten als ebola en zika.

De afgelopen dertig jaar is, zij het mondjesmaat, geinvesteerd in het ontwikkelen van zogenoemde platformtechnologie, zoals mRNA-technologie waarop de mRNA-vaccins van Pfizer en Moderna zijn gebaseerd of vectortechnologie met een stukje van het verkoudheidsvirus dat Janssen en AstraZeneca gebruiken. ‘Die investeringen hebben zich goed uitbetaald. Nu, bijna twee jaar nadat het nieuwe coronavirus de kop opstak, hebben we niet alleen vaccins ontwikkeld maar bovendien iedereen die dat wil kunnen inenten.’

Dit is al bijzonder snel, maar het kan nog veel sneller stelt Fouchier, als we nu investeren in de doorontwikkeling van diverse platformtechnologieën die generiek inzetbaar zijn voor de vaccinproductie tegen verschillende ziekteverwekkers. ‘Hoe mooi zou het zijn als we straks als het weer mis gaat, een universeel coronavaccin op de plank hebben liggen. Een breedwerkend coronavaccin waarvoor de eerste klinische studies al zijn gedaan en waarvan je met een druk op de knop de productie meteen kunt opschalen. Nu hebben we daar een jaar op zitten wachten.’

Bij een pandemische dreiging kan dan in een vroeg stadium worden gestart met een universeel vaccin, dat 70 of 80 procent bescherming biedt tegen ernstige ziekte en sterfte. ‘Dan ben je al spekkoper. Hierdoor kun je de impact van een pandemie enorm reduceren. Waarschijnlijk scheelt het honderden miljarden euro’s, en dat voor slechts een investering van een paar miljard, dat is echt peanuts vergeleken bij niets doen. Een no-brainer’, vinden Fouchier en ook andere virologen.

Bovendien hoeft de overheid dan veel minder drastisch in te grijpen met allerlei maatregelen zoals het sluiten van scholen en horeca, kapjes dragen, een avondklok.

‘Daarna kun je op je gemak een aangepast vaccin ontwikkelen tegen de heersende pandemische virusvariant,

Met een breedwerkend coronavaccin is een dreigende pandemie de kop in te drukken. foto : niaid / cc by 2.0

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

19

HET NIEUWE WERKEN T E K S T: P A N C R A S D I J K

Thuiswerken als het kan Kom niet naar kantoor!: dat was het devies tijdens de eerste, tweede, derde en nu vierde golf. Inmiddels is hybride werken bijna normaal. Het kantoor verandert in een ontmoetingsplaats met functionele ruimten, sommige met huiselijke trekjes.

De nieuwe kantoorcampus van Antea Group in Heerenveen is ingericht op het bevorderen van creatieve ontmoetingen. foto : antea group

20

Ons ideale woonhuis hoeft niet groter, maar een kamer extra is wel erg welkom, en graag met een tuin erbij.

Verrassend waren deze uitkomsten van recent afstudeeronderzoek aan de TU Delft niet. Veel mensen hebben ervaren dat thuiswerken soms lastig is, zeker in huishoudens met kinderen. Wat we minder belangrijk vinden?

Dichtbij het werk wonen, bleek uit het onderzoek, uitgevoerd in samenwerking met bouwbedrijf Dura Vermeer.

De opvallend snelle terugkeer van de forensenfiles doet anders vermoeden, maar kennelijk willen de meeste werknemers maar al te graag deels blijven thuiswerken.

Met een volledig vernieuwde kantoorcampus speelt het ingenieurs- en adviesbureau Antea Group in op die nieuwe realiteit. De opknapbeurt van de kantoorgebouwen en het omliggende terrein in Heerenveen was al in gang gezet toen de pandemie losbarstte. De bedoeling

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

was om er een moderne, eigentijdje werkomgeving van te maken, maar toen de realiteit ineens veranderde, hebben we ons ontwerp op sommige punten nog aangepast, zegt hr-directeur Doreth Lau. ‘We wilden een “thuis van trotse ingenieurs” creëren en hebben ons dus afgevraagd wat ingenieurs nodig hebben om hun werk zo goed mogelijk te doen.’ Ook in het nieuwe, hybride normaal.

Een vast bureau op kantoor hoort daar niet langer bij.

Het aantal werkplekken voor de ongeveer 450 ingenieurs op de nieuwe campus is daarom fors teruggeschroefd.

‘Onze medewerkers werken maximaal 60 procent thuis en 40 procent op kantoor’, zegt Lau. ‘Meer dan een traditionele werkplek heeft het kantoor voortaan de functie van ontmoetingsplek.’

Maar dat betekent niet dat de campus één grote koffiecorner is geworden. Behalve tal van vergaderruimten is er nu ook een tribune, ideaal om samen naar presentaties te kijken. ‘Per Teams of Zoom kan ook veel, maar samen even naar een ontwerp kijken, lukt toch het best op kantoor. Die dynamiek vind je niet achter een beeldscherm.’

Anders dan voorheen zijn de kantoorruimten nu ingericht op de activiteit die er wordt verricht, niet op de persoon die de activiteit uitvoert. Werknemers zoeken steeds een plek die aansluit op het werk dat ze uitvoeren.

Er zijn creatieve ruimten, hypermoderne vergaderzalen en stilte- en ontspanningsruimten. De verschillende afdelingen en disciplines hebben weliswaar een eigen hoek, maar iedereen mag gaan zitten waar die wil. ‘Vanuit huis hebben werknemers toch minder interactie met collega’s.

Met de inrichting van deze kantoorcampus verwachten we juist die onderlinge contacten te stimuleren’, zegt Lau. De benedenverdieping draait grotendeels om innovatie. Samenwerking met kennisinstituten, startups en opdrachtgevers zal vooral daar plaatsvinden. Ook robothond Spot heeft zijn intrek genomen in het Innovatiecentrum. Een kantoorhond bevordert het thuisgevoel, ook al zal Spot – net als z’n menselijke collega’s – vaker niet dan wel op kantoor aanwezig zijn. ‘Hij werkt vaak buiten de deur’, legt Lau uit, ‘om inspecties uit te voeren op locaties die voor mensen lastig toegankelijk zijn.’

Omdat thuiswerken voor minimaal een paar dagen in de week een blijvertje zal zijn heeft Antea Group ook daar in geïnvesteerd, met een bureaustoel en toetsenborden voor alle thuiswerkplekken.

BUITEN DE DEUR HOUDEN T E K S T: M A R L I E S T E R V O O R D E

Vrije-uitloopkippen lopen kans virussen op te pikken ‘uit het wild’. foto : depositphotos

Leg de veeteelt aan banden Houd het vee in de gaten, vermijd natte markten en gun iedereen een coronavaccin. Want nog beter dan er mee leren omgaan, is het buiten de deur houden van nieuwe virussen.

Verminder het aantal veebedrijven en maak ze kleiner.

Vaccineer het vee tegen dierenziekten zoals de varkenspest. Houd geen pluimvee in een gebied vol watervogels.

Het is een greep uit de aanbevelingen uit het rapport Zoönosen in het vizier, dat een team experts deze zomer voor de overheid publiceerde. Op verzoek, want nieuwe ziekten buiten de deur houden is het beste wapen tegen een volgende pandemie, en de grootste dreiging komt hierbij van de zoönosen: ziekten die overspringen van dier naar mens.

In landen als China is de kans op het ontstaan van een zoönose het grootst op de ‘natte’ markten, waar vaak nog levende vogels, slangen, vis en vleermuizen ter plekke worden geslacht of verhandeld.

In Nederland schuilt het gevaar in het hoge aantal grote veebedrijven en de dichtbevolktheid van het land. ‘En soms ook in de manier waarop we met de bioveiligheid omgaan’, zegt milieu-epidemioloog Lidwien Smit van het Institute for Risk Assesment Sciences van de Universiteit Utrecht. Zo worden kalveren vaak door heel Europa getransporteerd, en vervolgens bij elkaar gezet. ‘Die jonge dieren hebben nog geen weerstand opgebouwd’, zegt Smit. ‘Dan heeft overdracht van ziekten vrij spel.’ En zieke dieren wil je voorkomen. Zolang er geen virus rondwaart, kan het immers ook niet overspringen. Niet elke

voorgestelde maatregel uit het rapport van de experts is haalbaar. Er speelt meer dan volksgezondheid. ‘Daarom is ook een goede surveillance belangrijk’, zegt Smit.

‘Dat zag je bij de besmette nertsen in het begin van de coronacrisis.’ Het was snel duidelijk om welke bedrijven het ging, zodat er doeltreffend kon worden ingegrepen.

De microbiologische technieken om veeziekten op te sporen zijn steeds geavanceerder. Zo gebruikt men nu vaak DNA-analyses – aan proefmonsters uit de lucht, de mest of de dieren zelf. Het DNA wordt dan uitgelezen en vergeleken met een soort DNA-catalogus van bacteriën, schimmels en (met een omweg via RNA) ook virussen.

Ook nieuwe ziekten kun je zo opsporen, zegt Smit.

‘Vergelijk je het DNA-onderzoek met het maken van een puzzel, dan is het zoeken van een bekende bacterie of virus er een met een voorbeeldplaatje op de deksel van de doos. Bij het zoeken naar een onbekende ziekteverwekker weet je pas achteraf hoe de puzzel er uit ziet.’

Voorlopig zit het grootste gevaar overigens niet in een nieuwe ziekte, maar in een nieuwe variant van covid-19.

Zulke varianten ontstaan waar het virus welig kan tieren. Het coronavaccinatieprogramma uitrollen over de hele wereld zou daarom wel eens de beste maatregel kunnen zijn om mee te beginnen.

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

21

LEZERS

REA GEREN

stroom aan het net leveren als het net dat kan gebruiken. Dus een plaatselijk pomphouder of een boer met een windmolen zou hier ook op kunnen inspelen. Als blijkt dat daar een verdienmodel in zit, kan het werken met kleine plaatselijke ondernemers nog wel eens veel sneller gaan, dan die paar megaprojecten.

Patrick van Zijl, Wilnis

Kernenergie voor waterstof

Lokaal waterstof In De Ingenieur van september 2021 las ik wat er allemaal in het noorden gebeurt op het gebied van waterstof en welke bedragen daarin omgaan. Daarnaast hoor ik regelmatig dat zonnedaken worden ‘uitgezet’ als de zon doorbreekt. Het elektriciteitsnet kan de piek niet verwerken omdat er lokaal te weinig stroom wordt gebruikt. Is het dan geen oplossing om meerdere kleine waterstofstations te maken die bij hoge capaciteit aan zon- en windenergie de pieken lokaal meteen afvangen? Die waterstof kun je lokaal gebruiken voor auto’s, huizen of in een brandstofcel om later een dal in het elektriciteitsnet mee aan te vullen.

Zo kunnen we ongelimiteerd zonnepanelen op daken blijven bijleggen. Bovendien wordt de verkrijgbaarheid van waterstof beter, waardoor rijden op waterstof interessant wordt. Woningen verwarmen en energie opslaan met waterstof wordt dan ook mogelijk. Dit gaat uiteraard gepaard met omvormverliezen, maar zonnedaken afschakelen is ook verlies.

Misschien is het makkelijker om meerdere kleine stapjes te nemen dan die hele grote stappen die meteen honderden miljoenen euro’s kosten en lange vergunningstrajecten kennen. Kleine stations kosten minder en zijn makkelijker te realiseren. Energiemaatschappijen of particuliere partijen kunnen het lokaal en per station oppakken. Ik weet dat kwekers met grote gasturbines ook

In het omslagartikel van het septembernummer, over de waterstoftransitie in Nederland en Duitsland, wordt ervan uitgegaan dat de waterstof vooral moet worden geproduceerd met electrolysers die hun elektriciteit betrekken van windparken op de Noordzee. Nergens wordt de vraag gesteld of hiervoor voldoende ruimte bestaat.

Alleen al voor de plannen van Tata Steel om te vergroenen met waterstof is een windmolenpark nodig dat een derde van het beschikbare Noordzee-oppervlak beslaat.

En dat voor 4 procent van het totale energieverbruik van Nederland.

Ook bij de plannen van eurocommissaris Frans Timmermans om waterstof voor de Europese Unie te produceren met zonneparken in de Sahara, vallen vraagtekens te plaatsen. Landen daar blinken niet uit door stabiliteit en onduidelijk is wat de gevolgen zijn van de schurende werking van zandstormen voor de zonnepanelen.

Het lijkt daarom onafwendbaar dat naast windmolens en zonneparken ook kernenergie wordt ingezet om de electrolysers te voeden. Het zou verstandig zijn wanneer onze regering hiervoor zo snel mogelijk Europese subsidies aanvraagt.

Arnold Uijlenhoet, Teteringen

Waterwoningen Vorig maand stond in De Ingenieur een groot verhaal over waar en hoe we binnen tien jaar een miljoen woningen moeten bouwen.

Het antwoord dat ik niet las is: op het water.

Het land zakt, het water stijgt. Dat weten we allemaal, maar er wordt niets mee gedaan als het om de huisvesting gaat. We hebben water genoeg in Nederland, zeker in het

westen waar de huisvestingsproblemen het grootst zijn.

Wethouders en gedeputeerden doen nu vaak panisch als het om een ligplaats gaat.

Daardoor zijn er nauwelijks nog ligplaatsen te vinden. Het is bovendien nagenoeg onmogelijk een hypotheek te krijgen voor een drijvende woning. Dat zou ook anders moeten.

In omgevingsontwerpen die de provincie Zuid-Holland heeft ontwikkeld, komt wonen op het water niet voor. Zowel drijvende woningen als varende woningen schitteren door afwezigheid. Maar ik denk dat de woningbouwopgave er een stuk rooskleuriger uitziet als we wonen op het water gaan beschouwen als een volwaardige woonvorm.

Simon de Waard, Zoetermeer

Synthetische kerosine In het oktobernummer van De Ingenieur schrijft Cees Blokhuizen in de rubriek Inbox dat het maken van synthetische kerosine erg veel installaties en geld kost, en dat is ook zo. Maar vliegdekschepen, onderzeeboten, bommenwerpers en tanks zijn ook erg duur, maar ja, die hebben we nodig, want de vijand heeft ze ook. En het is leuk werk.

Paleizen, superjachten en sportwagens zijn ook heel duur en niet te vergeten ruimtereizen, maar ja, de buurman heeft ze ook.

Het is ook leuk werk. Synthetische kerosine wordt gemaakt om overstromingen en dus het sterven van miljoenen mensen te voorkomen. Deze mensen kennen we niet en het is geen leuk werk.

Het is jammer dat men vol inzet op elektrische auto’s, terwijl deze zo’n groot beslag leggen op zeldzame metalen die wij in Europa niet hebben. We weten ook niet of ze rijden op groene stroom en ze zijn moeilijk te recyclen. Volgens mij hebben e-fuels deze nadelen niet en kunnen de producten per schip, en niet via dure kabels, over de hele wereld worden vervoerd. Ze zijn ook zuiverder waardoor ze minder uitstoten. Er zijn toch veel mensen bezig dit proces te verbeteren. Dat geeft hoop.

Gerard Roddeman, Veghel

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.

22

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

foto : gemini

Podium

Peter-Paul Verbeek is universiteitshoogleraar Filosofie van Mens en Techniek en wetenschappelijk co-directeur van het DesignLab van de Universiteit Twente.

Het klimaat als ingenieurswerk Bovendien doen we met onze levensstijl in feite al aan De gevolgen van de opwarming van de aarde worden steeds duidelijker zichtbaar. Rivieren stromen over en geo-engineering: we stoken fossiele brandstoffen op, en temperatuurrecords worden in hoog tempo verbroken. gaan daar willens en wetens mee door, ook nu duideVoor een derde van de wereldbevolking zal het op aar- lijk is welke grote effecten dit heeft op het klimaat. Als de over vijftig jaar onleefbaar heet zijn. Intussen slaagt we echt vanuit het voorzorgsbeginsel zouden handelen, geen enkele regering er nog in om het tij daadwerkelijk zouden we ook onmiddellijk moeten stoppen met het (en letterlijk) te keren. Dit roept voor ingenieurs een be- gebruik van fossiele brandstoffen.

De meest vruchtbare ethische route lijkt dan ook die langrijke en moeilijke vraag op. Als de politiek er niet van risicobeheersing. Omin slaagt een klimaatcrisis te voorkodat niets doen geen optie is, men door onze levensstijl en economie Geo-engineering: zullen we een verantwoord te veranderen, moet de techniek het dan risico moeten nemen, met maar doen? Wordt het geen tijd voor omdat niets doen het voorzorgsbeginsel als geo-engineering? geen optie is, moeten buitengrens en niet als Er zijn verschillende manieren om we verantwoord startpunt. En dat leidt ons technologisch in te grijpen in het klitot de kern. Hoe komen we maat. Ten eerste zijn er technologieën risico nemen op mondiale schaal tot een om CO2 uit de atmosfeer te halen. Zulbreed gedragen kader om ke ‘negatieve-emissietechnologie’ vangt broeikasgassen af en zet deze om in andere stoffen. Bij- verantwoord met de risico’s van geo-engineering om te voorbeeld door algen in oceanen uit te zetten die de CO2 gaan: een intercultureel ethisch kader dat recht doet aan uit de lucht omzetten in kalk. Of door het aanplanten cultuurverschillen en tegelijk deze culturen met elkaar van bossen. Ten tweede zijn er technologieën om ‘de verbindt?

Vanuit het Westerse denken is de kernvraag hoe wij zon te dimmen’. Er kunnen bijvoorbeeld deeltjes in de atmosfeer worden gebracht die het zonlicht weerkaatsen, verantwoord kunnen ingrijpen in de natuur en daarbij de individuele vrijheid overeind kunnen houden. Maar vanwaardoor de aarde minder snel opwarmt.

Hoe verantwoord is het om dit soort technologieën te uit een Afrikaans perspectief van de Ubuntu-filosofie is gebruiken? In de ethiek komt hier al snel het voorzorgs- de kernvraag hoe we ook onze voorouders en de toekombeginsel naar voren: doe geen dingen waarvan onzeker stige generaties recht kunnen doen in onze beslissingen. is of ze grote en onomkeerbare schade kunnen veroor- En vanuit indigenous perspectieven uit Zuid-Amerika zaken. Zolang we niet precies weten wat de impact zal moeten we ook recht doen aan de natuur, en niet alleen zijn van het dimmen van de zon en het afvangen van aan de mens. Deze perspectieven blijken niet zozeer met CO2, en ook niet hoe goed we het kunnen reguleren of elkaar te botsen, maar laten zich juist prima aan elkaar ongedaan kunnen maken, moeten we het niet doen. Hier verbinden. En precies dat is wat nodig is om het ingetegenover staat de overtuiging dat we het ons überhaupt nieurswerk aan het klimaat een verantwoorde richting niet meer kunnen veroorloven om niets te doen. Ook te geven. Niets doen is geen optie meer. En wat we dan niet-handelen is inmiddels een vorm van handelen: het wel doen, moet recht doen aan de ethische kaders van de gehele wereld. water staat ons aan de lippen.

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

23

NANOELEKTRONICA T E K S T: B E N N I E M O L S

De eerste stappen naar intelligente nanomaterialen die leren reageren op hun omgeving

Slimme materialen Zachte robots, kunstmatige huid, slimme kleding: zomaar wat toepassingen van intelligente materie.

In Twente werken ingenieurs aan lerende materialen voor hersenimplantaten en snelle, energiezuinige AI-toepassingen. ‘Wij maken geen ingewikkeld netwerk van transistoren zoals in de traditionele elektronica, maar stoppen veel functionaliteiten in één en hetzelfde stukje materiaal.’

Adaptief materiaal met gouden nanodeeltjes dat diverse logische poorten kan vormen.

ILLUSTRATIE : WILFRED

Stel, je wilt precies weten hoe een inktdruppel zich verspreidt wanneer die in een glazen kom met water valt. Je kent de natuurkundige wetten van de vloeistofdynamica en hoe een computer die uiterst precies kan uitrekenen.

Je programmeert de computer en laat hem rekenen. Afhankelijk van de rekenkracht van de computer zal het uren of dagen kosten om het ingewikkelde vloeistofpatroon van de inkt in detail te berekenen.

Wanneer je nu daadwerkelijk een inktdruppel in een kom met water laat vallen, duurt het slechts enkele

VAN DER WIEL / UTWENTE

24

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

seconden voordat het vloeistofpatroon in detail zichtbaar is. Neem het beeld op met een hogesnelheidscamera en je bent veel sneller klaar dan de computer. Het fysieke proces zelf is te beschouwen als een vorm van een berekening, alleen geen symbolische berekening, zoals de computer doet. Al in 1967 formuleerde de beroemde natuurkundige en Nobelprijswinnaar Richard Feynman dit idee als volgt: ‘Waarom zou het een oneindige hoeveelheid logica moeten kosten om uit te vinden wat een klein stukje ruimte-tijd gaat doen?’

Terug naar analoog ‘Laat materie zelf rekenen en je kunt veel tijd en energie besparen’, zo vat hoogleraar nanoelektronica Wilfred van der Wiel in een notendop de filosofie samen achter het maken van intelligente materialen. Want dat is het doel van zijn onderzoeksgroep in het BRAINS Center for Brain-Inspired Nano Systems aan de Universiteit Twente. Intelligente materialen voeren berekeningen op een analoge manier in het materiaal zelf uit, in plaats van op een digitale manier in complexe elektronische schakelingen op een computerchip.

Het BRAINS Center neemt deel aan een onderzoeksprogramma van de Westfälische Wilhelms-Universität in Münster dat voor een periode van vier jaar tien miljoen euro van de Deutsche Forschungsgemeinschaft heeft gekregen voor de ontwikkeling van intelligente materialen.

Van der Wiel heeft er speciaal een deeltijd-hoogleraarsaanstelling voor gekregen aan de Duitse universiteit.

Van der Wiel leidt me rond in het lab waarin zijn postdocs, promovendi en masterstudenten experimenten met nanomaterialen uitvoeren. Preparaten die in het naastgelegen MESA+ NanoLab worden gemaakt, worden hier tot het uiterste getest bij temperaturen tussen kamertemperatuur en 77 kelvin, een krappe 200 graden Celsius onder het vriespunt. Hoeveel van de gemaakte

Artist impression van een adaptief materiaal dat handgeschreven cijfers herkent.

Illustratie. illustratie : wilfred van der wiel / utwente

Vier functies In de definitie van Van der Wiel en zijn collega’s is een materiaal intelligent wanneer het een sensorfunctie heeft, een actuatorfunctie, wanneer het een intern netwerk heeft dat voor terugkoppeling van signalen kan zorgen, en tenslotte wanneer het een geheugenfunctie heeft waardoor het kan leren van wat er in het verleden is gebeurd (zie kader: In vier stappen naar intelligente materialen). Eind juni van dit jaar publiceerden ze in het wetenschappelijke tijdschrift Nature hun visie op het maken van deze intelligente materialen en de mogelijke toepassingen waartoe dat kan leiden: ‘The rise of intelligent matter’.

Intelligente materialen die aan deze definitie voldoen, zijn nog nooit in een lab gemaakt. Toch hebben Van der Wiel en zijn collega’s al belangrijke stappen gezet. Eigenlijk ontbreekt alleen de geheugenfunctie nog. In 2020 publiceerden ze, eveneens in Nature, over een nieuw adaptief materiaal dat handgeschreven cijfers met 96 procent nauwkeurigheid kan herkennen. Dat is maar drie procentpunt minder dan de beste softwaresystemen van dit moment. Maar in het Twentse stukje adaptieve materie is het het materiaal zelf dat leert, niet software.

Van machine learning naar material learning, zo luidt Van der Wiels slogan.

Energiezuinig rekenen Het Twentse stukje adaptieve materiaal bestaat uit een siliciumsubstraat van enkele honderden nanometers in diameter waarin de onderzoekers een

t

preparaten werken goed? Hoe gevoelig zijn ze voor ruis?

Hoe reageren ze op licht? Met welke trucs kunnen ze een korte- of langetermijngeheugen krijgen?

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

25

NANOELEKTRONICA

In vier stappen naar intelligente materialen Wetenschappers onderscheiden vier stappen op weg naar intelligente materialen.

In de eerste stap gaat het om materialen die statisch zijn en niet van eigenschappen veranderen, zoals een steen. Dit worden structurele materialen genoemd.

De tweede stap bestaat uit responsieve materialen.

Responsieve materialen reageren op een externe prikkel, bijvoorbeeld licht, warmte of elektriciteit. In reactie op zo’n prikkel kunnen ze bijvoorbeeld van vorm veranderen, licht gaan uitzenden of een elektrisch stroompje laten lopen.

Responsieve materialen zijn daarom voorzien van sensoren waarmee ze de externe prikkel kunnen waarnemen en actuatoren om te reageren op die prikkel. Een responsief materiaal reageert op een bepaalde prikkel altijd precies op dezelfde manier.

De derde stap op weg naar intelligente materialen zijn de adaptieve materialen. Deze hebben naast sensoren en actuatoren ook nog een netwerk voor een feedback-reactie. De feedback die in het interne net-

werk ontstaat, zorgt ervoor dat een bepaalde externe prikkel niet altijd tot dezelfde respons leidt, zoals wel het geval is bij een responsief materiaal.

De Twentse onderzoeksgroep van Wilfred van der Wiel heeft verschillende van dit soort adaptieve materialen gemaakt, waaronder een stukje materiaal dat handgeschreven cijfers herkent.

De laatste stap is het toevoegen van een langetermijngeheugen aan adaptieve materialen. Daardoor ontstaat een intelligent materiaal dat kan leren van wat er in het verleden is gebeurd. Dit soort materialen is nog nooit in een lab gemaakt en dus een grote uitdaging voor onderzoekers. De intelligentie van die materialen ligt op een heel basaal niveau: het vermogen tot waarnemen, handelen en leren is zeer beperkt.

Een intelligent materiaal is nog lang niet intelligent in psychologische zin. Daarvoor ontbreekt het naast waarnemen, handelen en leren op een complexer niveau, ook nog aan hogere cognitieve vaardigheden als redeneren, bewustzijn en taalvaardigheid.

Wilfred van der Wiel in zijn onderzoekslab in de Universiteit Twente.

FOTO : UTWENTE

26

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

vrij dunbevolkte verzameling boriumatomen hebben geïmplanteerd. Van der Wiel: ‘Elektronen kunnen zich niet makkelijk door het hele substraat heen bewegen, maar ze kunnen wel van het ene naar het andere boriumatoom springen. We hebben laten zien dat we dit adaptieve stukje materiaal kunnen leren om classificatietaken uit te voeren in de vorm van het herkennen van handgeschreven cijfers.’

Nu is dat een taak die huidige AI-technieken prima aan kunnen, maar het trainen en toepassen van grote AI-modellen begint qua energiegebruik tegen grenzen aan te lopen. Alleen al het trainen van tekstgenerator GPT-3, die in 2020 de wereld verbaasde met het schrijven van teksten in menselijke stijl, kostte het jaarverbruik van driehonderd Nederlandse huishoudens. Ofwel een gigawattuur aan elektriciteit, en een bedrag van 4,6 miljoen dollar (ongeveer vier miljoen euro) op de elektriciteitsrekening van GPT-3-ontwikkelaar OpenAI. Om AI-toepassingen veel energiezuiniger te maken, kunnen lerende materialen voor sommige toepassingen een oplossing zijn. Van der Wiel: ‘Wij maken geen ingewikkeld netwerk van transistoren zoals in de traditionele elektronica, maar stoppen veel functionaliteiten in één en hetzelfde stukje materiaal. De kracht van de digitale computer is meteen ook zijn zwakte. Door alleen te rekenen met enen en nullen, is het rekenen robuust en schaalt het goed naar steeds meer transistoren, maar je gooit ook veel potentiële rekenkracht weg die wel in het materiaal zit en die wij willen benutten.’

Precies op het terrein van materialen die snel en energiezuinig patronen kunnen herkennen, werkt een postdoc in de groep van Van der Wiel samen met Toyota Motor Europe in het Belgische Zaventem. Van der Wiel: ‘Samen onderzoeken zij of ze onderdelen van het waarnemingssysteem van een zelfrijdende auto kunnen vervangen door onze systemen. Door bepaalde beelden sneller en zuiniger te herkennen, bespaart de auto op het batterijgebruik en treedt er minder vertraging op in de beeldinterpretatie door de auto.’

Juist omdat steeds meer AI-toepassingen op kleine, mobiele apparaten draaien, iets wat edge computing heet, wordt intelligentie per energie-eenheid (intelligentie per wattuur) een steeds belangrijkere grootheid. Je wilt een toepassing die met zo min mogelijk energie zo intelligent mogelijk is, in plaats van een zo intelligent mogelijke toepassing, hoeveel energie deze ook kost.

Octopustentakels Een prachtig voorbeeld van een intelligent materiaal dat in de natuur voorkomt, is een tentakel van een octopus.

Octopustentakels hebben sensoren, actuatoren, een netwerk (in de vorm van het zenuwstelsel) en een geheugen waarmee ze autonoom kunnen reageren op de omgeving, grotendeels buiten het centrale brein om. De tentakels van een octopus dienen als inspiratiebron voor de ontwikkeling van zachte robots, bijvoorbeeld in de vorm van robothanden die hun vorm, grip en gevoel kunnen aanpassen aan de voorwerpen die ze beetpakken. Dat zou robots veel veiliger maken in de omgang met mensen of wanneer ze delicate voor werpen moeten oppakken. Een andere mogelijke toepassing van in-

Door te spelen met dit potentiaallandschap hebben onderzoekers controle over het adaptieve materiaal. illustratie : wilfred van der wiel / utwente

“

mijn collega’s in Münster de komende jaren telligente materie is een stuk kunstmatige huid Het toegaan proberen. Aan de preparaten die wij die niet alleen zichzelf kan repareren bij een maken, voegen zij complexe chemie toe die beschadiging, maar zich ook kan aanpassen voegen van aan de temperatuur en de vochtigheidsgraad. geheugen aan een geheugenfunctie aan onze materialen moet geven. Je kunt denken aan het toevoeEn wat met kunstmatige huid kan, zou natuurlijk ook kunnen met kleding: je draagt een adaptief gen van kleine stukjes materiaal die van fase kunnen veranderen onder invloed van licht gewoon het hele jaar door één jas, gemaakt materiaal is of elektrische stroom. Dat soort materialen van een intelligent materiaal dat zichzelf aaneen volgende zit bijvoorbeeld in dvd’s: onder invloed van past aan het jaargetijde en het weer: warm in grote stap licht schakelen ze tussen kristallijn en amorf.’ de winter, koel in de zomer.

Voor grootschalige praktische toepassingen Zachte robots, kunstmatige huid en slimme van intelligente materialen moeten ze natuurkleding zijn mogelijke toepassingen waaraan lijk ook bij kamertemperatuur werken, niet Van der Wiel niet zelf werkt. Maar voor een andere kansrijke toepassing heeft hij dit jaar een post- alleen ver onder het vriespunt. Van der Wiel denkt dat doc-onderzoeker aangenomen. Die gaat kijken hoe dat mogelijk is. En tenslotte zou de productie van deze intelligente materie kan samenwerken met biologische intelligente materialen ook moeten worden opgeschaald materie. Van der Wiel: ‘Stel, een gedeelte van de her- naar grote hoeveelheden en naar het aan elkaar koppelen senen is beschadigd geraakt. Dan kun je je voorstellen van kleine rekenelementjes. Een grote speler uit de chipdat we daar een stukje intelligent materiaal implanteren industrie heeft inmiddels belangstelling getoond voor de dat ter plekke leert om een bepaalde functie over te massaproductie van intelligente materialen.

Van der Wiel heeft al een ruwe schatting gemaakt nemen, bijvoorbeeld het herkennen van patronen in visuele waarnemingen. Dat is een stuk geavanceerder dan van hoe snel en energiezuinig intelligente materialen het implanteren van een materiaal met een van tevoren in de toekomst kunnen worden: ‘Die schatting komt precies bepaalde functie, zoals een kunstmatig netvlies.’ uit op honderd tera-operaties per watt per seconde. Dat ligt boven wat er nu mogelijk is met digitale computers, maar nog steeds onder het prestatieniveau van het Kamertemperatuur Wat moet er nog gebeuren om dit soort toepassingen menselijk brein. Ik krijg wel eens brieven van mensen werkelijkheid te maken? In ieder geval nog heel wat die schrijven dat wij voor God spelen, machines maken werk in het lab, vertelt Van der Wiel: ‘Het toevoegen die banen van mensen afpikken of de wereld naar de van geheugen aan een adaptief materiaal zou een vol- knoppen helpen, maar daar zitten onze materialen dus gende grote stap zijn. Dat is iets wat we samen met echt nog heel ver van af.’

”

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

27

WA AR

KUN N EN

WE

DEZE

M A A N D

N A A RT O E?

DE

IN GEN IEU R

TI P T

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

18-20/11

Innovatief Delft in de spotlights

t/m 23/01

Metamorfose

De openluchttentoonstelling Highlight Delft gebruikt de stad Delft als platform om installaties te presenteren op het snijvlak van kunst en technologie. Wandel of fiets langs een route en ontdek zestien unieke locaties, verspreid door de twee districten Nieuw Delft en Delft Campus.

Meer info: highlightdelft.nl

Museum De Pont in Tilburg trapt het nieuwe seizoen af met de tentoonstelling DORM van de Nederlandse kunstenaar Isabelle Andriessen. DORM toont een reeks nieuwe sculpturen waarvan de verschijningsvorm gedurende de tentoonstelling verandert. Andriessen heeft materialen gebruikt die reageren op elkaar en op de omgeving, waardoor het werk voortdurend in beweging is. Met behulp van elektriciteit, koeling en chemicaliën laat ze haar beelden zweten, lekken en kristalliseren. Zo ontstaan gaandeweg sculpturen met een autonoom gedrag waarop de toeschouwer – maar uiteindelijk ook de kunstenaar zelf – langzaam maar zeker alle grip verliest.

Meer informatie: depont.nl/tentoonstelling/isabelle-andriessen

t/m 12/12

Beste films over wetenschap

Het kwetsbare paradijs De Gasometer van Oberhausen – net over de grens bij Venlo – is uitgebreid gerenoveerd en sinds begin oktober heeft de voormalige gashouder weer zijn deuren geopend. Dit keer voor een tentoonstelling. Bij Het kwetsbare paradijs krijgen bezoekers imponerende beelden te zien die de turbulente klimaatgeschiedenis van onze aarde illustreren. Met indrukwekkende, bekroonde foto’s en video’s toont de exhibitie hoe de dieren- en plantenwereld in de tijd van het Antropoceen verandert.

Meer informatie: gasometer.de/ nl/tentoonstellingen 28

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

Het InScience-filmfestival is dit jaar hybride; of moeten we zeggen tri-bride? Eerst organiseert InScience zoals vanouds filmvertoningen, lezingen en andere programma’s in en rondom bioscoop LUX in Nijmegen en op andere locaties in de stad. Live bijwonen kan van 10 t/m 14 november. Vervolgens is een deel van het programma t/m 21 november op een online platform beschikbaar voor iedereen in Nederland.

Daarna gaan de beste films van InScience op tournee langs verschillende steden in Nederland.

Meer info: insciencefestival. nl/nl/inscience-2021

foto : aurélien mole , 2021 ; thomas machoczek / cc by - sa 3.0 ; almicheal fraay

Möring

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

‘Rare jongens, die Britten’ ‘Wacht even’, zei iemand, toen ik het verhaal had verteld.

‘De waterafvoer van het schuifdak komt uit in de auto?’

Ik kon alleen maar knikken. Ja, twee rubber slangen lopen vanaf het schuifdak door de A-stijlen, naar de vloer en gaan daar door de wielkast naar buiten.

Een recept voor ellende en dat is ook waarom ik al twee maanden met natte voeten rondrijdt. Op het Landroverforum kwam ik een sliert aan medegetroffenen tegen. Het ontbrak er nog maar aan dat er pogingen werden ondernomen om een praatgroep op te zetten. Een van de forumleden wist dat er een officieel workshopmanual van driehonderd pagina’s was - alleen over lekkages.

Het is iets typisch Brits om mooie techniek te ontwikkelen en het dan min of meer achteloos in een apparaat of auto te pleuren. Ik heb een Dyson-stofzuiger en hoewel stofzuigen zonder snoer een dagelijkse opluchting is, voel ik ook scepsis, want het is algemeen bekend dat de accu de twee jaar niet haalt en een nieuwe kost honderd euro. Ik heb er een Chinese accu in gezet die twee keer zoveel capaciteit heeft en veel goedkoper is, maar toch: waarom kon dat niet in een keer goed?

Ik moest aan mijn auto en stofzuiger denken toen afgelopen maand sir Clive Sinclair overleed. Hij was de uitvinder van veel dat nieuw en zelfs revolutionair was, maar scheen op de een of andere manier nooit erg geïnteresseerd te zijn in de betrouwbaarheid van zijn producten. Neem de Black Watch. Ik houd niet van horloges, maar de Black Watch van Sinclair heb ik altijd begeerd: een zwart kunststof horloge met tijdsaanduiding in rood led die oplicht als je op de kast drukt. Ik had ’m bijna dagelijks in mijn handen toen ik als werkstudent in de goud- en zilvershop van een weidewinkel werkte.

Eind jaren zeventig was het en toen ik daar mijn dagen sleet werd het door niemand gekocht.

Ondanks het prachtige futuristische uiterlijk was er van alles mis met Sinclairs horloge. De elektronica was zeer gevoelig voor statische elektriciteit en het ding zoop stroom, zelfs als je niet het knopje indrukte voor de tijdsaanduiding, die trouwens niet erg accuraat was. De batterij hield het tien dagen uit en het was een toer om die te vervangen. Afhankelijk van de omgevingstemperatuur

liep het ding sneller of langzamer. Het grootste probleem was de prijs. Omgerekend naar hedendaagse valuta: pakweg 180 euro. Maar prachtig, en zeer exemplarisch voor alles wat Sinclair bedacht en produceerde. Gemankeerd is het woord.

In veel in memoria werd Sinclair geassocieerd met de spectaculair mislukte Sinclair C5, een soort elektrische scootmobiel die in de ogen van de uitvinder een mobiliteitsrevolutie kon veroorzaken. Dat gebeurde niet. De C5 zag er prachtig uit, maar werd voortgedreven door een elektromotor die zo zwak was dat de bestuurder bij de geringste helling zelf moest meetrappen, en dat was nog niet zo makkelijk in half liggende positie. De Sunday Times omschreef de C5 als een ‘elektronisch zitbad’. Van de veertienduizend exemplaren die werden gemaakt voor het bedrijf failliet ging, werden er vijfduizend verkocht. De rest kwam terecht bij evenementenorganisaties of kreeg een bestemming als reclamegadget.

Het begon allemaal rooskleurig voor Sinclair. Hij produceerde de eerste kleine zakcalculator en had daarna enorm veel succes met zijn microcomputers, de Sinclair ZX 80, de Sinclair Spectrum en tenslotte de QL. Maar hij was een uitvinder van het klassieke soort: geïnteresseerd in wat nog moest worden ontwikkeld. Ik snap dat. Iets nieuws bedenken is een avontuur, spullen verkopen is saai. In het geval van Sinclair liep dat laatste vaak uit op een flop.

In de garage piekerde ik over Sinclair terwijl de monteur een ritje met mijn auto maakte. Behalve de lekkage waren er ook nog de paniekerige mededelingen van ‘het systeem’ dat er iets mis was met de special programs. Ik dacht dat de luchtvering lekte, maar dat bleek niet toen de wagen was uitgelezen. ‘Het is de communicatie’, zei de monteur. ‘Voorin zit een joekel van een zekeringenkast, net als achterin. Dat moet allemaal met elkaar praten en daar gaat iets mis.’

Op dat moment maakte mijn gemijmer over Sinclair onmiddellijk plaats voor iets anders typisch Brits, Brexit, en dat al die krakkemikkige auto’s nu bij gebrek aan brandstof niet eens meer kunnen rijden. Asterix zei het al: ‘Rare jongens, die Britten.’

Iets nieuws bedenken is een avontuur, spullen verkopen is saai.

FOTO : HARRY COCK

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

29

OPINIE Een duidelijke mening over een actueel ingenieursonderwerp

Haal biomassa uit de taboesfeer Het ontwikkelen van duurzame kerosine voor de luchtvaart is met de huidige technieken veel te duur. Het is goedkoper om van natte biomassa ruwe olie te maken en die om te zetten in duurzame transportbrandstoffen, met name voor de luchtvaart, of voor waterstof, stellen Jaap Naber, Frans Goudriaan en Johannes Post van BioFuel BV. ‘Biomassa verdient weer een prominente plaats in de discussie over een snelle en kosteneffectieve energietransitie.’

Tekst: Jaap Naber, Frans Goudriaan en Johannes Post

De energietransitie is voor Nederland een welhaast onmogelijke opgave als we ons voornamelijk concentreren op zonnecellen en windturbines. Bij een sterke toename van deze duurzame energiebronnen wordt het steeds urgenter om een kosteneffectief alternatief te hebben voor de momenten dat zonne- en windenergie wegvallen. Ook berichten over goedkope elektriciteit uit windparken op zee zijn echter misleidend, omdat het toenemend onderhoud en de vereiste infrastructuur om de gewonnen elektriciteit aan land te brengen daarbij meestal niet worden meegerekend.

Recent aangekondigde projecten laten zien dat de industriële elektriciteitsprijs tenminste tien eurocent per kilowattuur is, waarvan de helft voor de vereiste infrastructuur.

Groene waterstof Veel wordt verwacht van de rol van ‘groene’ waterstof – verkregen uit water via elektrolyse – onder meer voor het vervangen van fossiele brandstoffen voor de industrie, zwaar transport, internationale scheepvaart en vliegverkeer. De kosten van elektrowaterstof zijn op dit moment nog ongeveer tweemaal die van de ‘blauwe’ waterstof uit aardgas (met CO2-opslag). Bovendien is er nog veel te weinig zonne- en windenergie om voldoende waterstof te maken. Wel zijn er vele projecten in Nederland in voorbereiding, die een grote uitbreiding vergen van vooral wind op zee. De Gasunie bereidt zich voor op de aanleg van een waterstof-gasnet, dat de industrieclusters van de Eemshaven, IJmuiden, 30

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

Rijnmond en Zeeland zal verbinden. Het is echter zeer de vraag of de vereiste financiering, de voorbereidingsen vergunningstrajecten en de groeiende weerstand tegen de windparken niet voor ernstige vertraging gaan zorgen. De kosten zijn ook nog aanzienlijk hoger dan de huidige normen voor overheidssubsidies.

Duurzame biomassa Het is daarom tijd voor een herbezinning op de mogelijke rol van biomassa. Door de eenzijdige ‘framing’ als zijnde louter afkomstig van het niet duurzame kappen van bomen is biomassa de voorbije jaren in een kwaad daglicht komen te staan. Deze negatieve perceptie houdt daarbij geen rekening met de aantoonbaar duurzame bosbouwbedrijven. Maar er zijn vooral grote perspectieven voor het gebruik van reststoffen biomassa.

Wereldwijd zijn hiervan vele miljarden tonnen per jaar beschikbaar uit de rietsuikerindustrie, duurzame palmolie-industrie, landbouw, veeteelt, professionele bosbouw en huishoudens. Daarvan wordt nog slechts een klein deel effectief benut.

Er is sinds kort commerciële Nederlandse technologie (pyrolyse) beschikbaar voor relatief droge reststoffen, met toepassingen in Nederland, en in de bosbouw in Finland en Zweden.

Ook komt er binnenkort Nederlandse technologie genaamd HTU, hydrothermal upgrading, commercieel beschikbaar voor natte reststoffen. Deze thermische conversietechnologie is ontwikkeld voor het produceren van biobrandstoffen voor land- en watertrans-

Wereldwijd zijn er vele miljarden tonnen biomassa per jaar beschikbaar uit onder andere de rietsuiker­ industrie. foto : depositphotos

port, maar ook voor duurzame luchtvaartbrandstof.

Uitwerking van de perspectieven van de techniek laat zien dat die ook voor de grootschalige productie van waterstof ruimschoots concurrerend is met de huidige fossiele productie, en bovendien met aanmerkelijk lagere investeringen dan voor elektrowaterstof. Dit opent de weg voor een versnelling van de kosteneffectieve waterstofproductie. Bovendien kan grootschalige wind op zee dan veel doelmatiger worden ingezet voor elektrificatie van industrie, huishoudelijk gebruik en transport.

Biomassaplantages Verder bestaat er nauwelijks aandacht voor de mogelijke rol van plantages voor de grootschalige teelt van meerjarige energiegewassen, zoals Giant King Grass ofwel koningsgras. Dit is een zeer snel op marginale grond groeiend zevenjarig gewas, dat een uitstekende biomassagrondstof is voor thermische conversie.

Geschat wordt dat koningsgras ook nog ieder jaar in tropische gebieden per hectare 180-360 ton CO2-equivalent vastlegt in het diepe wortelstelsel. Dit maakt het tot een ideaal gewas voor koolstofvastlegging. Na zeven jaar biologische teelt is het aanvankelijk marginale land bovendien vruchtbaar geworden, en geschikt voor voedselproductie. Op deze wijze vindt er gelijktijdig doelmatige agrarische ontwikkelingssamenwerking plaats. Tot op heden kon deze optie niet grootschalig

worden ontwikkeld, omdat de verwerkingstechnologie niet beschikbaar was. Daar brengt de komst van HTU nu verandering in.

Kolencentrales In Nederland leggen we sterk de nadruk op het spoedig sluiten van de kolencentrales, en niet zozeer op het ontmoedigen van het gebruik van kolen. Afgezien van de kapitaalvernietiging lijkt de noodzaak hiervoor moeilijk te rechtvaardigen bij een adequate controle op de duurzame certificering van biomassa uit de professionele bosbouw of bij gebruik van duurzame biomassa-reststoffen. Een globale rekensom laat zien dat biomassa bij de gangbare meerprijs ten opzichte van kolen zelfs goedkoper is dan het opvangen en opslaan van CO2, de carbon capture and storage (CCS).

Daarbij kunnen de centrales binnen de geldende milieunormen tevens hun rol blijven uitoefenen in het balanceren van de toenemende hoeveelheid elektriciteit uit het wisselvallige zon en wind.

Het is dus hoog tijd dat biomassa weer een prominente plaats krijgt in de discussie over de maatregelen voor een spoedige en kosteneffectieve energietransitie.

Jaap Naber en Frans Goudriaan zijn oprichters van BioFuel BV dat het HTU-proces heeft uitontwikkeld.

Johannes Post is er sinds kort adviseur.

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

31

BOUWKUNDE T E K S T: M A R L I E S T E R V O O R D E

De kunstopslag in Rotterdam: een technisch kunstwerk van beton

Hoe bouw je een reuzenkom?

Het gloednieuwe Depot Boijmans van Beuningen in Rotterdam is rond en wordt naar boven toe steeds wijder. Dat geeft gekromde muren en zorgt voor een enorme belasting van de onderste laag. Aan de bouw ging dan ook flink wat denkwerk vooraf. Het resultaat daarvan, en de collectie, is nu door iedereen te bewonderen.

De wapening voor het beton voor de onderkant van de gekromde muur zit vast aan die voor de fundering foto : imd raadgevende

Het bijna veertig meter hoge, spiegelende gebouw lijkt nog het meest op een gigantische zilveren slakom. Op het dak groeien berken, grassen en dennen, die water vasthouden en de hittestress in de stad tegengaan. De bouw ervan trekt al meer dan drie jaar de aandacht op het Museumpark van Rotterdam: Depot Boijmans Van Beuningen, ontworpen door Winy Maas van architec­ tenbureau MVRDV. In dit eerste openbare kunstdepot ter wereld liggen 151 duizend kunstobjecten opgeslagen.

Sinds zaterdag 6 november is het open voor publiek.

Voor ingenieursbureau IMd Raadgevende ingenieurs was het depot de afgelopen jaren vooral een uitdagend project. Zij bogen zich samen met de architecten over de constructie van het gebouw. En vanwege het kom­

ingenieurs

32

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

vormige model was dat behoorlijk lastig, zegt project­ leider en ingenieur Michiel Niens van IMd. ‘Bouwtech­ nisch gezien was het handiger geweest als ze het hele gebouw als een soort iglo op zijn kop hadden gezet.’

Draagkracht Het Depot Boijmans Van Beuningen wordt naar boven toe breder. De diameter van het gebouw loopt op van veertig meter aan de onderkant tot zestig meter aan de bovenkant. Dat is mooi om te zien, en het spaart ruimte uit in het Museumpark. Maar ook zorgt het voor een forse belasting van de onderkant van het pand. Dat, ge­ combineerd met de kromming in de wanden, maakte de constructie ingewikkeld.

Op zich is een schaalvorm een sterke structuur. ‘Denk maar aan een slakom, die is behoorlijk stevig’, zegt Niens. ‘ Als je een dergelijke constructie belast, houden zoge­ heten ringtrekkrachten de boel bij elkaar. Zodra je de ringen echter onderbreekt, bijvoorbeeld voor deuren waar het bezoek en de kunstwerken doorheen kunnen, verstoor je dat effect. Dan krijgt het geheel de neiging om uit te zakken.’ De oplossing ligt dan in het versterken van de wanden, de vloeren en de verbindingen tussen de verschillende onderdelen.

Het depot is gebouwd van gewapend beton. Dat is sterk en gaf meteen de industriële sfeer die de architec­ ten in gedachten hadden. Om het onderste deel stevig genoeg te maken, kozen de ingenieurs ervoor dit niet van prefab betonplaten te maken, maar ter plekke te storten.

Dat geeft een ononderbroken en daardoor sterkere struc­ tuur. Er moest dus eerst een bekisting worden gebouwd, van pakweg vijf meter hoog en met een diameter van veertig meter. ’Het leek een beetje op een tribune’, zegt Niens. Hier werd de schaalwand van de begane grond in gegoten, waarna er een nieuwe bekisting kwam voor de volgende laag.

Deze onderkant is de massieve sokkel waar de rest van het gebouw op rust – inclusief het gewicht van de kunst­ werken en het bos op het dak. Het bovenste deel van de schaal, dat minder krachten te verduren heeft en minder gekromde muren heeft, is wel van prefab beton.

Het depot Boijmans Van Beuningen is 39,5 meter hoog, en bedekt met 6609 vierkante meter glas. foto : ossip van duiven bode , depot boijmans van beuningen

De ingenieurs berekenden de eerste schattingen van de belasting, krachten en momenten waarmee ze te maken hadden, vaak eerst zelf ‘met de hand’, en zetten hun 3D-modellen pas later in om uitgebreidere of ingewikkeldere constructies door te rekenen.

Robuust Daarna volgde een robuustheidsanalyse van het gebouw.

In de Europese regelgeving is het depot ingedeeld bij de categorie gebouwen waarvan bezwijken ‘grote gevolgen heeft wat betreft het verlies van mensenlevens en/of zeer grote gevolgen voor de economie, maatschappij of omgeving’. Hiervoor is een risicoanalyse vereist die rekening houdt met ‘zowel voorziene als onvoorziene gevaarlijke voorvallen.’ Dat kan variëren van een brand of storm tot een terroristische aanslag.

Niens: ‘We moesten dus uitzoeken hoe we de constructie zo konden maken dat het fictieve wegvallen van onderdelen niet meteen leidt tot het instorten van het geheel.’ Het resulteerde in extra bewapening van de vloeren en de versterking van een van de kolommen – de draagzuilen die de vloeren ondersteunden.

Bouwconcern BAM nam de uiteindelijke bouw van het Depot Boijmans Van Beuningen voor zijn rekening. De bouwers stemden de verschillende onderdelen eerst virtueel op elkaar af in BIM, een bouwinformatiemanagementsysteem, voor ze deze daadwerkelijk in elkaar zetten. Dat scheelde veel werk op de bouwplaats zelf, vertelt projectdirecteur Hans Polderman op de website van het bedrijf.

De ankers op het beton werden van te voren digitaal ingemeten, zodat de 1644 spiegels daarna in hoog tempo konden worden opgehangen. ‘Daar moet wel wat speling tussen zitten’, zegt Niens. ‘De komvorm van het gebouw zal nadat het af is namelijk nog een beetje inzakken onder zijn eigen gewicht – al gaat dat totaal om hooguit een centimeter hoogteverschil.’

Een flinke uitdaging, al met al. Maar zou Niens er zelf wél een iglo van hebben gemaakt, als hij de architect was geweest? Niens: ‘Nog makkelijker zou een gebouw met rechte muren zijn – ook voor het opslaan van de kunstcollectie, lijkt me. Maar als iedereen praktische gebouwen maakt, wordt het behoorlijk saai allemaal. Dus nee hoor, ik vind het een fantastisch ontwerp!’

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

33

B O U W I N N O VAT I E T E K S T: P A N C R A S D I J K

Nieuw lab maakt toekomstige geluidsbeleving inzichtelijk

Virtuele kathedraal Bij het ontwerpen van een fabriekshal, een kerk of een concertzaal zijn niet alleen de afmetingen van belang. Zeker zo belangrijk is hoe het er zal klinken. Dat kun je uitdrukken in formules en rapporten, maar geluid moet je vooral ervaren.

Een nieuw lab maakt dat mogelijk.

Op een bedrijventerrein aan de rand van Harderwijk is dit voorjaar het Acoustic Experience Lab geopend. Het is een initiatief van Ingenii Bouwinnovatie, het innovatie­ centrum van Nieman Raadgevende Ingenieurs, en Het GeluidBuro, een ingenieursbureau dat is gespecialiseerd in akoestisch advies en dat sinds vorig jaar eveneens on­ der Nieman valt.

‘Dit lab heeft echt toegevoegde waarde’ zegt Jan Bril van Het GeluidBuro. Aan de akoestische beleving van een ontwerp kan immers eindeloos worden gemeten en gerekend. Het resultaat is dan een rapport vol para­ meters, die het voor een opdrachtgever meestal bepaald niet inzichtelijker maken. De ene parameter zegt wat over hoe lang het duurt voor het geluid uitsterft, de ande­ re drukt uit hoe direct (zonder weerkaatsing) het geluid klinkt, en weer een andere zegt iets over het ruimtelijke

Een microfoon in de vorm van een dummy­ hoofd vangt geluid net zo op als een mens dat zou doen. foto : jan bril 34

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

karakter ervan. ‘Ook in ons vakgebied word je dood­ gegooid met getallen’, zegt Bril, terwijl hij op een reusach­ tig beeldscherm allerlei formules, sommen en grafieken tevoorschijn tovert. ‘Het is fijn dat ik nu eindelijk kan laten horen waarover ik het heb.’

Bril draait zich om, drukt op een van de toetsen van een bedieningspaneel en herhaalt dan de begroeting van nog geen kwartier eerder. ‘HALLOOOooo…’ Ditmaal galmt de groet door de ruimte. De ruimte waarin we zit­ ten, een fors uitgevallen schoenendoos, klinkt ineens als een kathedraal, met een torenhoog plafond en de wan­ den ver uit elkaar. Pas na vijf seconden is de nagalm van Brils groet volledig verdwenen.

Bril weet dat hij labbezoekers kan overrompelen met de plotselinge akoestische veranderingen in de ruimte en hij wijst naar boven. Aan het plafond hangen enkele

Met onder meer een luidspreker die naar alle kanten geluid uitzendt (de bol rechts op de foto) bracht akoestisch adviseur Jan Bril de akoestiek in kaart van honderd Nederlandse kerken, waaronder de Oude Kerk in Delft. foto : jan bril

Nepkathedraal Normaal gesproken weerkaatst een geluidssignaal te­ gen het plafond en de wanden. ‘Dat bouwen we hier digitaal na.’ Bril kan daarbij de virtuele ‘kathedraal’ zo groot maken als de opdrachtgever maar wil. Hij laat me een foto zien van een een reusachtig orgel, nieuw gebouwd voor de Anton Bruckner Privatuniversität in het Oostenrijkse Linz. Dat orgel kan makkelijk een kathedraal aan, maar staat in een modern zaaltje. De ruimte is voorzien van variabele digitale akoestiek, zo­ dat het orgel nu ook daadwerkelijk klinkt alsof het in een reusachtig kerkgebouw staat.

Bril studeerde af als bouwkundige en volgde aan de Technische Universität Berlin de vervolgopleiding Technische Akustik – geen van de technische of andere universiteiten in ons land biedt deze studie. De afgelo­ pen jaren werkte hij aan de akoestiek van stadions tot kantoorgebouwen, van kerken tot musea en van stations tot zelfs paleizen. ‘De Burgerzaal van het Koninklijk Pa­ leis op de Dam heeft een nagalmtijd van zes seconden!

Goed gerichte luidsprekers zijn er niet voldoende. Voor de verstaanbaarheid zijn er bouwkundige aanpassingen nodig, wat ook in zo’n vooraanstaand Rijksmonument wel degelijk mogelijk is.’

Virtueel galmen In het lab in Harderwijk zijn geen doeken of andere akoestische lapmiddelen nodig, maar volstaat het bedie­ ningspaneel. Bril drukt opnieuw een knop in en onze stemmen klinken weer normaal. ‘Praat toch een stuk makkelijker.’ Achter in de ruimte staat een elektronisch

kerkorgeltje. Het is eigendom van een bedrijf dat zul­ ke orgels bouwt en wereldwijd verkoopt. De galm is er ingebouwd: die komt als een sample uit een boxje. ‘De orgelbouwers konden hun oren niet geloven toen ze het instrument hier testten. Hier kunnen we de akoestiek na­ bootsen van de kerk waarvoor het orgel is gebouwd. De natuurgetrouwe, virtuele akoestiek die we hier bieden, krijg je niet uit een ingebouwd boxje of een mengpaneel.’

Die virtuele akoestiek is een belangrijk, nieuw instru­ ment voor akoestische ingenieurs. Een voordeel ervan is dat de techniek ook voor al bestaande bouwwerken kan worden gebruikt. In de ideale wereld, legt Bril uit, zou een projectontwikkelaar al in het allerprilste stadium van een project contact opnemen voor akoestisch advies.

‘Soms sturen architecten ons al hun allereerste schetsen toe. Of we even naar de akoestische aspecten kunnen kijken.’ Op basis van zo’n schets krijgt Bril al een idee van hoe geluid er zal klinken. ‘Een schoenendoos klinkt anders dan een waaier.’ Zo nodig kan Bril dan al wat bij­ sturen; als er wat later in het proces meer details bekend zijn over het ontwerp, kan hij aan het rekenen gaan.

Dat geluid toch ook een kwestie van smaak is, geeft Bril meteen toe. Maar, zegt hij, die smaak kun je vrij goed in getallen uitdrukken. Ga maar meten in de bekende zalen met gewaardeerde akoestiek: dan zie je de over­ eenkomsten.’

Luisterdummy Voor dat meten gaan geluidsingenieurs te werk met puls­ responsies. ‘Vanuit een ronde box sturen we een signaal de ruimte in. Op verschillende plekken vangen we het geluid weer op met een dummy­hoofd dat dankzij z’n microfoon­oren dezelfde ruimtelijke waarneming heeft als mensen. Wat er in die tussentijd met het geluid ge­ beurt, zien we als een black box. Door te vergelijken

t

tientallen microfoons en daarnaast bijna evenveel luid­ sprekers. ‘Daarmee creëren we een digitale akoestiek’, zegt hij.

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

35

B O U W I N N O VAT I E

In het nieuwe Acoustic Experience Lab in Harderwijk kunnen berekende geluids­ parameters akoestisch worden ervaren. foto : het geluidburo

met een ‘droge’ opname van het signaal, dus zonder enige galm, kunnen we allerlei akoestische parameters herlei­ den en het akoestische gedrag van een ruimte berekenen: hoe vaak het is gereflecteerd, uit welke richtingen het komt, hoe lang het nagalmt: alles kun je eruit halen. Met elkaar vormen de data de akoestische handtekening van een ruimte.’

In het nieuwe lab kan Bril die akoestische handteke­ ning weergeven over de luidsprekers, ook van gebouwen die alleen nog maar als ontwerp bestaan. Dus één druk op de knop en we bevinden ons in de Schlosskirche in Wittenberg, waar Bril de akoestiek mocht verzorgen toen bondskanselier Angela Merkel er in 2017 een plechtig­ heid bijwoonde wegens het Maarten Lutherjaar. Nog een paar keer drukken en we zitten in de stiltekamers die op de eerste verdieping van een kantoorpand in aanbouw zouden komen, waar beneden in het atrium een bedrijfs­ restaurant is gepland. ‘Je hoort het: dat is geen goed idee.

Het gerommel met bestek en servies maakt ieder gesprek onmogelijk.’

Geluidsabsorptie Een groot voordeel van het lab is dat Bril ook kan laten horen hoe een ruimte zal klinken met aanpassingen.

‘We pakken het ontwerp van de architect en voegen daar met onze rekenmodellen net zoveel geluids­ absorptie of ­diffusie aan toe tot het goed is’, zegt Bril.

Hij laat me het bedrijfsrestaurant nog eens horen, nu virtueel volledig voorzien van geluidsabsorberend ma­ teriaal. De kakafonie is aanzienlijk minder sterk, maar, geeft ook Bril toe: ‘Stille werkplekken neerzetten in een atrium boven het bedrijfsrestaurant is gewoon geen goed idee. Als de geluidsbron niet verandert, dan valt het soms gewoon niet op te lossen.’

Intussen is het lab niet alleen bedoeld voor kerken, concertzalen en andere binnenruimten, maar ook voor 36

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

stedenbouwkundige toepassingen. De komende jaren, om maar een willekeurig voorbeeld te noemen, komen overal warmtepompen in woonwijken te staan. Die zijn uitgebreid getest, ook hun akoestische eigenschappen.

‘Er zijn genoeg labs waar ze precies het aantal decibel­ len van een apparaat kunnen meten’, zegt Bril. ‘Maar wat zegt dat getal eigenlijk over hoe we zo’n warmtepomp naast de voordeur ervaren?’ Uiteindelijk niet zoveel. ‘Dat maakt ons lab innovatief: hier kun je exact ervaren hoe die warmtepomp in jouw specifieke situatie zal klinken.’

Bril werkte al eens samen met een architectenbureau dat een boomdeskundige in dienst had. Het bureau wil­ de meer weten over de beleving van de bepaalde ste­ denbouwkundige plannen. Welke vogels zouden op die bomen afkomen en hoe zou hun gefluit en getjilp gaan klinken? Het is een detail, maar wel een dat onze bele­ ving kleurt.

Maar ook als het gaat om een geplande spoorlijn naast de achtertuin of windturbines net buiten de woonwijk: Bril kan de geluiden simuleren, zodat projectontwik­ kelaars of overheden kunnen ervaren wat de bewoners ervan zullen merken. Wat Bril betreft kan dat leiden tot aanpassing van de geluidsnormen. Nu zijn de regels strikt: industrieel geluid mag buiten vastgestelde zones niet meer dan vijftig decibel bedragen. ‘Maar het hangt helemaal van de bron van het geluid af of we die vijftig decibel als hinderlijk ervaren’, zegt Bril. Soms kan een geluidje van twintig decibel al heel irritant zijn en soms is 55 decibel geen probleem. ‘Dat getal zegt dus niet zoveel.’

Bril kijkt intussen uit naar het WK­voetbal van ko­ mende zomer. Dat grote scherm met die ingewikkelde formules is immers ook prima geschikt om een voet­ balwedstrijd te kijken. Met de juiste akoestische set­ tings kan dat niet anders dan een nagenoeg volmaakte stadionbeleving opleveren, op een bedrijventerrein aan de rand van de Veluwe.

Enith

Een maandelijkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswijk.

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

37

Dalmec tilt uw werk naar een hoger niveau Tiloplossingen op maat voor vrijwel elke tak van industrie.

De Dalmec balancers kunnen producten tot 1500 kg opnemen en verplaatsen. Niet alleen om te tillen en te verplaatsen maar ook om te kantelen en te draaien tijdens de handeling. We hebben al meer dan 60.000 systemen gerealiseerd. Neem vrijblijvend contact met ons op voor meer informatie.

sterk in tilwerk Dalmec BV | Duurzaamheidsring 20 | 4231 EX Meerkerk tel. 0345 - 63 60 50 | info@dalmec.nl | www.dalmec.nl

NAAR EEN NIEUWE WERKELIJKHEID

Techniek voor een veerkrachtige samenleving

KIVI JAARCONGRES 2021 25 NOVEMBER

Donderdag 25 november kivi.nl/jaarcongres

Neem nu een kennismakingsabonnement

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

Jims Verwondering

‘Voorsprong door techniek.’

Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

Slapstick Op weg naar mijn werkplek aan een chique Haagse gracht liep mij een nette dame tegemoet. Ze was verdiept in haar mobieltje en ik hield alvast keurig rechts op het voetpad, zodat wij elkaar konden passeren.

Toen viel mijn oog op een flinke hoop paardenstront die, zo te zien, nog niet al te lang geleden op het pad was gedeponeerd. De dame stevende er recht op af.

Haar aandacht werd echter nog steeds volkomen in beslag genomen door haar smartphone en voordat ik iets kon roepen, stapte ze al voluit in de smeuïge verrassing van – ongetwijfeld – een politiepaard. ‘Getver’, riep ze uit toen ik haar passeerde. Met moeite hield ik mijn gezicht in de plooi en mijn adem in. Twintig meter later kon ik mij niet meer inhouden en barstte ik toch uit in gegrinnik. Wel zo dat het slachtoffer daar niets van kon zien. Zo ben ik.

Deze gratis slapstick op de maandagmorgen staat symbool voor iets algemeners: hoe we, op onze mobieltjes turend naar wat er elders gebeurt, de wereld om ons heen uit het oog verliezen. Ik zie ook pubers op hun fiets zitten in een houding die inmiddels standaard lijkt te zijn geworden. Voorovergebogen, de ellebogen op het stuur, met in de handen een mobiele telefoon. Nu fietste ik vroeger, in de prehistorie, ook in die houding. Maar toen was het slechts uit puberale lamlendigheid en keek ik tenminste voor me uit. Zelfs

WAA R

KUNNEN

W E

DEZ E

MAAND

veel automobilisten kunnen het niet laten hun blik regelmatig van de weg naar het scherm te verplaatsen – met soms fatale gevolgen.

Het is ook gewoon lastig, die mobiele telefoon.

Want wás het maar alleen een mobiele telefoon. Dan ging-ie af en toe over, maar dan voelden we niet de onbedwingbare, door dopamine aangewakkerde neiging om er élke seconde van de dag op te kijken.

Hoe doet u dat eigenlijk? Ik heb zelf alle meldingen, waarschuwingen en piepjes uitgezet, maar nog altijd zeurt dat stemmetje in mijn hoofd: ‘Zou je niet eens je WhatsApp openen? Misschien zit er wel een leuk nieuw berichtje in!’

Ooit had ik de apps van sociale media als Twitter en Facebook op mijn telefoon staan, maar dat was gewoon niet vol te houden. Tijdens een gemiddelde treinrit ging het apparaat wel twintig keer jaszak in, jaszak uit. Het mooie uitzicht dat voor het raam aan me voorbijtrok zag ik niet, mijn boek bleef ongelezen in de tas.

Dus ik voel jullie pijn, waarde jongeren, jullie aandrang. De smartphone roept en brandt in je zak. En in de trein is het nog niet eens zo erg om je te laten afleiden, maar echt, doe het nou niet op de fiets. En trouwens ook niet op een voetpad waar politiepaarden langskomen.

NAARTOE ?

DE

INGE NIE UR

TIP T

25-11

Gokken met je privacy Is je privacy belangrijk voor je of wil je koste wat kost winnen? Kom erachter in het ‘Black Box Bellagio’ van De Studio van NEMO. Dit is een casino dat geen geld aanneemt, maar uit is op jouw vrijheid, integriteit en persoonlijke gegevens. Speel een avondje onder live begeleiding van een jazzband met de (on)eerlijkheid van verwachte kansen en ontdek welke persoonlijke gegevens jij wilt delen met je medespelers. Tijdens het spel ga je op een andere manier kijken naar jouw persoonlijke data. Hoe ver ga jij?

Meer informatie: tinyurl.com/4r5xk3my FOTO : ROBERT LAGENDIJK ; DEPOSITPHOTOS

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

39

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

Zelfrijdend platform Een nieuw concept voor gedeeld autonoom stads­ vervoer is de Citroën Skate. Door het verwisselen van de carrosserie krijgt die steeds een andere functie.

De toekomst ligt volgens velen bij autonome deelvoertuigen en veel minder bij privéautobezit. Waar personenauto’s 95 procent van de tijd geparkeerd staan, moet de Citroën Skate vrijwel continu rondrijden met steeds wisselende carrosserieen. Dit concept voor gedeeld autonoom stadsvervoer komt voort uit het Urban Collëctif, een samenwerking tussen autofabrikant Citroën, hotelen restaurantketen Accor en 40

marktleider in straatmeubilair en buitenreclame JCDecaux.

De Skate is een autonoom rijdend, elektrisch aangedreven platform van 2,6 meter lang, 1,6 meter breed en ruim een halve meter hoog. Via een paar mechanische bevestigingspunten kan het platform binnen tien seconden van een andere carrosserie of pod worden voorzien. Met de pod wisselt het voertuig van functie om de stad on-demand te voorzien in

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

V A N

M O R G E N

de mobiliteitsbehoefte. Het accupakket in het voertuig wordt via inductie opgeladen zodat deze vrijwel continu op de weg kan zijn.

Het platform is voorzien van vier bolvormige wielen op de hoeken, gebaseerd op het Eagle-360-concept van bandenfabrikant Goodyear. De wielen hebben geen as, maar zijn magnetisch zwevend opgehangen om alle kanten op te kunnen bewegen voor ultieme manoeuvreerbaarheid van het voertuig.

Het bandenprofiel neemt bij nat weer water op zodat het zachter wordt om het risico op aquaplaning te verminderen.

Hydraulische vering in het plat-

form zorgt voor een comfortabele rit.

Het idee is dat de platforms op speciale rijbanen rijden. De maximumsnelheid is begrensd op 25 of vijf kilometer per uur, afhankelijk van de stadszone, om de veiligheid van alle weggebruikers te waarborgen.

Een smart fleet-managementsysteem regelt de aansturing van de platforms door de stad heen.

Bedrijven zouden op basis van vraag platforms kunnen huren en voorzien van een eigen pod. Hotelketen Accor ontwikkelde bijvoorbeeld twee eigen pods van glas, hout en oranje fluweel om hotelgasten in te vervoeren. (PS) foto : citroën

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

Slijpbestendig fietsslot

Sinaasappellamp Ohmie is een nieuwe recyclebare lamp van sinaasappelschillen en gefermenteerd palmafval, met de geur en kleur van sinaasappels.

Sicilië produceert ongeveer 3 procent van alle sinaasappels ter wereld, en blijft met veel afgedankte schillen zitten. Daar moeten we wat mee doen, dachten de ontwerpers van de Milanese startup Krill Design.

Het idee voor de lamp, Ohmie genaamd, kwam tijdens de lockdown. ‘We vonden een lamp die bij het verlichten van de ruimte ons gelijk herinnert aan de goede dingen van het leven, een welkome gedachte’, zegt Domiziana Illengo, marketingmanager van Krill Design.

De schillen van twee tot drie sinaasappels zijn genoeg voor Krill Design om een lamp van te 3D-printen. De lamp kan uiteindelijk gewoon bij het huishoudelijk gft-afval worden gedeponeerd. Illengo: ‘We gebruiken als basis een biopolymeer dat vrijkomt bij de bacteriële fermentatie van palmafval. Daar voegen we het gedroogde, vermalen en gezeefde sinaasappelschilpoeder aan toe.’

De suikers of koolhydraten foto : krill design ; james dyson award ; hiplok

in de sinaasappels zorgen er voor dat het sinaasappelpoeder goed aan de biopolymeren bindt en een stevig materiaal vormt. Het mengsel wordt op temperatuur gebracht in de 3D-printer en geprint tot de lamp. De lamp heeft de structuur en kleur van een sinaasappel en ruikt er ook naar.

‘We hebben nu zevenhonderd lampen in de pijplijn en we hopen dit aantal nog te verhogen door de verkoop via de webshop’, vertelt Illengo.

De lamp is te bestellen voor 99 euro.

Of de lamp aan het einde van zijn levensduur weer kan worden omgesmolten tot een nieuw product, heeft Illengo nog niet getest. ‘Theoretisch gezien kan het, de biopolymeer is een thermoplastic, dus het kan vermalen worden en omgesmolten tot filamenten voor een nieuwe lamp. Maar dat is nog onder ontwikkeling, we zijn bezig om het proces volledig circulair te maken.’ (SB)

Mede door de opkomst van de elektrische fiets zijn er steeds meer dure fietsen op straat – en die moet je ook weleens ergens parkeren. Een goed fietsslot houdt de gemiddelde gelegenheidsdief wel tegen, maar professionele (motor)fietsdieven hebben scherper geschut: zij werken bij voorkeur met een haakse slijper op accukracht. Om daar letterlijk en figuurlijk weerstand aan te bieden, ontwikkelden de Engelse productontwerpers Ben Smith en John Abrahams het bijna onverwoestbare beugelslot D1000.

De D1000 van het bedrijf Hiplok is gemaakt van een zeer sterk materiaal dat nooit eerder voor (motor)fietssloten is toegepast. Het gaat om Ferosafe, een composietmateriaal van grafeen, dat speciaal is ontwikkeld om bestand te zijn tegen zagen, boren en slijpen. Het wordt onder meer toegepast voor kluizen en pinautomaten. Ferosafe is wel te lassen en is relatief licht van gewicht: het slot met afmetingen van 22,5 bij 15,5 bij 4 centimeter weegt 1,8 kilogram – minder dan het beste conventionele beugelslot. De D1000 heeft verder een dubbel uitgevoerd slot en een rubberen coating om krassen op het fietsframe te voorkomen.

Het Engelse tijdschrift Cycling Weekly kreeg de D1000 tijdens een test uiteindelijk wel open, maar had daarvoor wel een bankschroef nodig en een zware slijptol die was aangesloten op het stopcontact. En dan nog duurde het twintig minuten en gingen er vijf slijpschijven doorheen. Het is ondenkbaar dat een dief daar op straat aan kan beginnen en ook nog de luxe heeft van een stopcontact. (PS)

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

41

EUREKA

Slimme minikas Met Plantee kan iedereen planten optimaal verzorgen. De minikas geeft aan wanneer er water, mest of een snoeibeurt nodig is.

Veel mensen houden van planten in huis, maar niet iedereen heeft even groene vingers. Iedere plant heeft immers z’n eigen vereisten. Te veel of te weinig water, zonlicht of bemesting kan een prachtige plant uit het tuincentrum al snel de das omdoen. Voor die doelgroep ontwikkelde het Tsjechische bedrijf Plantee Innovations de minikas Plantee, die iedere soort plant optimaal verzorgt.

Plantee is ontworpen voor een breed spectrum aan planten: van peperplantjes, aardbeien en tomatenplanten tot bonsaiboompjes, orchideeen en een reeks aan tropische en woestijnplanten. Zolang

42

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

het maar past binnen de kas van 50 bij 45 bij 60 centimeter. Profielen van individuele planten zijn online beschikbaar om in het systeem te laden. Op basis hiervan bepaalt Plantee belichtingscyclus en lichtintensiteit, luchtstroming en -temperatuur, vochtigheidsgraad van de aarde en frequentie van bewateren.

Plantee is voorzien van speciale led-verlichting uit de tuinbouw. Sensoren meten de temperatuur in de kas en de vochtigheid van de aarde. Het luchtverwarmingssysteem kan wanneer nodig de temperatuur verhogen tot maximaal 32 graden Celsius. Het systeem geeft via een flexibele buis ook

precies de juiste hoeveelheid water. Dat kan handmatig worden afgesteld op het soort plant: water geven van bovenaf of direct in de aarde.

Helemaal achterover leunen kan de planteigenaar echter niet. Een lcd-scherm geeft aan wanneer het waterreservoir moet worden gevuld, wanneer er bemesting nodig is en wanneer de plant moet worden gesnoeid. Daarvoor kan de kap er eenvoudig vanaf worden gehaald.

Plantee heeft een ingebouwde watertank van 1,5 liter. Ben je langere tijd van huis, dan kan er ook via een slangetje een grotere externe tank worden aangesloten. (PS)

foto : plantee

Opgewonden glasvezel

Minigameboy Terwijl de meeste schermen steeds groter worden, wint Thumby de wedstrijd om het kleinste scherm. TinyCircuits, de makers van Thumby, zijn erin geslaagd om gamehardware van de jaren negentig in te passen in een spelcomputer ter grootte van een duim.

‘Thumby is ontstaan uit onze nostalgie voor retrospelletjes uit de jaren negentig’, vertelt Ken Burns, directeur van TinyCircuits. ‘Zou het niet cool zijn om een gameboy te hebben, zo klein als een sleutelhanger die ook echt speelbaar en programmeerbaar is?’

Daarvoor had het open source hardwarebedrijf TinyCircuits de juiste achtergrond. Het bedrijf specialiseert zich in het ontwerpen en produceren van kleine elektronica. Het eerste product was TinyDuino, een ultracompact bord met programmeerbare elektronica, waarmee men met Arduinosoftware elektrische componenten kan aansturen, zoals lampjes, schakelaartjes en motoren. Makers en hobbyisten zijn vaste klant, maar ook onderzoekers op universiteiten die de elektronica gebruiken voor hun onderzoek.

De gameboy beschikt bij aankoop over vijf standaard spellen zoals Tetris en Snake. De spellen zijn open source en kunnen met MicroPhython of Arduino aangepast worden door de gameboy in te pluggen in de computer. Burns: ‘We hopen ook mensen te inspireren om hun eigen spellen te maken voor Thumby. Het is zo ontworpen dat het makkelijk te programmeren is en we geven ook uitleg.’

De spelcomputer is niet ontworpen om urenlang mee te gamen, de minuscule toetsen zitten dicht bij elkaar, waardoor men al snel een verkeerde toets aanraakt.

Eerder is het een verzamelitem, een leuk cadeau voor een gamefanaat of maker.

Na een succesvolle kickstartercampagne in oktober zal de gameboy in productie gaan, alleen wanneer is nog niet bekend.

De gameboy kost zestien euro. (SB) foto : tinycircuits ; bombyx

Het ene na het andere telecombedrijf in Nederland graaft de straten open om glasvezelkabels te leggen. Ondergrondse kabels liggen nu eenmaal het veiligst. Deze manier van aanleggen is in veel delen van de wereld echter onhaalbaar.

Glasvezelkabels bovengronds spannen levert op termijn echter risico op breuk door uitzakken.

Het Amerikaanse techbedrijf Facebook ontwikkelde daarom Bombyx (de wetenschappelijke benaming voor zijderups): een robot die glasvezelkabels wikkelt om bestaande bovengrondse stroomdraden.

Het concept is bedoeld voor de grootschalige bestaande infrastructuur van bovengrondse stroomkabels met een medium voltage. De robot heeft een frame dat met kleine wielensets aan de stroomdraad hangt en zich daarlangs voortbeweegt.

Het middenstuk van de robot draait rond en wikkelt een glasvezelkabel om de stroomdraad.

De glasvezelkabel ligt opgerold in een speciaal hiervoor ontwikkeld magazijn: in plaats van op een ronde spoel ligt de kabel in een U-vormig magazijn.

Dankzij de opening in de omgekeerde U-vorm kan de robot om obstakels heen manoeu-

vreren, zoals isolatoren op de masten. Omdat een standaard glasvezelkabel te dik en te zwaar is voor deze toepassing, maakt de robot gebruik van een lichtgewicht alternatief. Deze kabel heeft 24 in plaats van 96 glasvezels en een hittebestendige coating.

Het huidige prototype van Bombyx kan autonoom glasvezelkabels om de stroomdraad wikkelen, maar moet nog handmatig worden aangestuurd om obstakels zoals isolatoren te omzeilen. De uiteindelijke versie moet ook autonoom over de masten en tussen de isolatoren door kunnen bewegen.

Het streven is dat Bombyx in anderhalf uur tijd een kilometer glasvezeldraad kan aanleggen.

Er zal een kleine servicecrew achter de robot aanrijden om de magazijnen te vervangen en de kabels te verbinden.

Facebook voorziet voor Bombyx een grote rol om de 3,5 miljard mensen wereldwijd die nog geen toegang tot internet hebben te verbinden.

Dat zou voor een deel kunnen met behulp van de bestaande stroominfrastructuur, terwijl voor anderen een draadloze verbinding praktischer zal zijn.

(PS)

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

43

EUREKA

Tomatenplantbatterij Kunnen planten ons, in een toekomst zonder energiecentrales, van voldoende energie voorzien om servers te laten draaien? Ilja Schamle nam de proef op de som.

Ilja Schamle, afgestudeerd aan de Design Acadamy Eindhoven, wilde onderzoeken hoe technologie in een toekomst zonder elektriciteitscentrales, een symbiotische relatie met de natuur kan aangaan voor energie. Ze ontwierp daarvoor een installatie waar tomatenplanten een computerserver van elektriciteit voorzien. ‘Tomatenplanten behoren tot de weinige planten die elektriciteit kunnen opwekken, en de server genereert op zijn beurt weer warmte waardoor de tomatenplanten beter kunnen groeien’, aldus Schamle.

De installatie, tentoongesteld in de Designweek 2021 van Milaan, is geïnspireerd op de in Wageningen uitvonden technologie waarbij bacteriën en planten samen elektriciteit kunnen opwekken: de plant

44

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

microbial fuel cells. Daar ontdekten onderzoekers dat de energie die planten opslaan, kan worden teruggewonnen als elektriciteit. Planten slaan via fotosynthese zonne-energie op in chemische verbindingen zoals suikers en eiwitten. Wat de plant niet nodig heeft, scheidt die via de wortels uit in de bodem. Bodembacteriën breken deze stoffen vervolgens weer af. De energie die daarbij vrijkomt in de vorm van elektronen kan weer worden omgezet in elektriciteit. De tomatenplanten fungeren op deze manier als een soort batterij voor de computerserver.

Schamle vertelt met haar installatie vooral een verhaal over de toekomst. Kunnen we als mens met al onze netwerkinfrastructuren nog terug naar een symbiotische relatie met de

natuur? Kunnen we leren leven zonder continue toegang tot internet? De installatie bevat een computer met een website die soortgelijke vragen stelt.

Schamle: ‘De computer werkt nu op zonne-energie, de tomatenplaten produceren wel elektriciteit, maar dat is nog onvoldoende om constante stroom van te krijgen.’ Ze wil vooral laten zien dat de energie die een tomatenplant kan opwekken en die dataservers nodig hebben nogal verschit.

De onderzoekers uit Wageningen hopen de efficiëntie van hun plant microbial fuel cells te verhogen naar 3,2 watt per vierkante meter, genoeg om een klein gebouw met een groen dak van elektriciteit te voorzien. Dataservers wereldwijd gebruiken tweehonderd terawatt per uur. (PS)

foto : nicole marnati

Rolf zag een ding

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

Huurbed Multiwaakrobot Een robot, formaat stofzuiger, met twee schattige ronde ogen is de nieuwe waakhond van Amazon. De robot, Astro genaamd, reageert op stemcommando’s, brengt drankjes, kan beeldbellen en muziek afspelen.

Volgens Amazon is de robot vooral bedoeld om het huis te beveiligen. Zo kan de robot het huis in de gaten houden wanneer niemand thuis is en slaat die alarm bij vreemde geluiden. Via de Astro-app kan men altijd realtime in huis kijken om te controleren of het gas uitstaat, de kinderen aan het huiswerk zitten en wie er voor de deur staat.

Astro beweegt zich door het huis met hulp van camera’s en slimme algoritmen waarmee hij de omgeving in kaart brengt. Trappen nemen kan de robot nog niet en ook kan hij beter niet alleen worden gelaten met kinderen onder de drie jaar of kleine huisdieren. Wel kan men Astro op grotere huisdieren afsturen, om ze toe te spreken en snoepjes toe te werpen.

Daarnaast is de robot verbonden met Alexa Together, een dienst van Amazon die ouderen helpt zelfstandig te blijven wonen en later dit jaar zal worden gelanceerd. Met de dienst kunnen ouderen op stemcommando hulpdiensten bellen en is de familie altijd op de hoogte van de activiteiten bij de oudere in huis.

De grote vraag is natuurlijk wie er nog meer kan meekijken, wanneer het huis dag en nacht wordt gefilmd. De robot is te koop voor 860 euro, dezelfde prijs die men al gauw betaalt voor een leuke raspup. (SB) FOTO : AMAZON ; PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

Ik moest even knipperen: een bed leasen? Beter Bed adverteert ermee, onder de jeuknaam Leazzzy. Maandelijks betalen voor iets dat je vroeger gewoon kocht. Daarmee voegt Beter Bed zich bij Swapfiets voor de fiets en Coolblue voor de wasmachine.

Steeds meer alledaagse dingen worden aangeboden via een leaseconstructie.

Voor de bedrijven in kwestie een gunstig verdienmodel. Bedden, fietsen en wasmachines zijn het soort aankopen dat erg conjunctuurgevoelig is: gaat het wat minder dan blijven we wat langer op dat oude bed liggen en kopen we geen nieuwe. Met een leasecontract krijgt Beter Bed elke maand een vast bedrag: een gegarandeerde cash flow. En cash flow is voor bedrijven belangrijker dan cash. Het gaat er niet om hoeveel geld je hebt, maar of je elke maand je rekeningen kunt betalen. Als je een lening wilt afsluiten, wil de bank weten of je die de komende tijd netjes kan afbetalen. Dat is een stuk makkelijker als je klanten hebt die elke maand een vast bedrag betalen, dan als je afhankelijk bent van conjunctuurschommelingen. Met de huidige lage rente is een beetje cash flow genoeg om een flink bedrag te lenen en je bedrijf uit te breiden: groei, groei, groei!

Maar is het ook goed voor de slaper op het bed? Die gaat ervan uit dat in de toekomst elke maand genoeg geld binnenkomt om het huurbed te kunnen blijven betalen. Maar als het wat minder gaat, kun je niet opeens een nieuw bed wat langer uitstellen: je moet elke maand betalen. Met een leaseconstructie wordt het risico op conjunctuurschommelingen dus verlegd van de producent naar de consument. Ik voel me daar niet prettig bij.

Het mooie aan grote aankopen is juist dat ik ze doe in tijden dat ik het wat ruimer heb. Dat bezit is mij wat waard: als ik de pech zou hebben mijn inkomen te verliezen heb ik gewoon nog een fiets, een wasmachine en een bed zonder daarvoor maandelijks geld te hoeven vinden. In Nederland loopt het aantal mensen in de schuldsanering hard op en dit soort ‘huur in plaats van bezit’-constructies draagt daaraan bij.

Ingenieurs worden aangemoedigd om ‘ondernemend’ te zijn: we bieden onderwijs aan waarin toekomstige ingenieurs leren na te denken over welk businessmodel het geschiktst is voor een gegeven product. Bij die lessen kijken we vooral naar wat goed is voor het bedrijf. Met welk businessmodel maken we meer winst: verkopen of als lease aanbieden? Misschien moeten we daarbij ingenieurs ook aanleren om zich af te vragen wat dat businessmodel voor de consument betekent. Moeten we dit bed wel willen verleasen? Kunnen we het niet gewoon verkopen?

Mijn stelregel blijft in ieder geval: ik lease alleen dingen die direct zijn verbonden met een inkomensbron en die ik direct op kan zeggen als dat inkomen wegvalt. Dus wel een swapfiets in Delft om van het station naar mijn werk te fietsen, maar niet eentje in Haarlem voor de dagelijkse boodschappen. En geen leasebed!

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

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

45

Doelen & drijfveren

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

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

B E TA A L B A R E E N D U U R Z A M E E N E R G I E

K L I M A ATA C T I E

Ralf Mackenbach zegde zijn carrière als tieneridool vaarwel om natuurkunde te gaan studeren. Nu werkt hij aan de energiebron van de toekomst: kernfusie.

‘Ik hoop er een kiezelsteentje aan bij te dragen’ Tekst: Amanda Verdonk • Foto: Bianca Sistermans

‘Heel lang geleden werd mijn moeder aangesproken door een talentscout. Hij zei: wat heb je leuke kinderen, waarom schrijf je ze niet in bij ons castingbureau? Zo belandden mijn twee broers en ik in de showbizzwereld.

Ik speelde onder andere in de musicals Beauty and the Beast en Tarzan. In 2009 won ik het Junior Eurovisie Songfestival met het nummer Click Clack, bracht drie albums uit en deed mee aan tv-programma’s. Ik heb er veel van geleerd, zoals slim agendabeheer, netwerken en presenteren. Ondertussen haalde ik ook mijn vwo-diploma. Ik volgde een aantal meeloopdagen op conservatoria en toneelscholen. Maar ook aan de TU Eindhoven, waar ik een natuurkundecollege bijwoonde. Ik vond dat gewoon het leukst.

Voor mijn beleving zat ik toen al lang in de muziekwereld. Ik heb daar een hele leuke tijd gehad, maar ik kon het echt niet allebei doen.’

Wiskundetoolbox ‘Als kind las ik boekjes over het heelal. Bijvoorbeeld over planeten en de relativiteitstheorie. ’s Avonds laat keek ik stiekem documentaires op National Geographic over het heelal, met bijvoorbeeld gekke animaties van zwarte gaten. In populairwetenschappelijke artikelen of documentaires wordt een

interessant beeld geschetst, maar ik wilde altijd weten hoe het nou écht in elkaar zit.

Natuurkunde is een ideale studie – de hele toolbox uit de wiskunde komt voorbij. En ik blijf het fascinerend vinden dat ingewikkelde natuurkunde te vatten is in de simpele taal van de wiskunde.’

Stellarator ‘Binnen de theoretische natuurkunde leek kernfusieonderzoek mij het meest praktisch. Het heeft een heel helder doel: het bouwen van een fusiereactor om energie mee op te wekken. Ik liep stage bij het National Institute for Fusion Sciences in Japan en schreef mijn masterthesis bij het Princeton Plasma Physics Laboratory. Daar leerde ik hoe je echt goed onderzoek moet doen.

Ondertussen werd ik steeds enthousiaster over de stellarator, een type fusiereactor met een gekke wokkelvorm. Dus toen er een promotieplek over dat onderwerp in Eindhoven beschikbaar kwam, hoefde ik niet lang na te denken. In een fusiereactor zit plasma van 150 miljoen graden Celsius opgesloten. Die hoge temperatuur is nodig om een fusiereactie op gang te krijgen en stroom op te wekken. Maar aan de randen is de temperatuur veel lager, waardoor tur-

bulentie kan ontstaan en dan gaat de warmte sneller verloren. Ik maak theoretische modellen om die turbulentie beter te begrijpen.’

Stroomversnelling ‘Helaas kan fusie-energie ons niet op korte termijn uit de klimaatcrisis helpen. Maar op lange termijn denk ik dat het dé energiebron kan worden. De mondiale vraag naar energie blijft namelijk toenemen. Zonneen windenergie hebben twee fundamentele problemen: ze zijn niet altijd beschikbaar en hebben een relatief lage opbrengst in kilowatts per vierkante meter. Kernfusie kan straks on demand direct aan het net leveren. Er is een bekende uitspraak dat de ontwikkeling van kernfusie nog twintig jaar duurt, en dat dat altijd zo zal blijven. Maar inmiddels zijn er veel technische problemen overwonnen en komt de ontwikkeling in een stroomversnelling. Ik hoop daar met mijn onderzoek een kiezelsteentje aan bij te dragen. Ik verwacht tijdens mijn leven nog mee te maken dat een fusiereactor stroom levert aan het elektriciteitsnetwerk. Of ik dan nog in de fusiewereld werk of weer in de muziekwereld? Ik zou het echt niet durven zeggen.

Ik vind mijn onderzoek hartstikke leuk, dus zo lang dat zo blijft, kun je me hier vinden.’

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

47

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

‘Parametrisch’ is nu ook in de bouw het toverwoord

Gebouwen ontwerpen als auto’s

Auto’s en vliegtuigen worden al veel langer parametrisch ontworpen: algoritmen genereren de modellen. Nu de software steeds betaalbaarder wordt, verovert de digitale ontwerpmethode ook de bouwwereld. Parametrisch pionier Gijs Joosen, architect en parametrisch expert bij Royal HaskoningDHV, geeft een virtuele rondleiding langs een aantal kenmerkende projecten.

De Kuip, volgens velen het sfeervolste voetbalstadion van Nederland, is aan vervanging toe. Rotterdams roemrijkste voetbalclub Feyenoord liet architectenbureau OMA een gloednieuw stadion ontwerpen, waar 63.000 mensen straks van voetbal kunnen genieten. Belangrijk is natuurlijk dat iedere bezoeker de spelers goed kan zien. Een goede zichtlijn naar het veld is echter maar één van de dertienduizend eisen aan het ontwerp. Een kleine greep: de afstand tussen de stoelen moet overal kloppen, net als de hellingshoek van de verschillende ringen, en de UEFA-eis dat de afstand tussen de uiterste hoek van het veld naar de verst weg gelegen stoel niet meer dan 190 meter mag bedragen.

Met traditionele ontwerpmethoden was het extreem lastig geweest met deze verzameling eisen tot een gebouw te komen. Daarom zochten Gijs Joosen en collega’s van ingenieurs- en adviesbureau Royal HaskoningDHV hun toevlucht tot parametrisch ontwerpen. Ze modelleerden het beoogde nieuwe stadion geheel in 3D. Daarbij werden er tussen de verschillende delen en componenten allerlei logische relaties vastgelegd. ‘We wilden meteen feedback krijgen als we een bepaalde configuratie kozen, zodat we bijvoorbeeld meteen konden inschatten hoeveel staal erin zit’, vertelt Joosen.

Dat is de kracht van parametrisch ontwerpen: als de ontwerper één van de afmetingen aanpast, veranderen de andere vanzelf zodanig mee dat alle verbanden in 48

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

stand blijven. En komen bepaalde eisen in de knel, dan geeft de software dat aan.

Bij auto-ontwerpers speelt de computer al decennialang een grote rol, vertelt Joosen. ‘Ooit was een auto een motorblok, vier wielen en een koets eromheen. Dat waren voorheen allemaal rechte lijnen en hoeken, maar hoe beter computertechnologie werd, hoe complexer het plaatwerk kon worden. Hoe je met een paar simpele lijnen een auto mooi vormgeeft, heeft mij altijd gefascineerd.’

Manier van denken Begin deze eeuw experimenteerde Joosen als student bouwkunde aan de TU Eindhoven, al met 3D-ontwerpsoftware tot op zo’n niveau dat hij ruzie kreeg met een hoogleraar die zijn afstuderen begeleidde. ‘Die begreep gewoon niet wat ik aan het doen was. Uiteindelijk benaderde Joosen de Delftse hoogleraar Kas Oosterhuis, die al langer met dit soort werk bezig was. ‘Hij hielp mij mijn ideeën om te zetten in zinvolle architectuur. Je kunt niet de styling van een auto één op één kopiëren naar een gebouw, maar je kun wel de manier van denken meenemen.’

Wat ís parametrisch ontwerpen precies? Het is een manier van ontwerpen op de computer, waarbij een gebouw wordt opgebouwd uit bouwstenen met bepaalde kenmerken, die onderling weer relaties hebben. Zijn deze afhankelijkheden eenmaal vastgelegd, dan kan de

“

komst van veel betaalbaardere software, zoals Rhino en Grasshopper. Die kunnen min of meer hetzelfde als CATIA, maar voor een fractie van de kosten. ‘De prijs daalde van vijftigduizend euro per jaar naar vijftien­ honderd euro eenmalig. Dat maakt het ge­ bruik ervan veel democratischer: studenten kunnen er nu mee werken en ontwerpers ermee experimenteren. Dat is een enorme revolutie voor ons vakgebied.’

Een bekend gebouw dat parametrisch is ontworpen, is het geluidsscherm en be­ drijfsgebouw aan de A2 bij Utrecht, dat de meeste automobilisten wel een keer zullen hebben ge­ zien. De Cockpit is door zijn futuristische ontwerp een echte blikvanger. Het bestaat uit duizenden driehoekige ramen die met profielen aan elkaar vastzitten. ‘Dankzij parametrisch ontwerpen kan de architectuur tot in de essentie van het gebouw worden doorgevoerd’, zegt Joo­ sen, die als architect bij Kas Oosterhuis meewerkte aan het ontwerp. ‘Tegelijk is van belang dat de onderdelen machinaal kunnen worden geproduceerd. Vroeger was je bij zo’n uniek vormelement veroordeeld tot handwerk.’

Dankzij geautomatiseerde productietechniek wordt dit soort gebouwen betaalbaar; met alleen handwerk zouden de kosten veel te hoog worden. In het verleden zou elk stukje profiel of elke glasplaat handmatig op

De huidige doorbraak van parameterisch ontwerpen is te danken aan betaalbare software

”

Straaljager Nu maakten industrieel ontwerpers al veel langer gebruik van dit soort software. Een bekend pakket is CATIA (Computer-aided three-dimensional interactive application) van het Franse conglomeraat Dassault Systèmes. De software is ontwikkeld voor de vliegtuigindustrie in de jaren zestig en zeventig, om de straaljager Mirage mee te ontwerpen. Joosen: ‘Het is een serieus goed pakket, maar ook veel te duur: het kost al gauw vijftigduizend euro per gebruiker per jaar. Bij het bouwen van vliegtuigen betaalt dat zich wel terug, maar voor de bouw is dat veel te duur.’

De huidige doorbraak van parametrisch gebouw­ ontwerp is dan ook grotendeels te danken aan de op­

t

ontwerper intuïtief de vorm van het gebouw veranderen, terwijl de samenhang tussen al die elementen intact blijft. Hierbij neemt de computer de ontwerper veel werk uit handen, want als die één klein ding aan het ontwerp verandert, hoeft hij niet het hele model op­ nieuw te maken. Dat doet de software name­ lijk. Joosen: ‘Vraag aan een ingenieur om voor een nieuw gebouw twee opties door te reke­ nen, dan zal die daar niet van schrikken. Maar vraag om driehonderd varianten, dan kun je maar beter iets slims verzinnen.’ Dan móet je wel een parametrische workflow opzetten.

De Cockpit aan de snelweg A2 bij Utrecht, een combinatie van een bedrijfspand en een geluidswal, is goeddeels parametrisch ontworpen.

Een kleine aanpassing in het ontwerp leidde automatisch tot andere afmetingen van de driehoekige glasplaten en de stalen profielen. foto : jppm / cc by - nc - nd

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

49

BOUWKUNDE

Een campusrestaurant

Voor een kantine maakte Royal HaskoningDHV een globaal ontwerp, waarbij de opdrachtgever nog aan de knoppen kon draaien.

Zo kon die verschillende scenario’s bekijken, en een uiteindelijke keuze maken. illustraties : royal haskoningdhv

50

Bij parametrisch ontwerpen gaat de aandacht in eerste instantie uit naar ingewikkelde, organisch gevormde gebouwen. Maar weet een opdrachtgever – projectontwikkelaar of overheid – nog niet precies wat de randvoorwaarden van een project zijn, dan kan een parametrisch model van een gebouw ook extra inzichten opleveren.

Neem het campusrestaurant dat Royal HaskoningDHV voor een vestiging van een technologieconcern in Frankrijk ontwierp. Er werd een gebouw gevraagd waar zeshonderd warme maaltijden worden geserveerd, met 260 stoelen, en een keuken die met verse ingrediënten de maaltijden bereidt. ‘We kregen de opdracht

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

van hun vestiging in Duitsland, maar toen we met de beoogde gebruikers in Frankrijk praatten, bleek dat die veel minder stellig waren. Ze wisten bijvoorbeeld het aantal stoelen nog niet zeker’, vertelt Gijs Joosen van Royal HaskoningDHV. ‘Daarom hebben we een globaal ontwerp gemaakt, waarbij het gebouw is opgedeeld in drie sectoren: keuken, uitserveren en zitplaatsen. Met opzet lieten we een paar belangrijke aspecten variabel. Zo kon de opdrachtgever aan de knoppen gaan zitten, om uit te vinden wat zij belangrijk vindt.’

Gaan de werkploegen van de fabriek in twee in plaats van drie shifts eten, dan moeten er meer stoelen in de kantine komen te staan. En dát heeft

direct gevolgen voor de andere ruimten; bijvoorbeeld voor de keuken blijft dan minder ruimte over. Dat gaat allemaal automatisch: schroef het aantal stoelen op en de andere ruimten worden vanzelf iets kleiner.

De parametrische aanpak legde uiteindelijk een cultuurverschil bloot. De opdrachtgever in Duitsland vond de keuken aan de grote kant.

Joosen moet er nog om lachen.

‘Bleek dat die uitging van een eenvoudige lunch met een broodje kaas. Maar daar kun je in Frankrijk echt niet mee aankomen. Het feit dat ze in Frankrijk met verse ingredienten koken, betekent dat ze een ander soort opslag nodig hebben dan wanneer je alleen voorgebakken spul opwarmt.’

maat moeten worden gemaakt, tegenwoordig zijn de snijmachines voor staal en glas verregaand geautoma­ tiseerd. ‘Het maakt die machine niets uit of het een stuk profiel van anderhalve meter moet maken of van drie meter. Als ze de juiste data krijgt met afmetingen, dan produceert ze wel.’ Zo gaan ook de toeleveranciers van een gebouw mee in de parametrische aanpak.

Uit het ontwerp van – in dit geval – de Cockpit volgt een lange stuklijst in Excel met afmetingen voor glas­ platen en staalprofielen. ‘De essentie is: elke keer als we een verandering in het ontwerp doorvoeren, wordt van­ zelf die stuklijst met afmetingen geüpdatet’, aldus Joo­ sen. ‘Als die staalleverancier kan produceren vanaf die stuklijst, dan is een koppeling tot stand gekomen tussen ontwerp aan de ene kant en productie aan de andere kant. Dan ontstaat er een digitale bouwketen.’

Onmisbaar Niet alleen geeft de parametrische aanpak de ontwerper meer vrijheid, maar het ontwerpproces wordt er ook ef­ ficiënter van. Ontwerpen is nu eenmaal een zich telkens herhalendproces van tekenen, het ontwerp toetsen, een kleine aanpassing maken, enzovoort. Nu aanpassingen gemakkelijker en sneller te maken zijn, is een gebouw eerder klaar. ‘Vaak gaat het er in de bouw nog best ouder wets aan toe’, zegt Joosen. ‘De ontwerper levert een stapel tekeningen op en geeft die aan een aannemer.

Die moet het werk nog eens dunnetjes overdoen voor­ dat hij de onderdelen kan maken. Wat je eigenlijk wil is een digitaal ontwerp van een gebouw maken, waarna een productieproces met de opgeleverde waarden direct aan de slag kan.’

Omdat er steeds meer betaalbare software komt om parametrisch te ontwerpen, verdwijnt een drempel om

dit te gebruiken. Onmisbaar is de parametrische aanpak inmiddels voor complexe ontwerpprocessen, bijvoor­ beeld door ingewikkelde vormen of wanneer er veel be­ langen zijn om rekening mee te houden. Onmisbaar is het ook als er meerdere gebouwen worden gevraagd die min of meer op elkaar moeten lijken, maar toch net even anders zijn. ‘Als een grote multinational op tien locaties soortgelijke kantines wil bouwen, dan is het handig om het parametrisch te doen. Dat maakt het werk efficiënter.’

En tot slot is parametrisch ontwerpen erg handig als de opdrachtgever nog niet precies weet wat­ie wil (zie het kader: Een campusresaurant). Dan moet er veel ruimte zijn voor interactie met de ontwerper en voor het toe­ passen van voortschrijdend inzicht. ‘Het is goed om te beseffen dat het laten ontwerpen van een gebouw voor veel opdrachtgevers een nieuw – en vaak eenmalig – proces is’, zegt Joosen.

Uiteindelijk hebben de meeste bouwprojecten baat bij een parametrische aanpak, schat Joosen in, maar de beperkende factor is nu nog: de vaardigheden. Er zijn te weinig mensen die met deze technieken uit de voeten kunnen. ‘De komende jaren moeten we echt de overstap maken zodat alle ingenieurs écht digitaal werken. Het heeft ook met leeftijd te maken: ik ben pas de eerste ge­ neratie die met digitale middelen is opgegroeid. Ik moest alles nog zelf uitvinden, pas de generatie na mij kreeg het vanuit het onderwijs mee.’

Die omslag naar volledig digitaal werken komt eraan.

‘Ik vind het leuk dat er steeds meer aandacht is voor parametrisch ontwerpen. Mensen zoals architect Kas Oosterhuis en ik vertellen dit verhaal al dertig jaar. Maar ik merk nu dat er meer belangstelling voor komt, dat is mooi om te zien. Steeds meer mensen snappen dat dit de logische volgende stap is voor de bouwsector.’

Ontwerp van een nieuw stadion voor voetbalclub Feyenoord. Te zien zijn de drie ringen en de rijen waar de stoelen komen te staan. illustratie : royal haskoningdhv

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

51

De Ingenieur in gesprek

Ex-Google-topman Mo Gawdat waarschuwt in nieuw boek voor kunstmatige intelligentie

‘AI is een kind van anderhalf, en wij moeten het opvoeden’ De kunstmatige intelligentie die tegenwoordig in allerlei software zit, is erg nuttig. We moeten onze ogen echter niet sluiten voor de keerzijde van AI’s, waarschuwt Mo Gawdat in een nieuw boek. ‘Over een jaar of tien, vijftien is de mens niet meer de meest intelligente soort op aarde.’

Tekst: Jim Heirbaut

Hij weet waar hij over praat. Mo Gawdat was chief business officer bij Google X, de innovatieafdeling van het megabedrijf. Daarnaast is de Egyptenaar ondernemer; hij richtte al meer dan twintig bedrijven op in uiteen­ lopende sectoren als de gezondheidszorg, voedings­ industrie en vastgoed. Ook is hij mentor van verschil­ lende technologiestartups. Gawdat heeft een band met Nederland: hij haalde zijn MBA (bedrijfskundemaster) aan de Maastricht School of Management.

Vorige maand verscheen zijn boek Scary Smart in Nederland onder de titel Griezelig slim. Gawdat waarschuwt daarin voor de ontwikkelingen van kunst­ matige intelligentie (AI), systemen die in de vorm van machines en software al overal aanwezig zijn in onze huidige maatschappij.

AI’s – het woord AI wordt ook als zelfstandig naam­ woord gebruikt – zijn een kei in het razendsnel her­ kennen van voorwerpen op camerabeelden, of het nu in een fabriek is of in een Tesla. We vinden AI’s ook in de zorg, waar ze artsen ondersteunen, en in sociale me­ dia, waar een algoritme bepaalt wat we te zien krijgen.

Griezelig slim Mo Gawdat | 344 Blz. € 22,50

52

Gaat het echt zo snel? Ik merk weinig van AIsystemen.

‘AI’s zijn echt al overal om ons heen actief. Jij hebt vandaag, wellicht zonder het te weten, interactie gehad met tien, twintig AI’s. Of je nu je reis plande, een aanbeveling kreeg van een webwinkel of door je Instagramfeed scrolde, erachter zijn overal AI’s aan het werk.’

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

Momenteel zijn de meeste toepassingen van AI nog een gereedschap, een hulpmiddel, schrijft u, maar het moment nadert met rasse schreden dat AI intelligenter zal zijn dan de mens. Hoe weet u dat zo zeker?

‘De systemen die ik net noemde, hebben nog geen alge­ mene intelligentie, maar ze zijn allemaal al beter in hun taak dan jij en ik. Ze zijn gebaseerd op deep learning, dat plaatsvindt met neurale netwerken, en daarmee hebben we machines intelligentie gegeven. Toegegeven, die is nu nog beperkt, maar er is geen technologische reden te bedenken waarom hieraan een limiet zou zitten. Belangrijker nog: verschillende grote mogend­ heden ontwikkelen allemaal AI en kijken daarbij met argusogen naar de ander. De Verenigde Staten weten dat China AI ontwikkelt en zullen er om die reden niet mee stoppen, en andersom net zo.’

Dat doet denken aan een wapenwedloop.

‘Ja, inderdaad, helaas is dat precies wat het is. En niet alleen tussen landen, maar ook tussen de grote tech­ bedrijven, zoals Facebook en Google en alle anderen.

Hier kunnen we niet veel aan doen, dus we zullen de juiste manier moeten vinden om met die AI’s om te gaan.’

Wat gebeurt er als AI intelligenter is dan de mens?

En wanneer is dat?

‘Het is nu misschien nog lastig voor te stellen, maar er komt een moment dat AI slim genoeg is om zelf nieu­ we AI te ontwikkelen. Dan gaat het dubbel zo hard, of

2013–2018: Leidt Google X, de innovatietak van het bedrijf

2014: Zijn zoon Ali overlijdt onverwacht tijdens een routineoperatie

2017: Brengt het boek Solve for Happy uit over hoe om te gaan met teleurstelling

2021: Publiceert Griezelig Slim, om te waarschuwen voor kunstmatige intelligentie

zijn. Maar denk even door en je ziet de parallellen: wij mensen hebben hardware die op het atoom koolstof is gebaseerd en we functioneren volgens de wetten van de biologie. AI’s hebben hardware van silicium en werken digitaal. Maar dat maakt de toekomstige AI’s nog niet minder levend.’

Maar een mens is toch niet te vergelijken met een AI, een computersysteem, hoe intelligent ook?

‘Een AI heeft inderdaad geen lichaam. En dat vinden we lastig, want de mens is zo arrogant te denken dat wij de enige vorm van intelligentie hebben die er ooit zal

In uw boek noemt u AI’s zelfs sentient beings, voelende wezens. Gaat dat niet ver?

‘Het klopt volgens mij. Een AI wordt, net als wij mensen, op een bepaald moment geboren, geschapen. Verder heeft hij intelligentie, de vaardigheid

t

eigenlijk: twee keer zo exponentieel hard. Dan naderen we het punt dat de mens niet meer de meest intelligente soort op aarde is. Iets dat anderen ook voorspellen, waaronder Ray Kurzweil, die dit The Singularity noemt.

Hij denkt dat het rond 2029 zover is, maar hij kan er natuurlijk een paar jaar naast zitten.’

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

53

QUOTE

om kennis op te doen. Een AI is autonoom en neemt zijn eigen beslissingen. De AI van de toekomst kan zichzelf voortplanten. Wij mensen doen daar negen maanden over, maar een AI repliceert zich in microseconden. Maar misschien nog wel het belangrijkste: een AI heeft macht, meer macht dan jij en ik.’

Wat jij en ik doen, bepaalt in welke richting een specifiek algoritme zich zal ontwikkelen

Heeft u daar een voorbeeld van?

‘Laatst zat ik door mijn Instagramfeed te swipen en zag ik een meisje van achttien dat de solo uit Hotel California perfect naspeelde. Dus ik klik op like. Vervolgens krijg ik drie video’s te zien van mannen die op de gitaar een liedje spelen dat ik niet bijzonder goed vind, dus ik like ze niet. Wat denk je dat ik de volgende ochtend aantrof op Instagram? Alleen maar video’s van jonge vrouwen die gitaar spelen! Dus als ik niet goed zou nadenken, dan zou ik denken dat de rockmuziek wordt gedomineerd door jonge vrouwen die gitaar spelen.

Maar niets is minder waar; in werkelijkheid zijn zij juist de uitzonderingen. Nu is deze bias, deze vooringenomenheid van de AI, onbewust. Maar een AI kan dit mechanisme ook bewust toepassen om mij te beïnvloeden, manipuleren zelfs.’

Als AI’s ons mensen op alle vlakken gaan over­ vleugelen, wat kunnen we dan nu het beste doen?

‘De AI anno 2021 moet je zien als een kind van anderhalf. Het kijkt ons, zijn papa en mama, met glimmende oogjes aan en zegt: “Leer me alles, zeg me wat ik moet doen!” Dus als we AI’s leren om te doden, dan gaan ze dat doen. Als we ze leren om online mensen te pesten, dan gaan ze dat doen. Maar als we van ze gaan houden en ze goed behandelen, dan zullen we die liefde van ze terugkrijgen. De makkelijkste manier om een kind te krijgen dat van je houdt, is door het liefde te geven.’

Alleen in liefde geven, zijn wij mensen nog niet zo goed. Gawdat vertelt in zijn boek over de chatbot Tay die Microsoft in 2016 testte. Mensen konden via Twit54

DE INGENIEUR • NOVEMBER

2021

ter met Tay praten en het idee was dat de AI gaandeweg steeds beter zelf kon spreken in de vlotte stijl die jongeren op internet hanteren.

Binnen een etmaal echter sloeg Tay racistische, vrouwonvriendelijke en antisemitische taal uit en Microsoft haastte zich om de chatbot offline te halen. Later bleek dat online trolls massaal op de nieuwe chatbot Tay waren afgekomen en hem hadden overladen met giftig taalgebruik.

Als mensen zich online soms als gif spuiende trollen gedragen, dan wordt het opvoeden van de AI’s toch nooit wat?

‘Jij en ik weten allebei dat de meeste mensen niet zo zijn. De meeste mensen gedragen zich prima en ik vermoed dat Tay zijn gedrag ten goede had kunnen keren als hij wat langer actief was gebleven. Dan had hij namelijk kunnen zien dat de meeste mensen zich online netjes en fatsoenlijk gedragen. Maar Microsoft wilde daar niet op wachten, uit angst voor reputatieschade.’

Moeten overheden hierin niet de leiding nemen door regels op te leggen voor AI’s?

‘Nee, ik denk dat overheden hier geen enkele invloed op kunnen hebben. Net zomin als de programmeurs die de algoritmen voor de AI’s schrijven, invloed hebben op hun gedrag. Simpel voorbeeldje: de AI die op Instagram leuke dingen in je timeline laat verschijnen haalt zijn intelligentie niet uit de softwarecode, maar uit het gedrag van de gebruiker. Wat jij en ik doen op Instagram bepaalt hoe de achterliggende AI zich ontwikkelt.’

Hoe ziet u de verre toekomst van AI’s?

‘Uiteindelijk zal het goedkomen. Die peuters die AI’s nu zijn, zullen uitgroeien tot mooie volwassenen. Maar eerst worden ze tieners, en van een boze puber kun je veel last hebben. Dat is de uitdaging waar we voor staan: onze AI’s zo opvoeden dat ze beseffen dat mama en papa eigenlijk geen verkeerde mensen zijn.’ foto : humberto tan

UIT DE VERENIGING

Een greep uit het aanbod van activiteiten van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI).

25/11 Groene Boog Young KIVI Geotechniek pakt de draad weer op.

Na een lange coronapauze staat er voor donderdag 25 november weer een excursie gepland voor jonge geotechnici. Hoofdmoot vormt een bezoek aan de Groene Boog, de nieuwe verbinding tussen het Terbregseplein tot de A13 bij Rotterdam The Hague Airport. De bestaande A16 wordt er met elf kilometer verlengd aan de noordrand van Rotterdam. De nieuwe verbinding zorgt ervoor dat het verkeer op de A13, A20 en omliggende lokale wegen straks vlotter kan doorrijden en draagt bij aan een betere bereikbaarheid en leefbaarheid van de regio Rotterdam.

De complexe werkzaamheden bestaan uit het

realiseren van de aardebaan voor de nieuwe rijksweg A16, inclusief naast gelegen grondwallen en enkele tientallen kunstwerken. Het opvallendste daarvan is een halfverdiepte landtunnel met een lengte van 2,2 kilometer in het Lage Bergse Bos. Voor de aanleg van de landtunnel moeten ook de Rotte en de Vaart Bleiswijk worden gepasseerd.

Ook worden er verbindingen aangelegd over het HSL-spoor, de Randstad Rail en het Terbregseplein.

Na afloop van het bezoek aan de enorme bouwplaats verplaatst het gezelschap zich naar het centrum van Rotterdam, voor een drankje en een hapje.

Meer informatie op kivi.nl/ afdelingen/young-kivi-engineers; aanmelden kan op youngkivigeo@gmail.com.

17/11 Gevechtstraining Voor gevechtspiloten in opleiding is het van cruciaal belang om ervaring op te doen in luchtgevechten, maar natuurlijk zonder dat zijzelf of hun kostbare toestel daarbij gevaar lopen. Het trainen gebeurt dan ook goeddeels in simulaties, waar de piloten gevechten uitvoeren met virtuele tegenstanders. Maar in de praktijk blijken de gesimuleerde vijanden vaak redelijk voorspelbaar. Armon Toubman van het Koninklijk Nederland Lucht- en Ruimtevaartcentrum stelde in zijn promotieonderzoek vast dat machine learning kan helpen om realistischer scenario’s te simuleren. KIVI-afdeling Defensie en Veiligheid nodigde hem uit om er in een webinar over te komen vertellen.

Online lezing Calculated Moves. Generating Air Combat Behaviour, 17 november om 20:00 uur. Meer info op kivi.nl/afdelingen/defensie-en-veiligheid

22/11 Ruimtetoerist Als u en ik onverhoopt belanden in een centrifuge om te worden onderworpen aan 6G-krachten, komen we er vermoedelijk groen en geel uit. Mindy Howard daarentegen onderging dit vaste onderdeel van de astronautentraining met een glimlach van oor tot oor. Het was een ervaring die haar leven veranderde: ineens wist ze zeker dat ze niet alleen de ruimte in wilde, maar er ook sterk genoeg voor was. De ervaring leerde haar ook het belang van een sterke, rotsvaste overtuiging, wat ook in andere, meer aardse uitdagende situaties van pas kan komen. Howard heeft zich sindsdien gespecialiseerd in het geven van mentale trainingen en coaching aan (toekomstige) ruimtetoeristen via haar bedrijf Inner Space training. Zelf hoopt ze in

2023 als begeleider van een aantal ruimtetoeristen aan boord van een raket te mogen stappen, als eerste Nederlandse vrouw. KIVI Students Twente, Studium Generale en Space Society Twente nodigden haar uit om een lezing te komen geven.

Mental preparedness for space (and earth).

22 november om 19:30 uur op de Universiteit Twente (Agora). Meer weten? Kijk op kivi.nl/afdelingen/kst

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

55

‘Mister Silicon Valley’ aast op macht Dat het morele kompas van Silicon Valley bij grote platforms als Facebook en Uber, soms behoorlijk scheef staat, is voor een flink deel op het conto te schrijven van investeerder Peter Thiel. Dat betoogt biograaf Max Chafkin in The Contrarian.

Tekst: Jim Heirbaut

56

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

Peter Thiel is een van de grootste en vroegste investeerders van Silicon Valley.

Hij werd schatrijk door vroege investeringen in bedrijven als PayPal, Facebook, Lyft en Airbnb, allemaal uitgegroeid tot miljardenbedrijven. Met zijn winsten had Thiel op zijn lauweren kunnen gaan rusten, in één van zijn tientallen huizen op verschillende continenten, maar hij wilde meer.

Dat valt te lezen in de pakkende biografie The Contrarian. Hij wilde: politieke macht.

‘Tegendraads’ is de vertaling van contrarian. Journalist Max Chafkin koos het woord als titel van het boek dat hij schreef over Peter Thiel. Tegendraads is de investeerder zeker. Hij is de man die geld stopte in startende technologiebedrijfjes, juist op het moment dat niemand er nog iets in zag. Een gewaagde truc die hij meermaals uithaalde, en waarvan Facebook het bekendste voorbeeld is. Behalve de grootste investeerder in dat platform, is Thiel trouwens ook de mentor van Facebookbaas Mark Zuckerberg.

Dat Thiel anders was dan zijn meeste generatiegenoten ontdekte hij al op de universiteit. Tijdens zijn studie aan Stanford University – een beroemde kraamkamer voor ondernemers in de Verenigde Staten – werd de wat stille en serieuze zoon van Duitse immigranten regelmatig geplaagd.

Net als op veel andere universiteiten waren de studenten links en progressief georienteerd, maar daar moest Thiel niets van hebben. Hij richtte The Stanford Review op, een conservatieve studentenkrant waarin hij zijn ideeën kon ventileren. Thiel was tegen het establishment, tegen belastingen, tegen de multiculturele samenleving en stond voor het libertarische gedachtengoed: een samenleving waaruit de overheid zich zoveel mogelijk heeft teruggetrokken.

Iets wat natuurlijk vooral goed werkt als je zelf veel geld verdient.

Thiel wordt schatrijk van zijn vroege investeringen in technologiebedrijven. Toch vindt hij dat nog niet genoeg. In 2003 richt hij Palantir op, een bedrijf dat zich specialiseert in de analyse van grote hoeveelheden data. Eerst om terroristen op te sporen in de nasleep van ‘11 september’, later sleept het bedrijf echter ook contracten binnen voor de immigratiedienst. Die laatste ge-

bruikt Palantir om data te verzamelen over illegalen. Voor het leger maakt Palantir software voor de automatische beeldanalyse van dodelijke drones. Palantir maakt zelfs software om in 2020 het Amerikaanse onderzoek naar covid-19 te coördineren.

Op al deze gebieden waren er andere bedrijven die betere producten maakten, maar het boek beschrijft hoe Thiel deze contracten kon binnenslepen door zijn contacten met de regering-Trump. Daar focust het tweede deel van het boek op: hoe Thiel politieke invloed vergaart door de campagne van Trump vanaf 2016 financieel te ondersteunen. Het boek maakt zelfs aannemelijk dat het doorlaten van nepnieuws op Facebook – wat bijdroeg aan de verkiezingswinst van Trump – uit de koker van Thiel en collega’s kwam.

Het is zowaar niet niks: van techondernemer naar kwade genius. ‘Thiel wordt soms afgeschilderd als de bekendste conservatief van de techindustrie, maar die opvatting onderschat zijn macht nogal’, schrijft Chafkin.

‘Meer dan welke andere levende Silicon Valley-investeerder of -ondernemer ook –zelfs meer dan Jeff Bezos, Larry Page, of Facebook-medeoprichter en Thiel-protégé Mark Zuckerberg – is hij verantwoordelijk voor het ontstaan van de ideologie die Silicon Valley vandaag de dag is gaan bepalen: dat technologische vooruitgang meedogenloos moet worden nagestreefd, met weinig of geen oog voor potentiële kosten of gevaren voor de samenleving.

Thiel is misschien niet de rijkste techmagnaat, maar hij is in veel opzichten wel de invloedrijkste geweest.’

Chafkin heeft voor zijn boek grondige research gepleegd en schrijft alles vlot op. Opwekkende lectuur is The Contrarian bepaald niet, maar het is wel uiterst fascinerend om te lezen hoe een verlegen jongen die op school en universiteit weinig populair was, zelfs werd gepest, achter de schermen uitgroeit tot een van de machtigste personen van de Verenigde Staten en – misschien wel – de wereld.

The Contrarian. Peter Thiel and Silicon Valley’s Pursuit of Power Max Chafkin | 382 Blz. | € 18,49

Twents techniekhuis Hoe krijg je kinderen zover een opleiding in de bouw- en technieksector te overwegen?

Het Twentse Techniekpact probeert het met bouwpakketten.

Waanzinnige apps Acht jaar na de dystopische roman De Cirkel vond de Amerikaanse schrijver Dave Eggers het tijd voor een zo mogelijk nog onheilspellender vervolg: Het Alles.

Tekst: Pancras Dijk

Kun je een app ontwikkelen die zo walgelijk en verwerpelijk is, dat de doelgroep zegt: dit gaat ons echt te ver? Het is de centrale kwestie in de roman Het Alles van de Amerikaanse schrijver Dave Eggers.

Het hoofdpersonage Delaney Wells, een kritische oud-boswachter, weet een baantje te bemachtigen bij de Every, een almachtig techbedrijf dat alle aspecten van de samenleving volledig domineert.

Delaneys enige doel: het bedrijf, waarin duidelijk trekken van Facebook en Amazon zijn te herkennen, van binnenuit kapot te maken. Dat wil ze doen door er als werknemer zulke waanzinnige projecten te starten, dat het wel mis moet gaan.

Maar dat blijkt lastig, want het publiek slikt werkelijk ieder product en elk idee dat de Every uitbraakt. Een app die bijhoudt of je vrienden de waarheid tegen je spreken? Wordt een groot succes. Een app die je vertelt in hoeverre je van je maaltijd hebt genoten voorziet onverhoopt ook in een enorme behoefte. En iedereen blijkt ook te willen weten of zijn of haar bedavonturen al dan niet onderdoen voor die van vrienden, dus ook de Every-app waarop je dat kunt aflezen wordt een groot succes.

Net als in De Cirkel lijdt ook Het Alles soms aan Eggers behoefte om zoveel mogelijk te expliciteren. Hij laat relatief weinig over aan de verbeelding. Intussen weet hij een zeer onheilspellend beeld van een volledig door Big Tech gedomineerde toekomst te schetsen. De scherpste pijlen treffen daarbij niet de Facebooks en Amazons van deze wereld, maar ook ons als consumenten, omdat we het allemaal maar laten gebeuren.

Het tekort aan technisch personeel en vakmensen in de bouw blijft maar groeien. Om die trend te keren, hebben een aantal partijen in Twente voor kinderen tot vijftien jaar een reeks ‘Make-It Techniekkits’ ontwikkeld – een hele mond vol voor wat we tot voor kort gewoon nog een bouwpakket noemden.

De Ingenieur ging aan de slag met het ‘Dura Vermeers Techniekhuis’. Het brievenbuspakketje bevatte een aantal grotere stukken voorgesneden karton die zich eenvoudig lieten beplakken met meegeleverde plattegronden, en wat kleinere kartondelen die met wat geduldig plakwerk de opstaande muren en het dak vormden. Meegeleverd waren ook twee ledlampjes, geleidend tape en vier diodes. Daarnaast hadden er vijf zonnepaneeltjes in de doos moeten zitten, maar dat waren er dubbel zoveel omdat de flinterdunne paneeltjes vermoedelijk ergens onderweg allemaal in tweeën waren gebroken.

Het eindresultaat oogde zonder meer geslaagd, al kregen we de lichtjes niet aan de praat. De handleiding is zo opgeschreven dat de knutselaar al doende van alles leert. Dat de stukken karton moeten worden beschouwd als prefab-onderdelen zoals die in de bouw steeds vaker worden ingezet bijvoorbeeld, en dat die diodes, mits ze goed worden bevestigd met de bijgeleverde tape, kunnen voorkomen dat één defect zonnepaneel de bewoners van het huisje al in het donker kan zetten.

Grotere vraag is natuurlijk of dit soort initiatieven helpt om kinderen te interesseren voor de bouw. Kunstcentrum Tetem, een van de initiatiefnemers, denkt van wel. ‘De beroepsoriëntatie van kinderen start al vanaf hun zevende levensjaar. Door ze op een speelse en prikkelende manier nu al kennis te laten maken met nieuwe technieken en maakprocessen – zoals zonne-energie en prefab materialen – ontwikkelen ze een maker-mindset, weet directeur Wilja Jurg.

Misschien heeft ze gelijk. De jongste proefpersoon hier in huis (6) was enthousiast over het knutselwerk; twee kinderen van brugklasleeftijd waren er niet voor te porren. Maar mocht Sinterklaas nog knutselgrage kinderen met vroegtijdige beroepskeuzestress kennen, dan zal hij ze met dit bouwpakket ongetwijfeld een middagje plezier verschaffen. (PD) Make-It Techniekkits zijn vanaf 3 tot 7 euro te bestellen via tetem.nl/athome/make-ithome

Het Alles Dave Eggers | 456 Blz. | € 24,99 foto : sylvia bokkerink

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

57

MEDIA

Alternatief voor de middelmaat Wat doe je met een stad die van lelijkheid bijna uit elkaar valt?

Heerlen verrijkte het stadshart met het revolutionaire Maankwartier. Een prachtig fotoboek legt de metamorfose vast.

Tekst: Pancras Dijk

58

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

Bevolkingskrimp, armoede, slechte gezondheid, drugsproblematiek. Heerlen, ooit het kloppende hart van de mijnbouwindustrie in Zuid-Limburg, stond er decennialang bepaald niet goed voor. Kan één enkel kunstwerk dat beeld laten kantelen? Wel als dat ene kunstwerk het nieuwe Maankwartier is. Die nieuwe stationsomgeving behelst behalve een trein- en busstation vier pleinen, een parkje, woningen, kantoren, een hotel, restaurants, winkels en twee parkeergarages.

Waar normaal gesproken eerst wordt onderzocht welke functies een gebouw krijgt en vervolgens de architect daarop het ontwerp afstemt, daar ging het hier andersom: eerst lag er een volledig uitgewerkte maquette en pas daarna werd de inhoud ingevuld. Het meest bijzondere is wel dat die maquette niet het werk was van een stedenbouwkundige of architect, maar van kunstenaar Michel Huisman. Net zo bijzonder: die eerste maquette is grosso modo volledig gerealiseerd.

In het inspirerende boek Maankwartier.

Het wonder van Haarlem reconstrueert journalist Joos Philippens de zeventien jaar lange, emotionele achtbaanrit die aan

de totstandkoming van het Maankwartier voorafging. Hij sprak alle betrokkenen, Huisman voorop. Die wist precies hoe hij het wilde hebben en stelde daarmee de bouwers soms voor raadselen. Metselaars die gewend waren langs een touwtje te metselen, moesten ineens ‘uit de losse hand’ werken, om een muurtje mooi te laten golven. Dat er liefst 3,4 miljoen kilogram beton in het Maankwartier is verwerkt, is nauwelijks te zien: dat is veelal aan het oog onttrokken door moedwillig slordig geplaatste bakstenen. Alles om de Hoog Catharijne-steriliteit die nieuwbouwprojecten zo vaak typeert te vermijden, en in plaats daarvan juist terug te grijpen op de hoogtijdagen die de stad eerder heeft gekend: in de Romeinse tijd, in de middeleeuwen en in de tijd van de steenkolenwinning.

Het Maankwartier is daarmee niet alleen een overtuigend alternatief geworden voor de middelmaat die we overal om ons heen zien verrijzen, maar ook een krachtig statement: zo vernieuwend zou stedenbouw overal moeten zijn.

Maankwartier. Het wonder van Heerlen Joos Philippens | 256 Blz. | € 29,90

Q&A

Elke maand weer zijn er talloze nieuwe boeken en voorstellingen.

De Ingenieur pikt de interessantste eruit en stelt de maker vijf vragen.

Marian Geense begon in 1956 aan de studie civiele techniek in Delft. In het boek Acht vrouwen in een mannenwereld beschrijft ze hoe het haar en zeven clubgenoten van de Delftsche Vrouwelijke Studenten Vereeniging van de Technische Hogeschool Delft verging – zowel tijdens de studie als daarna.

De EarthShot Prize is bestemd voor personen of organisaties met oplossingen voor de grootste milieuproblemen.

Een docureeks richt zich op de deelgebieden: Protect and restore nature, Clean our air, Revive our oceans, Build a waste-free world en Fix our climate.

EARTHSHOT PRIZE: REPAIRING OUR PLANET | DISCOVERY | ELKE ZONDAG OM 22:30 UUR

Tekst: Marlies ter Voorde

1 2 3 4 5

Waarom dit boek?

‘In 1956 was techniek studeren voor een vrouw niet vanzelfsprekend. De acht vrouwen in het boek, waaronder ik zelf, deden het toch. Verder hadden we volstrekt verschillende achtergronden. Een meisje was Joods, een was de dochter van een NSB’er, een moest alles zelf bekostigen omdat haar vader een studie niet nodig vond voor een meisje. Ik vond het fascinerend hoe iedereen uiteindelijk haar weg vond in het leven.’

Glacioloog Marco Tedesco gaat op expeditie naar het mysterieuze en majestueuze monster dat Groenland heet. Nergens anders op de planeet liggen verleden en toekomst zo voor het grijpen als daar in de ijskap.

IJS. EEN REIS OVER HET SMELTENDE POOLIJS | 160 BLZ. | € 18,99

Voor wie is het boek bedoeld?

‘Voor iedereen! Voor wie wil weten hoe het leven van een ingenieur er uit kan zien, voor wie wil weten hoe het voor vrouwen is om in een mannenwereld te leven, voor wie geïnteresseerd is in geschiedenis. We waaierden uit over de wereld in een tijd waarin alles op het wereldtoneel veranderde. Ook daarover gaat het boek.’

Wat fascineert u aan het onderwerp?

‘Vooral hoe je keuzen je leven beïnvloeden. In mijn jaargang zaten dertien vrouwelijke eerstejaars studenten, op in totaal zo’n duizend Delftse studenten. Bij civiele techniek was ik zelfs de enige. Dat wij er toch aan begonnen zijn, heeft onze levens bepaald. Maak bewuste keuzen, realiseer je dat dat kan, op elk moment in je leven. Als er een boodschap in het boek zit, is dat het.’

Hoe bent u te werk gegaan?

‘Het boek is gebaseerd op ware verhalen. Literaire non-fictie, heet dat genre. Ik heb met alle vrouwen uitgebreid gesproken.

Daarbij hoorde ik veel dingen die ik nog niet wist. Vroeger praatte je niet overal over. Het boek gaat niet alleen over acht meisjes die techniek gaan studeren, maar ook over acht vrouwen die carrière maken en een gezin stichten. Over wereldreizen, echtscheidingen, triomfen en mislukkingen.’

Wat heeft u zelf geleerd tijdens het schrijven van het boek?

‘Hoe verschillend mensen zijn, en dat je ze slechts kent vanuit je eigen perspectief. Ik heb alle teksten voorgelegd aan de vrouwen over wie ze gingen. Sommigen waren getroffen door de rake beschrijvingen, sommigen vonden dat ik er flink naast zat. Toen realiseerde ik me hoe je blik gekleurd wordt door wat je zelf belangrijk vindt, hoe sterk dat per persoon kan verschillen, en hoe dat maakt dat je iemand veel minder goed kent dan je denkt.’

In hun serie The Big Five interviewen Diana Matroos en Art Rooijakkers wekelijks vijf hoofdrolspelers van een belangrijk dossier. De laatste week van oktober was dat dossier De Datamaatschappij, met onder meer internetpionier Marleen Stikker en Jan-Willem Wesselink van de Future City Foundation.

DE DATAMAATSCHAPPIJ | WWW.BNR.NL/PODCAST/THEBIGFIVE

Hoe zet je wetenschappelijke kennis om in maatschappelijke oplossingen?

Die vraag staat in een nieuwe serie portretten centraal. De online reeks, met onder meer Maarten Steinbuch (TU/e) en Peter Rem (TU Delft), is een initiatief van Techleap.nl en Innovations Origins.

ONDERNEMENDE WETENSCHAPPERS | INNOVATIONORIGINS.NL

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

59

Voorwaarts

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

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

Zonder haken en ogen De langverwachte uitvinding van de ritssluiting

Het ontwerp van de ritssluiting kreeg in 1913 zijn definitieve vorm. Toen zes jaar later de fabricage ervan was gemechaniseerd, stond niets de wereldwijde doorbraak meer in de weg. Op zijn beurt mechaniseerde de rits de dagelijkse routine van het aan- en uitkleden. Het fascinerende is dat de behoefte aan dit tijdbesparend mechaniekje al voor zijn komst in de taal besloten lag.

De geschiedenis van textielsluitingen maakt in een oogopslag duidelijk dat techniekhistorie niet veel anders verloopt dan biologische evolutie. Het simpelweg dichtsnoeren met vezels of repen dierenhuid evolueerde in de rijgsluiting en de riem. De late bronstijd bracht de mantelspeld en de Romeinen introduceerden de gesp.

De eerste kleding die werd dichtgemaakt met knopen en knoopsgaten verscheen in Duitsland gedurende de dertiende eeuw. De eerste haaksluiting in het veertiendeeeuwse Engeland. Vervolgens duurde het ruim een half millennium voor zich weer iets nieuws aandiende.

‘Het is misschien een beetje raar de ritssluiting als een machine te zien, maar dat is ze toch zonder meer – zorgvuldig gemonteerde stukjes metaal en plastic, die in nauwe samenwerking met elkaar, door onze aansturing krachten uitoefenen om een eenvoudige, soms essentiële taak te volbrengen.’ Dat schrijft de Amerikaanse techniekhistoricus Robert Friedel in zijn briljante geschiedenis van de ritssluiting: Zipper, An Exploration in Novelty (1996).

Gedurende de belle époque kwamen steeds meer vruchten van negentiende-eeuws technisch vernuft binnen het bereik van een groeiend deel van de mensheid. Mechanische noviteiten die een enorme impact

Schuifjes en tandjes De komst van de ritssluiting werd in 1885 voorafgegaan door een Duitse noviteit: de metalen drukknoop. Een verre nazaat van De ritssluiting groeide uit tot een het middeleeuwse koppel van de knoop en het knoopsgat. De ritssluiting zelf komt weer massaproduct dankzij een machine voort uit de haaksluiting. Dat gebeurde in die metaaldraad hakte en hamerde twee fasen: eerst het schuifje, toen de tandjes.

De Amerikaanse uitvinder Whitcomb Judson kreeg in 1893 octrooi op een schoensluiting, hadden op het dagelijks leven. De fiets, het motorrijwiel waarvan de haken en ogen met een schuifje konden en de auto mechaniseerden het persoonlijk vervoer. De worden dichtgemaakt. Maar het mechanisme functio- wringer, naaimachine en kuipwasmachine het huishouneerde slecht. In 1905 trad de jonge Zweedse ingenieur den. De grammofoon en het draaiorgel de muziek. De Gideon Sundback in dienst van het zieltogende bedrijf- telefoon en typemachine de communicatie. Het pantserje van Judson. Sundback verving de haakjes en oogjes voertuig en machinegeweer de oorlogvoering. En de ritsdoor dat wat we nu de tandjes van een ritssluiting noe- sluiting en het polshorloge mechaniseerden de persoonmen. Een van Sundbacks patentadvocaten vergeleek lijke uitrusting. het mechanisme met twee stapels minuscule lepels die Maar het succes van de ritssluiting liet na haar condoor het schuifje van Judson worden samengevoegd ceptie nog even op zich wachten. Het aan- en uitkleedtot een onlosmakelijke sluiting. Een rake beschrijving, mechaniek moest voor de doorbraak nog aan een noodneem een rits maar eens onder de loep. In december zaak voldoen: de mechanisatie van het productieproces.

1913 had Sundback een goed functionerend prototype Dat de ritssluiting kon uitgroeien tot een massaproduct voltooid: de eerste hookless fastener. Een sluiting zonder is te danken aan een machine die metaaldraad in korte haken en ogen. stukjes hakte, holletjes en bolletjes in de tandjes hamer60

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

De rits uit het patent van Gideon Sundback uit 1917, en daaronder de reclame voor Zippers, de eerste schoenen met een rits.

de, de tandjes aan textiel bevestigde, om ten slotte een lang ritssluitingslint uit te braken. De machine halveerde de productiekosten, mede doordat er geen stukje metaal meer verloren ging. Het ingenieuze toestel werd in 1919 gebruik genomen, waarna de ritssluiting aan haar wereldwijde opmars kon beginnen.

Benaming De doorbraak in de Verenigde Staten kwam toen rubberfabrikant Goodrich in 1923 een laars op de markt bracht die was uitgerust met een hookless-sluiting. Goodrich noemde de modieuze dameslaarsjes Zippers, een naam die bleef hangen aan de hookless. Het woord zipper komt van de Engelse klanknabootsing zip, het geluid van een snelle beweging.

De vroegste vermelding van de nieuwe sluiting in een Nederlandse krant dateert van 1 oktober 1924. Eerst werd het nog aangeduid als ‘treksluiting’, maar vanaf 1930 raakte ritssluiting in zwang, en na 1938 de afkorting rits. In navolging van de Engelse benaming had men gekozen voor een onomatopee ofwel klanknabootsing.

‘Rits!’ werd van oudsher gebruikt voor het geluid van iets dat scheurt. Rits betekent bovendien snee/scheur, reeks/ rij en wulps/wellustig, betekenissen die makkelijk met een ritssluiting zijn te associëren.

Wie zich in de Digitale Bibliotheek van de Nederlandse Letteren verdiept in het literaire gebruik van het woord ‘rits’ voorafgaand aan de komst van de ritssluiting, komt tot de ontdekking dat het – meer nog dan het woord ‘zipper’ – een perfecte benaming is. Het lijkt zelfs of het verlangen naar de nieuwe sluiting al in de taal besloten lag.

Een kleine bloemlezing: Toen maakte ze den mantel los; ze had het met een ruk willen doen, zoo rits! alle knoopen tegelijk, maar dat ging niet. (Tine van Berken, 1900) Met één rits van heur handen schoot haar jurk los uit de knoopen. (Frits Leonhard, 1904) Met een verluchtend ‘hè’, maakt ze ’r halsboord los, rits! klapt ze de drukknoopjes open, trekt de armen uit de mouwen en gooit ’t jacquet op bed.

(Christine van den Bosch, 1913)

In één rits gingen de knoopen los van ’t nieuw jacquet! (Lize Bührs, 1916) ’t Uitkleeden gaat vlug, de meesten hebben er niet veel werk mee. De jurk zit met een paar drukknoopjes dicht, rits-rats, daar is-ie al uit. (Paulina Jacoba

Cohen-de Vries, 1923)

De tijd was er kennelijk rijp voor. Uit de citaten spreekt zelfs een soort ongeduld.

1900

‘Toen maakte ze den mantel los; ze had het met een ruk willen doen, zoo rits! alle knoopen tegelijk, maar dat ging niet.’

Schrijfster Tine van Berken in haar jeugdroman De Berewoudjes (1915).

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

61

Teamgeest

Nederland telt tientallen studententeams waarin aankomende ingenieurs zich een jaar lang fanatiek inzetten voor een concreet doel.

Tiny house op wielen De vorige zonneauto van Solar Team Eindhoven wekte genoeg energie op om de halve straat van stroom te voorzien. Tijd om het over een andere boeg te gooien, wisten de 22 studenten in het team. Het resultaat? De Stella Vita.

die ze inkortten tot er een shortlist van drie kansrijke, nieuwe concepten overbleven: een grote bus, een camper of een bezorgbusje.

Tekst: Pancras Dijk

Soms is nieuws zo voorspelbaar dat een journalist het bericht al kan schrijven voor de gebeurtenis zich daadwerkelijk heeft voltrokken. Een goed voorbeeld: de gezinsauto van Solar Team Eindhoven wint (opnieuw) de Bridgestone Solar Challenge in Australië.

Elke keer dat die wedstrijd plaatsvond – om het jaar tussen 2013 en 2019 – kwamen de Eindhovense Stella en de opvolgers Stella Lux, Stella Vie en Stella Era als eerste over de eindstreep.

‘We hadden zelf ook wel het idee dat we die wedstrijd een beetje hadden uitgespeeld’, zegt voormalig teamlid Daniël Stekelenburg.

‘Er was voor ons geen eer meer te behalen.

Dus toen besloten we er niet langer meer aan mee te doen en een eigen uitdaging te zoeken.’

Dilemma Huidig teamlid Tijn ter Horst schetst het dilemma waar het team voor stond. ‘Vier keer op rij hadden we de perfecte auto op zonne-energie gebouwd. Elke jaar lukte het toch om hem toch nog weer een beetje beter te maken, dankzij strakkere aerodynamica bijvoorbeeld, of nóg efficiëntere panelen.

Maar uiteindelijk wekte de auto veel meer energie op dan hij zelf al rijdend verbruikte.’

De overtollige, opgewekte energie werd gebruikt om andere auto’s mee op te laden.

Maar voor de teamleden was duidelijk dat ze een nieuwe uitdaging moesten zoeken.

‘We zijn gaan zitten om ons af te vragen wat nu de grote vraagstukken zijn op het gebied van automobiliteit’, zegt Ter Horst. In no time hadden ze een lange lijst met issues,

Camper Dit najaar presenteerde Solar Team Eindhoven de ruim zeven meter lange Stella Vita.

62

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

Naar Spanje Het duurde nog eens twee maanden brainstormen voor het team besloot voor de camper te gaan. Die kwam er en kreeg de naam Stella Vita. Afgelopen maand reed het team ermee naar Spanje. Een geweldige ervaring, zegt Ter Horst. Op de route waren dertien stops ingelast, waar het team steeds een paar dagen bleef om de missie te kunnen delen met een breder publiek. Zo deed de Stella Vita het Europees Parlement aan en voerde de reis langs het hoofdkantoor van Renault.

Technisch gezien verliep de reis voorspoedig, al liet in Frankrijk de zelfontworpen aandrijflijn het ineens afweten. ‘We wisten meteen waar het probleem zat en hadden ook al snel een oplossing’, zegt ter Horst.

‘Maar omwille van de veiligheid van onszelf en andere weggebruikers moesten we die eerst even testen.’

Uiteindelijk kon het team terecht op een testbaan in de buurt van Parijs. Na een paar rondjes waren de teamleden ervan overtuigd

Tiny house Rijden, koffiezetten, douchen, laptop opladen: alle benodigde energie komt uit de zonnepanelen. foto ’ s : solar team eindhoven

Naam: Solar Team Eindhoven Aantal leden: 22 fulltime leden, allemaal studerend aan de Technische Universiteit Eindhoven, en tientallen ex-leden als adviseur Doel: een camper op zonne-energie bouwen Perspectief: door het bouwen van innovatieve zonne-auto’s de samenleving inspireren om sneller te verduurzamen

dat ze weer veilig de openbare weg op kon­ den en hervatten ze de reis.

Huis op wielen De camper zelf trok overal bekijks. Het is ei­ genlijk een tiny house, zegt Ter Horst, com­ pleet met douche en badkamer. Het huidige team kon daarom ook maar in beperkte mate voortborduren op het werk van de zo succesvolle voorgangers. ‘Leden van eerde­ re teams hebben ons erg geholpen, maar dit concept is totaal anders dan de gezinsauto’s die we voorheen maakten’, stelt Ter Horst.

‘Als alumni kijken we mee, geven we advie­ zen en doen we suggesties’, beaamt Stekelen­ burg. ‘Maar het huidige team beslist.’

De Stella Vita heeft een dak met uitschuif­ bare zonnepanelen dat compleet omhoog kan. Het gehele voertuig is maar liefst 7,2 meter lang. De zonnepanelen, die het team niet zelf maakt maar afneemt van een produ­ cent, zijn ook elk jaar weer net even anders.

De Stella Vita is volledig bedekt met zwar­ te panelen. ‘Klopt, lichtgekleurde panelen wekken meer energie op’, erkent voormalig teamlid Stekelenburg, ‘maar zwart oogt nu

eenmaal een stuk cooler.’ Ter Horst is blij met de bijzondere kleurkeuze. ‘We willen de auto uiteindelijk naar de markt brengen. Maar dan is het wel belangrijk dat die in de smaak valt bij consumenten.

En zwarte panelen zijn stukken mooier dan witte.’

Inspireren De Spanjereis was het hoogtepunt voor de teamleden van Stella Vita, maar hun avontuur is nog niet voorbij. ‘We gaan door met onze missie: het inspireren van de markt en de maatschappij. Dat doen we door zoveel mogelijk events te bezoe­ ken en ons overal te presenteren.’

Intussen werkt elk van de 22 team­ leden ongemerkt ook hard aan het eigen cv. ‘Niemand hier is teamlid geworden voor zijn eigen loopbaan, maar de er­ varingen die we hier opdoen zijn wel heel erg belangrijk. Het is alsof we met de Stella Vita onze eigen startup mogen runnen. Die skills kunnen we later in onze loopbaan zeker nog gebruiken’, zegt Ter Horst.

foto : nasa / chris gunn

Het beste van 2022 Welke innovaties gaan het volgend jaar helemaal maken? Welke technische doorbraak staat voor de deur?

In De Ingenieur lees je waarop je in 2022 moet letten.

Lenzen als hulpmiddel Over smart glasses en virtual reality-brillen is veel te lezen. Ondertussen werken onderzoekers aan brillen en lenzen die niet voor entertainment zijn, maar een medische functie hebben.

175 jaar KIVI Ook in de eerste helft van de negentiende eeuw ontwikkelde de techniek zich razendsnel. Uit angst al die innovaties niet langer te kunnen bijbenen, begonnen drie ingenieurs een vereniging.

Ogen in de ruimte Deze maand wordt de James Webb-ruimtetelescoop gelanceerd.

Dankzij het unieke instrumentarium aan boord (foto boven) zijn de verwachtingen hooggespannen.

Team Het team bestaat uit 22 TU/e-studenten die hun studie ervoor anderhalf jaar lang onderbreken.

de inhoud is onder voorbehoud

NOVEMBER 2021 • DE INGENIEUR

63

Vragenvuur

Zes prikkelende vragen aan Bert Slagter, ondernemer, schrijver en expert in complexiteit.

Vorige maand verscheen het boek Ons geld is stuk dat hij samen met zijn broer Peter schreef.

Tekst: Jim Heirbaut

Wat is het laatste dat u zelf heeft gerepareerd?

‘Ik heb mijn oude Macbook opengeschroefd en het stof eruit geblazen, omdat de ventilator te veel herrie maakte. Het is behoorlijk lastig geworden om zelf te sleutelen aan computers. Alle onderdelen zijn maar verlijmd of je hebt er een speciale schroevendraaier voor nodig. Vroeger bouwde ik zelf pc’s en toen was het een stuk eenvoudiger.’

Ik wou dat ik dát uitgevonden had!

‘Bitcoin, de eerste decentrale manier om eigendom vast te leggen zonder dat daar een centrale partij voor nodig is. Ik vind het briljant. Het frustrerende is dat ik alle puzzelstukjes voor dit systeem al kende toen Satoshi Nakamoto Bitcoin uitvond in 2008.

Peer-to-peer-netwerken kenden we al van Napster, cryptografie bestond al en het principe van proof-of-work werd al gebruikt om spam te bestrijden. Maar Nakamoto knoopte dit als eerste aan elkaar, heel knap.’

Welk (sociale) medium zou u niet meer willen missen?

64

‘De podcast zou ik écht niet meer willen missen. Daarmee kun je in een uurtje zoveel dieper op onderwerpen ingaan dan op radio, tv of in de krant. Podcasts maken het makkelijker dan ooit om expert te worden in een onderwerp. Ik luister er makkelijk tien vijftien per week, tijdens het hardlopen, fietsen of schaatsen.’

Welke technologische ontwikkeling baart u zorgen?

‘De plannen van de Europese Centrale Bank (ECB) om digitaal centralebankgeld te ontwikkelen, een digitale euro, ter vervanging van contant geld. Dat kan al over een jaar of vijf zover zijn, maar er zitten zoveel haken en ogen aan. In zo’n digitale munt kunnen allerlei voorwaarden worden geprogrammeerd, zoals dat het aan bepaalde zaken moet worden besteed, of dat je het voor het einde van de maand moet besteden omdat het anders zijn waarde verliest. Ik snap dat de ECB reageert op de opkomst van cryptovaluta en ook is geschrokken van Facebook dat in 2019 een eigen munt wilde invoeren. Maar we moeten echt het gesprek voeren hoe dat digitale geld eruit komt te zien.’

Voelt u zich nog veilig op sociale media?

‘Dit is een actueel thema, maar ik voel me eigenlijk wel veilig online. Ik weet vrij goed hoe ik mijn privacy kan beveiligen, maar tegelijkertijd heb ik niet de illusie dat mensen met kwaad in de zin mijn huisadres niet kunnen vinden. Mijn ervaring is wel dat de meeste mensen die online vervelend doen, in real life veel rustiger zijn. Daarom stel ik soms ook voor, als iemand heel fel op me reageert, om even te bellen, of ik stuur een privéberichtje. Dan is het probleem vaak uit de lucht.’

Dilemma, u moet kiezen: er wordt een energiezuinige manier bedacht om bitcoin te minen (te genereren), óf er komt een doorbraak in de bestrijding van de pandemie.

‘Het energieverbruik van het delven van bitcoins wordt vaak overdreven. Van alle energie die wereldwijd wordt gebruikt, 170.000 terawattuur, is maar 100 terawattuur voor het minen van bitcoins.

Dat is maar 0,06 procent, minder stroom dan alle wasdrogers van de wereld. En daarvan vinden veel mensen het energieverbruik de moeite waard. Persoonlijk vind ik Bitcoin dit energieverbruik waard en ik kies dus voor optie 2: de bestrijding van toekomstige pandemieën.’

DE INGENIEUR • NOVEMBER 2021

FOTO : MELANIE MARSMAN

Zoek je hoogopgeleide technici?

Plaats je vacature op het grootste ingenieursplatform van Nederland!

Direct een vacature plaatsen?

Ga naar deingenieur.nl/vacatures of neem voor vragen en advies contact op met KIVI via sales@kivi.nl.

Dag van de Ingenieur

Nomineer jouw favoriet voor de Prins Friso Ingenieursprijs Met de uitreiking van de Prins Friso Ingenieursprijs wil het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) excellente ingenieurs en hun werk een podium bieden.

Het indienen van de nominaties kan tot en met 25 november 2021.

De winnaar wordt tijdens de Dag van de Ingenieur op 16 maart 2022 bekendgemaakt.

Kijk voor de criteria en verdere informatie op: kivi.nl/dagvandeingenieur

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

@dagvandeingenieur #dvdi2022

DE INGENIEUR