De Ingenieur december 2021

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 12 JAARGANG 133 DECEMBER 2021

JAMES WEBB-TELESCOOP BELOOFT NIEUWE ONTDEKKINGEN

RUIMTEKIJKER

A H M E D A B O U TA L E B

Het beste van 2022 Welke technieken staan op doorbreken?

|

BIOHACKERS

|

SLIMME LENZEN

Anette Beijaard: Gelijke kansen voor iedereen

|

B AT T E R I J E N V E R S N I P P E R A A R

Eetbaar plastic Oplossing voor zwerfafval?

KIVI helpt jou bij het vinden van een stage

KIVI helpt jou bij het vinden van een stagiair community.kivi.nl/stageplaatsen

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 doorgeven via onze website: deingenieur.nl/lezersservice.

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

WEBSITE deingenieur.nl ADRES Postbus 30424, 2500 GK Den Haag E-MAIL abonneeservice@ingenieur.nl TEL. 070 39 19 850 (bereikbaar op maandag, dinsdag, donderdag en vrijdag van 9 tot 14 uur)

De Ingenieur als pdf Abonnees en leden die De Ingenieur willen downloaden als pdf-bestand, kunnen daarvoor terecht op de website: deingenieur.nl/pdf Lidmaatschap Koninklijk Instituut van Ingenieurs Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) is de beroepsvereniging voor hoger opgeleide technici in Nederland. Iedereen die hoger technisch onderwijs volgt, heeft gevolgd of een sterke affiniteit heeft met techniek, kan lid worden van KIVI. Leden ontvangen vanuit het lidmaatschap maandelijks het technologietijdschrift De Ingenieur. Kijk voor meer lidmaatschapsvoordeel op kivi.nl.

Contributie 2022 Regulier lidmaatschap: € 145,30 jaar of jonger: € 40,-* Studentlidmaatschap: € 20,-* Seniorlidmaatschap: € 115,De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland. Een lidmaatschapsjaar loopt van 1 januari tot en met 31 december. Bij lidmaatschappen die in de loop van het jaar ingaan, wordt de contributie naar rato berekend. Aanmelden voor het lidmaatschap kan via kivi.nl/lidworden. * De Ingenieur digitaal Opzeggen lidmaatschap Het lidmaatschap wordt jaarlijks automatisch verlengd. Beëindiging van het lidmaatschap kan per het einde van het kalenderjaar. Er geldt een opzegtermijn van ten minste één maand; een schriftelijke opzegging per brief of e-mail dient uiterlijk 1 december in ons bezit te zijn. Na ontvangst van de opzegging en eventueel verschuldigde contributie verstuurt de ledenadministratie een bevestiging.

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

Hoopvolle missie Het was tot nu toe in veel opzichten een jaar om snel te vergeten, maar op de valreep hebben we toch nog iets om naar uit te kijken. Na meer dan een kwart eeuw aan bedenken, ontwerpen, doorhalen, opnieuw beginnen, bouwen, testen en nog eens testen wordt eind deze maand de James Webb Space Telescope gelanceerd.

Dankzij een veel grotere spiegel dan Hubble laat Webb ons nóg verder en scherper de ruimte in kijken, schrijft redacteur Jim Heirbaut in het omslagverhaal van deze maand. Essentieel leesvoer voordat we de eerste beelden van eindeloos verre sterrennevels krijgen teruggestuurd, lijkt me.

‘De ruimtevaart’, schrijft cultureel antropoloog en filosoof Peter Abspoel in zijn onlangs verschenen boek Wat zijn we aan het doen?, ‘symboliseert de macht ons te verheffen boven wat ons gevangenhoudt, en ondersteunt het geloof dat een radicale transformatie binnen bereik is.’ Als de mensheid in staat is satellieten in een baan om de aarde te brengen of een sonde naar een verre planeet te sturen, dan kunnen we al die problemen waarmee we hier op aarde kampen ook wel oplossen, is het idee.

De technologische innovaties die onze lijst ‘Het beste van 2022’ hebben gehaald, getuigen van eenzelfde hoopvolle instelling. Met als voordeel dat ze al heel concreet zijn. Want we kunnen met z’n allen wel zitten wachten op een radicale transformatie, het is toch fijner dat er nu al talloze ingenieurs zijn die daar hard aan werken.

Geloven dat een radicale transformatie binnen bereik is

FOTO : ROBERT LAGENDIJK

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

1

NR. 12 JAARGANG 133

12

DECEMBER 2021

foto : brainport smart district

Het beste van 2022 Welke technologische doorbraken staan voor de deur? Wat staat er in 2022 te gebeuren dat werkelijk grote implicaties zal hebben? Welke langverwachte technieken zullen eindelijk in het veld worden toegepast en daar een verschil gaan maken? De Ingenieur zet ze op een rij.

26 Verder kijken

34 Slimme brillen

52 ‘De transitie biedt kansen’

Eindelijk is het zover: deze maand wordt de meest geavanceerde ruimtetelescoop ooit gelanceerd: de James Webb Space Telescope. Het verleden, zwarte gaten en nieuwe exoplaneten komen nu nog scherper in beeld.

Techgiganten zoals Facebook, Google en Apple zien weer toekomst in smart glasses en slimme lenzen. Na eerdere mislukkingen richten ze zich nu vooral op medische toepassingen.

Rotterdam wil in 2050 volledig klimaatneutraal zijn en met burgemeester Ahmed Aboutaleb heeft de stad een ingenieur aan het roer die het voortouw kan nemen in die verduurzaming. Een interview.

48 DNA-doe-het-zelvers Nieuwsgierigheid, zelfverbetering of het verbeteren van de wereld: biohackers hebben uiteenlopende motieven voor het klussen aan biologische processen.

Daarmee zetten ze de wetenschap en regelgevende instanties op scherp.

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

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

TWITTER: @DE_INGENIEUR

De James Webb Space Telescope, hier nog in de maak, wordt deze maand gelanceerd. beeld : chris gunn / nasa 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

‘We moeten weer een land worden met een plan.’

Rubrieken 4 Nieuws Prijs voor Delftse Plastic Scanner

Hoog tijd om na te denken over de inrichting van ons land nu de zeespiegel stijgt, vindt Gijs van den Boomen van ontwerpbureau KuiperCompagnons (de Telegraaf).

‘Napoleon is fascinerend, maar de Industriële Revolutie zou zich ook zonder zijn bijdrage aan de wereldgeschiedenis hebben voltrokken.’

De onderstroom van wetenschap en techniek is interessanter dan politieke geschiedenis, weet historicus Maarten van Rossem (Maarten!).

‘De Flevopolder; vertrouw ik niet. Is in achttien jaar gemaakt! Normaal gesproken duurt het een miljoen jaar of zo voor er een eiland ontstaat. Wat zijn de effecten op de lange termijn?’

40 Eureka Een pratend duikmasker en andere productontwerpen van morgen

56 Media Lezen, luisteren, gamen en kijken

Columns 25 Podium

Gamejournalist Stefan Keerssemeeckers doet liever zelf onderzoek (Twitter).

GEKNIPT

Felienne Hermans

31 Möring Beslissingsboom

33 Enith DNA-upgrade

39 Jims verwondering Dineren met een hologram

45 Rolf zag iets nieuws 11,5 Microhertz

Persoonlijk 46 Doelen en drijfveren Anette Beijaard van Arcadis

59 Q&A DNA-expert Lex Meulenbroek

62 Teamgeest CORE’s batterijenversnipperaar

64 Vragenvuur Schrijver Philip Dröge

En verder 30 Zien & Doen Kunst in treinen

55 Uit de vereniging KIVI-berichten

60 Voorwaarts Schone melk foto : acs nano

‘Naast dat die dingen er vaak niet uitzien en de werkgelegenheid enorm tegenvalt, kun je je afvragen wat het publieke belang van nieuwe datacentra is.’

PvdA-Kamerlid Gijs van Dijk gruwt van wildgroei in de polder (Noordhollands Dagblad).

‘Als je je smartphone zo goedkoop mogelijk wilt hebben, weet je dat je spullen zijn gemaakt dankzij mensen die in de mijnen behandeld worden als slaven, die gemarteld en verkracht worden.’

Aan coltan en kobalt zit bloed, weet de Congolese gynaecoloog Denis Mukwege – en hij wil dat het stopt (de Volkskrant).

‘Van een flop wil ik niet spreken, want er zijn bedrijven die geld verdienen met deelauto’s, maar de hooggespannen verwachtingen zijn niet uitgekomen.’

De doorbraak van de deelauto laat wel héél lang op zich wachten, vindt hoogleraar transportbeleid Bert van Wee (AD).

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

NLR test drone op waterstof Het Koninklijk Nederlands Luchten Ruimtevaartcentrum (NLR) in Amsterdam gaat een drone testen die op waterstof vliegt. Drones met waterstof kunnen langer in de lucht blijven dan met alleen een accu.

Tekst: Jim Heirbaut

In de Flevopolder, locatie Marknesse, gaan NLR-ingenieurs binnenkort vliegen met een zogenoemde Great Shark, een commercieel verkrijgbaar type drone dat ze zelf hebben aangepast. ‘Hij heeft extra sensoren gekregen en de autopilotfunctie is geüpgraded. Voor de veiligheid is er een parachute ingebouwd’, vertelt Jasper van der Vorst, projectleider bij NLR. ‘De belangrijkste aanpassing is dat de accu’s, die normaal gesproken de stroom leveren voor de elektromotoren, zijn aangevuld met een tank voor gasvormig waterstof en brandstofcellen.’

NLR onderzoekt ‘vliegen op waterstof ’, omdat eenzelfde drone hiermee veel verder kan vliegen of langer in de lucht kan blijven.

Voor bepaalde toepassingen voldoen alleen

accupakketten niet meer. ‘Denk aan een drone met camera’s die alle turbines in een windmolenpark moet inspecteren of een hele oliepijpleiding’, zegt Van der Vorst.

De drone weegt maximaal 23 kilogram en heeft twee brandstofcellen aan boord. In de brandstoftank van 7,2 liter zit straks 150 gram waterstofgas, samengeperst tot driehonderd bar. Met de proeven wil NLR vooral ervaring opdoen met waterstof aan boord van een drone. ‘We zijn benieuwd hoe lang het toestel ermee kan vliegen. De proefvluchten dienen ook om de veiligheidsmaatregelen te oefenen.’

De Great Shark-drone is van het type vertical take-off and landing (VTOL): hij stijgt op als een helikopter en begint dan horizontaal te vliegen als een vliegtuig. Van der Vorst: ‘Vanwege dat verticaal opstijgen blijven de accu’s nodig. Daarvoor is tijdelijk een piekvermogen nodig dat een brandstofcel niet kan leveren.’

Later in 2022 wil NLR gaan vliegen met een drone die vloeibaar waterstof meeneemt; eerst in een metalen tank, later in een zelf ontwikkelde tank van composietmateriaal. In vloeibare vorm kan een drone nog meer van het gas meenemen en dus nog verder vliegen.

Delftse woning op waterstof In Delft is in november voor het eerst in Europa een huis aangesloten op een water­ stofnetwerk. De bewoners kunnen hun huis en tapwa­ ter nu verwarmen met 100 procent waterstof. In de proef onderzoekt het consortium H2@Home hoe waterstof opti­ maal en veilig in een woon­ omgeving is toe te passen. De uitdaging zit in het laatste deel van de gasinfrastructuur – van het middendruk distributienet tot aan de waterstofketel. Het betreffende huis staat in het field lab The Green Village van de TU Delft. (MtV)

Drones kunnen landen op een tak Een onderzoeksgroep van Stanford University onder leiding van ingenieur David Lentink heeft vogelpoten nagemaakt voor drones. Die kunnen zich ermee vast­ klemmen aan allerlei ver­ schillende takken, of deze nu stroef zijn of glad. Het aantal mogelijke landingsplaatsen neemt daarmee fors toe, schrijven de wetenschappers in het vakblad Science Robotics. De vogelrobots kunnen worden ingezet voor onder­ zoek in afgelegen bossen, bij­ voorbeeld naar biodiversiteit of microklimaten, maar ook voor fundamenteel onderzoek naar hoe vogels vliegen en landen. (MtV)

Lees het laatste technieknieuws op www.deingenieur.nl

4

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

foto : nlr

Het kunsthart heeft twee hartkamers die elk bestaan uit een holte waar het bloed doorheen stroomt en een regelkamer gevuld met hydraulische vloeistof. foto : arthur chbz / ccby - sa 4.0

Eerste Nederlandse patiënt met volledig kunsthart Een patiënt met ernstig hartfalen heeft in het UMC Utrecht een kunsthart gekregen. Vanwege bijkomende aandoeningen kwam de 54-jarige man niet voor een transplantatie met een donorhart in aanmerking. Een primeur voor Nederland.

Tekst: Marlies ter Voorde

De implantatie van het kunsthart begin november is succesvol verlopen en maakt deel uit van een wetenschappelijk experiment. De patiënt zal nauwlettend in de gaten worden gehouden om de veiligheid, werkzaamheid en duurzaamheid van het kunsthart te onderzoeken. De implantatie was voor deze patiënt de laatste optie.

Het kunsthart, van de firma Carmat in Frankrijk, is bijna net zo groot als een rode kool uit de supermarkt en weegt ongeveer een kilogram. Dat is zwaarder dan een natuurlijk hart, dat in gezonde staat pakweg driehonderd gram weegt. De patiënt moet

bovendien voortaan een schoudertas meenemen van ongeveer drie kilogram. Daarin zit een extern kastje met een controller en vier batterijen. Het kunsthart is via een kabel die door de buikwand loopt op het kastje aangesloten. De batterijen moeten twee à drie keer per dag worden vervangen.

Het kunsthart heeft, net als een natuurlijk hart, twee hartkamers. Die bestaan elk uit een holte waar bloed doorheen stroomt en een ‘regelkamer’ gevuld met een hydraulische vloeistof. De holte en regelkamer zijn van elkaar gescheiden door een membraan. Twee micropompen zorgen voor drukvariaties in de regelkamers, die via het membraan worden doorgegeven naar de hartkamers. Hierdoor kan het hart het bloed rondpompen.

Het kunsthart is gemaakt van de kunststof polyurethaan. De binnenkant, die in aanraking komt met het bloed van de patiënt, is bekleed met biologisch materiaal uit het hartzakje van een rund. Verder bevat het kunsthart biologische hartkleppen, sensoren, elektronica en geïntegreerde

software. Dit laatste om te zorgen dat het hart zich aanpast aan de omstandigheden en bij inspanning sneller gaat pompen. De bedoeling is dat de patiënt straks weer kan gaan wandelen en fietsen.

Het eerste kunstmatige hart dateert uit 1937. Het werd gemaakt door de Russische

Het kunsthart is bijna net zo groot als een rodekool wetenschapper Vladimir Demikhov en getransplanteerd in een hond die vervolgens nog twee uur leefde. Ook zijn er al eerder kunstharten in mensen geplaatst. Zo heeft het Amerikaanse bedrijf SynCardia sinds 2014 al 1250 mensen van een kunsthart voorzien – al moeten die wel altijd een soort rolkoffer vol apparatuur met zich meeslepen.

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

5

NIEUWS

Het kruimelspoor van schepen

Deze sfeervolle en ietwat mysterieuze kaart van ons land is op een bijzondere manier tot stand gekomen. De oplichtende sporen op zee, meren en rivieren bestaan uit vier miljard datapunten, verzameld over een periode van vier maanden. Ze zijn afkomstig van schepen — groot en klein — met een kastje aan boord dat elke paar seconden een signaal met de locatie en identiteit van het schip uitzendt: het Automatisch Identificatie Systeem (AIS). Rijkswaterstaat verzamelt deze AIS-data en stelde ze, geanonimiseerd, beschikbaar voor het promotieonderzoek van Solange van der Werff, van de vakgroep Havens en Vaarwegen aan de TU Delft. ‘Wij analyseren deze data om te onderzoeken hoe het systeem van schepen en infrastructuur functioneert. Kunnen schepen goed doorvaren? Wat is de impact van een stremming? Hoe efficiënt is een sluis?’

Waddenzee

Op de Waddenzee, die op veel plekken ondiep is, is te zien hoe de schepen de vaargeulen volgen.

Lichte vlekken tussen Terschelling en Ameland verraden het werk van baggerschepen.

Windmolenpark

De vaarroutes van de commerciële scheepvaart lichten duidelijk op. Onze eigen Noordzee is een van de drukst bevaren zeeën ter wereld. Toch zijn er nog plannen voor windparken. Maar waar is er nog plek tussen de drukbevaren routes? De kaart is zo gedetailleerd dat rond windparken de haarscherpe sporen te zien zijn van de werkschepen die bij een windturbine actief zijn en de individuele windmolens zijn dus te herkennen! Helemaal nieuw is dit soort kaarten niet, maar voor het eerst is de AIS-data verwerkt door een zeer krachtige computer van Microsoft. Daardoor heeft zelfs de overzichtskaart alle details al in zich.

Op de waterwegen

De kaart is zo gedetailleerd dat zelfs de scheepvaart op de Amsterdamse grachten te zien is. Drukke plekken springen er zo uit.

Overal in het land is het bij belangrijke sluizen voor de beroepsvaart een drukte van jewelste. De scheepvaart concentreert zich rondom de sluizen, waar ze wachten tot ze aan de beurt zijn en na de sluisdoorgang weer vaart maken. De Delftse onderzoekers gebruiken dit soort data om kennis op te doen over het gedrag van de commerciële scheepvaart. Als er een stremming is, wat doen schippers dan; wachten of een andere route zoeken? En als het weer laag water is op de grote rivieren, net als afgelopen zomers, hoe beïnvloedt dat de scheepvaart? Kan die de groeiende hoeveelheid goederen dan nog van A naar B brengen? Moet de vloot worden aangepast of juist de infrastructuur? Deze data is onmisbaar bij het maken van een toekomstbestendig systeem.

Op basis van deze stilstaande kaart maakten Van der Werff en collega’s ook een levendig online verhaal, te vinden op ais-scrolly.netlify.app.

6

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

INFOGRAPHIC : YMKE PAS . BRON : TU DELFT

Klanten kunnen Appleapparaten nu zelf repareren Elektronicagigant Apple maakte het consumenten lang nagenoeg onmogelijk om zelf aan hun apparaten te sleutelen. Daarin komt nu verandering. Vier vragen over de draai van Apple.

Tekst: Jim Heirbaut

Wat is er aan de hand?

Vorige maand maakte Apple bekend dat het vanaf volgend jaar ondersteuning gaat bieden aan consumenten die zelf bepaalde apparaten willen repareren. Zij kunnen dan handleidingen krijgen, originele onderdelen kopen en speciale gereedschappen aanschaffen om de apparaten open te maken. Nu moet een defect toestel nog naar Apple zelf of naar een van de erkende reparatiebedrijven. Consumenten in de VS gaan hier als eerste van profiteren, Nederland volgt later.

Is dat bijzonder?

Apple is bij uitstek een bedrijf dat het zelf repareren van hun apparaten altijd heeft ontmoedigd. De gladde, strakke gadgets zitten stevig dichtgelijmd en waar er al schroefjes zijn te ontwaren, heb je daarvoor een speciale schroevendraaier nodig. De foto : depositphotos

stap die Apple nu neemt heeft behalve een praktische dan ook een symbolische waarde, meent Ruth Mugge, hoogleraar design for sustainable consumer behavior aan de TU Delft. ‘Meer mensen zullen zich nu realiseren dat je ook van een Apple-apparaat zelf een onderdeel kunt vervangen.

En dat ze dus langer met een telefoon of tablet kunnen doen door een accu of ander onderdeel te vervangen.’

elektrische en elektronische apparaten beter repareerbaar te maken om zo hun levensduur te vergroten en de hoeveelheid ‘e-waste’ (elektronisch afval) terug te brengen. ‘We hopen ook dat de levensduur van apparaten een factor van belang wordt in consumententests. Dat zit hem ook in het minder “modegevoelig” maken van deze apparaten.’

Hoewel verrassend past de aankondiging van Apple wel in een trend. Consumentenorganisaties pleiten al langer voor het beter repareerbaar maken van apparaten, onder meer in de right-to–repair-beweging. Een klein bedrijf als het Nederlandse Fairphone geeft al langer het goede voorbeeld, met smartphones waarvan de cruciale onderdelen eenvoudig te vervangen of te upgraden zijn.

Ook overheden laten zich niet onberoerd. ‘In Frankrijk hanteren ze een reparatie-index voor apparaten. Zo weet de consument hoe goed een apparaat te repareren is en dit weegt mee in het imago van een fabrikant’, zegt Mugge. Zelf is ze actief in het Europese onderzoeksproject PROMPT, dat er naar streeft om

Dat valt nog te bezien. Dat het binnenkort kán, wil niet zeggen dat hele volksstammen het ook gaan doen, denkt Mugge.

‘Je moet behoorlijk handig zijn met fijnzinnige elektronica en precies weten wat je doet. Veel mensen hebben niet de juiste expertise en handigheid. Ik ben zelf ingenieur, maar zou er toch niet aan beginnen. Ik breng mijn apparaat wel naar een reparateur.’

Mugge vindt het ook niet zo belangrijk dat elke consument een apparaat kan repareren. ‘Het is prima om hem even weg te brengen voor reparatie. Ook dát maakt Apple nu laagdrempeliger en ook dát is goed voor het milieu. Je doet immers weer een paar jaar langer met dat apparaat.’ Dat scheelt enorm veel milieu-impact.

Waarom nu?

Gaan mensen straks massaal zelf sleutelen aan hun gadgets?

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

7

NIEUWS

Startup slingert raketten de dampkring uit Tekst: Jim Heirbaut

Het is nog geen 1 april, dus we zullen de berichtgeving serieus moeten nemen. Toch moesten we op de redactie een paar keer met onze ogen knipperen toen we het persbericht uit de Verenigde Staten lazen: startup SpinLaunch wil satellieten gaan lanceren met een soort hightech elektrische slinger.

Hypermodern, maar toch heeft het wat weg van de manier waarop Obelix zich ontdoet van Romeinse soldaten.

De logica erachter is wel te begrijpen. Raketten gebruiken veel fossiele brandstoffen om de ruimte te bereiken, dus daar wil je vanaf.

Maar hoe geef je een raket dan zoveel snelheid mee? SpinLaunch denkt dit te kunnen doen met een systeem dat het projectiel eerst supersnel rondslingert, alvorens het los te laten en te lanceren. Met zijn zelfontwikkelde techniek wil het Amerikaanse bedrijf de concurren­ tie aangaan met bekende bedrijven als SpaceX en Virgin Galactic.

SpinLaunch denkt satellieten veel goedkoper in de ruimte te kunnen brengen.

Hiervoor heeft SpinLaunch een ronde trommel bedacht, die vacuüm wordt gezogen. Daarin draait een projectiel aan een kabel van koolstofvezel om een as. Door middel van elektrische aandrijving gaat dit steeds sneller en bereikt het projectiel een snelheid van duizenden kilometers per uur.

Dankzij het vacuüm blijft de opwarming door luchtwrijving beperkt.

Als het projectiel de eindsnelheid heeft bereikt, zorgt een extreem goed getimed mechanisme ervoor dat een luikje opengaat en het projectiel in de juiste richting wordt weggeslingerd. Dat dit krank­ zinnige idee nog zou kunnen wer­ ken ook, liet het bedrijf al zien in oktober, toen een kleiner prototype van de centrifuge succesvol een raket lanceerde vanaf Spaceport America in de staat New Mexico.

De testraket kwam kilometers hoog. De komende zeven maanden staan daar nog tientallen testlance­ ringen op het programma.

8

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

illustratie : spinlaunch

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

9

NIEUWS

Wat voor plastic? Dit apparaatje vertelt het De Nederlander Jerry de Vos bedacht de Plastic Scanner, een handzaam apparaatje dat zegt van welke kunststof een voorwerp gemaakt is. Handig voor in de recycling.

De plasticscanner werkt met infrarood­ licht, dat van acht verschillende ledlampjes komt, allemaal met net een ander deel van het lichtspectrum. Houdt de gebruiker het apparaatje voor een stuk plastic, dan valt het licht daarop en kaatst terug. Bij elke golflengte wordt de lichtintensiteit gemeten en al deze metingen bij elkaar verraden welk plastic het is. Een eenvoudig schermpje toont de uitslag. De gebruiker kan vervolgens alle stukken polyetheen bij elkaar gooien, apart van het polypropeen en PET. De Vos ontwierp en bouwde zijn Plastic Scanner als afstudeeropdracht voor zijn master industrieel ontwerp

GIESEN

aan de TU Delft. Hij kreeg voor zijn vinding vorige maand de internationale James Dyson Award 2021, in de categorie duurzaamheid.

Om goed te kunnen recyclen moeten de verschillende soorten kunststof uit elkaar te halen zijn. In het Westen doet de afvalverwerker dat, maar in armere landen kunnen ze wel wat technische hulp gebrui­ ken. Daar proberen mensen om aan de hand van merktekens op het plastic de boel te scheiden. Dit is lastig, want soms is het plastic vies of ontbreken deze symbolen doordat het plastic voorwerp in stukken is gescheurd. Het scheiden van plastic is op deze manier arbeidsintensief, langzaam en gevoelig voor fouten.

Bij de prijs hoort 35.000 euro die De Vos gaat gebruiken voor het verder door­ ontwikkelen van de techniek. En doordat de Plastic Scanner open source is, zijn de ontwerpen en details van het apparaatje vrij te gebruiken. Iemand in Kenia of

India kan die van het internet plukken en een 3D­printer aanzetten. Maar handige jongens en meiden kunnen ook voortbou­ wen op de Plastic Scanner en hem verder verbeteren, of een beetje aanpassen voor andere toepassingen. (JH)

Wageningen biedt nu ook tweejarige ontwerpersopleiding Vanaf 1 januari kun je met een mastertitel op zak ook aan de Wageningen University & Research (WUR) beginnen aan een tweejarige ontwerpersopleiding. De andere tu’s hebben al langer deze opleidingen tot PDEng, professional doctorate in engineering. Zo’n ontwerpersopleiding kan een alternatief zijn voor afgestudeerden die een promotietraject te lang vinden en meer oplossingsgericht bezig willen zijn. De opleiding is bedoeld om de brug te slaan tussen wetenschap en bedrijfsleven.

In Delft, Eindhoven en Enschede is volop keuze; in Wageningen is vooralsnog één opleiding beschikbaar: Designs for agrifood & ecological systems. De relevantie daarvan is groot: ‘We staan aan de vooravond van belangrijke transities in de landbouw, onze omgang met natuur, woningbouw en bodemgebruik’, zegt universitair docent Marjolein Derks in een nieuwsbericht van de WUR. Studenten gaan zich bijvoorbeeld bezighouden met robots en drones in de landbouw en slimme ecoducten die meer wildbewegingen mogelijk maken. (JH)

10

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

foto : david stegenga / james dyson award ; illustratie : matthias giesen

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp.

Deze maand Roel Niessen.

Nú kiezen voor bouw kerncentrales Bij de recente Klimaatmars in Amsterdam droeg ik een stukje beschreven karton mee. Wat zo’n bordje al niet los kan maken… ‘Liever kernafval dan verdrinken’ stond er ietwat provocerend op en dat leverde me direct al tientallen gefronste wenkbrauwen en vragende blikken op.

Na afloop ging het op sociale media pas echt los: vele honderden mensen reageerden. Dat betrof niet alleen rechts-conservatieven die zich in de hemel waanden omdat eindelijk iemand van GroenLinks het licht had gezien en die vroegen of ‘we’ dan ook eindelijk kunnen stoppen met die idiote windmolens en zonneparken. Het betrof namelijk net zo goed progressieve groenen die tot in het diepst van hun ziel bleken te zijn geraakt door zo’n ketterse boodschap en die hun partijlidmaatschap al bijna wilden opzeggen. En zo’n beetje iedereen daartussenin. Mijn statement haalde zelfs de tv-uitzending van WNL op Zondag.

Laat ik meteen maar uit de kast komen: ja, ik ben en blijf lid van GroenLinks en ja, ik ben voorstander van het bouwen van nieuwe kerncentrales. Laat me uitleggen waarom.

Om te zorgen dat we binnen anderhalve graad opwarming van de aarde blijven, moeten we vóór 2030 een gigantische, blijvende CO2-reductie zien te realiseren, wereldwijd. Ik wil graag dat we alles op alles zetten om dat voor elkaar te krijgen. Daarom zullen we ons energieverbruik radicaal moeten verminderen en zoveel mogelijk windmolens en zonnepanelen op zee, land en dak moeten plaatsen. Daarnaast moeten we – liefst in Europees verband – vervuilende activiteiten en producten duurder maken en volop investeren in waterstof, geothermie, batterijopslag, enzovoort.

Maar als ik heel eerlijk ben, zie ik weinig redenen om optimistisch te zijn over de kans dat dit allemaal gaat slagen. In het huidige politieke klimaat en ons kapitalistische systeem gaat verandering immers niet zo snel. Dat zou betekenen dat we vóór 2030 reeds de anderhalve graad stijging voorbij zijn en die temperatuur zal ná 2030 echt nog wel verder stijgen. En dit is het punt waar kernenergie als interessante oplossing om de hoek komt.

Kiezen we nú voor een aantal kerncentrales in Nederland, dan zijn die hopelijk rond 2035 gereed.

Ze leveren dan een stabiele basis aan elektriciteit die we kunnen gebruiken om elektrische auto’s te laten rijden, om warmtepompen te laten ronken en om de geëlektrificeerde industrie te laten draaien. Allemaal zonder uitstoot van CO2. Het zou een enorme reductieslag kunnen zijn die we van het ene op het andere moment realiseren, zodra we de centrales aanzetten.

Dan kom ik bij de tekst op het stukje karton: ‘Liever kernafval dan verdrinken’. Ik realiseer me dondersgoed dat het nucleaire afval uit kerncentrales een gigantische hypotheek is waarmee we honderden toekomstige generaties opzadelen. Ik ben zelf ook lange tijd tegen kernenergie geweest. Maar het inzicht waardoor ik langzaam ben gaan draaien is dit: nucleair afval is een kans op levensgevaar, terwijl de klimaatcrisis een garantie is op levensgevaar. Tenzij we die klimaatcrisis zoveel mogelijk weten in te perken. En daarin kan kernenergie nu eenmaal een belangrijke rol spelen, is mijn overtuiging.

De klimaatcrisis is een garantie op levensgevaar

Roel Niessen, werkzaam in de energiesector, is voorzitter van GroenLinks Diemen.

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

11

HET BESTE VAN 2022

Welke doorbraken staan ons te wachten?

Het beste van

2022

De laatste maand van het jaar wordt vaak aangegrepen om terug te kijken. De Ingenieur blikt daarentegen juist vooruit.

Op welke technieken moeten we komend jaar extra letten?

Welke nieuwe technologieën gaan komend jaar doorbreken en het verschil maken? U leest het in dit unieke jaaroverzicht van 2022.

Aan elke verwachte doorbraak hebben we bovendien een aantal ballen toegekend. Die geven de ingeschatte maatschappelijke impact van de innovatie weer.

12

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

HET BESTE VAN 2022 T E K S T: P A N C R A S D I J K , J I M H E I R B A U T E N M A R L I E S T E R V O O R D E

Elektrische oversteek Wat is-ie stil, zullen de passagiers van de NZK 101 misschien denken. De vraag is hoeveel er in de gaten hebben dat ze zich op een van de eerste volledig elektrische veerponten van Nederland bevinden.

Sinds afgelopen zomer zet de Amsterdamse openbaarvervoersdienst GVB een elektrische veerpont in. Inmiddels varen er twee: beide op het Noordzeekanaal in Velsen. De ponten zijn ruim veertig meter lang en niet alleen voor fietsers en voetgangers toegankelijk, maar ook voor auto’s en vrachtverkeer. Komend jaar levert de scheepswerf van Holland Shipyards Group in Hardinxveld-Giessendam nog zeker drie elektrische schepen af, ter vervanging van de huidige Noordzeekanaal-veerponten die nog dateren uit de jaren dertig. Ook op verbindingen over het IJ binnen de Amsterdamse ring zullen ze dan worden ingezet.

Programmamanager Casper van der Werf van het GVB is trots op de veerponten.

‘De vorige schepen waren aan vervanging toe en verduurzaming is de trend, ook voor de gemeente. Je koopt schepen niet voor een paar jaar: ze moeten zeker dertig jaar meegaan.’

Pas zes jaar geleden verving het GVB een reeks IJ-veren. Toen werd uiteindelijk gekozen voor een hybride variant. Het systeem van koppelen en opladen was indertijd nog niet goed uitontwikkeld, legt Van der Werf uit. ‘Dat geeft wel aan hoe snel het gaat met de elektrificatie’, zegt hij. ‘Binnen een paar jaar tijd van “lastig” en “nooit geprobeerd” naar “het werkt, laten we het doen!”’

De nieuwe schepen zijn vergelijkbaar met de hybrideversie, maar de generator heeft plaatsgemaakt voor een veel groter accupakket van in totaal vijftienduizend kilogram met een capaciteit van 675

kilowattuur. Nieuw is de stekkerdoos, aan de zijkant van het bovendek. Nog voor het veer aan de noordkant van het Noordzeekanaal aanmeert, beweegt een hoge arm met een stekker zich naar het schip toe. De stekkerdoos opent zich en slokt de stekker op, waarna het opladen kan beginnen. Het

t

ELEKTRISCH VERVOER De scheepvaart is een enorme bron van CO2uitstoot. Elektrisch varen heeft de toekomst.

De overheid geeft het goede voorbeeld door veerponten te elektrificeren.

opladen gaat volledig automatisch: één druk op een knop in de kajuit is voldoende. ‘In drie minuten, de tijd dat het schip stilligt, krijgen we er zo tachtig kilowattuur in’, zegt Van der Werff. Het oplaadsysteem werkt bij alle weersomstandigheden, ook bij zware storm.

Hoewel het elektrische veer al een paar maanden meedraait, is het finetunen nog niet afgerond. Waar het accupakket tot voor kort bij elk bezoek aan de noordkant werd opgeladen, wat neerkwam op drie keer per uur, daar gebeurt dat nu alleen nog als de batterijlading onder de 58 procent komt. ‘Hoe minder bewegingen, des te beter voor de accu’s en de oplaadarm’, zegt Van der Werf. (PD)

foto : gvb

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

13

HET BESTE VAN 2022

Warmte winnen met de energiedamwand Nederland heeft honderden kilometers aan stalen damwanden. Als we die vervangen door energiedamwanden, dan kunnen we warmte oogsten uit het oppervlaktewater.

Aardgas is duur, Groningen wil eindelijk rust en de CO2-uitstoot moet omlaag.

Toch wil iedereen ’s winters zijn huis verwarmen. Dat is, kort samengevat, een van de uitdagingen van deze tijd. Hoe krijgen we onze huizen warm zonder aardgas te gebruiken? Door warmte aan het oppervlaktewater te onttrekken, zegt het ingenieursbedrijf Crux Engineering. ‘Als we uit het water dat via de Rijn ons land binnen stroomt zoveel warmte halen dat het een graad afkoelt, levert dat een vermogen op gelijk aan dat van tien kolencentrales’, zegt directeur Jacco Haasnoot. ‘De kunst is alleen om die warmte er daadwerkelijk uit te halen.’

Om dat voor elkaar te krijgen, ontwikkelde het bedrijf de energiedamwand. In Nederland staan honderden kilometers aan stalen damwanden als bescherming langs de oevers van vaarten, sloten en rivieren.

Als we die kunnen voorzien van een warmtewisselaar, komen we een heel eind, was de gedachte. Het idee ontstond tien jaar geleden bij SPS energie in Duitsland.

Crux Engineering werkte het verder uit, samen met de TU Delft, TU Eindhoven, innovatiebedrijf Duurzaam Opgewekt en Nederlandse licentiehouder Gooimeer Energy. De eerste proeven begonnen vorig jaar in buurtschap De Zweth, vlak bij Delft.

Inmiddels zijn er ook energiedamwanden in Leeuwarden en Enkhuizen.

De energiedamwand is aan de oeverzijde voorzien van stalen leidingen en slangen waar een water-glycolmengsel doorheen stroomt. Dat neemt de warmte op uit het

ENERGIEWINNING Om CO2-neutraal te worden, moeten we warmte gaan oogsten uit de omgeving.

water, en geeft het af aan een warmtepomp.

De warmte kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor het tapwater of de vloerverwarming. Uiteindelijk komt hiermee 80 procent van de energie die nodig is om een huis te verwarmen uit het water en 20 procent uit het elektriciteitsnet.

Uit de eerste testgegevens blijkt het vermogen van de damwand bij De Zweth tussen een en anderhalve kilowatt per strekkende meter te zijn. Daarmee is drie tot vier meter damwand voldoende om een moderne eengezinswoning te verwarmen.

In 2022 verwacht Crux Engineering vijf tot tien nieuwe projecten met de energiedamwand op te starten. Vanaf dan zal het steeds sneller gaan, denkt Haasnoot.

Het grote pluspunt van de energiedamwand is dat er niet hoeft te worden geboord, zoals bij geothermie wel het geval is.

Bijkomend voordeel is dat het oppervlaktewater afkoelt en zo de opwarming door de klimaatverandering enigszins wordt getemperd. In de zomer is dat gunstig voor de waterkwaliteit. Haasnoot: ‘Maar ook in de winter koel je het water extra af als je er warmte aan onttrekt, en dat kan helpen om net wat sneller ijs op de kanalen te krijgen.

Zo maken damwanden de kans op een Elfstedentocht weer net een beetje groter.’

(MtV)

Vanuit de energie­ damwand gaat de warmte via een warmtepomp naar de woning, waar het kan worden gebruikt voor het tapwater, het douchewater en de vloerverwarming. illustratie : tki urban energy

14

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

HET BESTE VAN 2022

Wijk van de toekomst gaat van start Hij is al jaren in voorbereiding, maar in 2022 gaat de bouw van een moderne, duurzame en slimme wijk aan de westkant van Helmond dan eindelijk beginnen.

illustratie : brainport smart district

sen worden geen eigenaar, maar nemen bijvoorbeeld voor vijftien jaar wonen af bij de startende projectontwikkelaar mHome.

‘Deze constructie zorgt voor een prikkel voor mHome om zuiniger met materialen om te gaan. Ook wil de eigenaar van de woningen aan het eind van de huurperiode zoveel mogelijk waarde overhouden’, legt Blaauw uit. ‘In dit eerste project in de nieuwe wijk gaan mensen dan ook wonen in huizen van duurzame materialen die in elkaar worden geschroefd, zodat die na vijftien jaar wonen uit elkaar kunnen worden gehaald om op een nieuwe plek een tweede leven te beginnen.’

Het ontwikkelen van ‘de wijk van de toekomst’ door Brainport Smart District brengt ook aan het licht welke huidige wetten en regels in de bouw anders zullen moeten in de toekomst. ‘De regels werken

beperkend, dat merken we heel duidelijk.

Daarmee moeten we creatief omgaan, en soms zullen de regels op de schop moeten. We willen bijvoorbeeld gaan werken met een gesloten grijswatersysteem. Dat is zeker rendabel als je het op wijkniveau doet, maar ook in gevallen waar de ene woning het grijze water van de buurman hergebruikt. Dat mag op dit moment nog niet zomaar.’

De wijk is zeker niet alleen bedoeld voor milieubewuste mensen. Iedereen moet zich er welkom voelen; er is ook 30 procent sociale huur gepland. De sociale component wordt belangrijk in de wijk. Bewoners mogen hun buurt mee vormgeven; wie wil mag de tuin met stadslandbouw helpen onderhouden en gereedschap wordt gedeeld. ‘Dat iedereen een eigen boormachine bezit is eigenlijk van de zotte.’ (JH)

t

De wijk-in-wording staat bekend als Brainport Smart District, maar zal nog een nieuwe, meer toegankelijke naam krijgen. Er komen vijfhonderd tijdelijke en 2100 permanente woningen te staan, gerealiseerd door verschillende innovatieve ontwikkelaars en individuele bouwbedrijven.

De duurzame wijk gaat dienen als proeftuin voor nieuwe oplossingen rond mobiliteit, gezondheid, data, water, energie, participatie en circulair bouwen.

Met name wordt onderzocht hoe je een gebied geïntegreerd kunt ontwikkelen, vertelt Olaf Blaauw, programmamanager circulaire wijk binnen Brainport Smart District. ‘In de bouw denkt men nog vaak in silo’s, zodat voor elk probleem een afzonderlijke oplossing wordt gezocht. Wij gaan oplossingen combineren. Die waterpartij midden in de wijk is niet alleen mooi voor de bewoners, maar vangt ook water op bij overvloedige regenval, het is een bron van koude voor de airconditioning van de woningen, een helofytenfilter en ga zo maar door.’

Behalve huur- en koopwoningen krijgt de nieuwe wijk ook woningen volgens de product-as-a-service-filosofie. Men-

DUURZAAM WONEN Bij het bouwen van nieuwe wijken moet het aspect duurzaamheid meer inhouden dan een paar zonnepanelen op het dak. Watergebruik, mobiliteit, gezondheid en circulair bouwen zijn net zo belangrijk.

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

15

HET BESTE VAN 2022

Rijden op resten Sinds dit najaar staat er in Nederland een eerste bio-lng-installatie.

De eerste tonnen bio-lng zijn inmiddels geproduceerd, maar vanaf begin 2022 gaat de fabriek in het Amsterdamse havengebied op volle kracht draaien. Een mijlpaal op weg naar de verduurzaming van het wegtransport, stellen initiatiefnemers Shell, Renewi en Nordsol.

De nieuwe installatie staat op het terrein van afvalverwerker Renewi. Dat bedrijf zamelt in heel Nederland organisch afval in, zoals supermarktproducten die over datum zijn en restaurantafval. Dat afval belandt in Amsterdam-Westpoort in een grote vergister, waar het wordt omgezet in biogas; jaarlijks ongeveer acht miljoen kubieke meter. Het bedrijf Nordsol ontwikkelde de technologie waarmee dat biogas voortaan kan worden omgezet in bio-lng, en ontwierp er een installatie voor, die pal naast de vergister is opgesteld. Die acht miljoen kubieke meter biogas is goed voor 3,4 kiloton bio-lng.

De eerste installatie is in staat om voldoende brandstof te produceren voor dertien miljoen vrachtwagenkilometers, wat neerkomt op de brandstof die ongeveer driehonderd vrachtwagens in een jaar gebruiken. Daarmee wordt volgens de betrokken bedrijven de uitstoot van tien kiloton fossiele CO2 voorkomen - een mooi begin. Ook de uitstoot van stikstof en fijnstof is bij bio-lng aanmerkelijk lager dan bij andere brandstoffen.

Het biogas uit de vergister bevat ongeveer 60 procent methaan en 40 procent CO2. Eerst wordt het methaan via membranen gefilterd uit het gas, waarna het verder de installatie in wordt geleid. De CO2 wordt apart opgevangen en verkocht als grondstof voor onder meer de tuinbouwen de voedingsmiddelenindustrie.

Het biomethaan gaat naar een cryogene toren, waar het bij extreem lage

temperaturen vloeibaar wordt gemaakt.

Vervolgens wordt het opgeslagen in een bio-lng-tank. Tankwagens van Shell kunnen het daar ophalen om het vervolgens te distribueren over hun lng-tankstations.

Daar wordt het vervolgens gemengd met gewoon lng, ofwel vloeibaar aardgas. Lng-vrachtwagens kunnen zonder aanpassing op een mengsel met de nieuwe brandstof rijden.

De komende jaren moeten er nog zeker tien vergelijkbare installaties bijkomen. Het welslagen van de afspraken uit het Energieakkoord staat of valt bij de vraag of we erin

BIOBRANDSTOFFEN Het vrachtverkeer moet duurzamer. Vloeibaar aardgas of bio-lng wordt gemaakt uit organisch afval en in vergelijking met diesel is de CO2-uitstoot laag.

16

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

slagen de uitstoot van zwaar vrachtverkeer en de scheepvaart terug te dringen, zei president-directeur Marjan van Loon van Shell bij de opening. ‘Bio-lng is een mooie, circulaire oplossing die zo kan worden toegepast’, zei ze.

Voor het functioneren van de installatie is nauwelijks mankracht nodig. ‘De membranen die de CO2 en het methaan in het biogas van elkaar scheiden, worden vanzelf schoongeblazen’, zegt Remco Krul van Nordsol. ‘Toevoegen van chemicaliën om het biomethaan te zuiveren is niet nodig en ook is er geen warmte nodig.’

Volgens Otto de Bont, ceo van Renewi, past de nieuwe installatie perfect in het streven naar een circulaire economie. ‘Uit afval winnen we een nieuwe grondstof ’, zegt hij. ‘Producten die over de datum zijn, halen we op bij de supermarkt, die vervolgens wordt bevoorraad door een vrachtwagen die op bio-lng rijdt.’ (PD) foto : nordsol

HET BESTE VAN 2022

Soilwash reinigt met PFAS vervuilde grond Bouwprojecten die stilliggen vanwege met PFAS vervuilde grond? Soilwash biedt een oplossing. van de Wiel broedden daarom al een tijdje op een manier om PFAS uit de bodem te verwijderen. In 2020 waren ze er uit, en deden ze de eerste praktijkproeven met de Soilwash-techniek. ‘Je kunt het inderdaad vergelijken met het doen van de was’, vertelt Jeroen Gmelig Meyling, projectleider bij

GRONDREINIGING We hebben nieuwe manieren nodig om vervuilde grond weer schoon te krijgen.

TAUW. ‘Eerst sorteren we de grond, dus scheiden we het grind en de kiezels van het slib en het zand, daarna halen we de PFAS er uit met de standaard natte extractiemethode.’

Die natte extractiemethode komt neer op het uitspoelen van de grond, soms meerdere malen. PFAS is goed oplosbaar in water, dus als de grond met water wordt gemengd, neemt dat een groot deel van de PFAS op. ‘Het water zuiveren we vervolgens’, zegt Gmelig Meyling, ‘dat is de grootste uitdaging.’ Additieven in het water zorgen daarbij dat de PFAS zich aan actieve koolstof bindt. Het gezuiverde water wordt hergebruikt in het gesloten systeem, er wordt niets geloosd op het oppervlaktewater. Uiteindelijk wordt de PFAS door sterke verhitting vernietigd.

Gedurende de afgelopen anderhalf jaar is de Soilwash-techniek diverse malen in de praktijk toegepast. Het werkt zowel bij licht vervuilde grond als bij ‘hotspots’ zoals industriegebieden of plekken waar een brand is geblust, zeggen de ontwikkelaars.

Dat de techniek werkte in het laboratorium was al vijf jaar eerder bekend.

Wat een grootschalige uitrol tot nu toe in de weg staat, is het gebrek aan duidelijkheid vanuit de politiek, zegt Gmelig Meyling.

‘De grond reinigen is goedkoper dan een bouwproject stilleggen of de grond als chemisch afval afvoeren, maar kost per ton nog altijd enkele tientallen euro’s. Zolang de kans bestaat dat de normen weer worden verruimd, zullen niet urgente projecten dus nog even in de pauzestand blijven staan.’ Maar de vraag groeit, en de techniek is makkelijk op te schalen. Gmelig Meyling: ‘En uiteindelijk is reinigen natuurlijk de enige duurzame manier om met PFAS-vervuiling om te gaan.’ (MtV)

t

Het is een hoofdpijndossier voor de bouwsector: PFAS, ofwel poly- en perfluoralkylstoffen. Dit zijn synthetische (door mensen gemaakte) fluorkoolstofverbindingen die gebruikt worden in producten als antiaanbakpannen en brandwerende kleding. Omdat de stoffen schadelijk zijn voor de gezondheid, kwam de overheid in 2019 met strenge normen voor het verplaatsen van grond die PFAS bevat.

Hierdoor kwamen bouwprojecten stil te liggen en gingen miljoenen euro’s aan omzet verloren. Inmiddels zijn de normen weer iets verruimd, maar het probleem is daarmee niet opgelost. Ingenieursbureau TAUW en aannemersbedrijf De Vries &

Jochem Bloemendaal (De Vries & van de Wiel), Jeroen Gmelig Meyling (TAUW) en Pieter van der Mussele (De Vries & van de Wiel) bij een Soilwash-project. foto : tauw DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

17

HET BESTE VAN 2022

Productielijn voor buigzame zonnecellen De stijve zonnepanelen op de daken van huizen krijgen er vanaf dit jaar een geduchte concurrent bij: zonnefolies die kunnen buigen en zo worden geïntegreerd in dakpannen en gevels. Allemaal dankzij een pilotproductielijn die TNO dit jaar opent.

De zonnestralen die op de aarde vallen leveren gratis energie, het is meer een kwestie van oogsten. Dat gebeurt ook steeds meer met grote zonneparken en stijve PV-panelen op daken van woningen en kantoorgebouwen. Maar er zit nog een kleine revolutie aan te komen, want er zijn nog veel meer oppervlakken aan een gebouw te benutten om zonne-energie mee op te wekken.

‘Nederlandse bedrijven willen graag zonnecellen integreren in producten als dakpannen, geveldelen en zonneschermen, maar ze vinden in de markt geen technische oplossing die hiervoor geschikt is’, vertelt Peter Toonssen, business developer mass customization equipment bij TNO. ‘In die behoefte gaan wij voorzien. Het idee van zonnefolies is om zonne-energie

op gebouwen een stuk betaalbaarder te maken.’ Bij TNO op de Brainport Industries Campus in Eindhoven wordt medio 2022 een pilotproductielijn in gebruik genomen die zonnefolie kan maken, een buigzaam product dat stroom opwekt.

Dit is een halffabricaat waarmee andere bedrijven een eindproduct kunnen maken.

Bij de machine is mass customization het toverwoord. De twee delen lijken elkaar tegen te spreken, maar het betekent dat de machine snel kan produceren: hij spuugt zonnefolie uit met een snelheid van een meter per minuut, en tegelijk is hij helemaal instelbaar naar de wensen van de klant. ‘Die kan de afmetingen bestellen die hij wil en hoeveel volt en ampère de folie levert. Ook hoe het laminaat is opgebouwd, is in te stellen’, aldus Toonssen.

In de basis zal de zonnefolie bestaan uit een eerste laag van metaal of kunststof, met daarop de actieve laag die elektriciteit opwekt ingebed in een vulmiddel, waarna het geheel wordt afgedekt met een barrièrelaag. ‘Die laatste is erg belangrijk, want hij beschermt de binnenkant tegen weersinvloeden en bepaalt dus de levensduur van het folie.’ De klant die de folie afneemt, verwerkt dit door het op zijn product te lijmen. Op dat moment ontstaat dus die stroomopwekkende dakpan of gevel.

Nederlandse bedrijven bouwen de productielijn voor TNO: Maan Group doet de assemblage en folieverwerking, en Duflex Mechatronics verzorgt de mechatronica en optische inspectie. Het wordt zowel een onderzoeksplatform voor TNO als een fabriekswaardige productielijn. ‘We doen dit met opzet, zodat we Nederlandse bedrijven kunnen helpen met het produceren van hun eerste series.’

Het is een bijzonder project, realiseert Toonssen zich. ‘Ik ken geen vergelijkbare pilotproductielijn in de wereld.’ (JH)

MEER ZONNE-ENERGIE We gaan op veel meer plekken zonne-energie opwekken, van gebouwen tot vervoermiddelen.

18

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

ILLUSTRATIE : TNO

HET BESTE VAN 2022

Nog beter staal ‘Nu kunnen we hoogwaardiger staal produceren, geschikt voor de producten van de toekomst.’ Tata Steel-directeur Hans van den Berg kon zijn enthousiasme dit najaar nauwelijks bedwingen bij de ingebruikstelling van een nieuwe volcontinu gietmachine.

foto : tata steel

METAALPRODUCTIE De energietransitie vraagt om nieuwe materialen, zoals sterker, vervormbaar staal voor betere accu’s, lichtere voertuigen en efficiëntere windturbines. Die moeten we ook in eigen land kunnen maken. zorgen. ‘Een bottleneck in het staalmaak­ proces is nu weggenomen’, zegt manager Chris Kollöffel.

Afgelopen jaar kondigde Tata Steel onder grote politieke en maatschappelijke druk aan de productie verregaand te verduurzamen.

Op den duur wil het bedrijf overstappen op schonere productieprocessen op basis van eerst aardgas en later waterstof.

De nieuwe gietmachine leidt nog niet tot een verlaging van de CO2­uitstoot, erkent het staalbedrijf, al zal een stabielere productieketen wel een hoop storingen schelen, met alle nadelige gevolgen van dien.

Maar die nieuwe staalsoorten vormen een grote en noodzakelijke stap voorwaarts, in de richting van een duurzamer toekomst.

(PD) t

Zijn enthousiasme is begrijpelijk. Niet eerder deze eeuw stak het IJmuidense staalbedrijf zoveel geld in een enkele machine: 220 miljoen euro. De bouw­ werkzaamheden hadden vijf jaar geduurd en de bouwplaats was immens: een veertien meter diepe put van veertig meter breed en 195 meter lang – terwijl de twee al bestaan­ de gietmachines er pal naast gewoon in bedrijf waren. Voor de fundering waren achthonderd vrachtwagens vol beton nodig en is zo’n twee miljoen kilogram staal ge­ bruikt. Een van de huzarenstukjes was het verplaatsen van een dragende kolom in een draaiende staalfabriek. Daarvoor ontving het bedrijf al de Nationale Staalprijs.

De continugietmachine vormt het hart van de staalfabriek. Pannen met driehon­ derd ton vloeibaar staal worden erin omge­ kieperd, waarna er gecontroleerd gloeiende plakken staal uit komen. Die plakken gaan vervolgens door naar de walserij.

Met de nieuwe machine, die binnen­ kort volledig in bedrijf wordt genomen, heeft Tata Steel naar eigen zeggen nu de meest geavanceerde continugietmachine ter wereld staan. De machine beschikt over een hightech gietvorm en een beter koelsysteem om scheurtjes in de plakken te voorkomen. Met de nieuwste glas­ vezeltechniek wordt de temperatuur in de continugietmachine voortdurend op 2500 punten gemeten. Het proces is bovendien grotendeels geautomatiseerd.

De machine kan staalsoorten produce­ ren die supersterk en tegelijk vervormbaar zijn. Het gaat daarbij onder meer om staal voor batterijen en elektrische auto’s. Juist dat nieuwe staal is bij uitstek geschikt voor het maken van producten die helpen bij de verduurzaming, stelt Tata Steel. Doordat het staal sterker is, is er minder van nodig bij de bouw van bijvoorbeeld auto’s. Dat scheelt in het brandstofverbruik.

Tegelijk moet de nieuwe gietmachine ook voor een stabielere productieketen

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

19

HET BESTE VAN 2022

Samenwerken in een virtuele ruimte We kennen virtuele werelden al van games, maar binnenkort gaan we op die manier ook vergaderen en brainstormen. Bepalende bedrijven als Microsoft zetten komend jaar grote stappen.

In het begin van de pandemie, vorig jaar april, kwam een vriend met een virtuele omgeving op de proppen. In een 3D-weergave van een bruin café konden we met een eigen avatar heen en weer lopen en zo met andere mensen praten. Hoewel we pixelige poppetjes zonder benen waren, was de ervaring levensechter dan alleen videobellen.

Komt je avatar in de virtuele kroeg dichtbij iemand te staan, dan hoor je hem daadwerkelijk harder praten. Wordt een gesprek saai, dan stap je uit de groep en wandel je naar een andere groep even verderop om mee te praten, net als in een echte sociale omgeving.

Komend jaar brengt Microsoft dit soort technologie naar de werkvloer. Het gaat zijn software Mesh integreren in de bekende Teamsomgeving die in veel bedrijven al wordt gebruikt om te vergaderen. Het bedrijf heeft gezien dat het thuiswerken ons best goed afgaat, maar dat veel mensen de toevallige ontmoetingen ‘bij de koffieautomaat’ missen. Daarnaast kunnen vergaderingen op afstand onpersoonlijk aanvoelen. Dit is deels te ondervangen door de videocamera aan te zetten, maar dat is te veel een alles-of-niets-optie, meent Microsoft. Wie zich een dagje niet zo lekker voelt en zijn pyjama wil aanhouden, heeft geen andere optie dan de camera uit te laten. En dat komt bij collega’s over als ‘niet zo betrokken’.

In Mesh krijgt de vergadertijger een derde optie: de avatar. Hij of zij kan een avatar kiezen uit de collectie van Microsoft of er zelf een maken. Bedrijven die deze optie aanbieden, kunnen er een eigen virtuele

HET NIEUWE WERKEN Online samenwerken krijgt een extra dimensies en wordt levensechter.

20

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

In de virtuele omgeving Mesh kan een werknemer kiezen om zijn camera aan te zetten of mee te vergaderen als avatar.

ILLUSTRATIES : MICROSOFT

omgeving bij bouwen, waar de avatars van het bedrijf elkaar kunnen ontmoeten.

Gebruikers kunnen als avatar rondhangen in deze ruimten en zo elkaar ontmoeten.

Let wel: niet alleen voor een persoonlijke babbel, maar ook om samen te werken aan projecten. Zo’n virtuele omgeving kan een team van mensen die samenwerken, hechter maken en stimuleren bij hun project, verwacht Microsoft. Behalve een persoonlijke, heeft dat ook een praktische kant.

Wanneer mensen niet op kantoor kunnen samenkomen, kan een goede virtuele omgeving een goede vervanger zijn. Zeker

ook voor ingenieurs. ‘Op een virtuele muur kunnen bijvoorbeeld foto’s van klanten staan die het team met beide benen op de grond moeten houden’, schrijft Microsoft in een persbericht. ‘Tegelijk worden op een whiteboard op een andere muur ieders taken weergegeven. Op een tafel in de virtuele ruimte verschijnt een 3D-weergave van een prototype van het product waar het team aan werkt.’ Doordat projectmedewerkers samen in een ruimte aanwezig zijn – als avatars weliswaar – krijgen ze het gevoel samen aan een gemeenschappelijk doel te werken. (JH)

HET BESTE VAN 2022

Ziekten bestrijden met mRNA De mRNA-techniek die zo goed blijkt te werken in het coronavaccin, is ook voor andere ziekten te gebruiken. En dankzij de pandemie is die ontwikkeling in een stroomversnelling gekomen.

foto : depositphotos

mRNA-vaccin wordt het immuunsysteem voor de gek gehouden, alleen zorgt het vaccin er in dit geval voor dat het lichaam zelf een stukje van het virus produceert. Met het mRNA levert het vaccin als het ware een recept af waarmee onze lichaamscellen viruseiwitten kunnen aanmaken. In het geval van covid-19 was dit het spike-eiwit waarmee het virus zich toegang tot cellen verschafte, maar geef het een andere genetische code mee, en het zal tegen andere ziekten beschermen.

Verbeke werkt aan mRNA-technologie als therapie tegen kanker. ‘Daar kunnen we ons niet tegen vaccineren, maar we kunnen met mRNA het immuunsysteem wel instructies geven de tumor aan te vallen.’

PREVENTIE Veel mensen sterven wereldwijd aan ernstige ziekten als malaria en kanker. Ook daartegen kan vaccineren helpen.

Voor elke tumor is daarbij een ander recept nodig, dat van persoon tot persoon kan verschillen. Verbeke: ‘We richten ons daarbij op de gemuteerde eiwitten van de tumor.

Het voordeel van de mRNA-vaccins is dat de genetische code vrij eenvoudig is aan te passen. Het nadeel is dat je voor elke patiënt eerst moet bepalen welke eiwitten er moeten worden gemaakt. Dat kost tijd en geld.’

Voor vaccins tegen bijvoorbeeld virussen geldt dat laatste niet, iedereen krijgt hetzelfde mRNA ingespoten. Dan geldt vooral het voordeel dat de producent geen cellen hoeft te gebruiken of virussen hoeft te kweken: de vaccins bestaan uit vetbolletjes gevuld met synthetisch mRNA, dus met een in het lab aan elkaar geplakte reeks van de basen adenine, guanine, uracil en cytosine.

Een mRNA-vaccin tegen malaria werkt inmiddels bij muizen, laat het Walter Reed Army Institute for Research weten. En een mRNA-vaccin kan cavia’s bescherming bieden tegen de ziekte van Lyme, schreef de Amerikaanse Yale University. Hier gaan de knaagdieren het komende jaar zeker meer van horen. En wij in hun kielzog hopelijk ook. (MtV) t

‘Kandidaat-mRNA-middel vertraagt de voortgang van multiple sclerose in muizen!’ Het nieuws kwam afgelopen januari van het bedrijf BioNTech dat ook de coronavaccins maakte, en hoort thuis in een langere serie mRNA-vaccinsuccessen. De mRNA-vaccins zijn inmiddels bekend als beschermer tegen corona, maar voordat het virus ons overviel, waren wetenschappers al volop bezig met andere toepassingen van deze techniek. ‘En dat is het afgelopen jaar in een stroomversnelling geraakt, zegt biochemicus Rein Verbeke van de Universiteit Gent in België, die is gespecialiseerd in mRNA-technieken.

Verbeke: ‘De race naar een coronavaccin was een leerrijke case study, waarbij verschillende soorten vaccins voor hetzelfde doel werden aangewend. Het mRNA-vaccin gaf betere resultaten dan de overige vaccins, nu hoopt men dat het ook voor andere ziekten werkt.’

Hoe zat het ook alweer? Een klassiek vaccin bevat een onschadelijk gemaakt (stukje) virus. Als dat in het lichaam terechtkomt, gaat het immuunsysteem direct aan de slag, zodat dat het op oorlogssterkte is wanneer het echte virus zich aandient. Ook bij een

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

21

HET BESTE VAN 2022

Kaden en bruggen monitoren Amsterdamse kaden en bruggen kampen met achterstallig onderhoud. Om te bepalen op welke plekken als eerste groot onderhoud nodig is, test de stad verschillende innovatieve, digitale technieken. In 2022 worden de resultaten verwacht.

‘Aan de Amsterdamse grachten, heb ik heel mijn hart voor altijd verpand’, zo luidt de eerste regel van het bekende lied. Maar om ook echt voor altijd van die grachten te kunnen genieten, moet de stad er wel goed voor zorgen. Dat dit niet overal lukt, bleek vorig jaar toen aan de Grimburgwal een flink stuk kade instortte.

De uitdaging die ‘de mooiste stad van het land’ heeft, is enorm. De gemeente zelf heeft 829 bruggen en 205 kilometer kademuur in het vizier en een deel moet worden versterkt of vernieuwd. Hiervan kan de gemeente momenteel maar 10 procent goed in de gaten houden. Ze zoekt dus naar manieren om de bouwwerken op veel

TIJDIG ONDERHOUD We gaan de staat van onze bouwwerken steeds vaker monitoren met draadloze apparatuur.

22

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

meer kwetsbare plekken te monitoren.

Daarvoor schreef Amsterdam in 2020 een innovatiecompetitie uit, waarbij bedrijven slimme technieken voor monitoring konden indienen.

‘We hebben nu vier winnende partijen de kans gegeven hun innovatieve oplossing te ontwikkelen en te valideren in het areaal van onze gemeente’, zegt Casper van der Peet, technisch manager monitoring bruggen en kademuren van de gemeente Amsterdam. Daaronder zitten technieken als 3D-laserscanning, waarbij lasers een puntenwolk maken van het object, en InSAR, een techniek om met radarbeelden gemaakt door satellieten veranderingen op de grond te detecteren.

Althen is een van de vier bedrijven die momenteel zijn oplossing test. Ingenieurs van het bedrijf bedachten de SmartBrick, een kastje ter grootte van een baksteen, dat op of tegen een kademuur te plakken is.

Sensoren in het kastje meten heel precies de hoekverandering en leggen grote schokken en trillingen vast. De Smart-

Brick stuurt de gemeten data eens per dag naar een centraal punt.

De gemeten hoekverandering geeft aan hoeveel een kade aan het vervormen is.

‘Dit proces treedt vaak op bij oude kademuren’, zei business development manager Bernd Rietberg van Althen eerder tegen De Ingenieur. ‘Het wegdek verzakt en dit gaat gepaard met zogenoemde “uitbuiking”, het breder worden van de kade in de richting van het water.’

Het komend jaar staat voor de gemeente Amsterdam in het teken van het testen van de verschillende nieuwe technieken. Van der Peet: ‘Zowel met labtesten als met proeven op daadwerkelijke kademuren hopen we aan te tonen dat de SmartBrick toepasbaar zal zijn voor de monitoring van onze mooie en kwetsbare bruggen en kademuren.

Door een paar verschillende technieken te onderzoeken, hopen we uiteindelijk meerdere gevalideerde oplossingen te hebben, zodat we uiteindelijk efficiënter en beter al onze bruggen en kademuren in de gaten kunnen houden.’ (JH) foto : althen

HET BESTE VAN 2022

Zonder kapitein de zee op Vanuit de haven van Rotterdam vertrok onlangs de twaalf meter lange Blue Essence, eigendom van geodataspecialist Fugro. Aan boord van het onbemande oppervlaktevaartuig (USV) bevond zich een elektrisch aangedreven, op afstand bestuurbare onderwaterrobot (eROV).

Doel van de missie is het inspecteren van offshore constructies, maar het schip en de robot kunnen daarnaast ondersteuning bieden bij bouwwerkzaamheden op zee.

Ook voor hydrografisch en geofysisch onderzoek zijn ze inzetbaar. Besturing en bediening van zowel de USV als de eROV vinden plaats vanaf de wal. ‘De bemanning die normaal aan boord zou zijn, bedient het schip en de robot vanuit een controlekamer’, zegt Lex Veerhuis, development manager new business van Fugro. ‘Dankzij een satellietverbinding hoeft dat niet op zicht: we kunnen het schip voorbij de horizon bedienen.’

Het schip heeft een dieselmotor, maar kan ook op batterijen varen. Het is voorzien van camera’s waarmee de bemanning de volledige omgeving van het schip in de gaten kan houden. Daarnaast zijn er diverse sensoren aan boord voor onderzoek en metingen. Het schip kan tien dagen achtereen op zee blijven. Inmiddels heeft Fugro drie onbemande vaartuigen rondvaren:

FOTO : FUGRO

een in Australië, een in het Midden-Oosten en nu een in Europa. Komend jaar wordt de vloot uitgebreid met grotere varianten, tot wel achttien meter, zegt Veerhuis.

‘We willen toe naar een wereldwijde vloot van onbemande vaartuigen die klanten op bestelling kunnen inschakelen’, zegt Veerhuis. Fugro rust de schepen dan ook bewust uit als een Zwitsers zakmes: geschikt voor zoveel mogelijk toepassingen.

Waar het eerste project in de Noordzee nog plaatsvindt voor een klant uit de olieen gasindustrie, daar ziet Fugro ook veel mogelijkheden voor inspecties van windturbines op zee. Met de robot hebben ze

AUTONOOM VERVOER Onbemande scheepvaart is goedkoper, energiezuiniger en efficiënter dan scheepvaart met bemanning.

inmiddels al onderzoek verricht in offshore windparken.

De regelgeving staat onbemand varen op dit moment nog niet toe. Voor het eerste project heeft Fugro dan ook precieze afspraken moeten maken over onder meer de route en de getroffen veiligheidsmaatregelen. ‘Als uitzondering mochten we nu toch uitvaren zonder kapitein aan boord’, zegt Veerhuis.

Binnen de maritieme wereld zijn de verwachtingen rond USV’s hooggespannen.

De bemanning hoeft niet langer aan boord te zijn, wat een hoop ongemak en ook mogelijk gevaar scheelt. De ecologische voetafdruk is mede daardoor tientallen procenten lager dan bij bemande vaartuigen, stelt Fugro.

De Rotterdamse haven juicht de ontwikkeling toe. Het project van Fugro past in de Rotterdamse ambitie om ‘nieuwe technologieën te testen die de haven nog slimmer, efficiënter en beter kunnen maken’, stelt havenmeester René de Vries. (PD)

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

23

ACTUEEL TECHNIEKNIEUWS vind je op www.deingenieur.nl

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

Je leest het op de website van De Ingenieur.

Elke dag nieuwe berichten met beeld, filmpjes en links. www.deingenieur.nl

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

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR

Podium

Universitair hoofddocent Felienne Hermans leidt aan het Leiden Institute of Advanced Computer Science een onderzoeksgroep gericht op programmeeronderwijs.

Waar past de uitvinder?

Al sinds mijn kindertijd beschouw ik mijzelf als Het is ons gelukt om een zonneauto te maken, een echte uitvinder. Ik hou ervan om dingen te een paraplu die niet omklapt in de wind of een maken: fysiek als hobby (ik ben een fanatieke programmeertaal die zich aan een kind aanpast.

Het zijn zinnige bijdragen, maar de bouwer breier), digitaal als beroep. Van gebreide truien is tamelijk duidelijk wat het nut ervan is: ze heeft de wereld zoveel meer te vertellen. Een zijn lekker warm. Het publicatiemodel is ook lange serie van mislukte prototypen bijvoorhelder: ik koop patronen op het sociale net- beeld, of een aantal overwogen, maar toch verwerk Ravelry en ik zet foto’s van mijn breisels worpen designs. Daarvoor is maar weinig plaats in de wetenschap. Een mislukking gepubliceerd op Instagram.

In mijn beroep is het verrassend genoeg krijgen lukt zelden.

Ik liep ooit op een conferentie iemand tegen helemaal niet zo duidelijk wat het nut is van het lijf die in de jaren wat ik allemaal maak en hoe tachtig was gepromodat moet worden gecommuDe wetenschap is veerd op een bepaald niceerd. Vroeger dacht ik dat type programmeerde wetenschap een goede plek helaas meer een plek taal waarvoor mensen is voor mensen die ervan houvoor beschouwers dan niet hoefden te typen. den om problemen op te lossen Op het oog een slim met creatieve nieuwe bedenkvoor bouwers idee, want dat voorsels. Helaas ben ik erachter komt typfouten. Op gekomen dat de wetenschap meer een plek is voor beschouwers dan voor mijn vraag wat de kern van zijn proefschrift was, antwoordde hij: deze manier van programmeren bouwers.

Ons beeld van de wetenschap is vaak wat is gewoon een heel dom idee omdat programgekleurd door de natuurwetenschap, een meurs nou eenmaal graag zelf typen. Ze vinden wetenschap die een bestaande wereld bekijkt. het niet fijn als de computer dat werk overneemt.

Natuurlijk moet daar ook van alles voor wor- Ik vroeg hem het hemd van het lijf over de deden gebouwd – de elektronenmicroscoop, de tails en hij vertelde me een hoop nuttige dingen deeltjesversneller – maar dat zijn uiteindelijk waarbij ik in het design van mijn eigen progereedschappen om de wetenschap (het be- grammeertaal veel baat heb gehad. Het gesprek eindigde helaas in mineur, want op mijn vraag schouwen van dingen) uit te voeren.

Beschouwen vertegenwoordigt de klassieke wat hij nu deed, antwoordde hij dat hij de wetenwetenschappelijke methode, die uit een hypo- schap de rug had toe gekeerd. Na zijn ‘mislukte’ these en een experiment bestaat. Hoe bouwen proefschrift had hij er geen zin meer in.

Het werpt de vraag op of de wetenschap de in die methode past, is niet zo makkelijk. Wat is dan eigenlijk onze onderzoeksvraag? Vaak juiste plek is voor de bouwer, en of we de bouluidt die: ‘Kunnen we die maken?’, en is de on- wers die er zijn wel genoeg ruimte geven om derzoeksmethode dan: ‘Ja, kijk het staat daar.’ over hun mislukkingen te schrijven.

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

25

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

De grootste en meest complexe ruimtetelescoop observeert het infrarood

Verder de ruimte in kijken Het is zover. Eind december wordt de meest geavanceerde ruimtetelescoop ooit gelanceerd: de James Webb Space Telescope. Onze blik op het verleden, zwarte gaten en nieuwe exoplaneten wordt daarmee nóg beter, scherper en gevoeliger.

Na meer dan 25 jaar werk, verscheidene malen uitstel en vertraging, kijkt de ruimtevaartwereld met spanning uit naar 22 december. Dan gaat (fingers crossed) vanaf de basis van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA in Frans-Guyana eindelijk de James Webb Space Telescope de ruimte in, door betrokkenen steevast ‘Webb’ genoemd. Het apparaat gaat nog dieper de ruimte in kijken, met grotere gevoeligheid en precisie dan zijn voorgangers, zoals Hubble. Dat doet Webb door licht in het nabij- en mid-infrarood op te vangen (zie de figuur hieronder).

Na de oerknal begon alles in het heelal van elkaar af te bewegen en hoe verder weg je kijkt, hoe meer alles is verschoven richting het rood. ‘De Webb is op allerlei vlakken beter. Hij is gevoeliger dankzij zijn grotere schotel, en kijkt dus dieper het heelal in. Maar hij legt ook scherpere beelden vast’, vertelt hoogleraar moleculaire astrofysica Ewine van Dishoeck van de Universiteit Leiden.

Van Dishoeck is een van de wetenschappers die aan de wieg hebben gestaan van Webb. ‘Eind jaren negentig besloten we met wat wetenschappers in Europa en de Verenigde Staten om te gaan pushen voor een instrument op het observatorium dat infrarood kan waarnemen.’ Die lobby had resultaat en dankzij een samenwerking met

Bereik van de James Webb Space Telescope. Webb richt zich op het nabij- en mid-infrarood deel van lichtspectrum, zijn voorganger Hubble ving vooral het zichtbare licht op.

ILLUSTRATIE : NASA / J .

OLMSTED / STSCI

26

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

NASA heeft de ruimtetelescoop nu het meetinstrument MIRI (mid infra-red instrument) aan boord. ‘De VS hebben de detectoren en koeling ervan gebouwd en Europa de instrumenten, zoals de camera en de spectrometer. De optica daarvan is zelfs grotendeels Nederlands.’

Het hele ruimteobservatorium is een samenwerking tussen NASA, ESA en CSA, de ruimtevaartorganisaties van respectievelijk de VS, Europa en Canada. Europa levert twee belangrijke instrumenten, MIRI en NIRspec, en daarbovenop verzorgt ESA ook de lancering met een Ariane 5-raket. De ontwikkeling van Webb heeft een geschatte 8,8 miljard dollar (7,8 miljard euro) gekost.

Uitklapspiegel Een paar maanden geleden werd de 6,5 ton zware ruimtetelescoop vervoerd van Los Angeles naar Kourou in Frans-Guyana. ‘Daar gaat het werk 24/7 door. Gelukkig liggen we vóór op schema’, vertelde systems engineer van ESA Maurice te Plate half november, net terug uit Frans-Guyana, waar hij de laatste belangrijke tests vóór de lancering had uitgevoerd.

Bijna alles is speciaal aan de Webb. ‘Het is het grootste en meest complexe observatorium dat ooit is gebouwd’, vertelt Te Plate. ‘Hij is zo groot dat hij niet zomaar in de neus van een raket past. Hij moet in opgevouwen

Zonnescherm De telescoop wordt met radiatoren passief gekoeld tot zo’n veertig Kelvin, -235 graden Celsius. Dat is nodig om goede waarnemingen te kunnen doen; Webb kijkt immers naar infrarood licht. Om de telescoop zo koud te houden, moet hij worden afgeschermd van de zon-

nestralen. Daarvoor zorgt het zonnescherm, een enorm zeil, zo groot als een tennisbaan. Dat bestaat uit vijf lagen kapton, een folie van polyimide – een kunststof die vaker wordt gebruikt in de ruimtevaart – met een tussenruimte.

Het meetinstrument MIRI wordt nog sterker gekoeld om zijn metingen te kunnen doen, tot zes Kelvin. Daarvoor heeft deze een eigen cryo-cooler, een soort complexe koelkast, die draait op de stroom van de zonnepanelen van de telescoop.

Te Plate mag dan wel een ingenieur zijn die vooral bezig is geweest met het ontwerpen, bouwen en testen van de Webb, maar ook zijn hart gaat sneller kloppen van de wetenschappelijke ontdekkingen die van de telescoop te verwachten zijn. ‘Ja, het is echt een ontdekkingsreis. Eerdere telescopen hebben prachtige beelden gemaakt,

Projectmedewerker inspecteert een van de achttien segmenten van de primaire spiegel. foto : chris gunn / nasa

t

toestand worden gelanceerd. Dat is niet eerder gedaan.’

Om die reden is de primaire spiegel bij Webb opgedeeld in achttien zeshoekige segmenten die uiteindelijk naadloos op elkaar moeten aansluiten. Tezamen vormen ze een spiegel van 6,6 meter doorsnede; de vaste spiegel van Hubble mat 2,4 meter. ‘Die grote spiegel is een van Webbs sterke punten’, zegt Te Plate. ‘Net zoals een grote emmer meer regendruppels opvangt dan een kleine beker, vangt een grote spiegel meer fotonen in. Webb vangt zes tot zeven keer meer licht dan Hubble.’

De afzonderlijke spiegels zijn gemaakt van beryllium en gecoat met een flinterdun laagje goud, dat infraroodstraling optimaal weerkaatst. Onder elk spiegelsegment zitten zeven mechaniekjes die het in verschillende richtingen kunnen draaien. ‘Uiteindelijk moet de hele spiegel rock-steady zijn om goed te kunnen waarnemen. Om de paar weken controleren we de kwaliteit van het golffront van het licht.’ Het binnenkomende licht valt op de primaire spiegel (zie figuur: Werking van Webb), dan op de secundaire en gaat van daaruit naar het binnenste van de telescoop, waar uiteindelijk het licht wordt gesplitst en naar de verschillende instrumenten wordt geleid. Die kunnen zo tegelijk waarnemingen doen.

Werking van Webb. De primaire spiegel van 6,5 meter diameter vangt infrarood licht op en stuurt dat via een secundaire spiegel naar de verschillende instrumenten die er beelden en spectra van maken om te analyseren. illustratie : stsci

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

27

RUIMTEVAART

Spannende eerste weken Zo’n 26 minuten na lancering houdt de Arianeraket van ESA ermee op en moet de telescoop zijn eigen weg gaan.

Webb draait in de juiste richting en zet zijn eigen aandrijving aan, met kleine thrusters, op weg naar zijn bestemming op 1,5 miljoen kilometer van aarde.

Minuten later klapt het zonnepaneel uit, zodat de telescoop zelf stroom gaat maken. Twee uur na lancering klappen de antennes uit waarmee Webb data naar de aarde gaat sturen.

Na een dag of drie begint de eerste stap van het uitklappen van het zonneschild, dat in delen gebeurt. Rond dag zeven is het zonnescherm zover dat de spanning op de folies kan worden gezet. Nu is de Webb afgeschermd van de warmte van de zon en beginnen de instrumenten in rap tempo af te koelen. Toch duurt het weken voor ze koud genoeg zijn om te werken. Tien dagen na lancering wordt de secundaire

spiegel uitgeklapt en op dag twaalf is het de beurt aan de hoofdspiegel.

Nu de telescoop helemaal is uitgeklapt kan het grote testen beginnen. De optische onderdelen worden afgesteld door de telescoop naar een heldere ster te laten kijken. Zo worden alle achttien segmenten van de hoofdspiegel heel precies uitgelijnd, zodat Webb langzamerhand steeds scherper zal gaan zien.

Om alle instrumenten grondig te testen, doet de telescoop in de vijfde en zesde maand zijn eerste voorzichtige waarnemingen, bijvoorbeeld van nabijgelegen bewegende objecten, zoals asteroïden, kometen, planeten en manen in ons eigen zonnestelsel. Zes maanden na lancering kunnen de astronomen dan eindelijk los met de James Webb Space Telescope.

De hoop is dat hij tot 2032 blijft functioneren.

Close-up van de primaire spiegel. De drie segmenten links zitten ingeklapt tijdens de lancering, aan de rechterkant idem dito. FOTO : CHRIS GUNN / NASA 28

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

maar de foto’s en spectra van de allereerste sterren en stelsels in het heelal hebben we nog nooit gezien.’

De Webb is de ingewikkeldste satelliet ooit, bevestigt ruimtevaartdeskundige Erik Laan. De ruimtetelescoop is zó complex, dat het bijna onverantwoord is, vindt hij.

Laan wijst op de 344 single-point-of-failures in het apparaat; stappen die móeten werken, omdat anders de missie faalt. ‘Zoveel, dat is niet eerder vertoond. Neem de Marsrover Perseverance: die had er zo’n vijftig voordat hij op het Marsoppervlak kon rondrijden.’

Zo’n vaart zal het niet lopen, relativeert Te Plate. ‘Bijna alle systemen zijn dubbel uitgevoerd. Dus als één ervan faalt, treedt het andere in werking. Verder hebben we alle benodigde acties uit en te na getest. Zo’n beetje álles is uitgeprobeerd op aarde, vaak op minimaal twee verschillende testmanieren. En ten slotte is op cruciale onderdelen veel marge ingebouwd. Als bijvoorbeeld een motortje een bepaald koppel moet uitoefenen, dan zijn we daar in het ontwerp niet 5 procent boven gaan zitten, nee, dan hebben we het motortje twee of drie keer zo sterk gemaakt.’

Uitklappen Wanneer Webb op weg gaat naar zijn eindpunt, op 1,5 miljoen kilometer van aarde, begint een proces van twee weken waarin hij stapsgewijs wordt uitgeklapt.

In die tijd volgen de spannende momenten elkaar in hoog tempo op, maar Laan is het meest benauwd voor het uitvouwen van het zonnescherm. ‘Ik weet dat dit uitvouwen op aarde is getest in een cleanroom, maar nu moet het voor het eerst in een omgeving zonder zwaartekracht. Dat is toch nog spannend.’

Dat gevoel deelt ESA-systems engineer Te Plate, maar hij benadrukt dat alles uit de kast is gehaald om het uitvouwen van het scherm zo goed mogelijk te testen. ‘De afwezigheid van zwaartekracht kunnen we op aarde niet testen. Maar we kwamen wel in de buurt door bijvoorbeeld uitklapmechanismen negentig graden te kantelen, zodat de zwaartekracht niet werkt in de richting waarin het mechanisme wordt uitgeklapt. Zodoende creëer je een quasi zero-g-situatie. Ook kun je systemen tijdens zulke tests offloaden, waarbij je het gewicht eraf haalt door het systeem bijvoorbeeld aan een kabel op te hangen. Bij het zonnescherm moesten we nog een andere truc gebruiken. Hierbij zijn zeer grote, supergladde tafels gebruikt, waardoor er nauwelijks weerstand en invloed van de zwaartekracht was bij het uitklappen.’

De folies van het zonnescherm ogen ook fragiel, en zijn kwetsbaar voor kleine objecten die door de ruimte vliegen. ‘Een micrometeoriet zal er dwars doorheen gaan’, zegt Laan. ‘Toen de spaceshuttle nog vloog kwam hij altijd terug met minstens één “steentje in de ruit”. Maar hieraan zullen de ingenieurs van het James Webb-project ongetwijfeld hebben gerekend, want hoeveel kleine meteorietjes er gemiddeld invallen, is bekend.

Het risico zal acceptabel zijn.’

Exoplaneten Behalve dat er objecten in beeld komen die vroeger in de geschiedenis van het heelal werden gevormd, is Webb ook geschikt om exoplaneten te bestuderen. Dit zijn

“

planeten die rond andere sterren cirkelen. stofdeeltjes, een oernevel. Her en der klontert Een belangHet onderzoek naar deze hemellichamen is massa samen, waardoor gaandeweg nieuwe nog relatief jong. ‘De eerste werd pas in 1995 rijke toepas- planeten ontstaan. Van Dishoeck: ‘De buiontdekt en toen stond Webb al op de tekentenste helft van zulke circumstellaire schijsing is het tafel’, vertelt astronoom Van Dishoeck. ‘We ven bestuderen we al met ALMA, een array ontdekken vinden de kleinere planeten in twee soorten: van radiotelescopen in Chili. Webb gaat zich rotsachtige exoplaneten, die we super-aarrichten op het warme binnenste gedeelte van nieuwe des noemen, en exoplaneten met een dunne waar de meeste planeten vormen. Hij gaat werelden in gasatmosfeer, die we mini-neptunussen noetot in detail de samenstelling bepalen van de wording men. We zijn erg benieuwd welke gassen we gassen die daar zitten. Zo geeft de verhouaantreffen op die planeten, zoals water, meding tussen koolstof en zuurstof informatie thaan, ozon, kooldioxide, ammoniak. Ook over de ontstaansgeschiedenis. Soms zit er kunnen we met de instrumenten van Webb ook ijs, als je wat verder van de moederster – MIRI en NIRspec – de temperatuur en zelfs het weer af komt. Niet alleen water-ijs, maar ook methaan-ijs, op zo’n exoplaneet bepalen.’ ammoniak-ijs en misschien zelfs meer complexe De derde belangrijke toepassing van de nieuwe moleculen. Vaste stoffen dus, waarvan Webb heel goed ruimtetelescoop is het ontdekken van nieuwe-werel- de concentratie kan bepalen.’ den-in-wording, bij uitstek Van Dishoecks vakgebied. Hoewel astronomen enerzijds goed weten waarnaar ze ‘We speuren naar zonachtige sterren waaromheen zoeken, zal de telescoop ongetwijfeld ook gaan verrasplaneten op dit moment ontstaan die te vergelijken sen. ‘Als we íets hebben geleerd van het verleden, dan is zijn met onze Jupiter. Die processen vinden plaats in het dat je nieuwe dingen vindt zodra je beter het heelal donkere nevels, zoals de Orionnevel. In het zichtba- in kan kijken. En met Webb gaan we niet een beetje re licht zie je daar nauwelijks iets, maar in het mid- beter kijken, nee, we gaan tegelijkertijd beter, scherper infrarood des te meer.’ Rond zo’n jonge ster die op en gevoeliger kijken. We gaan absoluut iets vinden wat onze zon lijkt, draait dan een schijf van gas en kleine we niet hadden verwacht.’

Tijdens een test op aarde is het zonnescherm, dat bestaat uit vijf lagen kaptonfolie, helemaal uitgeklapt.

Het scherm houdt straks de zonnewarmte weg van de meetinstrumenten van Webb. foto : chris gunn / nasa

”

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

29

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

t/m 30/11/’22

600 jaar Sint Elisabethsvloed

t/m 15/5

Het Biesbosch Museum­ Eiland brengt een speciale tentoonstelling 600 jaar Sint Elisabethsvloed, de kracht van het water. Deze gaat over de feiten en fictie van het ont­ staan van de Biesbosch. Aan de hand van een tijdlijn wor­ den de overstromingen door de eeuwen heen zichtbaar gemaakt. Ook laten Rijks­ waterstaat en HWBP zien hoe Nederland zich beschermt en voorbereidt op overstromin­ gen in de toekomst.

Meer info: biesboschmuseumeiland.nl/ exposities/600-jaar-sint-elisabethsvloed

Trein terrein van kunstfestival

Kunst in treinen en op tientallen stations: in België pakken ze het op de valreep van het European Year of Rail groots aan. Het tweejaarlijkse kunstfestival EUROPALIA richt zich dit jaar op het spoor onder het thema Trains and tracks. De stations van Brussel, maar ook Antwerpen­Centraal, Luik­Guillemins, Brugge, Verviers­Centraal, Leuven, Ronse, Louvain­La­Neuve en Oostende worden onverwachte scènes voor concerten, slam poetry, literaire ontmoetingen, performances, opera’s en meer. En wat te denken van de treinlijn Oostende­Eupen – die België en zijn verschillende taalregio’s doorkruist – die een tentoon­ stelling op zich wordt in de Endless Express, met installaties van zeven kunstenaars.

Meer informatie: europalia.eu/nl/trains-and-tracks/over-deze-editie

Discovery Museum beste voor kids

30

Op stap met de kinderen of kleinkinderen? Ga dan eens naar het Discovery Museum in Kerkrade. Dat werd eind vorige maand uitgeroepen tot het

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

kindvriendelijkste museum van Nederland. Discovery kreeg met een 9,2 het hoog­ ste rapportcijfer van ruim drieduizend kinderen in de leeftijd tot en met twaalf jaar.

Met nu onder meer: Stad in de steigers, een nieuwe, interactieve wisselexpositie waarin kinderen spelender­ wijs leren wat er komt kijken bij het bouwen van een stad.

Kortom: werk aan de winkel!

Er moeten plannen worden gemaakt, uitgetekend, on­ derzocht en uitgevoerd.

Meer informatie: discoverymuseum.nl

Vormen en meetkunde NEMO in Amsterdam laat je in de tentoonstelling Wereld van vormen kennismaken met wiskunde en meetkunde.

Vouw er zelf veelvlakken, maak anamorfosen en ontdek de werking van perspectief en landmeten. Maak nieuwe vormen van driehoeken en vierkanten en ervaar waarom een symmetrisch gezicht als mooi wordt ervaren. NEMO maakt wiskunde tot een instrument dat je in de wereld om je heen overal kunt ge­ bruiken. Dit is slechts één van de vele tentoonstellingen die nu in NEMO te zien zijn.

Meer info: nemosciencemuseum.nl/nl/wat-is-er-te-doen

foto : benjamin vandewalle ; discovery museum ; digidaan

Möring

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

Beslissingsboom Het was een grauwe ochtend die niet kon besluiten of het zou gaan regenen en ik had er al vijf telefoongesprekken met falende instanties en leveranciers opzitten.

‘Ik ga een telefooncentrale aanleggen’, zei ik tegen Harry, die ik als laatste belde.

‘Wat is het nut daarvan?’, vroeg hij. ‘Je zit de hele dag alleen thuis.’

‘Het gaat niet om nut. Het nutteloze is het doel.’

Ik hoorde hem aan de andere kant van de lijn zuchten.

Gek, dat we nog steeds over ‘de andere kant van de lijn’ spreken. Er is geen lijn. Er is ook geen ‘bellen’ meer.

Mijn telefoon laat een ringtone horen die ik twintig jaar geleden zelf heb gemaakt van Radioheads No Surprises.

‘Het nutteloze…’, zei Harry.

‘Mijn wraak op bedrijven en instanties die me door eindeloze menu’s laten waden voor ik iemand te spreken krijg. Toets 1 voor Nederlands, toets 2 voor Engels. Toets 3 voor Drents.’

‘Dit gesprek kan worden opgenomen voor trainingsdoeleinden’, zei Harry.

‘Training…’, zei ik. ‘Als ze van mijn gesprekken iets zouden leren, hoefde ik niet uit te leggen wat ik al drie keer heb uitgelegd.’

Mijn humeur was niet best. Mijn internetaansluiting is al een half jaar in de maak, de post heeft een pakketje zoekgemaakt dat elke dag opduikt in de app met de mededeling dat het bezorgmoment is gewijzigd en de verhuurder doet al negen maanden niets aan een lekkage met de sussende formulering dat ze er ‘achter de schermen’ heel erg mee bezig zijn. En niemand die je kunt bereiken zonder eerst door de krochten van het telefoonmenu te kruipen.

Het beste was die van de GGD, waar de registratie van mijn vaccinatie zoek was. Was ik gevaccineerd door de GGD, toets dan 1. Had de huisarts het gedaan, toets dan 2. Na toets 2: Daar gaan wij niet over, dit gesprek wordt nu beëindigd.

‘Ik denk niet dat jouw plan lukt met een mobiele telefoon’, zei Harry. ‘Zeker niet met een oude.’

Ik heb een iPhone 8 en Apple is al aan nummer 13.

En dan te bedenken dat ik via slinkse import de eerste

iPhone had toen die in Nederland nog niet te koop was.

Het kostte me twee weken om ’m zodanig te hacken dat hij eindelijk kon worden gebruikt. Op de een of andere manier is mijn gadgetlust verdampt. Nieuwe computers, tablets, telefoons komen op de markt, maar niets wekt mijn verlangen.

‘Dat komt omdat er geen verschil is tussen nummer 8 en nummer 13’, zegt Harry. ‘De camera is iets beter, maar daar heb jij toch niets aan. Het scherm heeft een hogere resolutie, maar daar lig jij niet wakker van.’

Toch had ik bijna een nieuwe gekocht, maar dat had dan weer niets te maken met elektronicagretigheid.

Ik had geluncht met de hoofdredacteur en toen we opstonden was mijn telefoon weg. Hij had naast mij gelegen. Op de tafel. Of op de verwarmingsradiator. Het bleek het laatste te zijn, want achter die radiator lag de telefoon, ineengeklemd tussen de muur en de verwarming, in een ruimte die nauwelijks meer dan twee centimeter breed was. De afstand tussen vloer en radiator was niet groter. We staken wat moedeloos onze handen tussen radiator en muur en vloer en radiator, maar er was geen kans dat we de telefoon konden pakken.

Daar stonden we, twee mannen die voor De Ingenieur schrijven, machteloos, onthand. Alles in mij schreeuwde ‘serendipiteit’. Een oplossing, buiten de lijnen der verwachting, even briljant als verrassend. Minder zou de hoofdredacteur niet van mij verwachten.

Er kwam een serveerster met een mes, maar dat leidde tot niets. Ondertussen leverde het lampje op de telefoon van de hoofdredacteur wel een beeld op van de situatie achter de verwarming. Er lagen drie messen te midden van stofwolken te wachten op een bevrijding die nooit was gekomen als mijn telefoon daar ook niet was beland.

Uiteindelijk kon ik de telefoon opzijschuiven dankzij een reep aluminium die een kok aandroeg. Ik vroeg me af van welk keukenapparaat die strip kwam. De hoofdredacteur wist de telefoon met de toppen van zijn vingers te grijpen en na wat manoeuvreren kon ik mijn oude iPhone in mijn zak stoppen. Toen we naar buiten liepen begon het net te regenen.

Kruipen door de krochten van het telefoonmenu om iemand te bereiken

FOTO : HARRY COCK

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

31

Wil jij in 2022 je technische kennis of leiderschapskwaliteiten verbeteren?

Kies voor een postacademische cursus van PAO Techniek en Management Met de juiste kennis en kunde maak je als ingenieur het verschil. PAO Techniek en Management helpt je daar graag bij met een ruim aanbod aan postacademische cursussen. Samen met onze cursusleiders werkzaam bij technische universiteiten, kennisinstituten of belangrijke marktpartijen, vertalen wij nieuwe wetenschappelijk inzichten naar praktische cursussen. Zo heb je altijd de nieuwste kennis in huis die je de volgende dag direct kunt toepassen in je werk. Ons cursusaanbod loopt uiteen van geotechniek tot waterveiligheid, van statistiek tot procestechnologie en van projectmanagement tot persoonlijke ontwikkeling. Je vindt hier een greep uit ons aanbod. Het volledige aanbod aan cursussen en incompany trainingen vind je op www.paotm.nl.

GRONDMECHANICA EN FUNDERINGSTECHNIEK Basis- en vervolgopleiding CGF- 2 en CGF-1 \ start 20 of 25 januari 2022

PYTHON VOOR INGENIEURS

Maak je werk sneller en gemakkelijker met Python \ 20, 21, 27 en 28 januari 2022

PERSOONLIJK LEIDERSCHAP

Word effectiever, door beter inzicht in jouw kracht en valkuilen \ 10, 11 februari en 10, 11 maart 2022

NIEUW CHEMISCHE TECHNOLOGIE

Reeks van zeven specialistische cursussen \ verwacht voorjaar 2022

PRACTICAL DATA SCIENCE

Statistiek voor big data & business intelligence \ 7, 14, 21, 28 maart 2022

NIEUW AUTOMATED ENGINEERING

Parametrisch ontwerpen in de praktijk \ 10, 11, 17, 22 en 29 maart 2022

NIEUW VEILIGHEID OP DE BOUWPLAATS

Hijsen, verontreinigingen en draagkrachtige grond \ 17 maart 2022

MODERNE HOUTCONSTRUCTIES

Ontwerp- en uitvoeringaspecten van constructies in ‘mass timber’ \ verwacht maart 2022

WATERSTOF VOOR PROFESSIONALS

Eigenschappen en toepassingen van waterstof \ 24 en 25 maart 2022

NIEUW DIGITALISERING IN DRINK- EN AFVALWATER Inzicht in de digitale transformatie \ 24 en 25 maart 2022

NIEUW HET GEDRAG VAN CONSTRUCTIES BIJ EEN GAS- OF STOFEXPLOSIEBELASTING Gas- of stofexplosies \ 10 en 11 mei 2022

RISICOMANAGEMENT VOOR BOUW EN INFRASTRUCTUUR

Inzicht in toepassingsmogelijkheden van risicoanalyse en -management \ 9, 10, 16 en 17 juni 2022

Meer informatie? Ga naar www.paotm.nl of scan de code

Enith

Een maandelijkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswijk.

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

33

MICRO-ELEKTRONICA T E K S T: T O M C A S S A U W E R S

Medische toepassingen geven slimme brillen en contactlenzen een comeback

Slimme Slimmelenzen lenzen

Techgiganten zoals Facebook, Google en Apple zien weer toekomst in smart glasses en contactlenzen. Niet alleen als leuke gadget of vervanger van smartphones, ze bieden ook oplossingen voor medische aandoeningen. Zo zijn er lenzen in de maak die de iris kunnen vervangen en slimme brillen die blinden kunnen geleiden.

34

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

beeld : deposithotos

De technologie die zo’n lens mogelijk maakt, zag reGaan slimme brillen en smart lenses dan eindelijk doorbreken? Al jaren wordt deze technologie gehypet; dit latief recent het licht. ‘De ontwikkeling van buigbare soort apparaten zou zelfs onze smartphone overbodig elektronica is voor ons cruciaal geweest’, zegt Andrés moeten maken. Maar vooralsnog wonnen de bezwaren Vásquez Quintero, de technische man van Azalea Visihet steeds. De bekendste tegenslag was die van de Google on en daarnaast universitair docent aan de Universiteit Glass die met veel media-aandacht in 2014 werd gelan- Gent. ‘Op basis hiervan konden wij de laatste tien jaar elektrische circuits maken die buigen en rekceerd, maar vervolgens werd onthaald op een ken zonder te breken. Dat is ons eerste bouwstortvloed aan kritiek over privacy. Google blok. Daarnaast is er de batterij, want de lens stopte de verkoop ervan een jaar later en foDe nieuwe heeft energie nodig. Tien jaar geleden bestond cust sindsdien op de bedrijvenmarkt.

Maar stilaan beginnen slimme brillen en slimme lenzen zo’n kleine batterij met voldoende capaciteit lenzen aan een comeback. Bedrijven als Face- beloven veel simpelweg nog niet. Ten slotte gebruiken we nieuwe buigbare plastic substraten waarmee book en Apple staan nu op het punt een eigen versie te lanceren. Dat is veelbelovend voor voor mensen we alle elektronica op één platform kunnen de gadgetliefhebber. Op medisch gebied zijn met migraine plaatsen.’

De kunstmatige iris belooft heel wat patide ontwikkelingen gewoon doorgegaan en of de ziekte enten te kunnen helpen. Wereldwijd lijden bestaan er inmiddels enkele toepassingen.

Deze nieuwe generatie lenzen en brillen lijkt van Alzheimer ongeveer vijf miljoen mensen aan problemen met de iris. Andere ziekten, zoals chronische op veel vlakken goede perspectieven, van bijmigraine, vergroten de doelgroep al snel naar voorbeeld alzheimerpatiënten tot mensen die dertig miljoen mensen. lijden aan migraine.

Inmiddels is er een werkend prototype, maar het zal nog enkele jaren duren voordat de contactlens beschikIrishulplens Azalea Vision ontwikkelt zo’n slimme lens. De startup baar is op grote schaal, en om de nodige medische toeuit Gent behandelt mensen die irisafwijkingen hebben stemmingen te krijgen. Azalea Vision verwacht dat de of die lichtgevoelig zijn, vertelt ceo Enrique Vega. De iris lens rond 2025 op de markt zal komen. reguleert onder andere de hoeveelheid licht die het oog ingaat. Als dat niet goed werkt, is dat pijnlijk. Maar het Voorleesbril gaat ook verder, zegt Vega. ‘Sommige mensen hebben De startup Envision, geeen goedwerkende iris, maar zijn simpelweg gevoelig vestigd in Den Haag, comvoor licht, ook wel fotofobie genoemd. Denk maar aan bineert kunstmatige intelligentie (AI) met smart glasses patiënten met chronische migraine.’

Het bedrijfje maakt een slimme contactlens die auto- om blinden en slechtzienden te matisch de hoeveelheid licht aanpast die het oog ingaat. helpen. Het product van Envision Zo proberen ze de functie van de iris te imiteren. Eerst werkt als een normale smartphone-app of als een prometen ze via een sensor in de lens de hoeveelheid inval- duct op de Google Glass. Hun AI-software analyseert lend licht. Op basis van die informatie en hoe gevoelig de de camerabeelden van Google Glass of smartphone om patiënt is, regelen ze de lichtinval. Dat doen ze door een dan vervolgens aan de gebruiker via audio te vertellen kristaloplossing in de lens donkerder of transparenter te wat er om hen heen gebeurt. Op een treinstation kan een blinde of slechtziende bijvoorbeeld de bril op maken door er een bepaald voltage op te zetten.

“

▼

”

De hulpapp van startup Envision kan ook op Google Glass worden gebruikt.

FOTO : ENVISION

De opbouw van de irishulplens van Azalea.

ILLUSTRATIE : AZALEA DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

35

MICRO-ELEKTRONICA

Op een treinstation kan een slechtziende via de app of bril de tekst op een bord laten voorlezen. FOTO : ENVISION

een bord richten, de bril zal dan automatisch voorlezen wat erop geschreven staat.

Dit kan voor problemen zorgen. Een AI-algoritme is namelijk nooit 100 procent accuraat in het herkennen van beelden, waardoor blinden en slechtzienden mogelijk in onveilige situaties kunnen belanden. ‘We blijven bewust weg uit gevaarlijke situaties’, zegt Karthik Kannan, medeoprichter van Envision. ‘We zullen bijvoorbeeld nooit gebruikers helpen met de weg oversteken.

In theorie kan AI natuurlijk herkennen wanneer een verkeerslicht op groen staat, maar we snappen ook de beperkingen van AI. Daarom bieden we dat soort diensten niet aan, een fout zou erg gevaarlijk zijn. We vertellen onze gebruikers ook constant om onze dienst niet te gebruiken in situaties die hen in gevaar kunnen brengen.’

De bril zal een blinde of slechtziende gebruiker dus helpen met het lezen van een menu in een restaurant of zelfs het vinden van een stoel in een kamer, maar zal niet zeggen waar een voetpad zich bevindt of wanneer ze

Brillenglas 3D-printen

De 3D-printer van Luxexcel en de 3D-geprinte brillenglazen.

FOTO : LUXEXCEL

36

De technologie achter smart glasses verandert in snel tempo. Zo worden brillen, inclusief de slimme versies ervan, steeds vaker ge-3D-print. Een techniek die het Nederlandse bedrijf Luxexcel verder uitontwikkelde. ‘Het maken van brillenglazen is een extreem complex proces’, vertelt Guido Groet, chief strategy officer van Luxexcel.

‘In Azië zitten er fabrieken die grote blokken semiafgemaakte lenzen maken.

Die worden vervolgens over de hele wereld verscheept.

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

Wanneer je naar de oogarts gaat en een voorschrift krijgt voor de benodigde sterkte, dan nemen de fabrikanten een ruwe lens en maken ze daar via een complex proces van meer dan dertig stappen een brillens van op maat. 3D-printen maakt dat erg simpel. Je print gewoon in één stap de lens.’

Het 3D-printproces past Luxexcel vandaag al toe voor brillen op voorschrift. Maar de laatste jaren is er ook veel interesse ontstaan om de complexe lenzen van smart glasses te 3D-printen. ‘In 2019

werden we benaderd door een groot aantal bigtechbedrijven.

Allemaal wilden ze per vandaag smart glasses maken’, zegt Groet. ‘Maar dat kent vele uitdagingen. Zo heeft de Microsoft Hololens meer weg van een helm dan een bril. Dit soort apparaten wordt al snel erg groot. Techbedrijven zijn heel goed in software ontwikkelen, maar ze hebben er geen van kaas gegeten om het systeem ook comfortabel en draagbaar te maken. Door de brillenglazen te 3D-printen los je dat deels op.’

een straat moeten oversteken. Ondertussen is de bril op de markt en groeit het bedrijf gestaag door. Het haalde dit jaar 1,5 miljoen euro in durfkapitaal op. De eerste exemplaren zijn eind 2020 geleverd, en sindsdien kreeg het bedrijf al honderden extra bestellingen binnen.

Het bedrijf wil het product nu ook inzetten voor mensen met andere beperkingen. Kannan: ‘We weten dat de technologie ook werkt bij mensen met bijvoorbeeld dyslexie, of personen die niet kunnen lezen. Dat zijn wereldwijd een miljard personen die we met onze technologie kunnen helpen.’

overgenomen door Google. Hij verwacht dan ook dat in de toekomst geheugenversterking deel gaat uitmaken van Google Glass.

Maar geheugenversterking kent ook uitdagingen en risico’s. ‘Je moet informatie op het juiste moment tonen’, zegt Niforatos. ‘En gebruikers niet overladen met nutteloze herinneringen. Maar tegelijk moet je genoeg informatie geven om hen vooruit te helpen. En dan is er de ethische vraag: wil je mensen ook slechte herinneringen tonen, en brengt dat gevaren met zich mee voor bijvoorbeeld alzheimerpatiënten?’

Geheugenversterking AI-wearables hebben nog andere toepassingen volgens Evangelos Niforatos, universitair docent mens-AI-interactie aan de TU Delft. Hij onderzoekt AI-ondersteunde systemen voor human augmentation. Hier gebruikt hij intelligente systemen, of ze nu op een computer of een wearable werken, om menselijke vaardigheden, zoals leren of herinneringen ophalen, te versterken. Onderzoek dat ook medische implicaties heeft. ‘Een smart glass kan bijvoorbeeld foto’s nemen of geluiden opnemen’, legt Niforatos uit. ‘Later kun je die herinnering opnieuw tonen op de smart glass, en zo versterk je het menselijke geheugen.’

Dat voorziet in een medische behoefte. Bepaalde personen, zoals alzheimerpatiënten, hebben geheugenversterking nodig. In theorie zou een smart glass bijvoorbeeld de gezichten van familieleden van de patiënt kunnen opslaan, of zelfs activiteiten die ze samen deden.

Elke keer wanneer zij langskomen, kan de bril tonen wie die persoon is, en wat ze samen deden. ‘Maar je kunt de technologie ook toepassen bij gezonde mensen, denk maar aan het verbeteren van onderwijs door studenten op gepaste momenten een stuk informatie te tonen.’

Niforatos werkte een paar jaar geleden aan deze toepassing bij de Canadese startup North, die in 2020 werd

Geen aliens Ondanks de mogelijkheden voor medische toepassingen voor de smart glasses, blijft de vraag of deze apparaten een bredere doelgroep zullen vinden. ‘De grote techbedrijven hebben geleerd van hun fouten’, zegt Guido Groet, chief strategy officer van Luxexcel, optimistisch. Zijn bedrijf 3D-print brillenglazen (zie kader). ‘Ook is de technologie verder vooruit gegaan, en het is inmiddels mogelijk om ze er te laten uitzien als een normale bril, deels dankzij onze technologie. Iedereen is tegenwoordig gewend aan smartphones, de tijd is rijp voor het volgende toestel.’

Er gebeurt al veel in de wereld van de smart glasses en lenzen, stelt Vega van Azalea Vision. ‘Maar het zal nog wel tien jaar duren voordat echte augmented reality-producten, waarbij je beelden in de ogen van gebruikers projecteert, zullen doorbreken. Specifieke toepassingen komen eerder al beschikbaar.’

Volgens Niforatos hangt het er helemaal vanaf hoe mensen hierop gaan reageren. Het moet sociaal acceptabel worden. ‘Je hebt een bril nodig waarvan gebruikers niet beschaamd zijn om hem op te zetten en naar buiten te gaan. Als de hardware klein genoeg is, dan zal het sociaal acceptabel worden. Het is cruciaal dat mensen zich niet als aliens voelen.’

Prototype van de bril van Evangelos Niforatos van de TU Delft die beelden kan opnemen en laten zien om het moment weer te herinneren. foto : tu delft

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

37

EVOKE

ADVERTORIAL

Software developer maakt jongensdroom waar Bas Jansen (25) is zweefvlieger, wedstrijdzwemmer en embedded software developer in de eierverwerkingsindustrie. ‘Op m’n vijfde leerde ik fietsen, maar al vanaf m’n derde ben ik bezig met computers.’

‘Ik ben altijd zeker geweest van wat ik wil. Halverwege de middelbare school wist ik al welke studie ik zou gaan volgen, een dik jaar voor mijn eindexamen wist ik al waar. In het tweede jaar van mijn bachelor had ik al besloten welke master ik zou gaan volgen.’

Dat werd de master embedded systems, waar Bas werkte met simulatoren. ‘Toen realiseerde ik me: ik wil iets tastbaars maken. Ik wil kunnen zien wat mijn code fysiek doet.’

Dé baan vinden bleek niet zo makkelijk. Tot hij in contact kwam met Myron, relatiemanager bij Evoke.

‘Hij kwam met een bijzonder voorstel: of ik geïnteresseerd was in een functie als trainee software-ontwikkelaar bij eierverwerker Moba.

Het klonk goed. Maar eerlijk gezegd dacht ik in eerste instantie ook: “Hoe spannend kan het verwerken van eieren zijn?”’

Behoorlijk spannend, bleek al snel. ‘Bij het kennismakingsgesprek zag ik de indruk38

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

wekkende machines al staan. Een jongensdroom om daarmee te mogen werken.’

Nu maakt hij deel uit van een team dat is gericht op detectie. ‘Samen bouwen we systemen die het ei van alle kanten bekijken, zelfs van binnen.’ Het mooiste is nog wel dat de software in house wordt gemaakt. ‘We hebben een werkplaats met testmachines om zelf de code op te testen.’

Het verrast Bas nog elke dag hoeveel er komt kijken bij simpelweg eieren in een doosje steken.

Detectiesystemen controleren het ei op bloed, breuken, gezond eigeel en de sterkte van de schaal bijvoorbeeld. ‘Wij bedenken constant nieuwe, snellere oplossingen. Technische problemen oplossen met software: dat is wat ik altijd heb willen doen.’

Lees het complete verhaal van Bas op evokestaffing.nl/bas

Jims Verwondering

‘Voorsprong door techniek.’

Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

Als hologram aan het kerstdiner Overal om ons heen zouden robots komen. Zij zouden ons alle zware klussen uit handen nemen. Ziet u ze al rondrijden?

We zouden met kleine helikopters naar ons werk gaan, iedereen zou met een jetpack op zijn rug rondzweven. Ziet u ze al vliegen?

Nu beloven Facebook en Microsoft dat we in het metaverse gaan leven, nou ja, regelmatig gaan werken en recreëren.

Microsoft gaat ons vanaf komend jaar Mesh proberen te verkopen, software voor op het werk waarmee we (ook) als avatar kunnen vergaderen in een virtuele omgeving. En Facebook heeft al laten weten flink te investeren in zijn eigen metaverse (‘tienduizend banen alleen al in Europa’!); het gelooft zelfs zo zeer in deze virtuele omgeving dat het de naam van het moederbedrijf heeft veranderd in Meta. Niet bepaald een naam die beklijft, maar soit, een digitaal smoelenboek is het bedrijf ook al een tijdje niet meer.

Zou het echt zo’n vaart lopen? En als Facebook en Microsoft een metaverse technisch gezien al voor elkaar zouden krijgen, zouden we het dan willen? Of moeten willen? Met een virtual reality-bril voor je snufferd de hele dag in je computer kruipen, is dat waar we op zitten te wachten?

Ik heb begin vorig jaar alvast een beetje gesnuffeld aan een mini-metaverse. Omdat mijn vrienden en ik elkaar niet meer in fysieke horecagelegenheden konden treffen, droeg een vriend een

Ingenieursbril Een speciaal coronaziekenhuis in Lelystad dat de ic’s kan ontlasten zoals in het novembernummer van De Ingenieur wordt beschreven is een mooi technisch plan, maar wel bekeken met een technische ingenieursbril. Als verpleegkundige die veel heeft meegemaakt, denk ik dat het niet zal werken. Zo is er nu al een groot tekort aan verpleegkundigen.

Niemand wil namelijk billenwassen, althans dat is het negatieve heersende beeld van wat het vak van verpleegkundige inhoudt en waarom de meeste mensen denken dat ze er niet geschikt voor zijn. Op de ic werkt een verpleegkundig team dat is afgestemd op de normale bezetting aan patiënten, zoals dat bij elke ziekenhuisafdeling het geval is. Deze bezetting is in normale tijden al vrij krap, zeg

virtuele kroeg aan. Via een website kwam je een driedimensionale ruimte binnen die oogde als een bruine kroeg, waar je je naam aan een avatar kon geven. Vervolgens kon je naar andere poppetjes toelopen en een gesprekje aanknopen. Met oortjes in kon je zo met een andere bezoeker praten. Ik deed dit omdat de nood hoog was en ik wat menselijk contact wilde en een babbel bij een biertje. Maar of we dit ooit massaal gaan doen als de pandemie achter ons ligt? Ik waag het te betwijfelen. Zodra het weer even kon, sprak ik weer in levenden lijve met vrienden af.

Schrijver JoAnna Novak verwoordt het mooi in een recent opiniestuk in The New York Times: ‘Met deze technologie wil Meta onze manier van leven veranderen, hoe we contact houden met vrienden en familie. Straks ga je als hologram naar een concert of naar het kerstdiner met familie. Meta heeft mooie praatjes over het samenbrengen van mensen, maar eigenlijk bevordert het de loskoppeling van mensen, door geen rekening meer te houden met het feit dat we van vlees en bloed zijn.’

Novak heeft groot gelijk. De mens kan niet zonder echt persoonlijk contact, niet zonder geflirt in de kroeg, niet zonder schouderklopjes van de baas of een troostende arm om iemand heen en niet zonder grapjes bij de koffieautomaat, wat de techbedrijven ons ook willen wijsmaken.

maar ‘precies genoeg’. De coronapatiënt komt bovenop de normale zorg.

Voor het speciale coronaziekenhuis moeten uit deze teams dus 35 fulltime verpleegkundigen worden gehaald. Maar er is geen blik dat je kunt optrekken. De overige verpleegkundigen moeten dan gaan zorgen voor de patiënten die er normaal ook al zijn. Dat betekent extra nachtdiensten, avonddiensten en weekenden om alleen de boel draaiend te houden. Terwijl veel verpleegkundigen al vaak parttime werken om ook bij hun gezin te kunnen zijn. Dat is een hele organisatie met al die onregelmatige diensten. Daarnaast moet die andere verpleegkundige naar Lelystad, wat niet naast de deur ligt als je vanuit Groningen, Limburg of Twente moet komen. Elke dag heen en weer rijden is geen doen. Moeten

deze verpleegkundigen dan ouderwets intern gaan verblijven?

Kortom: het is een mooi technisch verhaal maar de mens die het mogelijk moet maken wordt vergeten: de mens die een normaal gezinsleven heeft met kinderen die om de haverklap thuis zijn vanwege corona, of naar zwemles of sport moeten. Die hiervoor niet even iemand kan inhuren of een partner inzetten die al meer dan genoeg doet. Dan heb ik het nog niet over de familie van de patiënt die niet wil reizen en verpleegkundigen zeer agressief benaderen als hen iets niet zint. De overheid heeft hier overigens ook een handje van. Laten we mensen uitwisselen. Of robots lossen het wel op. Allemaal ideeën van mensen die achter een bureau zitten.

Coby van Scheltinga, Enschede

Reageren op een artikel? U kunt uw reactie, 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.

FOTO : ROBERT LAGENDIJK

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

39

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

Laadkabelhengel Struikelen over snoeren of kabelgoten op de stoep behoort straks tot het verleden. Startup ChargeArm komt namelijk met een handige zwenkarm.

Jaarlijks komen er circa tachtigtot negentigduizend elektrische auto’s bij. Dat aantal zal verder groeien, maar de laadoplossingen blijven achter. De wildgroei aan laadkabels zal de stoep veranderen in een hindernisbaan voor postbodes, rollators en kinderwagens, voorziet de Haarlemse startup ChargeArm. Daarom bedachten ze een oplossing: een zwenkarm die de kabel hoog boven de stoep 40

naar de auto tilt. Opladen kan momenteel via een snellaadpunt langs de snelweg, via openbare laadpalen van de gemeente of door thuis te laden met eigen energie.

Snelladers zijn ongeveer twee keer zo duur als de openbare laadpaal, en dat is weer twee keer zo duur als thuis opladen.

‘De gemeentelijke plannen om meer elektrische laadpalen te installeren zijn bij lange na nog

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

V A N

M O R G E N

niet genoeg voor de toename aan elektrische auto’s’, vertelt Ton Abbenhuis, mede-initiatiefnemer bij ChargeArm. En dus ontstaat steeds vaker de wens om over de stoep een draad te leggen vanuit het huis naar de auto.

Maar de stoep is openbaar terrein en moet vrij toegankelijk zijn. ‘Mensen proberen nu met kabelgoten of matten om de stoep vrij te houden’, zegt Abbenhuis. De gemeenten gedogen deze provisorische oplossingen vaak nog, maar al die goten en matten vormen op termijn wel een probleem.

ChargeArm wil dat verhelpen.

Abbenhuis: ‘We hebben met

wethouders gesproken en die vinden het een prachtige oplossing. Maar er is nog geen officiële regelgeving voor een laadpaal die over de stoep hangt. We zijn dus op zoek naar een innovatieve gemeente die de laadpaal wil uitproberen.’

De paal is universeel voor alle laadsystemen en kost 995 euro.

Abbenhuis: ‘Dat lijkt duur. Maar de meeste laadpaalinstallaties kosten al gauw tussen de 2500 en 4000 euro.’

De verkoop van ChargeArm via installateurs en dealers loopt al. ‘We merken dat we veel aanvragen krijgen, ook vanuit het buitenland. We zijn nu al druk aan het plaatsen.’ (SB) foto : chargearm

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

Modulaire actiecamera

Pratend duikmasker Een masker van zachte siliconen vertelt duikers nu alles over hun lichaamsfuncties en en andere belangrijke parameters, zoals diepte en duiktijd.

De duiksport en daarmee ook freediving worden steeds populairder. De freediver verkent de onderwaterwereld tot tientallen meters diep, zonder zuurstoffles, op een enkele ademteug.

Daarbij zoeken freedivers regelmatig de grens op. Een duikhorloge geeft nuttige informatie zoals diepte en tijdsduur van de duik, maar geen vitale parameters zoals hartslag en bloedzuurstofgehalte. Dat doet Oxama wel: het duikmasker deelt deze data via audio met de drager. De Italiaanse startup Oxama ontwikkelde het duikmasker met input van talloze freedivers, onder wie wereldkampioenen. De tekortkomingen van het duikhorloge zijn naast het gebrek aan informatie over de lichaamsfuncties ook dat het onder water moeilijk is af te lezen.

Het Oxama-duikmasker is gemaakt van zachte siliconen en wordt met twee banden om het gezicht aangebracht. Je kunt een zwembril onder of een duikbril op het masker dragen.

Ter hoogte van de wangen FOTO : OXAMA ( BOVEN ) ; DJI

zitten twee elektronische modulen: een sensor- en een spraakmodule. In de eerste module zitten sensoren die onder meer diepte, watertemperatuur, duiktijd, snelheid van dalen en opstijgen en versnelling meten.

Daarnaast meet een optische sensor op de huid de hartslag en het bloedzuurstofgehalte.

Tot slot meet een sensor de hoek van het hoofd ten opzichte van de romp, een factor die belangrijk is voor wedstrijdduikers die recht naar beneden duiken.

De spraakmodule geeft alle data als trillingen via het jukbeen door aan het binnenoor, waar het wordt omgezet in geluid. Via een app kun je de spraakmodule vooraf instellen op de standen: mute om alleen data te registreren, quiet om de data alleen aan het begin en einde van elke duik door te geven, alert om aan te geven wanneer drempelwaarden worden overschreden, en chatty om vooraf geselecteerde parameters iedere vijftien seconden door te geven. Alle data van iedere duik wordt opgeslagen in de app. (PS)

Wie ‘actiecamera’ zegt, denkt GoPro, de absolute leider op deze markt. Maar er is ook een nieuwkomer in dit segment: de veel kleinere en magnetische camera DJI Action 2 van het bedrijf DJI, wereldleider in civiele drones en creatieve cameratechnologie.

De DJI Action camera is slechts vier bij vier centimeter met een gewicht van 56 gram, een derde van het gewicht van de GoPro Hero 10.

Toch zijn beeldkwaliteit en stabilisatie van de camera vergelijkbaar.

Een andere grote vernieuwing aan deze camera zijn de magneten waarmee hij overal kan worden bevestigd: op een helm of surfboard, aan kleding of op een selfiestick.

Ook kunnen andere modulen magnetisch aan de camera worden bevestigd, zoals een extra touchscreenscherm, waardoor het beeld tijdens het filmen zichtbaar is.

Het modulaire, magnetische ontwerp onderscheidt de DJI Action van de GoPro 10. Maar in combinatie met een extra module verliest de DJI zijn waterdichtheid.

Een beschermingskap verhelpt dat probleem, maar dat maakt de camera in prijs en afmetingen weer vergelijkbaar met de GoPro. Dit alles maakt de DJI Action 2 een vernieuwende concurrent, maar of hij de GoPro zomaar van zijn voetstuk zal stoten, is nog maar de vraag. De camera kost vierhonderd euro. Het extra scherm kost 180 euro. (SB)

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

41

EUREKA

Emotiefluisteraar Een bril, een app en een tool die trillingen doorgeeft vertellen een blinde of slechtziende meer over de gezichtsuitdrukking van hun gesprekspartner.

Blinden of slechtzienden missen allerlei informatie in een gesprek, zoals de lichaamshouding, een glimlach of een opgetrokken wenkbrauw. Om die informatie over te brengen ontwierp de blinde ontwerper Simon Dogger de ‘emotiefluisteraar’.

Deze vinding, waarmee Dogger in 2017 afstudeerde aan de Design Acadamy Eindhoven, bestaat uit een bril, een app en een tool die trillingen doorgeeft. De bril met een camera neemt de gezichtsuitdrukking van de gesprekspartner waar. Vervolgens wordt deze informatie via Bluetooth naar een app gestuurd.

Kunstmatige intelligentie herkent de spierspanningen en vertaalt deze naar gezichtsuitdrukkingen. Dogger: ‘Deze software die spierspanningen

42

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

herkent wordt ook gebruikt in de psychologie. Zo kan een glimlach-voor-de-foto worden onderscheiden van een echte glimlach.’

Ten slotte wordt deze informatie vertaald naar een soort fietsbel in de hand van de ontvanger, die trillingen doorgeeft. Door te variëren in trillingsfrequentie en intensiteit ontstaan verschillende patronen. ‘Uit een oriënterend onderzoek bleek dat het oppervlak op de vingers te klein is voor een grote diversiteit aan trilpatronen’, vertelt Dogger. ‘Nu werken we met een soort mouw tot halverwege de bovenarm met een lusje om je duim. Hiermee kunnen 24 unieke trilpatronen worden doorgegeven.’

Dogger richt zich voornamelijk op de vraag of mensen überhaupt de taal van trillin-

gen kunnen leren herkennen.

Daarvoor werkt hij samen met de TU Eindhoven, het Zaans Medisch Centrum en de Universiteit van Amsterdam.

Door corona is veel onderzoek uitgesteld. Dogger: ‘Het is een traag project. Ik denk ook na over andere toepassingen, bijvoorbeeld om een digitale ontmoetingsruimte inclusiever te maken.’

Ook zijn er toepassingen te bedenken voor andere doelgroepen. ‘Niet alleen blinden hebben moeite met het herkennen van emoties, ook de gemiddelde man heeft een lager vermogen ze te herkennen, of sommige mensen met autisme. Er zijn ook mensen die minder succesvol zijn in het voeren van sollicitatiegesprekken omdat ze de non-verbale informatie niet kunnen lezen.’(SB)

FOTO: DOGGER

Slim luchtfilter

Eetbaar plastic Voor sporters die tijdens een wedstrijd willen eten of drinken, zijn plastic verpakkingen van mueslirepen en gelletjes vaak een crime om open te krijgen. Eenmaal verlost van het ellendige plastic, belandt dat meestal in de natuur. Maar wat als sportvoeding met verpakking en al gegeten kan worden? Aan die verpakking werkt startup Notpla, afkorting voor not plastic. Onder het merk Ohoo maken ze van bruin zeewier en planten een materiaal dat wegwerpverpakkingen voor vloeistoffen kan vervangen.

Ooho is een flexibele, doorzichtige, biologisch afbreekbare en eetbare verpakking. Zodra het kunststof in contact komt met aarde, vocht of bacteriën breekt het af in vier tot zes weken. Het kan plastic flesjes vervangen voor sportwedstrijden en sausverpakkingen in wegrestaurants of maaltijdsalades. De sportverpakkingen van Ooho werden al gebruikt bij grote sportevenementen zoals de marathon van Londen en bij RolandGarros in Parijs. Ooho zal nog geen producten in de supermarkt vervangen omdat het materiaal een houdbaarheidsdatum van maximaal tien dagen heeft.

Daarnaast werkt Notpla aan een coating die karton vet- en waterafstotend maakt. Ook maken ze huishoudfolie en zakjes voor nietvoedingsmiddelen zoals schroeven, spijkers of ijzerwaren. Alle producten worden gefabriceerd met een op maat gemaakte productiemachine.

De machine is nog in ontwikkeling.

Wanneer deze volledig is getest en opgeschaald, kunnen levensmiddelenproducenten en organisatoren van evenementen deze leasen. (SB) FOTO : NOTPLA ; ACS NANO

Nederland wilde tijdens de coronapandemie lange tijd niet aan de gezichtsmaskers. De effectiviteit zou te sterk afhangen van correct gebruik, terwijl mensen de maskers in de praktijk steeds op- en afzetten. Bij langdurig gebruik van het masker kan men last krijgen van de warmte, vochtigheid en ongemak van de eigen ademhaling. Onderzoekers aan de universiteit van Seoul bedachten een manier om het ademen comfortabeler te maken met een variabel luchtfilter.

Het gezichtsmasker is voorzien van een dynamic air filter, dat de grootte van de openingen in het filter aanpast aan de omstandigheden. Het filter is gemaakt van elektrogesponnen nanovezels met microporiën die in diameter groter worden wanneer het filter wordt opgerekt.

Om dit mogelijk te maken, is het filter bevestigd op een opblaasbare ring. Daarvan zitten er twee stuks op het masker.

Beide ringen zijn via een luchtslangetje verbonden met

een apparaatje voorzien van een sensor, luchtpomp en microcontroller. Deze communiceert draadloos met een externe computer of clouddienst die via kunstmatige intelligentie de sensorwaarden en het ademhalingspatroon analyseert. De deeltjes in de lucht en de activiteit van de drager bepalen of de luchtpomp wordt aangestuurd om de ring op te blazen en daarmee het filter op te rekken. Zo kan er bijvoorbeeld bij sporten in een schone, veilige omgeving meer lucht door het opgerekte filter stromen.

Het filter is volgens de onderzoekers geschikt om te beschermen tegen covid-19, maar ook tegen pollen of fijnstof door luchtvervuiling. In opgerekte toestand, waarbij de drager makkelijker kan ademen, gaat de beschermingsgraad maar 6 procent omlaag. Nu willen ze het systeem kleiner, lichter en simpeler maken met een niet-pneumatisch oprekmechanisme en bovendien gepersonaliseerde maskers ontwikkelen. (PS)

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

43

EUREKA

Mobiel oplaadstation Een powerbank zo groot als een rolkoffer, als oplader voor je auto. Die gaat het bedrijf ZipCharge volgend jaar aan bieden als service.

Slechts een beperkt aantal mensen heeft thuis de moge­ lijkheid een oplaadpunt voor een elektrische auto aan te leggen. De rest is overgele­ verd aan openbare laadpalen.

Volgens een onderzoek van het Engelse bedrijf ZipCharge zouden veel meer mensen de aanschaf van een elektrische auto overwegen als ze thuis kunnen opladen. ZipCharge wil een oplossing bieden met Go, een mobiel oplaadstation dat fungeert als een powerbank.

De ZipCharge Go heeft de grootte van een trolley. De interne accu met een vermogen van vier kilowattuur kan thuis of op kantoor worden opgeladen

44

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

via het lichtnet. Bovenop zit een uitschuifbaar handvat om de koffer op twee ingebouw­ de wielen naar buiten en over straat naar de auto te rollen.

Via de stroomkabel laadt de Go het accupakket van de auto in dertig tot zestig minuten bij met voldoende stroom voor een rijbereik van 32 tot 64 kilome­ ter, afhankelijk van het soort voertuig.

Tijdens het opladen moet de Go op straat naast de auto blijven staan. De ontwerpers hebben verschillende manieren bedacht om diefstal te voor­ komen. Zo zit de oplader via een kabel vergrendeld aan de auto. Verder heeft de oplader

een bewegingssensor die gekoppeld is aan een alarm en gps­tracking met de mogelijk­ heid een gebruiksgebied aan te geven en een app­alert als het apparaat wordt gestolen.

Daarbij biedt ZipCharge ook nog een vervangingsgarantie als de oplader op straat wordt gestolen.

De ZipCharge Go kan dankzij de ingebouwde omvormer ook worden gebruikt om groene energie op te slaan en later het elektriciteitsnet in te sturen. De ZipCharge Go komt eind 2022 op de markt als hardware-as-a-service: de verwachte huurprijs bedraagt 57 euro per maand. (PS)

foto: zipcharge

Rolf zag een ding

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

Draaifrequentie

Berichtverklikker Veel mensen halen talloze keren per dag hun smartphone tevoorschijn om inkomende berichten te bekijken. En vaak zit die dan net in een diepe binnenzak van een winterjas of onderin een volle tas. Een onderzoeksteam aan de Canadese University of Waterloo bedacht een manier om snel berichten te kunnen zien zonder je smartphone tevoorschijn te halen. Niet door kleding slim te maken met geïntegreerde elektronica, maar door slim om te gaan met gewone kleding.

De PocketView is een prototype van een apparaatje voorzien van een aantal felle led’s die door kleding heen kunnen schijnen, bijvoorbeeld vanuit een broekzak. De led’s vormen samen een display met een lage resolutie om iconen, letters of cijfers mee weer te geven. Het apparaatje kan via Bluetooth worden verbonden met een smartphone.

Het idee is dat het display op een simpele manier boodschappen doorgeeft, zoals een icoon van een inkomende e-mail. Of met pijlen aanwijzingen geeft vanuit het gps-navigatiesysteem op de smartphone. Wanneer de notificatie is gezien, is het display uit te schakelen door er twee keer op te tikken. Door steeds opnieuw een keer te tikken kan de drager een reeks aan basisinformatie opvragen, zoals de tijd, een icoon van de weersomstandigheden of fitnessstatistieken.

Volgens de onderzoekers kan PocketView door diverse stoffen, waaronder dik katoen en polyester, en verschillende kledingsoorten heen schijnen. Daarbij hielden ze rekening met waar en hoe mensen volgens hun onderzoek doorgaans hun smartphone en andere objecten meenemen. De vraag is wel of het concept niet wordt ingehaald door oprukkende smartwatches, smartbrillen met beeldprojectie en smart textiles. (PS) FOTO : UWATERLOO ; PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

‘Meneer, het was zoveel makkelijker geweest om gewoon mijn telefoon eronder te leggen.’

De door studenten gemaakte, tien meter lange slinger beweegt statig door het trappenhuis van het natuurkundegebouw van de TU Delft. De corioliskracht die zijdelings op de slinger werkt, draait het vlak waarin de slinger slingert steeds een klein stukje. Door die beweging nauwkeurig te meten kunnen de studenten terugrekenen hoe hard de aarde om haar as draait.

(Spoiler: ongeveer eens per vierentwintig uur).

De studenten filmen de slinger met de camera van een Raspberry Pi: een klein computertje op zakformaat dat je zelf kunt programmeren. Een zelfgeschreven programma bepaalt waar in het beeld de slinger zit en volgt die door de tijd. Daaruit wordt de rotatiesnelheid van de aarde bepaald. (Had ik al ‘een rondje per dag’ gezegd?). De ophanging van de slinger, de bevestiging van de camera en het programmeerwerk hebben de studenten allemaal zelf gedaan. In mijn tweedejaarsvak ‘Design engineering voor fysici’ krijgen ze de opdracht een apparaat te maken dat ‘X van Y’ kan meten. Deze groep koos voor X = draaiing en Y = aarde.

We geven dit vak omdat we toekomstige ingenieurs willen leren hoe ze hun theoretisch kennis kunnen omzetten in daadwerkelijk werkende apparaten, hoe ze iets zelf moeten fabriceren. Toen de studenten vroegen of ze een telefoon in plaats van een Raspberry Pi mochten gebruiken om hun videosignaal naar een server te streamen was mijn antwoord een resoluut: ‘Nee. Het leerdoel van dit vak is dat je zelf een apparaat leert bouwen.’

Achteraf gezien was dat een fout antwoord. Binnen mijn vak leren we studenten te bouwen, maar binnen de hele opleiding leren we ze als ingenieurs voor een gegeven probleem de beste oplossing te vinden. Een telefoon gebruiken die je al hebt, in plaats van een Raspberry Pi aanschaffen is de betere optie.

De student die voorstelt een telefoon te gebruiken, is goed op weg een goede ingenieur te worden. Mijn reactie had moeten zijn: ‘Ja, dat is slim. En hoe ga je er nu voor zorgen dat je binnen dit vak leert zelf iets te bouwen?’ Dat had de studenten de mogelijkheid gegeven zelf invulling te geven aan het leerdoel. Misschien hadden ze een beter ophangpunt voor de slinger ontworpen met minder wrijving waardoor hij langer door slingert. Of een beter loslaatmechanisme. Volgend jaar mogen wat mij betreft telefoons worden gebruikt. Mits dat de beste oplossing is.

‘En, wat is draaifrequentie van de aarde?’

‘11,5 microhertz meneer.’

‘Wat?’ ‘Eens per 24 uur.’

‘Oké, dat klinkt aannemelijk.’

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

DECEMBER 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.

KWALITEITSONDERWIJS

GENDERGELIJKHEID

I N D U S T R I E , I N N O V AT I E E N I N F R A S T R U C T U U R

Anette Beijaard is hoofd van de adviesgroep Weg en Rail bij advies- en ingenieursbureau Arcadis. Ze won een Europese WICE-award als ‘Best Woman in Highways’.

Vrouwen moeten een technische functie op eigen kracht verdienen, vindt ze.

‘Het is belangrijk dat iedereen gelijke kansen krijgt’ Tekst: Amanda Verdonk • Foto: Bianca Sistermans

‘Ik ben opgegroeid op Ameland. Je kon daar werken in het toerisme, bij de gemeente of in het onderwijs. Maar ik vond technische vakken heel leuk en ik wilde daar weg. Ik koos voor een brede studie, technische bedrijfskunde aan de Universiteit Twente. De rode draad door mijn carrière is techniek waarmee iedereen te maken heeft, zoals energie of infrastructuur. Als de stroom uitvalt of als de treinen niet rijden, heeft iedereen daar last van. Ik begon mijn loopbaan bij Essent, waar ik onder andere bij een energiecentrale in Moerdijk werkte, als teamleider van het onderhoudsteam. Een heel leuke wereld – ik kon daar heerlijk in de techniek duiken. Ik ontdekte daar dat ‘E-mensen’ en ‘W-mensen’ anders werken.

Plat gezegd: werktuigbouwkundigen pakken bij een storing gelijk hun gereedschapskist en beginnen overal aan te schroeven, terwijl de elektrotechnici in het bedienhuis naar de knipperende lampjes gaan kijken en bouwtekeningen bestuderen. Toch ging dat erg goed samen.’

Paardenstaart ‘Bij VolkerRail kwam ik voor het eerst met railinfra in aanraking, en bij Arcadis werkte ik in eerste instantie ook in de railsec-

tor, maar daar is inmiddels de wegenbouw bijgekomen. Ik vind het een verrijking om nu ook andere opdrachtgevers te hebben.

Contracten van ProRail zijn bijvoorbeeld anders dan die van Rijkswaterstaat. Ik werk in een echte mannenwereld, maar daar heb ik nooit last van gehad. Je kunt er juist dankbaar gebruik van maken. Als mensen mij op een bouwplaats zien, met een paardenstaart onder mijn helm, word ik altijd begroet en maak ik een praatje.

Dat was een collega opgevallen, hij vroeg: “Waarom groeten ze jou wel? Tegen mij zeggen ze nooit iets!”’

Blanke mannen ‘Ik ben niet bewust bezig met het stimuleren van diversiteit. Ik vind het wel belangrijk dat iedereen gelijke kansen krijgt. Maar als ze mij een functie aanbieden omdat ik vrouw ben, dan hoef ik die niet. Het gaat erom wie de beste is. We zijn aan het kijken of we statushouders met een goed profiel kunnen vinden. Ik merk dat het helpt om met verschillende culturen te kunnen omgaan. We hebben bijvoorbeeld ook collega’s in India. Zij kijken anders naar de wereld en dat voegt zeker wat toe. Je krijgt bredere inzichten en leukere gesprekken en dis-

cussies. Maar toen we laatst een strategiesessie hadden, vroeg iemand: “Mogen wij als blanke mannen hier ook nog werken?”

Je moet hen natuurlijk niet uit het oog verliezen.’

Oefenwedstrijdjes ‘In mijn vrije tijd geef ik waterpolotraining aan kinderen. En ik denk vaak: als ik zestig ben, word ik docent op een universiteit. Ik krijg er veel energie van als ik zie dat mensen zich ontwikkelen. Vroeger vond ik de colleges van gastdocenten uit de praktijk het leukst. Mijn statistiekdocent was zo theoretisch, hij was niet te snappen. Maar de logistiekdocent kwam uit het bedrijfsleven, en hij illustreerde zijn theorieën met veel voorbeelden. Dan gaat het leven en snap je het. Ik zie dat bij kinderen de theorie ook beter beklijft als we oefenwedstrijdjes doen.

En ik merk dat ik ze positief moet benaderen; niet zeggen dat ze iets niet kunnen, maar juist complimenteren en aanmoedigen. Zo ga ik ook te werk als ik een exitdossier krijg van een collega die niet op zijn plek zit. Als ik dan zie dat hij vijf jaar later zijn plekje heeft gevonden en een gewaardeerde collega is, dan heb ik blijkbaar toch iets goed gedaan.’

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

47

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

Biohackers experimenteren met Crispr-cas en zichzelf

Sleutelen met DNA

Nieuwsgierigheid, zelfverbetering of het verbeteren van de wereld: dat zijn globaal de drijfveren van biohackers of doe-het-zelfbiologen om biologische processen te hacken.

Door het soms zonder het vereiste papierwerk te doen, zetten ze de wetenschap en regelgevende instanties op scherp.

Online is een kit met Crispr-technologie gewoon te bestellen, en na wat simpele handelingen heeft een doe-het-zelfbiotechnoloog in no time een gentherapie voor bijvoorbeeld betere spiergroei in handen. Deze biohackers geloven dat het mogelijk is om onszelf te verbeteren met gentechnologie. Toch gaan ze niet allemaal zo ver dat ze zichzelf injecteren met aangepaste genen.

Biohackers zijn deels geïnspireerd door computerhackers uit de jaren zestig. In die pionierstijd kwam er steeds meer kennis over computers beschikbaar, mede doordat hackers ze steeds weer voor andere dingen probeerden in te zetten. ‘Iets vergelijkbaars is nu aan de hand in de biologie en biotechnologie’, vertelt biohacker Peter Joosten. ‘We weten steeds meer over hoe de processen

Drie stromingen Wat doen biohackers eigenlijk? In principe gebruiken ze allemaal verschillende technologieën en bestaande kennis om biologische processen te hacken en zichzelf beter te laten presteren.

Hoe ze dit precies doen verschilt van persoon tot per-

48

soon. Grofweg is de groep op te delen in drie stromingen. De eerste richt zich vooral op het toepassen van leefstijltechnieken om hun lichaam te beïnvloeden. Denk aan het slikken van supplementen, het doen van ademhalingsoefeningen of het nemen van een ijsbad.

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

Zo hopen ze meer controle te krijgen over hun lichaam en bijvoorbeeld de concentratie te verbeteren. ‘Iceman’ Wim Hof is misschien wel een van de bekendste biohackers uit deze categorie.

De meer radicalere stroom gebruikt onder andere implantaten, exoskeletten, prothesen en genetische modificatie.

Biohacker Peter Joosten schaart zichzelf onder deze groep. Hij heeft inmiddels twee implantaten laten zetten: in zijn ene hand zit een chip met zijn visitekaartje erop, in de andere hand een chip waarmee hij kan betalen. ‘Dit is de iets extremere groep die ook echt ingrepen doet op het lichaam’, zegt Joosten. ‘Hoewel ook hier natuurlijk weer gradaties zijn. Niet iedereen zal zichzelf zomaar

injecteren met een Crispr-systeem om zijn eigen DNA aan te passen.’

De laatste grote stroom binnen de biohack-wereld is niet zozeer gericht op zelfverbetering, maar meer op het verbeteren van de wereld met biotechnologie in het algemeen.

Binnen deze groep werken mensen bijvoorbeeld aan algen of bacteriën die mogelijk vervuiling in de grond kunnen opruimen. Eigenlijk net als in sommige universiteiten, maar dan in de garages en zonder papierwerk. Joosten: ‘Dat is wel echt een andere insteek dan biohackers die zichzelf willen verbeteren, maar toch zijn de technieken wel vergelijkbaar.

Sommige mensen noemen deze groep eerder doe-het-zelfbiologen dan biohackers.’

FOTO : PETER JOOSTEN

Een van de doe-hetzelfkits voor genetische modificatie van The Odin, het bedrijf van fervent biohacker Josiah Zayner. De kits zijn te koop van honderd tot meer dan duizend euro. foto : the odin

Nieuwsgierigheid Naast de drang tot zelfverbetering hebben al deze mensen nog één ding gemeen: nieuwsgierigheid. ‘Het is leuk als je jezelf kunt upgraden, maar voor veel biohackers is het proces minstens zo leuk. Het is ontzettend inte-

ressant om je te verdiepen in hoe ons lichaam werkt en wat er gebeurt als we ingrijpen. En wat het lichaam misschien allemaal nog wel meer kan als we aanpassingen doen’, zegt Joosten.

Een kleine groep biohackers binnen de radicalere stroom streeft daarnaast ook nog een maatschappelijk doel na. Zij willen de in hun ogen trage processen van de regelgevende instanties en de wetenschap aan de kaak stellen. ‘Computerhackers hebben laten zien dat het kan lonen om tegen de gevestigde orde in te gaan.

Kijk bijvoorbeeld maar naar open source ontwikkelingen zoals bitcoin. Waarom zouden we op deze manier niet veel goedkopere geneesmiddelen kunnen ontwikkelen die bovendien sneller op de markt kunnen komen?’ Zo zijn er biohackers die werken aan een coronavaccin, een goedkopere versies van de EpiPen en van dure medicijnen voor zeldzame ziekten.

t

in ons lichaam werken, dus ook hoe we deze processen kunnen aanpassen. Hier willen mensen graag zelf mee aan de slag.’

Wereldwijd doen naar schatting ongeveer honderdduizend mensen aan alle soorten van biohacking (zie kader: Drie stromingen). In Nederland zijn het er misschien een paar honderd, al ziet Joosten dat de groep groeit. Dit is mede te danken aan de steeds grotere bekendheid, bijvoorbeeld op sociale media en de doe-hetzelfkits die online of via andere biohackers makkelijk te krijgen zijn.

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

49

BIOTECHNOLOGIE

De Biohack Academy Bij de Amsterdamse Waag Society start in januari weer de Biohack Academy, die vooral de biotechnologische kant van biohacking onderwijst. ‘Wij staan erg voor open source, en zagen dat biotechnologische technieken vooral achter gesloten deuren werden gebruikt’, zegt Kas Houthuijs, cursusleider bij de Biohack Academy. ‘Om dit te veranderen hebben we een cursus opgezet die iedereen de basisbeginselen van biotechnologie bijbrengt. Dit is voor iedereen toegankelijk, al moet je wel de motivatie hebben om te leren.’

De cursus gaat expliciet niet over zelfverbetering. ‘Dat is een andere kant van biohacking die we niet behandelen. Het gaat ons echt om de interesse voor de biotechnologie.’

In deze cursus gaan deelnemers dus aan de slag met verschillende aspecten van de biotechnologie. Houthuijs: ‘We kijken eerst naar de appara-

tuur die je nodig hebt en hoe je veilig experimenten kunt uitvoeren. Daarna gaan ze zelf aan de slag met technieken zoals Crispr. Hiervoor hebben we een specifieke vrijstelling gekregen van het ministerie.

We mogen één bepaald experiment uitvoeren tijdens de cursus en de aangepaste lichtgevende bacterie mag het lab ook absoluut niet verlaten.’

Uiteindelijk mogen de cursisten zelf een project uitkiezen om uit te werken. Deze projecten gaan bijvoorbeeld over het maken van kunstleer uit biologische materialen of het maken van bacteriële sensoren die vervuild water kunnen detecteren. En dat gaat best aardig, volgens Houthuijs: ‘Natuurlijk is de omgeving waarin ze werken niet zo schoon als een echt lab, dus je ziet soms wel wat vervuiling. Maar het lukt ze over het algemeen wel om een resultaat te krijgen.’

De Biohack Academy in Amsterdam gaat in 2022 weer van start.

FOTO : WAAG ( BY - NC - SA ) 50

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

Cursisten aan de slag bij de Biohack Academy.

FOTO : PETER JOOSTEN

Toch zijn al deze pogingen nog niet succesvol. De Amerikaanse zakenman en biohacker Aaron Traywick pastte het herpesvirus aan in een poging het onschadelijk te maken, maar toen hij zichzelf hiermee in een livestream injecteerde kwam het hem zelfs op kritiek van medebiohackers te staan. En terecht, zegt hoogleraar genetica Marianne Rots van het Universitair Medisch Centrum Groningen, want het aanpassen van genen en medicijnen is zeker niet zonder gevaar: ‘Dit soort processen vergt in het lab heel veel voorbereiding.

Als onderzoekers moeten we aan veel regels voldoen.

Die regels zijn er niet voor niets.’ Traywick (28) overleed in 2018 tijdens een van zijn zelfexperimenten.

Rots snapt wel dat mensen de processen binnen de wetenschap en de regelgeving willen versnellen: ‘Het is soms een erg log systeem en het duurt over het algemeen lang voordat innovaties daadwerkelijk bij de patiënten komen. Door de coronacrisis hebben we gezien dat het ook binnen de wetenschap wel sneller kan, dus dat is zeker iets om verder uit te zoeken. Maar de veiligheid staat voorop en om die te garanderen heb je regels nodig.’

Onverstandig De ontwikkeling van gentechnieken zoals Crispr-cas heeft het leven van biohackers volgens Rots wel makkelijker gemaakt. ‘Je hoeft voor deze techniek alleen maar het juiste gids-RNA te bepalen, en dan kun je ervoor zorgen dat het systeem op de juiste plek in het DNA in de cel gaat knippen. Hiervoor zijn verschillende programma’s beschikbaar en het RNA kun je gewoon online bestellen.’

Er komen dan ook steeds meer verhalen naar buiten van biohackers die Crispr gebruiken. Zo injecteerde de Amerikaan Josiah Zayner een Crispr-systeem in zijn arm dat de productie van myostatine, een eiwit dat de spiergroei remt, uit moest schakelen en dus zijn spiergroei zou bevorderen. Of het resultaat had, is niet bekendgemaakt, maar het was sowieso zeer onverstandig, zegt Rots: ‘Je weet niet zeker waar het systeem uitkomt, straks richt het op hele andere plekken in het DNA schade aan. De kansen zijn klein, maar het kan zomaar gebeuren dat je iets aanpast waardoor je cellen als een gek gaan delen.’

Joosten deelt die zorg. ‘Ik zou zelf niet snel iets in mezelf injecteren, dat gaat ver. Van alle biohackers is er

Door nieuwe gen­ technieken als Crispr­ cas is het steeds makkelijker om DNA aan te passen, en het RNA is gewoon online te bestellen. foto : shutterstock

“

maar een kleine groep die dat echt doet.’ Toch Weinig voorkennis Biohackers noemt hij het wel interessant. ‘De discussies De principes van biohacking inspireren kunnen laten over de ethische vraagstukken rondom genelangzaam maar zeker steeds meer mensen. zien wat er tische modificatie zijn nu vooral nog theoreHet mooie is volgens Joosten dat er op alle tisch. Biohackers nemen de volgende stap en niveaus is in te stappen: ‘Met supplementen echt gebeurt laten zien wat er nu echt gebeurt. Ze nemen en ademhalingsoefeningen kun je al effect en nemen zelf in principe zelf het risico, en doen dingen die bereiken, maar als je verder wilt gaan, kun het risico je in de wetenschap niet zomaar zou kunje online veel informatie vinden. Biohacking nen doen. Misschien kunnen hun vondsten wordt steeds toegankelijker, voor implantawetenschappers zelfs weer inspireren.’ ten kun je inmiddels gewoon bij sommige Er zijn natuurlijk ook onderzoekers zijn die piercingshops terecht.’ ‘vrijer’ experimenteren met Crispr dan toeEr is ook niet veel voorkennis voor nodig. Al gestaan, zoals He Jiankui, de Chinese onderzoeker die is het wel handig om iets van laboratoriumvaardigheeen tweeling hiv-resistent maakte. Toch betwijfelt Rots den te hebben gehad, voordat je de genetische of bioof biohackers de wetenschap verder zullen brengen. ‘In technologische kant op gaat. Maar dan nog is de dremhet lab kost het al veel moeite om het Crispr-systeem op pel laag. De biotechnologische kant van biohacking is een efficiënte manier in de celkern te krijgen. Ik kan me bijvoorbeeld te leren bij de Amsterdamse Waag Society niet voorstellen dat het bij biohackers efficiënter gaat.’ (zie kader: De Biohack Academy).

Bovendien verwacht ze niet dat veel wetenschappers Er zijn dus mogelijkheden genoeg om een biohacker de biohackingexperimenten serieus kunnen nemen. te worden. Maar gaan biohackers uiteindelijk echt een ‘Het is niet gereguleerd dus het beantwoordt niet aan verschil maken in de maatschappij of de wetenschap? de wetenschappelijke maatstaf. Er is geen positieve of Joosten dacht eerst nog van wel. ‘Als je me dit twee jaar negatieve controle, dus het is lastig te zeggen wat het geleden had gevraagd had ik volmondig ja gezegd’, zegt effect precies is.’ hij. ‘Maar ik ben nu iets genuanceerder. Sommige iniWel zetten biohackers de wetenschap en regulerende tiatieven zijn heel leuk, maar ze hebben zich nog niet instanties op scherp, denkt Rots: ‘Het is eigenlijk gek dat bewezen. Toch blijf ik het een interessante beweging je buurman in zijn garage iets kan doen wat op het lab vinden van mensen die de randen opzoeken en zo een door alle regels veel tijd en moeite kost. Kan het voor ons voorschot nemen op wat er in de toekomst misschien niet makkelijker, met op zijn minst minder regels? Maar wel mogelijk kan zijn. Wie weet wat dat nog gaat opnatuurlijk wel op een veilige manier.’ leveren.’

”

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

51

De Ingenieur in gesprek

Ahmed Aboutaleb is beste burgemeester ter wereld en ingenieur

‘De transitie biedt kansen’ Rotterdam wil in 2050 volledig klimaatneutraal zijn en in burgemeester Ahmed Aboutaleb heeft de stad een ingenieur aan het roer die het voortouw kan nemen in die verduurzaming. ‘De uitdagingen waar Rotterdam voor staat, hebben grote raakvlakken met bètavakgebieden.’

Tekst: Pancras Dijk

Afgelopen jaar riep een internationale denktank hem uit tot ‘beste burgemeester ter wereld’ en hij geldt als een van de prominentste stemmen in het maatschap­ pelijk debat. Minder bekend is dat Ahmed Aboutaleb, die een jaar geleden begon aan zijn derde termijn als burgemeester van Rotterdam, is opgeleid als ingenieur.

Hij doorliep in Den Haag achtereenvolgens lts, mts en hts, waar hij in 1987 afstudeerde in telecommunicatie.

‘Ik ben er groot voorstander van bèta’s vaker te betrek­ ken bij het analyseren van complexe vraagstukken en typische “alfaproblemen” zoals armoede’, zegt hij in een gesprek ter gelegenheid van het aanstaande lustrumjaar van de ingenieursvereniging KIVI.

opleiding. Een abstracte, analytische manier van den­ ken helpt bij complexe beleidsdossiers. Bovendien staat Rotterdam voor uitdagingen die grote raakvlakken hebben met bètavakgebieden. Denk aan de energie­ transitie in de haven en de gevolgen van klimaatveran­ dering in de bebouwde omgeving. Meer dan de helft van de wereldbevolking en meer dan 70 procent van de Europeanen woont in de stad. Daarom moet het ant­ woord op die uitdagingen uit de steden komen. Ik zie de stad als broedplaats voor innovatieve ondernemers, kennisinstituten en universiteiten, het startpunt van fundamentele verandering. Samen met mijn collega’s stuur ik daarop, ook in internationale netwerken.’

U bent onlangs uitgeroepen tot beste burgemeester ter wereld. Was u niet liever de beste ingenieur ter wereld geweest?

‘Worden uitgeroepen tot “de beste” is eervol. Tegelij­ kertijd besef ik dat zo’n titel een teamprestatie is. Ik heb hem dan ook opgedragen aan alle mensen die iedere dag hun ziel en zaligheid leggen in het werk dat ze doen voor de stad. Of dat nu de collega’s van Stads­ beheer zijn die voor dag en dauw opstaan om de stad schoon te houden, of bewoners met mooie plannen voor hun straat of buurt. Het is een onderscheiding voor iedereen die zich sterk maakt voor Rotterdam.

Ook ‘een wereldingenieur’ zal erkennen dat je zo’n titel niet in je eentje kunt verdienen.’

Door klimaatverandering neemt het gevaar van overstromingen toe, zeker voor een stad in de delta als Rotterdam. Hoe gaat uw stad het hoofd boven water houden?

‘Deels door bescherming tegen het water zoals dat al eeuwen in Nederland gebeurt, met goed dijkonder­ houd, waterkeringen en een waarschuwingssysteem als buitendijkse gebieden dreigen onder te lopen. Maar ook door te leven mét het water, door de aanleg van groene oevers, bouwen op het water, waterpleinen en verbreding van singels in woonwijken. We stimuleren bewoners om geveltuintjes aan te leggen en tuin­ tegels te vervangen door bloemen en planten zodat regenwater beter de bodem in kan lopen. Een mooi voorbeeld van een multifunctionele waterberging is de Willem­Alexanderbaan die een paar jaar gele­ den is aangelegd. Deze roeibaan ligt op ongeveer het laagste punt van Nederland nabij de Rottemeren, een recreatiegebied ten zuidoosten van Rotterdam én een

In hoeverre voelt u zich nog ingenieur en waarom is juist een ingenieur zo’n goede burgemeester?

‘Ook al heb ik nooit als ingenieur gewerkt, tot op de dag van vandaag heb ik profijt van mijn technische 52

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

1991-2005: werkzaam bij het ministerie van WVC, de SER en Forum, en directeur Maatschappelijke, Economische en Culturele Ontwikkeling (MEC)

natuurlijke verzamelplek van regenwater. De roeibaan vormt nu een waterberging waar vier miljoen extra kubieke meters regenwater kunnen worden opgevangen. Bovendien heeft de roeisport er veel plezier van.’

De haven, de economische motor van uw stad, drijft sterk op fossiele brandstoffen. Hoe voorkomt u dat de vereiste vergroening uw stad economisch hard zal raken?

‘Misschien is het niet altijd zichtbaar, en voor sommigen gaat het wellicht te langzaam, maar er zijn enorme transities gaande in de Rotterdamse haven.

2005-2008: Wethouder Amsterdam (PvdA), staatssecretaris van Sociale Zekerheid en Werkgelegenheid in kabinet Balkenende-IV

2009-heden: burgemeester Rotterdam

Ook het haven- en industrieel complex denkt na over verduurzaming van de bedrijfsvoering en vermindering van CO2-uitstoot. Het havenbedrijf heeft samen met bedrijven en de overheid na jarenlang onderzoek een strategie ontwikkeld om in drie stappen tot een CO2-neutrale en circulaire haven te komen. Stap 1 is afvang, opslag en hergebruik van CO2: een deel wordt al getransporteerd naar de kassen van het Westland, de tomaten en komkommers groeien er goed op. Een ander deel wordt opgeslagen in de bodem van de Noordzee. Stap 2 is de overstap naar groene waterstof en stap 3 van fossiele naar duurzame brandstoffen.’

t

1985-1991: programmamaker bij Radio Stad Amsterdam, Radio Noord-Holland en verslaggever bij Veronica Radio, NOS Radio en RTL Nieuws

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

53

QUOTE

Het stadsbestuur heeft grote am­ bities op duurzaamheidsniveau.

Toch zal het uiteindelijk ook van de bewoners moeten komen. Hoe krijgt u hen mee in dat perspectief van een duurzame wereldstad?

‘De transitie naar duurzaam is een uitdaging, maar biedt ook zeker kansen. Rotterdam heeft als doel om in 2050 klimaatneutraal te zijn.

De leefomgeving zal in de loop der jaren steeds gezonder worden en de luchtkwaliteit beter. Bewoners hebben daar nu al profijt van: frissere lucht en een mooiere stad. Door klimaatadaptief te werken, hebben we er volgend jaar al twintig hectare groen extra bij ten opzichte van 2018. Door zelf het goede voorbeeld te geven en anderen in staat te stellen mee te doen, wordt een duurzame stad vanzelf een aantrekkelijk perspectief. De gemeente Rotterdam zelf voert al een duurzaam inkoopbeleid. We doen alleen zaken met bedrijven die een milieubewuste bedrijfsvoering hebben en kopen alleen duurzaam gecertificeerd hout. De vuilniswagens en veegkarren rijden zo veel mogelijk elektrisch.’

'Door stages aan te bieden kunnen ondernemers jongeren enthousiasmeren voor techniek'

Valt te voorkomen dat de energietransitie de kloof tussen arm en rijk verder zal vergroten? Niet ieder­ een kan zich immers een warmtepomp of zonne­ panelen op het dak veroorloven.

‘Bewoners met een smalle beurs helpen we met subsidies of leningen om hun eigen huis te verduurzamen, met de isolatie van dak, muren, vloer en ramen bijvoorbeeld. Ook voor de aanleg van een groen dak, zonnepanelen of een buurttuintje kunnen bewoners, bedrijven en verenigingen subsidie aanvragen. Maar de energietransitie gaat over meer dan warmtepompen en zonnepanelen. In het landelijke Klimaatakkoord is afgesproken dat gemeenten de regie nemen in de warmtetransitie van de gebouwde omgeving, omdat de lokale overheid maatwerk kan leveren, met het oog op alle bewoners. Dat biedt ook kansen, zoals versterking van de lokale economie en 54

DE INGENIEUR • DECEMBER

2021

nieuwe werkgelegenheid. Voor het Rotterdamse college is dit echt teamwerk; van de portefeuille armoedebestrijding tot de haven.’

De behoefte aan technisch ge­ schoold personeel zal met al die transities alleen maar toenemen.

Hoe gaat u de jongens en meiden in uw stad enthousiast maken voor een opleiding in de techniek?

‘Enerzijds door kansrijke beroepen en sectoren beter in beeld te brengen bij jongeren en op scholen. Anderzijds door onderwijsinstellingen en het bedrijfsleven in de regio actief te betrekken bij de versterking van het technisch onderwijs. Het curriculum moet aansluiten op ontwikkelingen en innovaties in het bedrijfsleven: scholieren en studenten zijn immers de werknemers van de toekomst. Door stageplaatsen aan te bieden kunnen ondernemers jongeren enthousiasmeren voor een baan in de techniek.’

Als u dan toch aan het enthousiasmeren bent: relatief weinig bèta’s kiezen voor een loopbaan in de politiek. Hoe gaat u hen winnen voor een functie in het openbaar bestuur?

‘Als je intrinsiek gemotiveerd bent om de politiek in te gaan, komt dat op een dag vanzelf op je pad.

Ik zou niemand zo maar aanraden een mooie baan op te geven voor zo’n functie. Wel zeg ik altijd tegen jongeren dat ze hun dromen moeten volgen. Soms loopt een scholier of student een dag met me mee, om te kijken hoe een werkdag van een burgemeester eruitziet. Ik vertel dan dat de kans om burgemeester te worden niet heel groot is, maar ga ervoor als dat je droom is. Je kunt de vraag ook anders stellen: hoe zorgen we ervoor dat bèta’s meer invloed krijgen in het openbaar bestuur? Zelf ben ik een groot voorstander van een integrale benadering, waarbij bèta’s ook betrokken worden bij het analyseren van complexe vraagstukken en typische ‘alfaproblemen’ zoals armoede.’ foto : marc nolte

UIT DE VERENIGING

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

Herinneringen aan een bevlogen hoogleraar Bevlogen docent, welbespraakt redenaar en geweldig vakman. Eerder dit jaar overleed KIVI-erelid Joep Schlösser op 94-jarige leeftijd. Van 1962 tot 1989 was Schlösser hoogleraar werktuigbouwkunde aan de TU Eindhoven.

‘Gedurende die periode heeft hij zich met zijn visie, fundamenteel denken, creativiteit en enthousiasme op een uitzonderlijke manier ingezet voor (de ontwikkeling van) onderwijs en onderzoek in de werktuigbouwkunde en voor de hydraulische aandrijftechniek in het bijzonder’, schrijven vakgenoten Marten Fluks en Jeu Schouten in een uitgebreid In Memoriam. Hiervoor putten ze niet alleen uit hun eigen herinnering, maar ook uit die van dertien andere ‘Schlösserianen’.

Schlösser verwierf internationale bekendheid met het pionierswerk dat hij met zijn onderzoeksteam uitvoerde op het gebied van hydrostatische aandrijvingen. Maar behalve met zijn vakkennis

onderscheidde hij zich ook als inspirerend docent. ‘Hij is een leermeester geworden voor generaties van ingenieurs die vervolgens wereldwijd hun weg vonden en hun stempel drukten op de verdere ontwikkeling van technologie en de innovatieve toepassing daarvan in de industriële praktijk’, stellen Fluks en Schouten.

Met instemming citeren ze uit een van de toespraken die bij de uitvaart werden gehouden. ‘Iedereen die met hem heeft gewerkt zal beamen dat Schlösser niet alleen een steen heeft verlegd, maar vele anderen heeft geleerd om stenen te verleggen.’

Lees het volledige In Memoriam op kivi.nl

KIVI-penning voor MARIN De KIVI-afdelingen Maritieme Techniek en Offshore Techniek hebben een erepenning uitgereikt aan MARIN. Dit maritiem onderzoekscentrum ontstond in 1932 als Stichting Het Nederlands Scheepsbouwkundig Proefstation. Sindsdien slaagt het Proefstation, nu MARIN, er in de beste kennis in

huis te halen en daarmee wereldwijd leidinggevend te worden, aldus de jury van de tweejaarlijkse onderscheiding. Tot nu toe ging de erepenning altijd naar personen die zich bijzonder verdienstelijk hebben gemaakt voor de maritieme sector. Maar ‘het is de hele bemanning die het schip doet varen’, beargumenteert de jury haar keuze voor het instituut.

Online aan boord De Sleipnir van Heerema Marine Contractors, sinds 2019 in de vaart, geldt als het grootste kraanschip ter wereld. Het vaartuig is 220 meter lang, 102 meter breed en is uitgerust met twee kranen die elk tienduizend ton kunnen tillen. Op 16 december verzorgt een Heerema-ingenieur speciaal voor KIVI-leden een virtuele rondleiding.

Kijk voor meer informatie op kivi.nl./ot

Kooy Prijs 2022 Op 13 april 2022 vindt op de legerplaats in Stroe weer KIVI’s Kooy Symposium plaats. Hoogtepunt van de jaarlijkse bijeenkomst is de uitreiking van de Kooy Prijs aan de student van een technische universiteit of hogeschool met de beste afstudeerscriptie op het gebied van defensie- of veiligheidstechnologie. Ben of ken je een afstudeerder die in aanmerking komt? Dan kun je die nu voordragen!

Meer informatie over de voordrachtsprocedure op: kivi.nl/dv FOTO ’ S : KIVI ; HEEREMA MARINE CONTRACTORS

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

55

Maak alles elektrisch en snel!

Boeken die doemdenken over de opwarming van de aarde zijn er al genoeg. Saul Griffith biedt met zijn boek Electrify nu concrete oplossingen voor het uitbannen van CO2-uitstoot, van technologie tot financiering.

Tekst: Jim Heirbaut

56

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

Bij alle berichten over de energietransitie en hoe traag die op gang komt, is het verfrissend een boek te lezen dat onze groene toekomst duidelijk voor ons uitstippelt.

Electrify van de Australische uitvinder en ondernemer Saul Griffith is zo’n boek. Het beschrijft glashelder hoe de Verenigde Staten, zijn tweede moederland, om te bouwen is naar een samenleving die net zo welvarend is, maar die – netto – geen CO2 meer uitstoot. Hoe? Door zoveel mogelijk processen te elektrificeren. En passant gaat dan het totale energieverbruik van de maatschappij met de helft omlaag.

Op bepaalde vlakken kennen we die oplossingen al. Tesla wees de weg met zijn elektrische auto’s en inmiddels maakt elke autobouwer wel één of meerdere elektrische modellen. Het verwarmen van onze goed geïsoleerde huizen kan met een warmtepomp die zijn stroom krijgt van zonnepanelen op dak. Maar Griffith behandelt ook sectoren waar elektrificatie minder vanzelfsprekend lijkt, zoals de industrie.

Tussen droom en daad staan wetten in de weg en praktische bezwaren, constateert ook Griffith terecht. Die bezwaren pakt hij één voor één bij de lurven en geeft er een solide oplossing voor. De belangrijkste hindernis is misschien wel: wie gaat dat betalen? Het antwoord: geef burgers en bedrijven goedkope leningen, zodat ze nu kunnen investeren en meteen de vruchten plukken van lager energieverbruik, terwijl ze de lening over vele jaren terugbetalen.

Gek idee? Nee, zegt Griffith, dit is precies wat de Amerikaanse overheid deed in twintigste eeuw: geld lenen aan burgers zodat ze konden worden aangesloten op het toen gloednieuwe elektriciteitsnet.

Griffith geeft in Electrify ook problemen aan, waarvan menigeen wel wist dat ze speelden, maar die urgenter zijn dan wellicht gedacht. Zo is het halen van de klimaatdoelen extra moeilijk doordat er nog steeds nieuwe machines komen die op fossiele brandstoffen draaien. Bedrijven gaan die machines echt niet morgen weer bij het grofvuil zetten en die zullen dus nog decennia lang CO2 uitstoten. Particulieren trouwens ook niet; een benzineauto die iemand nu aanschaft, stoot nog minstens vijftien jaar CO2 uit.

Het hele boek ademt een enorme sense of urgency. We hadden eigenlijk gisteren moeten beginnen met de ‘Grote Elektrische Ombouw’ van onze maatschappij.

Keer op keer ook trekt Griffith de parallel met de Tweede Wereldoorlog, toen de VS erin slaagden om de industrie snel om te bouwen en op te voeren, voor het produceren van schepen, vliegtuigen en wapens.

Waarschuwen doet Griffith ook. Tegen waterstof als oplossing-voor-alles bijvoorbeeld, en tegen mensen die beweren dat we er wel gaan komen met energiebesparing en het efficiënter maken van onze processen. Al die dingen moet je vooral niet laten, maar het is bij lange na niet voldoende; er is een grote ombouw nodig. Ook is de auteur niet tegen nieuwe technologieën, maar veel daarvan komen te laat om het komende decennium al bij te dragen aan de broodnodige reductie van de CO2-uitstoot. We moeten, kortom, leunen op bewezen technologieën en niet wachten op onrijpe processen, zoals kernfusie en het uit de lucht halen van CO2.

‘We kunnen niet vertrouwen op wonderen’, schrijft Griffith. Ook is hij helemaal geen fan van het in de grond stoppen van het gas. ‘We produceren zoveel CO2 dat we daar helemaal niet genoeg plek voor hebben’, schrijft hij. Nog los van het probleem dat het nooit zeker is dat er geen gas uit de bodem ontsnapt.

De ideeën die Griffith onder elkaar zet, zijn niet nieuw. Onderdelen doen denken aan het plan EnergyNL2050 dat de KIVI-afdeling Elektrotechniek enkele jaren terug opstelde. Maar dit nieuwe boek gaat een stapje verder en laat ook zien hoe deze megaplannen moeten worden betaald, en hoe de overheid dit zou moeten aanpakken. Griffith richt zich weliswaar op de Verenigde Staten, een economie waar ‘de vrije markt’ bijkans heilig is verklaard. Toch is er volgens hem een cruciale rol voor de nationale overheid weggelegd bij het maximaal invoeren van elektrisch aangedreven processen in onze energievoorziening, industrie en mobiliteit.

Electrify Saul Griffith | 288 Blz. | € 16,99

Kunstwerk of verdienmodel?

Hoe mooi zou het zijn als je vanuit de ruimte naar elke plek op de planeet kunt vliegen? Een meeslepende Netflixserie belicht twee Duitse hacker-kunstenaars die hun tijd – en Google Earth – ver vooruit waren.

Het verhaal achter Booking.com In 25 jaar groeide een startup van een Twentse student, zijn afstudeerbegeleider en een stagiair uit tot een machtige multinational. Het boek De Machine beschrijft hoe dat er achter de schermen aan toe ging.

Tekst: Marlies ter Voorde

In de herfst van 1996 stuurde de 27-jarige bedrijfskundige Geert-Jan Bruinsma een verzoek naar 51 bekenden. Iedereen die honderd gulden naar hem overmaakte, zou één van de in totaal vijfhonderd aandelen krijgen van een nog op te richten hotelboekingsbedrijfje. Bruinsma benaderde alleen mensen met een e-mailadres. Die begrepen tenminste wat internet was – en het plan was de boekingen via een website te laten verlopen.

Begin 2020 had het bedrijf Booking Holdings zo’n 26.000 medewerkers in dienst, een bedrag van 6,3 miljard dollar aan contant geld op de balans, en een jaar achter de rug waarin het vijf miljard dollar winst had gemaakt.

Over de periode tussen deze twee momentopnamen – en het rare coronajaar erna – schreven drie NRC-journalisten dit boek. Hoe groeide het sympathieke bedrijfje van Bruinsma uit tot het machtigste hotelboekingsplatform ter wereld?

Het boek beschrijft hoe het overtikken van faxen van hotels in 1996 overging in het werken met een geoliede, in Perl geprogrammeerde machine. Hoe die machine gebruikmaakte van de opkomst van Google en hoe het systeem steeds verder werd geperfectioneerd. Maar het vertelt tevens over mensen en hun honger naar macht, geld en luxe, over handigheid en naïviteit, over ruzie en collegialiteit, over werkdruk en gebrek aan erkenning en over misleiding en #metoo.

Goed, de hoofdrolspelers worden een tikje karikaturaal neergezet, niet iedereen wilde meewerken, een enkeling is ronduit boos over het resultaat. Maar het leest als een trein, en voor wie het uit heeft, zal een hotel boeken via Booking.com nooit meer hetzelfde zijn.

Een gefnuikte kunststudent en een sociaal niet al te handige programmeur ontmoeten elkaar op een wild feest in de alternatieve Berlijnse scene. De één vertoont er prille videokunst, de ander weet een manier om de filmpjes een stuk vloeiender te laten lopen. De supercomputer waarop ze inbreken om het probleem op te lossen, blijkt echter tot een stuk meer in staat.

De mannen, Carsten Schlüter en Juri Müller, beginnen te dromen over een computerprogramma waarmee je over de wereldbol kunt vliegen, om waar je maar wilt te kunnen afdalen en landen: bij je geboortehuis, je sportvereniging, een toekomstige vakantiebestemming. En stel je voor dat bij het inzoomen op bijvoorbeeld een restaurant de menukaart verschijnt, en – waarom ook niet? – de mogelijkheid direct een tafeltje te reserveren. Deutsche Telekom komt al gauw over de brug met een groot geldbedrag, nog voor de mannen ook maar enig idee hebben hoe ze zo’n programma zouden kunnen schrijven.

De op werkelijke gebeurtenissen gebaseerde, vierdelige Netflix-serie The Billion Dollar Code draait om Terravision: door het Berlijnse bedrijfje ART+COM gemaakte 3D-kaartsoftware die al halverwege de jaren negentig vrijwel exact deed wat Google Earth pas vele jaren later zou kunnen. Centraal staan de voorbereidingen op een rechtszaak tegen Google, wat de hoofdrolspelers de gelegenheid biedt terug te blikken. Dat levert een meeslepende raamvertelling op, vol schitterende beelden van het zich razendsnel ontwikkelende, optimistische Berlijn van net na die Wende.

Waar de beide ontwerpers hun vinding zelf beschouwden als kunstwerk, daar bleek Google een stuk gewiekster. De Amerikanen bouwden op basis van de al dan niet rechtmatig verkregen, door Müller geschreven algoritmen een van hun grootste succesnummers. Hoe het afloopt? Dat kan iedereen die wel eens met Google Earth over de planeet heeft gevlogen wel raden. Maar al die Googlegebruikers zouden zichzelf ernstig tekort doen als ze niet ook deze bingewatch-waardige serie zouden bekijken: misschien wel de beste van het jaar. (PD) The Billion Dollar Code | Vier afleveringen | Netflix

De Machine. In de ban van Booking.com Stijn Bronzwaer, Joris Kooiman en Merijn Rengers | 400 Blz. | € 22,99 foto : netflix

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

57

MEDIA

Klimaatatlas roept op tot actie Wat bepaalt het weer, welke wolken hebben voorspellende waarde en wat is de rol van de mens in klimaatverandering?

De Bosatlas van weer en klimaat biedt een compleet overzicht.

Tekst: Pancras Dijk

58

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

We praten graag over het weer, maar begrijpen we het ook? Kennen we de vol­ ledige mix van elementen die bepaalt of we morgen wel of geen picknick kunnen plan­ nen, of dat het tijd wordt om de schaatsen uit het vet te halen? Voor één weers­ verwachting zijn drie biljard berekeningen nodig, doceert de nieuwe Bosatlas van weer en klimaat. Om acht keer per dag een verwachting te maken, beschikt het KNMI over een computer met een rekenkracht van 385 biljoen berekeningen per seconde.

Dat we af en toe worden verrast door een regenbui, is dus helemaal geen schande.

Het zal lastig zijn om een klimaat­ of weergerelateerd onderwerp te vinden dat niét wordt uitgelegd in deze nieuwe atlas van uitgeverij Noordhoff en het KNMI. Vanuit elke mogelijke invalshoek worden weer en klimaat belicht, via heldere tek­ sten en mooie foto’s, maar vooral in grafie­ ken, infographics en kaartjes: het terrein waarop de makers van de Bosatlas al sinds jaar en dag op eenzame hoogte staan.

Wetenschappelijke inzichten worden fraai en toegankelijk opgediend, zonder dat er aan de inhoud concessies zijn gedaan. De

meeste weersgegevens omvatten de peri­ ode 1991–2020, net genoeg om trends en verschuivingen te kunnen signaleren. En die zijn zonneklaar: klimaatverandering is een urgent probleem waarvoor we nú in actie moeten komen, zoals KNMI­hoofd­ directeur Gerard van der Steenhoven uitlegt in het voorwoord.

Naar aanleiding van de overstromingen die Limburg afgelopen zomer troffen, wordt uitgelegd hoe we ‘waterrobuust’ kunnen bouwen. Ook het energienet van de toekomst komt uitgebreid aan bod. Welke rol speelt ‘fossiel’ nog in de toekomstige energiemix, hoe worden duurzame energiebronnen ingepast, wat behelst een smart grid en hoe kun je een netwerk maken dat zowel geschikt is voor het op grotere schaal lokaal opwekken en opslaan van energie, als passen binnen een internationaal netwerk waarin landen hun productieoverschotten en ­tekorten kunnen delen? Eén infographic vertelt het hele verhaal.

De Bosatlas van weer en klimaat 120 Blz. | € 29,95

Q&A

Elke maand weer zijn er talloze nieuwe boeken en voorstellingen.

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

De stikstofcrisis is een van de grootste uitdagingen van dit moment. Er is veel over geschreven, maar een toegankelijk overzicht ontbrak tot nu toe.

Experts Jan Willem Erisman en Wim de Vries zetten voor een breed publiek alle aspecten van de stikstofproblematiek op een rij.

STIKSTOF. DE SLUIPENDE EFFECTEN OP NATUUR EN GEZONDHEID | 160 BLZ. | € 12,50

Eind november verscheen het boek DNA Zoekmachine over het gebruik van DNA-databanken.

Auteur Lex Meulenbroek laat aan de hand van zes zaken zien hoe deze databanken kunnen bijdragen aan het oplossen van misdrijven of het identificeren van onbekende personen.

Tekst: Marlies ter Voorde

1 2 3 4 5

Waarom dit boek?

‘In DNA-databanken worden DNA-profielen opgeslagen van verdachten en van sporen op het plaats delict. Daarmee kunnen sporen aan personen worden gekoppeld. Door technische ontwikkelingen is er steeds meer mogelijk, zoals verwantschapsonderzoek. Dan vind je niet de dader maar familie van de dader, en kun je van daaruit verder zoeken. Maar willen we dat? Hoe zit het met de privacy? Dit boek laat zien welke mogelijkheden er zijn, zodat we het daar als samenleving over kunnen hebben.’

Voor wie is het boek bedoeld?

‘Voor mensen die in de strafrechtketen werken, voor minister Grapperhaus, maar ook voor de geïnteresseerde burger. Ik heb het boek zo toegankelijk mogelijk geschreven. Bij elk van de beschreven mogelijkheden die de technieken bieden, geef ik een voorbeeld van een aansprekende zaak. Bij de directe match van een spoor met een persoon in de databank is dat de zaak Anne Faber, bij het verwantschapsonderzoek zijn het de moorden in het Kralingse Bos in Rotterdam.’

Hoe bent u te werk gegaan?

‘Ik ben zelf DNA-deskundige bij het Nederlands Forensisch Instituut, dus ik weet wat er speelt. Verder heb ik samengewerkt met experts, zowel van binnen als van buiten het NFI. Voor de voorbeelden van echte strafzaken heb ik toestemming gevraagd aan nabestaanden en andere betrokkenen, en alles met ze afgestemd. Als zij er iets niet in wilden hebben, gebeurde dat ook niet.’

Wat heeft u er zelf van geleerd?

‘Ik heb vooral veel opgestoken over de nieuwe ontwikkelingen in de Verenigde Staten. Daar gebruikt men sinds 2018 ook genealogische databanken om ernstige misdrijven op te lossen. Dat zijn private DNA-banken, voor mensen die hun familiegeschiedenis willen achterhalen. Sommige daarvan zijn openbaar. Voor het forensisch sporenonderzoek is dat een goudmijn, in Amerika heeft het al in meer dan tweehonderd ernstige zaken een doorbraak opgeleverd.’

Wanneer heeft u uw doel bereikt?

‘Nabestaanden van slachtoffers van ernstige misdrijven kennen de nieuwe mogelijkheden van het onderzoek met DNA-databanken. Ze hopen wellicht dat die kunnen worden ingezet voor een doorbraak in hun eigen zaak. We zijn het aan hen verplicht om ze duidelijkheid te geven, dus om er over na te denken wat wel en niet wenselijk is.

Om daarover te kunnen oordelen, moet men goed geïnformeerd zijn. Mijn doel is dat die discussie op gang komt.’

PORTRET : JOSJE DEEKENS

2040; alleen Limburg is nog boven water. Genendokter Frank helpt je aan het ideale kind en voor alle overige vragen kun je terecht bij de alles controlerende, zelflerende kunstmatige intelligentie Alecto (Angela Schijf). Een dystopische filmkomedie van Toneelgroep Maastricht.

(R)EVOLUTIE | 84 MIN. | OVERAL IN DE BIOSCOOP

Het Leiden-Delft-Erasmus Centre for BOLD Cities doet onderzoek naar de mogelijke inzet van data voor stedelijke vraagstukken. In de nieuwe reeks BOLDcast praat journalist Inge Janse met onderzoekers en samenwerkingspartners.

BOLDCAST | OP ALLE PODCASTPLATFORMS

De zeespiegel stijgt, de bodem daalt.

Ondertussen zijn er plannen om een dorp van duizenden woningen te bouwen onder NAP. Is dat wel verstandig? Die vraag staat centraal in de jongste aflevering van The Fixers, van de makers van Cobouw.

THE FIXERS | YOUTUBE.COM

DECEMBER 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.

Schone melk

Het ideaal van hygiënische rauwe melk zonder pasteurisatie Terwijl pasteurisatie haar nut had bewezen en wettelijk werd verplicht, hield een aantal welgestelde ondernemers vast aan de productie van rauwe melk – onder strikte hygienische omstandigheden. Het zou niet alleen lekkerder zijn, maar ook gezonder. Een verhaal over een dode tak aan de stamboom van de voedingsmiddelentechnologie.

Schone melk was tot diep in de twintigste eeuw een zaak van leven of dood. Pas in 1956 kon de Nederlandse rundveestapel, na een intensieve campagne onder aanvoering van landbouwminister Sicco Mansholt (PvdA), vrij van tuberculose worden verklaard. Voor die tijd kon een mens niet alleen de tering oplopen door het drinken van besmette melk, ook de tyfusbacterie verspreidde zich langs deze weg. De strijd om veilige melk werd uiteindelijk gewonnen met pasteurisatie, koeling en strenge controles. In vergetelheid is geraakt dat men gedurende de eerste helft van de twintigste eeuw ook op een andere manier probeerde microbiologische besmetting van melk te beteugelen.

kiepkarretjes door tunnels afgevoerd. Overal stonden kraantjes waar de werknemers hun handen moesten wassen. Alles stond in dienst van het einddoel: melk die zonder verhitting aan hoge hygiënische eisen voldeed.

Winstgevend is de melkerij nooit geweest. In de begintijd werkten er op het complex drie werknemers per koe. Uniek was het Gooise initiatief evenmin. Het verschijnsel van zeer luxe uitgevoerde modelboerderijen was komen overwaaien uit Groot-Brittannië, Duitsland en Denemarken. Niet alleen idealisme speelde daarbij een rol. Zij golden ook als statussymbool, een speeltje voor de rijken. Tussen pakweg 1880 en 1940 verrezen er verspreid over Nederland dergelijke modelboerderijen, zoals de Johannahoeve (1910) in het Gelderse Oosterbeek, Lactaria (1910) in het Brabantse Stevensbeek en Schipborg (1914) in het Drentse Anloo. Rond 1935 waren minstens twintig hygiënische modelmelkerijen in bedrijf.

De melkerij Op de grens van Naarden en Huizen ligt het landgoed Oud-Bussem, waar in 1906 de Melkerij Hofstede Oud-Bussem van start ging. De door architect Karel de Bazel ontworpen hofstede staat er nog steeds, met haar karakteristieke U-vorm, klokkentorentje en rieten dak. Naar men De onbewezen voordelen van rauwe zegt het grootste rieten dak van Nederland.

De modelboerderij was het initiatief van melk wegen niet op tegen de gevaren de zeer vermogende Joannes van Woensel zoals een salmonellabesmetting Kooy. Hij kocht het landgoed in eerste instantie als speculatieobject, maar besloot dit te koppelen aan een ideëel doel: de productie van schone Het tijdschrift Neerlands Welvaart stelde maandelijks melk. Van Woensel Kooy betrok de eveneens niet on- een toonaangevend bedrijf centraal. In 1917 was het bemiddelde Floris Vos (1871-1943) bij zijn plannen. In de beurt aan Hofstede Oud-Bussem. In het slotwoord 1903 overleed Van Woensel Kooy op 25-jarige leeftijd en typeert Vos zijn bedrijf bescheiden als ‘een klein melkwas Vos dé man achter de melkerij. adertje’ naast een ‘ontzaglijken melkstroom’. Maar hij In tegenstelling tot het traditionele uiterlijk van de hof- laat geen twijfel over zijn ambitie op lange termijn: zijn stede, vormde het interieur een toonbeeld van moderne melkadertje zou uitgroeien tot een rivier. doeltreffendheid. De vloeren van gewapend beton waren Terugblikkend lijkt het of de modelboerderijen een makkelijk schoon te houden door het strakke tegelwerk. op voorhand verloren achterhoedegevecht aangingen.

De mest belandde via goten ondergronds en werd met Immers, al in 1863 publiceerde de Franse scheikundige 60

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

De Melkerij Hofstede Oud-Bussem in 1931. In 1969 heeft uitgeverij Strengholt het gebouw in gebruik genomen. foto : willem van de poll / cc 0

Koeien in de stal van modelboerderij Hofstede Oud-Bussem, januari 1931. foto : nationaal archief , cc 0

1917

‘Niemand zal ontkennen, dat dit kleine melkadertje, ’t welk naast den ontzaglijken melkstroom zijn weg vindt, niet alle reden van bestaan heeft, doch voordat hieruit een beek om niet te spreken van een rivier zal zijn geworden, zullen nog veel geslachten na ons moeten komen en gaan.’

Floris Vos in het tijdschrift Neerlands Welvaart over zijn Hofstede Oud-Bussem.

en microbioloog Louis Pasteur over het conserverende effect van de verhitting van wijn. In 1886 construeerde de Duitse landbouwchemicus Franz von Soxhlet een machine om koeienmelk voor zuigelingen te pasteuriseren.

En Nederlandse boterfabrieken maakten aan het einde van de negentiende eeuw al gebruik van gepasteuriseerde melk, wat een beduidend beter houdbaar eindproduct opleverde.

Pasteurisatie verplicht Consumptiemelk begon in de jaren twintig van de vorige eeuw met haar opmars, toen er door een toenemende melkproductie een overschot aan melk ontstond. De onmiskenbare voordelen van verhitting leidden ertoe dat de Nederlandse overheid in 1922 melkpasteurisatie verplicht stelde. Rauwe melk mocht alleen nog rechtstreeks bij de boer worden gekocht. Ook kwam er een uitzonderingsregeling voor de modelboerderijen, het Modelmelkbesluit (1940).

Ondanks pasteurisatie, verbeterde koelingsmethoden, strengere controles door de Keuringsdienst van Waren, en de opmars van zuivelcoöperaties en melkslijters, was de situatie nog verre van ideaal. Bacteriologische besmetting van melk door ondeugdelijke pasteurisatie of sterilisatie kwam regelmatig voor. De overheid adviseer-

de burgers daarom alle melk, ook de gepasteuriseerde, voor gebruik te koken. Dat pasteurisatie niet van meet af aan dé oplossing was tegen voortijdig bederf, droeg eraan bij dat de methode van extreem hygiënische bereiding, zoals in Hofstede Oud-Bussem, nog lang als alternatief heeft kunnen voortbestaan.

In 1950 echter kwamen de modelboerderijen en het Modelmelkbesluit onder vuur te liggen. Aanleiding was een uitbraak van (lichte) tuberculose bij een honderdtal Gooise kinderen die rauwe melk hadden gedronken, melk die overigens niet afkomstig was van Oud-Bussem.

‘Over de voordelen van rauwe melk staat niets vast, over de nadelen des te meer’, aldus de gezaghebbende hoogleraar immunoloog Joghem van Loghem destijds.

Woorden die ook nu nog opgaan.

Volgens microbioloog Wieke van der Vossen van het Voedingscentrum weegt de nog onbewezen mogelijkheid dat de consumptie van onbewerkte melk tot minder allergische aandoeningen leidt, niet op tegen de gevaren van onder meer een salmonellabesmetting.

Begin 1951 trok de regering het Modelmelkbesluit in.

Rauwe melk mocht voortaan alleen nog bij de boer zelf worden verkocht. In 1956 zag de weduwe van Vos zich genoodzaakt de Hofstede Oud-Bussem op te doeken en het resterende vee te verkopen.

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

61

Teamgeest

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

Veilig batterijen verhakselen Studententeam CORE uit Eindhoven bouwde een batterijversnipperaar voor de afvalverwerkingsindustrie. Tijdens het versnipperen ontdoet de machine de batterij van zijn lading, waardoor het brandgevaar verdwijnt.

Tekst: Marlies ter Voorde

De batterijenshredder van studententeam CORE van de TU Eindhoven heeft wel iets weg van een enorme gehaktmolen. Student chemische technologie Niels Bongers opent het klepje aan de bovenkant van het apparaat. ‘Hier gaan de batterijen erin, op de bodem zitten de hakmessen, en aan de onderkant komt alles er in kleine brokjes weer uit.’

We bevinden ons in een pand op het bedrijventerrein Ekkersrijt. Het is rustig, maar dat komt doordat het tentamenweek is, vertelt Tatum Simons, student duurzame innovatie en teamcaptain van CORE. ‘Normaal gesproken zijn hier altijd wel een paar

Team Deelnemers van team CORE, met Tatum Simons en Dirk van Meer.

62

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

studenten aan het werk.’ Vandaag zijn ze met zijn drieën: Simons, Bongers en Dirk van Meer, voormalig student chemische technologie en oprichter van het team.

Ontbatterijen Het bijzondere aan de machine CORE Titan is niet dat ze de batterijen verhakselt, maar dat ze die tevens ‘ontbatterijt’, vertelt Van Meer. En dat is geen overbodige luxe.

Batterijen in de afvalstroom zijn gevaarlijk.

In de 53 afvalverwerkingsbedrijven gespecialiseerd in elektronisch afval die Europa telt, vinden jaarlijks gemiddeld 49 batterijbranden plaats. Het komt doordat batterijen chemische energie bevatten. Als ze worden beschadigd of de temperatuur loopt te hoog op, ontbranden ze vaak spontaan.

Daarbij kunnen giftige dampen vrijkomen en het vuur is moeilijk te doven. ‘Een gewone brand kun je koelen met water of bedekken met schuim om te zorgen dat er geen zuur-

E-waste Batterijverdachte producten op een hoop bij de afvalverwerking.

stof meer bij kan’, legt Bongers uit. In batterijen treden echter chemische reacties op waarbij juist zuurstof vrijkomt. Zo bevatten veel batterijen kobaltoxide, dat zuurstof gaat afgeven als de temperatuur oploopt. ‘En dan onstaat er een kettingreactie’, zegt Simons.

Water en zout Om die reden bevat de batterijenbak van de CORE Titan een zoutoplossing. Het water zorgt dat de temperatuur tijdens het hakselen niet te ver oploopt, de zouten zorgen voor ontlading van de batterijen. ‘Wat eruit komt zijn geen stukjes batterij meer, maar gewoon brokjes metaal en plastic. Daar zitten ook schaarse metalen zoals lithium bij, die kunnen worden hergebruikt’, zegt Van Meer. ‘We halen in feite de energie eruit – de thermische energie met water en de chemische met zout.’

In oktober presenteerde het studententeam de CORE Titan voor het eerst aan belangstellenden. Dat waren projectpartners en medestudenten, maar bijvoorbeeld ook managers uit de afvalbranche. Daarna stond het apparaat op de Dutch Design Week in Eindhoven.

Voor ze de Titan maakten, ontwikkelden de Brabantse studenten het apparaat waaraan ze hun naam ontlenen: de CORE Fournos. Dit is een oven die de laatste over-

Test De batterijen gaan aan de bovenkant in een bak met een zoutoplossing. foto ’ s : esmée messenmacker

Naam: CORE Aantal leden: 22 Doel: batterijen in de afvalstroom ontmantelen om brand te voorkomen Perspectief: de circulaire economie versnellen en versterken

blijfselen van de recyclingindustrie, zoals vliegas of pyrolyseresiduen, omsmelt en vitrificeert (letterlijk: verglaast) tot een kunstmatige basalt. Daarvan kan men vervolgens bijvoorbeeld tuintegels, aanrechtbladen of ballastblokken maken.

Hete aardkern Het idee is afgekeken van de aarde. Ook die hergebruikt haar materialen en maakt uiteindelijk nieuw gesteente door oude resten op te nemen en om te smelten. Simons: ‘De aarde doet er alleen miljoenen jaren over, en wij maar een week.’ Met CORE verwijst het team naar de gloeiend hete aardkern – al is die meer dan zesduizend graden Celsius, terwijl de temperatuur van de Fournos tot ‘slechts’ zestienhonderd graden Celsius gaat.

Het kost weliswaar energie om vliegas om te smelten naar basalt, maar dat haalt de Fournos grotendeels uit het afval zelf. Van Meer: ‘Het loodzware spul uit de bergen halen en naar Nederland vervoeren kost ook energie.’

Bijkomend voordeel is dat de studenten de eigenschappen van het basalt zelf in de hand hebben. De samenstelling van het materiaal dat de oven in gaat en de snelheid waarmee het na het smelten weer afkoelt, bepalen bijvoorbeeld de hardheid van het kunstmatige basalt.

Toekomst Het hoofddoel van het studententeam uit Eindhoven is het versnellen en mogelijk maken van de circulaire economie. Van Meer: ‘Er wordt al veel materiaal gerecycled. Maar zolang er afval overblijft, is het niet circulair.’ De studenten zijn er niet op uit een enorme verandering in de afvalverwerkingsindustrie te bewerkstelligen.

Wat goed is, kan behouden blijven – het klinkt als een logisch uitvloeisel van de visie die het team op afval heeft. ‘Wij kijken naar de ontbrekende schakels in het proces.’

Het bedrijfsleven heeft het Fournosproject inmiddels omarmd. In Moerdijk is een spinoff van CORE bezig met de ontwikkeling van een fabriek die honderdduizend ton afval per jaar moet gaan omzetten in basalt. Ook voor de Titan kijken bedrijven al of ze de shredder kunnen opschalen.

Het volgende studentenidee is om met een scanner en kunstmatige intelligentie ‘batterijverdachte’ producten – denk aan koptelefoons, laptops, grasmaaiers en stofzuigers – specifieker voor te sorteren, de locatie van de batterij te detecteren en zo mogelijk te verwijderen. ‘Nu worden zulke apparaten bij de afvalverwerking vaak in hun geheel als batterij behandeld’, zegt van Meer. ‘Ons plan maakt het goedkoper en veiliger.’

FOTO : TAE

Kernfusie op komst Al decennialang werken 35 landen aan de kernfusiereactor ITER. Ondertussen beweren allerlei bedrijven dat ze rond 2030 al een prototype klaar hebben. Hoe serieus zijn die claims?

Kunstmysteriën Hoe oud is een schilderij? Waar is het gemaakt? En is er nog aan geknoeid door latere schilders?

De analyse van loodwit helpt kunsthistorici de geschiedenis van oude meesters te ontrafelen.

De Vernufteling De Vernufteling geldt als de meest prestigieuze prijs voor ingenieursbureaus. Welke innovatieve projecten maken dit jaar kans?

Doelen & drijfveren Mark van Baal verkocht als werktuigbouwkundig ingenieur vervuilende machines. Nu stort hij zich, met toenemend succes, op zijn missie om oliebedrijven klimaatvriendelijk te maken.

Restafvaloven De CORE Fournos: een oven die basalt maakt, geïnspireerd op de aarde.

DE INHOUD IS ONDER VOORBEHOUD

DECEMBER 2021 • DE INGENIEUR

63

Vragenvuur

Zeven prikkelende vragen aan Philip Dröge, schrijver van onder meer Moresnet en Moederstad. Daarnaast is hij podcastmaker en columnist bij het Historisch Nieuwsblad.

Tekst: Pancras Dijk

Wat is het laatste dat u zelf heeft gerepareerd?

‘Dat moet een van mijn vier fietsen zijn geweest. Het is mijn eer te na naar een fietsenmaker te gaan. Mijn vader vond het belangrijk om dingen zelf te kunnen maken. Hij stuurde mij op allerlei cursussen, tot houtbewerken aan toe, en ik kan goed met gereedschap overweg. Schandalig dat nu veel producten zó worden gemaakt dat ze niet zijn te repareren.’

Wat is – na de smartphone – uw favoriete gadget?

‘Mijn smartwatch. Ik sport graag en veel en mijn iWatch geeft me extra inzicht. Het ding moedigt me bovendien ieder uur aan even op te staan en een minuut te bewegen. Het is te suf voor woorden, maar als ik aan het einde van de dag een ‘medaille’ krijg omdat ik volgens het horloge voldoende heb bewogen, geeft me dat grote voldoening.’

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

‘Mijn hoofd gaat ’s avonds niet uit, waardoor ik al sinds mijn vroegste jeugd aan slapeloosheid lijdt. Slaappillen neem ik niet, maar een soort slaapmuts met elektroden die m’n hersengolven terstond tot rust kunnen manen, zou ik direct opzetten.’

Ik wou dat ik dát uitgevonden had!

64

‘Ik heb al een uitvinding op mijn naam staan. Toen ik studeerde, had ik een huisgenoot met een magnetron. Als enorm popcornliefhebber sloeg ik aan het experimenteren. Na aan reeks mislukkingen deed ik de mais in een papieren zakje. Het werkte! Ik droomde al over lucratieve patenten, tot ik bij de supermarkt kwam. Magnetronpopcorn bleek al te bestaan.’

Wat is uw niet-duurzame guilty pleasure?

‘Nu ik m’n oldtimer heb verkocht, is dat toch vliegen. Laatst heb ik voor het eerst elektrisch gevlogen, vanuit Rotterdam.

We kwamen tot boven Dordrecht en moesten toen weer omkeren. Op het vliegveld pruttelde op dat moment net een Cessna voorbij. Die stinkt en maakt lawaai, maar vliegt wel in één keer naar Nice. Elektrisch vliegen mag dan wel schoon zijn, maar vooralsnog is het geen serieus alternatief.’

Welke technologische ontwikkeling baart u zorgen?

‘De combinatie overheid en IT blijft steevast leiden tot feature creep: technici bedenken een nieuw systeem dat prima behapbaar is, maar dan gaan er zich allemaal anderen mee bemoeien die extra functionaliteiten eisen. Die nieuwe app moet ineens ook een kalenderfunctie krijgen en koffie kunnen zetten, zeg maar. Softwaresystemen van de overheid moeten altijd maar weer kunnen communiceren met bestaande verouderde systemen. Dat werkt gewoon niet en het heeft al bakken met geld gekost, zonder resultaat.’

Dilemma: u mag één tijdreis maken. Kiest u een bestemming in het heden of in de toekomst?

‘Naar de toekomst ga ik toch wel – tot op een zeker moment natuurlijk – dus doe mij maar het verleden. Ik zou voor het jaar 1900 kiezen en als bestemming Kelmis, de hoofdstad van Neutraal Moresnet. Natuurlijk, ik weet daar door mijn boek al veel van, maar toch zou ik er willen praten met de dorpsdokter, een sleutelfiguur in de ministaat.’

DE INGENIEUR • DECEMBER 2021

FOTO : ANNE VAN GELDER

Op de techniek!

Het jaar 2021 zit er bijna op en we kunnen wel stellen dat het voor iedereen een bewogen tijd is.

Wij hopen dat we als vereniging en met ons magazine wat lichtpuntjes konden brengen. En dat we je hebben geïnspireerd met artikelen en bijeenkomsten, ook al waren die vaker online dan ons lief is.

Laten we uitkijken naar een nieuw jaar vol met technische hoogtepunten, nieuwe verhalen en mooie ontmoetingen.

Bedankt voor je inbreng en betrokkenheid.

Fijne feestdagen en alvast een gezond en gelukkig 2022.

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.