De Ingenieur december 2022

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 12 JAARGANG 134 DECEMBER 2022

NA DE STEENTIJD Biogrondstoffen veroveren de bouw

I N N O V AT I E V E R S N E L L E R

Gas of elektrisch?

Hoe bespaar je thuis energie en geld?

|

CAPSULETREIN

|

GPS 2.0

|

Dick den Hertog: Velen willen bijdragen aan een betere wereld

GELOOF EN TECHNOLOGIE

Eureka Innovatieve robot zet de lijntjes uit

Ben jij vindbaar voor mede-ingenieurs?

Laat het KIVI-netwerk voor je werken KIVI is een netwerkvereniging met 17.000 interessante ingenieurs binnen handbereik. Bij ons vind je de juiste sparringpartner, toekomstige businesspartner of een nieuwe teamgenoot.

Maar als je wil netwerken en gevonden wil worden…. moet je worden gezien.

En dat kan via ons uitgebreide digitale ledenboek. Ga naar www.kivi.nl om in te loggen. Check je profielgegevens, update deze én zet het op ‘openbaar’.

Zo is ons netwerk up-to-date en kun jij aan de slag.

Vooraf

Pancras Dijk is hoofdredacteur van De Ingenieur.

Driebiggetjescomplex

De bouweisen zijn afgestemd op steen, cement en beton

Nu de wolf sinds enkele jaren weer in ons land rondzwerft, blijken veel mensen te lijden aan het roodkapjesyndroom. Hun angst voor de wolf stoelt vooral op de angstaanjagende sprookjes die zij als kind hoorden en waarin de wolf steevast de rol van slechterik vertolkt. Met zelfs maar een beetje biologische kennis zouden ze kunnen weten dat de roofdieren in werkelijkheid zo schuw zijn dat mensen er weinig van te duchten hebben.

Het wordt de laatste tijd steeds duidelijker dat we behalve aan het roodkapjesyndroom ook lijden aan een driebiggetjescomplex. U kent het sprookje wel.

Twee biggetjes die hun huis respectievelijk van stro en hout maken worden verslonden door een (daar is-ie weer) boosaardige wolf. Het derde biggetje, dat bakstenen verzamelt en daarmee ijverig aan het metselen slaat, blijft gespaard.

Dit complex vormt een grote hindernis voor de doorbraak van biobased bouwen. Hoewel onderzoek en tal van experimenten hebben aangetoond dat riet, bamboe, mycelium, kurk, hennep, spinaziezaden, paprikastengels en ja, ook stro een rol van betekenis kunnen spelen in de bouw, worden dergelijke biologische materialen nog nauwelijks ingezet. Behalve door de angst voor het onbekende komt dat ook door de regelgeving. Want degene met het grootste driebiggetjescomplex is misschien wel de wetgever. De huidige bouweisen zijn volledig afgestemd op de inzet van steen, cement en beton, wat de verdere ontwikkeling van deze veelbelovende materialen behoorlijk in de weg staat.

U leest er meer over in het omslagverhaal van deze maand. Intussen wens ik u namens de redactie vast mooie feestdagen en een fijne jaarwisseling!

Op de cover

Organische materialen kunnen een grote rol spelen in de verduurzaming van de bouw.

BEELD : SHUTTERSTOCK

PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

1

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

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

De Ingenieur verschijnt twaalf maal per jaar. © Copyright 2022 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, via internet of op welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Niet in alle gevallen is na te gaan of er op de illustraties in dit nummer nog copyright rust. Waar er nog verplichtingen zijn tot het betalen van auteursrecht is de uitgever bereid daaraan alsnog te voldoen.

ISSN 0020-1146 Abonnementen 2023 Leden van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) ontvangen De Ingenieur uit hoofde van hun lidmaatschap.

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

RUBRIEKEN 35 | Zien & Doen Invader Rubikcubist 37 | Inbox Reacties van lezers 40 | Eureka Een e-schoen en andere productontwerpen van morgen

Vliegen op waterstof Testmissie naar de maan Mega-battolyserfabriek Breincomputer

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 2023 Regulier lidmaatschap: € 165,30 jaar of jonger: € 45,-* Studentlidmaatschap: € 22,50* Seniorlidmaatschap: € 130,De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland. Een lidmaatschapsjaar loopt van 1 januari tot en met 31 december. Bij lidmaatschappen die in de loop van het jaar ingaan, wordt de contributie naar rato berekend. Aanmelden voor het lidmaatschap kan via kivi.nl/lidworden. * De Ingenieur digitaal

4 | NIEUWS

52 | Quote ‘Innovatie kan tien keer sneller’ 55 | Uit de vereniging Duurzaam ondergronds 60 | Voorwaarts Supervoorspellers 62 | Teamgeest Team !MPACT (TU/e) wil autoimmuunziekten genezen

PERSOONLIJK

56 | M E D I A Ongekend: vrouwen in de natuurwetenschap Industrial Light & Magic Het kan dus wél

46 | Doelen & Drijfveren Hoogleraar operation research Dick den Hertog

De binnenkant van buiten

COLUMNS 11 | Punt Auke Hoekstra 21 | Podium Felienne Hermans

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.

25 | Enith Duurzaam kattenvoer 27 | Möring Strijd tegen verval

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

59 | Q&A De zeilende ingenieur Geert Folkertsma

39 | Jims verwondering Perfectie in geel en blauw

Volg ons ook op

64 | Vragenvuur Jeugddijkgraaf Fien Snelting

45 | Rolf zag iets nieuws Warme lampjes

NR. 12 JAARGANG 134

12

DECEMBER 2022

foto : shutterstock

Huizen kweken Hennep, vlas, kurk, bamboe, stengels van paprika en aubergine, zeewier: ze hebben potentie als duurzaam bouwmateriaal. Alleen de wetgeving werkt nog niet mee. Hoe lossen we dat op?

22 | Gas of elektrisch?

48 | Geloof in technologie

Gas is schaars en niemand wil de oorlog van Rusland tegen Oekraïne sponsoren.

Maar wat betekent de overstap van gas naar elektrisch in huis voor het energie­ verbruik, de uitstoot en de kosten?

Technologie en religie elkaars tegen­ polen? Welnee, zegt antropoloog Michiel van Well. Ze zijn juist voortdurend met elkaar in wisselwerking.

52 | Versnelde innovatie 28 | Positiebepaling van

de toekomst

Gps is een wonder van techniek, maar werkt met name in de stad soms slecht.

Nederlandse onderzoekers ontwikkelden een variant die stukken nauwkeuriger is.

32 | Toekomstdenken: Capsuletrein

Gebruik de nieuwste computer­ technologie als digitale zevensmijls­ laarzen, zegt IBM­onderzoeksleider Alessandro Curioni.

Verplaatsen we ons in de toekomst in licht­ gewicht voertuigen die op magneten zweven?

Online vroegen we u mee te denken over dit futuristische concept, en dat deed u massaal.

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

3

xxxx p.22

xxxx p.23

xxxx p. 26

ONDER REDACTIE VAN JIM HEIRBAUT

xxxxx p.18

REDACTIE@INGENIEUR.NL

Rotterdam krijgt fabriek voor waterstofbatterijen De haven van Rotterdam krijgt de eerste grote Battolyserfabriek ter wereld die seriematig waterstofbatte­ rijen gaat produceren. Deze kunnen met groene stroom een batterij op­ laden en waterstof produceren.

Tekst: Jim Heirbaut

De beoogde fabriek gaat stacks (reeksen batterijcellen) maken voor de waterstof­ batterij van het bedrijf, de Battolyser. Ook gaat het bedrijf het ontwerp licenseren zodat klanten zelf de systemen kunnen maken. ‘Battolyser Systems bouwt zelf geen fabrieken voor de klant. Dat doen externe partijen’, stelt Mattijs Slee, ceo van Battoly­ ser Systems.

De Battolyser, accu en elektrolyse­ apparaat ineen, kan zowel elektriciteit opslaan in een accu als waterstof genereren met elektrolyse. Is er wind of zon in over­ vloed, dan is er veel stroom en is de prijs laag. Op dat moment loont het niet om stroom te leveren aan het net en is elektri­ citeit opslaan en waterstof produceren veel slimmer voor de Battolyser­eigenaar. Met

die waterstof kan later weer elektriciteit worden opgewekt, of het gas kan dienen als grondstof voor de chemische industrie.

Maar wanneer het niet waait of bewolkt is, wordt er weinig duurzame stroom opge­ wekt en is de prijs hoog. Op dat moment levert de Battolyser vanuit de eigen batterij stroom aan het net. De waterstofbatterij biedt dus het beste van twee werelden.

Toekomstige klanten verwacht Battolyser Systems te vinden onder energieproducen­ ten die nu last hebben van sterk variabele stroomprijzen. Slee: ‘Voor hen versterken wij de businesscase van zon en wind.’ Maar ook olie­ en gasbedrijven heeft Battolyser Systems in het vizier. ‘Die hebben zelf be­ hoefte aan waterstof, bijvoorbeeld voor het kraken van de lange ketens van koolwater­ stoffen’, legt Slee uit.

De nieuwe fabriek moet in de tweede helft van 2024 opengaan. Komend jaar valt het definitieve besluit over de investering, waarvoor nog particuliere en publieke investeringen nodig zijn om internationaal te kunnen concurreren. ‘Vandaar dat we haast hebben. We hebben een goed product en de markt is nu open’, aldus Slee. •

Conceptontwerp van de beoogde Battolyserfabriek. illustratie : kraaijvanger architects

Maak kans op innovatieprijs De Vernufteling Met de uitreiking van De Vernufteling zetten brancheorganisatie Koninklijke NLingenieurs en maandblad De Ingenieur elk jaar innovatieve projecten van advies- en ingenieursbureaus in de schijnwerpers. Elk vernieuwend, technologisch geavanceerd of baanbrekend project met een duidelijke maatschappelijke relevantie kan worden ingezonden om in aanmerking te komen. De prijs gaat naar het meest vindingrijke project, dat ook economisch en/of maatschappelijk van belang is.

Projecten indienen kan tot 3 februari 2023. Zie nlingenieurs. nl/devernufteling.

Schimmels vervangen plastic in elektronica Het dradennetwerk van schimmels (mycelium) maakt zijn intrede in de flexibele elektronica. Onderzoekers in Oostenrijk gebruikten dunne lagen mycelium als substraat voor chips in plaats van het plastic dat dient om een chip elektrisch te isoleren van de printplaat. Dat is beter voor het milieu wanneer een apparaat wordt afgedankt.

De onderzoekers toonden aan dat de methode werkt, maar een echte doorbraak van schimmelelektronica zal nog jaren op zich laten wachten. Het natuurlijke materiaal is lastig inpasbaar in bestaande industriële elektronische processen die heel precies zijn en extreem schoon. (JH)

Lees het laatste technieknieuws op deingenieur.nl

4

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

Onderzoekers bij de straalmotor die voor de test werd gebruikt. foto : rolls - royce

Rolls-Royce test straalmotor met waterstof In Groot-Brittannië heeft Rolls-Royce tests uitgevoerd met een straalmotor die op waterstof draait. Dit is een eerste stap op weg naar vliegtuigen die vliegen op het gas.

Tekst: Jim Heirbaut

Het betrof een ground test, niet in de lucht dus, met een losse straalmotor die ingenieurs van Rolls-Royce geschikt hadden gemaakt voor waterstof. Hiervoor werkte de fabrikant van vliegtuigmotoren samen met luchtvaartmaatschappij easyJet. ‘Je kunt niet zomaar waterstof sturen door een gewone straalmotor die normaal kerosine te verbranden krijgt. Daarvoor zijn allerlei aanpassingen nodig’, zegt universitair docent flight performance and propulsion Ivan Langella van de TU Delft, niet zelf betrokken bij het onderzoek. Rolls-Royce was niet in de gelegenheid vragen van De Ingenieur te beantwoorden.

Om te beginnen moet waterstof sterk worden gekoeld, tot zo’n -260 graden Celsius, om vloeibaar mee te kunnen in een vliegtuig, zegt Langella. ‘Die koude kan

de materialen van bijvoorbeeld leidingen nadelig beïnvloeden. Verder ontbeert waterstof de smerende werking die kerosine van nature wel heeft. Dus het ontwerp van de straalmotor moet worden aangepast zodat de onderdelen niet te snel slijten.’

Ook in de verbrandingskamer van de straalmotor liggen uitdagingen. Waterstof verbrandt heel anders dan kerosine, zegt Langella. ‘De grootste uitdaging is het tegengaan van stikstofoxiden, NOX.’ Anders dan CO2 ontstaan die ook bij verbranding van waterstof.

Om dat te doen, zijn grofweg twee routes mogelijk, zegt Langella. Welke Rolls-Royce gebruikt, is niet bekend. ‘De eerste is door in de verbrandingskamer honderden kleine injectoren te plaatsen, die allemaal een beetje gas inspuiten. Vlak voordat in een cyclus al het gas is verbrand, spuit je dan opnieuw waterstof in. Hierdoor hebben stikstofoxiden nauwelijks kans om te ontstaan.’

De tweede manier om NOX-vorming te beteugelen, is met zogenoemde lean premixed combustion, waarbij naar verhouding meer lucht dan brandstof beschikbaar is.

‘Die twee worden deels gemengd voordat ze

in de verbrandingskamer komen. Doordat er lucht over is, kan die een deel van de verbrandingshitte opnemen, waardoor de temperatuur een stuk lager blijft en de NOX-vorming ook.’

Rolls-Royce en easyJet willen bewijzen dat waterstof een rol kan spelen bij het koolstofvrij maken van de luchtvaart. Dat kan

De grootste uitdaging is de vorming van NOx tegengaan overigens ook door waterstof aan boord van een vliegtuig in een brandstofcel te stoppen die elektriciteit opwekt voor elektromotoren die vervolgens propellers aandrijven. Maar directe verbranding van waterstof in een motor levert een hoger vermogen op. Eerst is hiervoor nog verder onderzoek nodig, maar het voordeel van waterstof is duidelijk: uit de uitlaat van de straalmotor komt geen CO2 maar water als afvalproduct. • DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

5

NIEUWS

Testmissie naar de maan

Als alles goed is verlopen, is op zondag 11 december ruimtecapsule Orion van ruimtevaartorganisatie NASA teruggekeerd op aarde. Op 16 november werd de capsule met een draagraket (SLS) richting maan gelanceerd: een testvlucht in het kader van NASA’s Artemisprogramma. Doel is om in 2025 voor het eerst sinds 1972 weer mensen op de maan te zetten.

ruimtecapsule Orion 3 poppen aan boord:

De raket

NASA’s Space Launch System (SLS) vergeleken.

AFMETINGEN (meters) 112

lanceringsadapter

110

98

RL10-motor

56

Domtoren

Spaceshuttle

SLS

tank vloeibare zuurstof

Saturn V*

Helga en Zohar meten blootstelling aan kosmische straling.

Commandant Moonikin Campos meet de druk en belasting tijdens de lancering.

*NASA’s draagraket van eind jaren ‘60, net als de SLS gebruikt voor (deels bemande) vluchten rond de maan.

UITSTOOT BIJ LANCERING (miljoen kilogram CO2) tank vloeibare waterstof

SLS 7,8

Saturn V 7,5

boosterraketten

Spaceshuttle 8,8

De route

De Orion is twee keer met inzet van motoren vlak langs de maan gestuurd.

Daar tussenin cirkelde de capsule in een natuurlijke baan om de maan, gestuurd door de zwaartekracht van de maan en de aarde en de snelheid va van de capsule.

In deze baan blijven kost geen energie.

Lancering Florida 3

heenweg ‘natuurlijke’ baan om de maan terugweg

Kennedy Space Center Landing in zee

RS25-motoren

1

6

1

Zonnepanelen uitgeklapt, raket afgeworpen.

2

De capsule bereikte een afstand van 60.000 kilometer voorbij de maan.

Nooit eerder vloog een bemanningscapsule zo ver van de aarde.

3

Bij terugkeer in de dampkring is het hitteschild van de Orion voor het eerst blootgesteld aan de volledige terugkeersnelheid en bijbehorende hitte van een maanmissie.

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

2

Ymke Pas/De Ingenieur/Bron: NASA

Verzilting gaat veel vaker voorkomen Het kabinet maakt het water en de bodem sturend voor de toekomstige inrichting van ons land. Verzilting wordt daardoor moeilijker te bestrijden. Zelfs ‘slim doorspoelen’ helpt niet meer overal.

Tekst: Marlies ter Voorde

Al eeuwenlang zijn Nederlanders kampioen in het naar hun hand zetten van de omgeving. Met dijken, sloten en pompen reguleren waterbeheerders het waterpeil, zodat er op plekken naar keuze kan worden gebouwd en geboerd. Bij verzilting van het water worden de sloten doorgespoeld met zoetwater uit de grote rivieren.

Maar die tijd nadert zijn einde. Het kabinet wil water en bodem voortaan sturend laten zijn bij beslissingen over de inrichting van ons land, bleek uit een brief die minister Harbers en staatssecretaris Heijnen van Infrastructuur en Waterstaat op 25 november aan de Tweede Kamer stuurden.

Dat betekent dat verzilting niet altijd en overal meer kan worden bestreden, en dat de zoete grondwatervoorraden in de kustzone onder druk komen te staan. Uiteindelijk heeft dat ook invloed op drinkwatervoorziening, landbouw en industrie.

De verzilting van West-Nederland wordt niet alleen veroorzaakt door de Noordzee foto : depositphotos

die via kanalen en rivieren steeds verder het land binnendringt. Het zout komt voor een groot deel omhoog vanuit de ondergrond, waar oeroud zeewater ligt opgeslagen. Zevenduizend jaar geleden lag West-Nederland grotendeels onder water en waren Noord- en Zuid-Holland waddengebied. Dit oude zeewater komt door inpolderingen en droogmakerijen nu als zoute kwel omhoog.

Zeespiegelstijging veroorzaakt extra kwel. ‘Bij een meter zeespiegelstijging komt er anderhalf keer zoveel zout in het oppervlaktewater terecht, bij drie meter ruim drie keer zo veel’, zegt hydroloog Joost Delsman van onderzoeksinstituut Deltares.

Daarnaast komt er door langduriger droogte, verminderde rivierafvoer en bodemdaling vaker onvoldoende zoet water beschikbaar om verzilting te bestrijden.

Deltares publiceerde afgelopen zomer een rapport voor het Kennisprogramma Zeespiegelstijging over de invloed van de zeespiegelstijging op zoute kwel. Die invloed strekt zich uit tot tien tot twintig kilometer vanaf de kust en de oevers van meestijgende binnenwateren, berekenden Delsman en zijn collega’s.

Er komt niet alleen meer kwelwater omhoog, maar uiteindelijk ook van grotere diepte, waar de zoutconcentratie hoger is. Voor het doorspoelen met behoud van

hetzelfde resultaat is bij een halve meter zeespiegelstijging al twee tot drie keer zoveel zoetwater nodig als nu. Bij een meter zeespiegelstijging is dat vijf keer zoveel, en bij drie meter loopt dat op tot tien tot twintig keer zoveel.

De komende jaren wordt ingezet op slimmer doorspoelen, zegt Delsman, dus alleen waar en wanneer het nodig is. Het zoete water wordt dan bijvoorbeeld met stuwen, schotten en buizen zo door de sloten geleid dat het op de gewenste plekken terechtkomt en niet de kortste weg

Zout komt voor een groot deel omhoog vanuit de ondergrond neemt van de inlaat naar het gemaal dat de polder drooghoudt. Delsman: ‘Maar op termijn ga je het daarmee niet overal redden en moet je aan andere oplossingen denken.’

Het telen van zoutbestendige gewassen bijvoorbeeld, al is de vraag of dat voldoende kan worden opgeschaald. Nederland is nu ook exporteur van fruit en groente, wat te danken is aan de ruime beschikbaarheid van zoetwater. • DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

7

NIEUWS

Steeds meer hout in gebouwen Tekst: Jim Heirbaut

Dat er een materiaal bestaat dat tijdens de productie koolstof vastlegt in plaats van uitstoot, is een besef dat langzaamaan ook (weer) in de bouw indaalt. Her en der verrijzen nu hoge gebouwen die voor een groot deel uit hout bestaan.

De nieuwste loot aan deze stam is het appartementencomplex SAWA, dat wordt gebouwd op de Lloydpier in Rotterdam.

Het vijftig meter hoge gebouw trekt op afbeeldingen vooral de aandacht door de enorme aantallen plantenbakken met 21 verschillende soorten planten. Maar het meest bijzondere is van de buitenkant niet te zien: de dragende constructie, die voor het grootste deel niet van het gebruikelijke beton is, maar van hout. Liefst 90 procent bestaat uit cross laminated timber, platen hout die kruislings op elkaar zijn gelijmd. Daardoor wordt het gebruik van beton tot een minimum beperkt.

Zelfs de vloeren, die in andere houten gebouwen nog van beton zijn, zijn bij SAWA van hout. Dat levert een uitdaging op, vertelt Robert Platje, bouwtechnoloog bij Mei architects and planners. ‘Betonnen vloeren voorkomen met hun massa dat er hinderlijke trillingen en geluiden optreden.’

Houten voeren doen dat niet. SAWA gebruikt daarom zogenoemde droge ballast in de vorm van grind. ‘Dit zijn hergebruikte stenen, gerecycled dakgrind om precies te zijn, waar ook de leidingen en pijpen doorheen lopen.’

Door het gebruik van hout gaat het er op de bouwplaats van SAWA anders aan toe. Zijn er op een conventionele bouwplaats zware kranen aan het werk en brengen bouwvakkers wapening aan om vervolgens beton te storten, ‘bij de bouw van SAWA zijn alleen maar zoemende accuboormachines te horen’, zegt Platje. ‘Een kleine, lichte kraan draagt de geprefabriceerde houten elementen aan en de bouwvakkers schroeven ze vast. De bouwplaats is veel schoner. De kraan is elektrisch en kleine elektrisch aangedreven trucks voeren de houten elementen aan. Zo’n beetje alles is montage, het is net een bouwpakket van IKEA.’ illustratie : mei architects and planners

8

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

9

NIEUWS

Computers die werken als hersenen

GIESEN

Een internationaal onderzoeksteam ontwikkelde een moleculaire schake­ laar voor computers. Het publiceerde hierover onlangs in Nature Materials.

In conventionele computers zijn geheugenplekken schakelaars die aan of uit kunnen staan, waardoor een code van enen en nullen ontstaat.

Heel efficiënt is dat niet. ‘Hersenen gebruiken voor het uitvoeren van een zelfde soort taak zo’n tienduizend keer minder energie dan de zuinig­ ste computer’, zegt nanotechnoloog Christian Nijhuis van de Universiteit Twente, die het onderzoek leidde.

De zenuwcellen (neuronen) in onze hersenen gebruiken alleen energie als er een puls doorheen gaat. Bovendien staan ze niet alleen aan of uit, maar nemen ze ook stoffen (neurotrans­ mitters) op waardoor ze harder of zachter kunnen aanstaan. Ook maakt het voor het signaal uit of de hoeveel­ heid neurotransmitters aan het afnemen of toenemen is: dat is het hysterese­effect. De nieuwe molecu­ laire computerschakelaars lijken op deze hersenneuronen: de geleidbaar­ heid kan variëren en er is een hystere­ se­effect ingebouwd. (MtV) •

GEKNIPT

‘Goede ingenieurs hebben ballen aan hun lijf.’

Maar het kunnen net zo goed vrouwen als mannen zijn, zegt Jill Claes van de Universiteit Antwerpen, die strijdt voor meer vrouwen in de techniek (PZC).

10

‘Ingenieurs en bestuurders hebben elkaar nodig.

Uiteindelijk moet elk reëel probleem toch in de reële wereld worden opgelost. Dit kan alleen door elkaar in een begripvolle wurggreep te nemen.’

‘Twitter besturen is niet hetzelfde als auto’s of raketten bouwen, iets waar Musk duidelijk heel goed in is. Hem de verantwoordelijkheid toevertrouwen voor een belangrijk deel van de openbare ruimte van de wereld lijkt me net zoiets als een kwetsbare klok aan een aap geven.’

‘Dit gaat pijn doen. Maar zelf koos ik er ook bewust voor om hoger te gaan wonen. Anderen iets heel anders adviseren druist tegen mijn natuur in.’

Columnist John Naughton is kritisch op Musks overname van social mediaplatform Twitter (The Guardian).

Bouwkundige Noor Huitema legt uit waarom haar adviesbureau Copper8 niet langer meedoet aan nieuwbouwprojecten onder NAP (Cobouw).

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

Bestuurders kunnen niet zonder doelgericht denkende ingenieurs, stelt geohydroloog Harrie Winter (H2O).

‘Een batterij maken die werkt, is de kunst niet. De uitdaging is om een batterij te maken die het tienduizenden keren doet.’

Hoogleraar elektrische energieopslag Marnix Wagemaker (TU Delft) probeert te voorkomen dat batterijen degraderen door het steeds op- en ontladen (Installatie Journaal).

‘Astronauten hebben echt een extreem positieve impact op de maatschappij. Ze kunnen bijdragen aan een betere wereld voor morgen. De ruimte is een sleutel om de problemen die onze planeet vandaag kent op te lossen. In de eerste plaats denk ik dan aan de klimaatcrisis.’

De Belgische ingenieur Raphaël Liégeois is blij dat hij is uitverkoren als nieuwe ESA-astronaut (HLN).

illustratie : matthias giesen

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp.

Deze maand: Auke Hoekstra.

Verbrandingsmotoren in de ban Vanaf 2035 mogen nieuwe auto’s in Europa geen geen piek op het elektriciteitsnet is wanneer zon CO2 meer uitstoten. Dat zijn de Europese Com- en wind overvloedig zijn. Een win-win-win voor missie en het Europarlement in oktober over- consument, elektriciteitsnet en duurzaamheid. eengekomen. Waarop Rob Roos van de partij Nederland is wereldmarktleider op dit gebied.

Dan zouden elektrische auto’s helemaal niet JA21 in een opiniestuk in De Telegraaf – ‘Elektrificatie wagenpark wordt nachtmerrie’ – claimt schoner zijn, volgens Roos, omdat ze 40 prodat het EU-doel onhaalbaar is. Hij uit echter een cent zwaarder zijn, waardoor er meer schadeflinke reeks aan onjuistheden. Om te beginnen lijke deeltjes van de remmen en de banden afstelt Roos dat het verbod op verbrandings- komen. Alweer mis. Ten eerste zijn de huidige motoren honderdduizenden banen kost bij de elektrische auto’s gemiddeld slechts 20 procent grote autobouwers. In werkelijkheid zullen bij- zwaarder. En het gewicht van de batterij halveert na alle consumenten voor 2030 elektrisch gaan ruwweg elke tien jaar terwijl de aandrijflijn van rijden omdat dit aanzienlijk goedkoper wordt in een elektrische auto juist honderden kilo’s lichter aanschaf en gebruik. Het voorgestelde verbod is is. Ver voor 2035 zullen de elektrische auto’s dus vooral belangrijk omdat het Europese fabrikan- juist lichter zijn. Ten tweede spreekt Roos hier over fijnstof, maar we ten dwingt de kop uit het zand te stappen juist over op halen.

Het voorgestelde elektrische auto’s omAls alle auto’s in de EU elekdat ze nu al drie keer trisch worden, is 20 tot 25 proverbod dwingt de minder CO2 uitstoten. cent meer elektriciteit nodig, zo schrijft Roos, en dat is ongewenst Europese fabrikanten Bovendien remmen in een energiecrisis waarin het elektrische auto’s op de de kop uit het gebruik van fossiel moet worden motor en komt er daarafgebouwd. Dit is beschamende door juist veel minder zand te halen misleiding. Ten eerste gebruiken fijnstof van de remmen elektrische auto’s juist vier keer af. Bij fijnstof moet je minder energie dan brandstofauto’s. Ten tweede vooral kijken naar de kleinste en lichtste deeltjes kan elektriciteit uit vele bronnen komen, maar en dan blijken remschijven en uitlaatgassen per komt de energie voor brandstofauto’s vrijwel ge- gram veel erger te zijn dan bandenstof. heel van fossiel. Zo stoten elektrische auto’s in Ten slotte stelt Roos dat voor al die elektrische Europa nu al drie keer minder broeikasgassen auto’s vele malen meer lithium, kobalt, grafiet uit gedurende hun levensduur, de productie van en nikkel nodig zijn en we ons daarmee afhande accu meegerekend. kelijker maken van dictaturen. Hij vergeet te Verder vergt de elektrificatie van personen- vermelden dat we voor wegtransport ook olie auto’s een dure versterking van het elektriciteits- gebruiken. Die kunnen we niet recyclen en het net en dat is een ‘onhaalbare kaart’, stelt Roos. is in geld en gewicht duizenden keren meer. En Hier klopt niets van. Voor de energietransitie juist voor olie zijn we afhankelijk van landen als moeten we het stroomnet hoe dan ook vernieu- Rusland en Saudi-Arabië. wen en uitbreiden. Bovendien staan auto’s 95 procent van de tijd stil en zullen ze ‘slim laden’ Auke Hoekstra is onderzoeker aan de Technigebruiken: ze stemmen dan het opladen af op sche Universiteit Eindhoven en directeur van momenten dat stroom goedkoop is, zodat er onderzoeksbureau Zenmo.

FOTO : AUKE HOEKSTRA

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

11

Materialen van morgen Loopt het stenen tijdperk op z’n laatste benen, nu steeds duidelijker wordt dat ook organische grondstoffen een grote rol kunnen spelen in de bouw?

Het lijkt erop, maar de vraag is of sector en wetgever er al klaar voor zijn.

12

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

Linnen tapijt met kleurstoffen uit plantaardig afval (links) en geveltegels van riet, blauwe algen en cellulosevezels uit rioolslib en een thermisch frame van frakéhout (rechts) in The Exploded View Beyond Building. FOTO ’ S : ABOUT TODAY

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

Het gekweekte huis komt eraan. Hennep, vlas, kurk, stengels van paprika en aubergine, bamboe, zeewier en andere gewassen hebben potentie als bouwmateriaal en kunnen de uitstoot van broeikasgassen beperken. Alleen de wetgeving werkt nog niet mee. Wat houdt een snelle doorbraak tegen? En hoe lossen we dat op?

Olifantengras (Miscanthus giganteus) heeft vrijwel geen natuurlijke materialen verwerkt. Een tastbaar bewijs dat bestrijdingsmiddelen en nauwelijks stikstof nodig. De bouwen met reststromen uit tuinbouwkassen en maplant groeit snel en kan 3,5 meter hoog worden. Na de terialen uit voedselafval en (riool)water daadwerkelijk oogst laat olifantengras zich eenvoudig in balen per- kan. En de mogelijkheden zijn eindeloos: coatings van sen. Haal de suiker en de lignine eruit en wat overblijft leem; vloerbedekking van mycelium; groendaken van is cellulose, geschikt voor verwerking tot geëxpandeerde kurk met wolsubstraat; tegels prefab-elementen voor de houtskeletbouw. uit gesteriliseerde katoenresten; tegels uit een Die lignine, of houtstof, is op zichzelf ook een combinatie van rietvezels, cellulosevezels uit interessant organisch materiaal, bijvoorbeeld het riool (van toiletpapier), onthardingskalk Een als vervanger van bitumen, de chemische en biohars. Het kan allemaal – maar voor een betonnen lijmstof in asfalt. ‘De vezels van olifantengras snelle doorbraak vormen onze wetten en rebrug kan zijn kansrijk. Het is win-win-win-win’, zegt gels nog een belemmering. Die moeten eerst kwartiermaker Jan Willem van de Groep, veranderen. zomaar die biobased bouwen op de kaart moet zeteven goed ten voor de provincie Flevoland en eerder Knellend Bouwbesluit scoren het ministerie van Landbouw. Meerjarige en Volgens zelfstandig transitiestrateeg en innodiepwortelende gewassen, zoals olifantengras, als een van vatiemanager Atto Harsta wordt er te weinig kunnen volgens civiel ingenieur Van de Groep gestuurd op het gebruik van biobased materihout ook een positief effect hebben op de water- en alen en grondstoffen voor in de bouw. Harsta: bodemkwaliteit. Er zit misschien zelfs wel een ‘Als biobased kan, moet je dat altijd doen. Kan verdienmodel in voor veeboeren die op zandhet niet, val dan terug op circulaire toepassingronden moeten extensiveren, ofwel minder gen van zand, grind, staal, glas, bauxiet, koper, dieren per hectare mogen houden. zink en titanium want die grondstoffen raken uiteindeOlifantengras als grondstof voor biobased bouwma- lijk op.’ terialen is slechts een voorbeeld. Zo waren er in het Qua wetgeving moet er wel iets veranderen, stelt HarExploded View Beyond Building, een huis dat te zien was sta. De huidige berekeningsmethodiek in het Bouwop de recente Floriade in Almere, maar liefst honderd besluit is ‘knellend’ voor biobased materialen. Ook de

“

Het veelzijdige cultuurgewas vlas (onder, links) wordt gebruikt in onder meer linnen, lijnolie en spaanplaat.

Olifantengras (onder, rechts) groeit snel, wordt meters hoog en geldt als een bouwgewas van de toekomst. beeld : shutterstock

14

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

’’

Wet milieubeheer is beperkend. Zo worden restproducten uit de glastuinbouw gedefinieerd als afval, terwijl paprika- en auberginestengels juist veelbelovend zijn.

Volgens het Bouwbesluit, dat dateert uit 2012, bestaat biobased bouwmateriaal eigenlijk niet. Materialen en producten moeten in hun toepassing voldoen aan prestatie-eisen voor onder andere constructieve veiligheid, brandveiligheid, energiezuinigheid, gezondheid en milieuprestaties. Of de gekozen materialen en producten van natuurlijke oorsprong zijn, doet voor de eisen van het Bouwbesluit niet ter zake. Er worden doelen nagestreefd en geen middelen voorgeschreven.

Volgens Harsta pakt dat vaak nadelig uit voor biobased bouwen: ‘De normen die worden voorgeschreven, zijn ooit opgesteld door de traditionele industrie en die heeft baat bij eindigheid van materialen en vervanging.’

Ook Van de Groep is hier kritisch over: ‘De traditionele industrie is gebaat bij een zo gunstig mogelijke milieuprestatiewaardering en een zo hoog mogelijke instapdrempel voor concurrerende materialen. Zo mogen ver in de toekomst liggende circulaire klimaateffecten worden afgetrokken van de klimaateffecten die men nu veroorzaakt.’

Industrie normbepalend Niels Ruijter, directeur van de Nederlands Vereniging Toeleverde Bouwmaterialenindustrie (NVTB), een koepelorganisatie voor de hele bouwmaterialenbranche, houdt vast aan de huidige berekeningsnorm: de Bepalingsmethode Milieuprestaties Bouwwerken die is opgesteld door de stichting Nationale Milieudatabase

(NMD). Ruijter: ‘De NMD is onafhankelijk en wordt grotendeels gefinancierd door de Rijksoverheid.’

Van de Groep ziet dat anders: ‘De commissie die deze norm (EN 15804) heeft bedacht, wordt grotendeels bevolkt door de CO2-intensieve industrie zelf. De NMD heeft die norm als uitgangspunt genomen voor de door hen bedachte bepalingsmethode. Daarbij zijn er ook nog tweaks aangebracht die voordelig zijn voor

Compact water­ opvangsysteem voor de stedelijke omgeving, met rieten bekleding en een tuin met kattenstaart en rietplanten in kurken plantenbakken. foto : lisa wernaart

t

Oneerlijke milieuprestatienorm De MilieuPrestatie Gebouwen (MPG) is als voorgeschreven bepalingsmethode in het Bouwbesluit belangrijk voor biobased bouwers. Deze regeling verplicht dat er aan elke bouwvergunningsaanvraag een berekening van de levenscyclusanalyse (LCA) moet worden toegevoegd.

Daaruit moet blijken hoe schadelijk het toegepaste materiaal is. ‘Die MPG is belangrijk omdat we willen dat de overheid gaat sturen op milieu- en klimaatimpact’, aldus Van de Groep. ‘Maar de achterliggende berekeningsnorm is problematisch.’

Er zijn momenteel heftige discussies gaande over aanpassing van de MPG, die als oneerlijk wordt ervaren door producenten van biobased materialen. Van de Groep geeft enkele praktijkvoorbeelden. ‘Je mag de negatieve emissie niet meetellen als winst, dat is de CO2 die door planten wordt opgenomen tijdens de groei.

Maar als je met een aannemelijk verhaal komt over hergebruik van CO2-intensieve materialen, dan mag je de emissie die je in de toekomst, over 75 jaar, bespaart wél aftrekken van de CO2-emissie die nú vrijkomt bij het produceren.’

Bovendien wordt er vanuit gegaan dat biobased materialen na 75 jaar worden verbrand – wat zogenaamd tot extra emissie zou leiden. ‘Dit is allemaal ontzettend krom want na 2050 is er een wereldwijde afspraak om geen CO2-meer uit te stoten. Het kan daardoor zomaar zijn dat een betonnen brug even goed scoort als eentje van hout,’ zegt Van de Groep.

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

15

B I O B A S E D B O U W M AT E R I A A L

Gedroogde en gehakselde paprikastengels zijn een reststroom uit de tuinbouw, hier klaar voor toepassing als isolatiemateriaal.

BB Block (rechts) is een bouwsysteem dat gedroogde paprikastengels gebruikt voor isolatie FOTO ’ S : BB BLOCK

Hele woonwijken kunnen met natuurlijke materialen en reststromen uit de agrarische sector worden aangelegd.

Voorbeeldwoning (rechts) die voor 75 procent uit paprikastengels bestaat op de Floriade 2022.

FOTO ’ S : BB BLOCK ( LINKS ); FLORIADE 2022

Van paprikastengel tot isolatiemateriaal Reststromen uit de tuinbouw zijn kansrijk, zegt programmamanager Peter Oei van het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit en gedetacheerd bij Stichting Innovatie Glastuinbouw (SIGN), een initiatief van Glastuinbouw Nederland. Veelbelovend zijn vooral de stengels van tomaten-, aubergine- en paprikaplanten. Maar hoe zijn paprikastengels eigenlijk tot bouwmateriaal te verwerken?

1. De stengels worden na het einde van de paprikateelt afgesneden, verzameld op matten en vervoerd naar het centrale gangpad in de tuinbouwkas.

2. Het natte organische materiaal wordt gehakseld en in containers verzameld voor transport naar de groenrecycler.

3. Bij de groenrecycler ontwatert het paprikagranulaat – brokjes van

16

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

zo’n drie centimeter – op een grote hoop of in een schroefpers. Onder druk wordt ongeveer de helft van het vocht eruit geperst. Het vocht zelf kan dienen als kalirijke meststof voor planten.

4. Het granulaat wordt op hopen gelegd en vanuit de bodem belucht.

De broeiwarmte wordt gebruikt om het vocht dat er nog in zit te laten verdampen. De hopen worden verschillende

keren doorgemengd voor een gelijkmatige droogcompostering.

5. Het granulaat gaat in een trommelzeef. De plastic touwtjes waarmee de paprikastengels waren opgehangen, worden eruit gezeefd.

6. Het granulaat wordt nogmaals gehakseld en is uiteindelijk een inblaasbaar isolatiemateriaal voor in holle bouwelementen.

The Growing Pavilion en Living Shelter toonden op de recente Floriade de kracht van een bijzonder bouw­ materiaal: mycelium, het dradennetwerk van schimmels. foto : floriade 2022

“

weer grotendeels bevolkt door de gevestigde de traditionele industrie. Zo zijn op Euroindustrie. Zo zat de lobbyist van de Nederpees niveau veel meer LCA-productkaarten De normlandse baksteenindustrie bijvoorbeeld in de beschikbaar dan Nederland mag gebruiken. commissie technische commissie. De ogenschijnlijke Ook het terugbrengen van de LCA-waarden sfeer van belangeloosheid is ver bezijden de naar één getal is onwenselijk. Daarmee maak wordt je een blend van negentien milieu-indicatoren grotendeels werkelijkheid. In al die commissies van zowel NEN als EN is de industrie vertenwoordigd.’ die weinig met elkaar te maken hebben. Een De overheid is slechts toehoorder, volgens supergiftig materiaal kan zomaar de norm bevolkt door Van de Groep. ‘De overheid steunt de NMD halen.’ de CO2noodgedwongen met middelen omdat ze anJan-Willem Groot, directeur van de NMD, intensieve ders helemaal geen bepalingsmethode zou reageert desgevraagd dat de EN 15804, waarindustrie hebben. De NMD kan zichzelf niet bedruivan hun bepalingsmethode is afgeleid, een pen waardoor de overheid nodig is, maar die uitgebalanceerde norm is die de milieu-effeczelf heeft feitelijk geen enkele invloed. Gelukkig ten over de hele levenscyclus in beeld brengt. bracht de Europese cement-, keramiek en Groot: ‘Er wordt gesuggereerd dat de NMD in betonindustrie kortgeleden gezamenlijk een haar eentje besluiten neemt, maar dat is niet onderzoek uit waarin wel degelijk de klimaatzo. We hebben een goede analyse gemaakt van het beleidsveld. Bijna alle andere EU-lidstaten han- voordelen van biobased materialen worden erkend.’ (zie teren dezelfde norm, net als de Europese bouwsector als kader: Koolstofboekhouding van hout, blz. 18) geheel. De kans is reëel dat de norm de komende jaren wordt geharmoniseerd ofwel verplicht gesteld voor de Concurrentievervalsing berekening van de milieu-effecten van bouwproducten. Onlangs verscheen ook het onderzoeksrapport Voorstel Het Nederlandse stelsel sluit naadloos aan op Europese berekeningsmethodiek om koolstofvastlegging in biobased regels voor de bepaling van de milieu-effecten van bouw- bouwmaterialen te kunnen waarderen. In opdracht van werken, waarvan de EU ook overweegt om die meer lei- het ministerie van Buitenlandse Zaken voerde SGS Sedend te maken in het Europese klimaatbeleid voor de arch, het inspectiebureau voor de (duurzaam) gebouwde omgeving, dit onderzoek uit. Doelstelling was de gebouwde omgeving.’

Van de Groep heeft weinig op met de onafhankelijk- CO2-opslag en -emissie van biobased bouwmaterialen heid van de NMD, een private stichting waarvan de over de hele levenscyclus te berekenen en te vertalen governance volgens hem grotendeels bij de markt ligt. naar een milieuprestatie van een gebouw. Om de duur‘Het bestuur en de technische commissies worden ook zaamheidsscore te kwantificeren zijn er meerdere

t

’’

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

17

B I O B A S E D B O U W M AT E R I A A L

factoren om rekening mee te houden: herkomst, toepassing, levensduur en eindelevensfase. Conclusie van het onderzoek? Biobased bouwmaterialen hebben netto geen CO2-uitstoot over de hele levenscyclus binnen de huidige berekening.

Ruijter van de bouwmaterialenkoepel volgde het onderzoek op de voet. Hij vraagt zich af hoe het onderzoek door de marktpartijen wordt geïnterpreteerd. Ruijter: ‘De NVTB vreest een verkeerde interpretatie doordat velen meegaan in de suggestie dat er een extra milieuvoordeel is voor de toepassing van biobased bouwmateriaal dat niet tot uiting zou komen in de huidige bepalingsmethode. Vaak horen we dat biobased materialen en producten categorisch beter presteren voor het milieu, maar daarvoor is geen wetenschappelijke basis. We moeten kritisch blijven denken over de beste oplossing en niet het gebruik van bepaalde materialen of technieken tot doel verheffen. Dat werkt marktverstorend en concurrentievervalsend.’

Systeemverandering Dergelijk gesteggel kan nog een tijdje aanhouden.

Ondertussen spat bij marktpartijen de ambitie er vanaf, zo blijkt uit het genoemde Exploded View Beyond Building, een samenwerking tussen bouwers, producenten, agrariërs, wetenschappers, designers, overheden, kennisinstituten, storytellers en kunstenaars. Via onderzoek, experiment en verbeelding werken zij aan nieuwe perspectieven voor duurzaam, circulair en biobased

Bouwelementen van mycelium als afscheidingswand en kast.

FOTO : SIGN

Koolstofboekhouding van hout Om de duurzaamheidsdoelen te halen moet ook de uitstoot van de bouwsector omlaag.

De marktpartijen hebben een omvangrijk pakket aan plannen liggen, maar over de klimaatimpact van biobased bouwmaterialen, zoals hout, lopen de meningen sterk uiteen.

Sommige partijen vinden dat de CO2-uitstoot van de verschillende biobased materialen te gunstig wordt afgeschilderd, terwijl andere partijen juist van mening zijn dat deze materialen te weinig waardering krijgen.

Om hierover meer duidelijkheid te krijgen, lieten zes Europese branchepartijen voor de bouwmaterialen keramiek, cement en beton onderzoek doen naar de klimaatimpact van hout als bouwmateriaal en houtbouw in het algemeen. Begin juni 18

publiceerden ze het rapport Carbon Accounting 4 Building Materials. Jan Willem van de Groep, lid van de beweging Gideonstribe die streeft naar een radicaal andere manier van ontwerpen, bouwen, samenwerken en financieren om excessieve klimaatverandering

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

te voorkomen, bestudeerde het rapport en onderschrijft de volgende conclusies: • Bosbouw en biobased productie vormen belangrijke instrumenten voor klimaatmitigatie, aangezien atmosferische koolstof in die materialen wordt opgenomen en vastgelegd in gebouwen.

• Bij gebruik van houtproducten met een lange levensduur wordt koolstof effectief uit de atmosfeer verwijderd, waardoor indirect de stijging van de mondiale temperatuur wordt gedempt.

• Hout als vervanging voor fossiele koolstofgebaseerde producten is gunstig als de koolstofopname groter is dan

de uitstoot door bosbouw en verwerking, wat bij duurzame bosbouw het geval is. Het geoogste hout wordt gebruikt in producten met een lange levensduur en vervangt de productieprocessen van CO2-intensieve materialen.

• Biobased producten met korte rotatieperioden gerelateerd aan teelten en reststromen zijn ook goed geschikt voor koolstofopslag bij een vergelijkbare of langere levensduur van de resulterende producten.

• Wil hout een positief effect hebben op de beperking van klimaatverandering, dan zijn duurzame bosbouw en parallelle actieve herbebossing een voorwaarde.

Ruimte in The Exploded View Beyond Building met keukenfineer gemaakt van maïskaf hennepvezel panelen, een duurzaam vliesgevelsysteem en marmoleum vloerbedekking.

FOTO : ABOUT TODAY

bouwen, waarvan de mogelijkheden oneindig lijken.

Constructie, isolatie, plaatmateriaal en gevelafwerking kunnen volgens Van de Groep vrijwel volledig biobased zijn. Hout in combinatie met natuurlijke vezels kan volgens hem straks wel 90 procent van de gebouwde omgeving voor rekening nemen. Dat zou niets minder zijn dan een systeemverandering.

Maar eerst moet er worden geoefend met marktpartijen die aanvoerketens willen ontwikkelen en ondernemers en coöperaties die willen investeren in installaties. Vanuit het door de overheid gefinancierde transitieprogramma Building Balance, dat het gebruik van biogrondstoffen in de bouw wil versnellen en opschalen, bouwt Van de Groep momenteel regionale fieldlabs, waarin boeren samenwerken met industriële bouwers en de verwerkende industrie. Die moeten straks natuurlijke vezels gaan afnemen voor plaat- en isolatiemateriaal. En dat is een enorme uitdaging wat betreft de leveringszekerheid, verwerkingen en afname van materialen.

Markt moet biobased adopteren Langs waterlopen en op de grond van boeren en akkerbouwers zijn tal van gewassen te vinden die geschikt zijn als bouwmateriaal. Denk bijvoorbeeld aan bermgras, stro, zonnebloemen, gras en bamboe.

Ook houtvezels, snoeihout en reststromen uit de tuinbouw zijn uiterst geschikt. De toepassingsgebieden zijn talrijk. Vezels kunnen worden verwerkt tot isolatiewol, inblaasbare isolatievezels, inblaasbare cellulose, bio-composieten, plaatmateriaal

en constructieve wanden. Toepassingsmogelijkheden zijn er voldoende. Nu moeten de juiste marktcondities worden gecreeerd, ketens worden ontwikkeld en opgeschaald. Dat vraagt inzet van groothandel, industrie, fabrikant en aannemer. Pas als deze marktpartijen biobased bouwmaterialen omarmen, zijn er nieuwe mogelijkheden voor verduurzaming van renovatie, nieuwbouw, utiliteitsbouw en de grond-, weg- en waterbouwsector.

Carbon farming Van de Groep: ‘De agrarische industrie moet voldoende aanbod realiseren. Dat is best ingewikkeld want de bouwer heeft jaarrond een gelijkmatige aanvoer van vezels nodig. Maar als dit gaat lukken, hebben we perspectief voor veeboeren die vezels willen verbouwen en akkerbouwers die een alternatieve afzet willen voor hun rustgewassen. Een nieuw verdienmodel is de verkoop van vezels in combinatie met permanente opslag van koolstof in bouwmaterialen. Voor deze zogenaamde carbon farming zijn we koolstofcertificaten aan het ontwikkelen. Zonder enige verplichting! Iedereen die mee wil doen, kan mee doen.’ • DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

19

ACTUEEL TECHNIEKNIEUWS vind je op 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 geïllustreerd met beeld en video. deingenieur.nl

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR

Ook op de site: • Activiteiten op techniekgebied in een overzichtelijke agenda • Dossiers over onderwerpen als schoon staal, kernenergie in Nederland en droogte • De interessantste vacatures voor ingenieurs

Podium

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

Deze maand: Felienne Hermans

Doof voor kritiek In de fenomenale serie The Dropout volgen we men bij Tesla en benoemde daarbij ook Musks opkomst en ondergang van Elizabeth Holmes, excentrieke gedrag en gebrek aan sterk zakendoor Amanda Seyfried op onvergetelijke wijze instinct, maar de techmedia hypten hem lekker vertolkt. De ondernemer richtte het bedrijfje door. Die beeldvorming zorgde ervoor dat je als Theranos op dat, zo liet ze investeerders geloven, criticus steeds maar weer met bewijs moest kobloedonderzoek revolutionair ging veranderen men waarom hij én helemaal zo geniaal niet was, door dankzij een technologische innovatie aan én niets goeds in de zin had, want ja: ‘Hij is toch zo geniaal en rijk en slim en...’ één druppeltje genoeg te hebben.

Iets vergelijkbaars zagen we ook gebeuren met De serie deed mij begrijpen hoe Holmes steeds verder in haar eigen web verstrikt raakte. Sam Bankman-Fried, wiens opkomst en onderVroege prototypen deden het, dus een leugen- gang nog stormachtiger verliepen. Op veel plektje om bestwil kan best, want het gaan ons toch ken (gelukkig niet op de cover van De Ingenieur) lukken? Fake it till you make it, maar dan te ver werd ‘SBF’ – als een ware celeb bekend onder zijn initialen – geroemd als geniale crypto-ondernedoorgevoerd.

De serie, te zien op Disney+, laat ook goed mer en radicale vernieuwer van filantropie. Hij zien hoe slim ze haar verhaal wist te verkopen. kreeg het voor elkaar om Bill Clinton en Tony Bekende mensen zoals oud-ministers Henry Blair op zijn events te laten spreken en ging op stap met beroemdheden Kissinger en George Shultz wist als popster Katy Perry ze aan zich te binden; met mensen met inhoudelijk houtsnijdenDe techjournalistiek en sportheld Tom Brady. Dat straalde goed de kritiek, onder wie zelfs Shultz’ moet eens goed op hem af. Zijn bedrijf eigen kleinzoon, maakte ze korte metten. Voor de meeste nieuwsin de spiegel kijken groeide als kool, Forbes zette hem wél op de media bleef ze intussen gelden als cover, TIME op de lijst een genie.

Daar moest ik deze week weer aan denken, nu met honderd invloedrijkste mensen. Criticasters we twee andere grote Silicon Valley-iconen live werden daardoor weer smadelijk uitgelachen als van hun sokkel zien donderen. Enerzijds is daar ze kritiek hadden op óf zijn crypto-business, óf natuurlijk Elon Musk, van wie we inmiddels zijn niet-inclusieve en puur kapitalistische matoch met aan zekerheid grenzende waarschijn- nier van denken over goedgevigheid. En ook hier lijkheid kunnen zeggen dat hij van software wei- gebeurde het voorspelbare. SBF leed het grootste nig snapt en van software maken zelfs helemaal verlies ooit: 94 procent van zijn vermogen verniets. Diezelfde Musk wiens portret in juni vorig dampte op een dag, en ook bij de beweging van jaar ook de cover van De Ingenieur sierde, een het effectief altruïsme bleken misstanden aan de themanummer met artikelen als ‘Hoe word je orde van de dag.

Wie had dat nou kunnen voorspellen? Iederzo succesvol als Musk?’ en ‘Musk is de slimste mens die ik ooit ontmoette’. Dit was in de zomer een natuurlijk, behalve de meeste techjournalisvan 2021, nadat Musk in het nieuws was geweest ten, zo blijkt. voor onder meer union busting, uitgesproken antifeministische denkbeelden, onterechte sub- Felienne Hermans is sinds 1 oktober van dit jaar als hoogleraar Computer Science Education sidies en misstanden in Tesla-fabrieken.

Al in 2018 schreef een zwarte vrouwelijke verbonden aan de Vrije Universiteit in Amjournalist voor Business Insider over de proble- sterdam.

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

21

E N E R G I E B E S PA R I N G T E K S T: M A R L I E S T E R V O O R D E

Hoe is thuis zowel gas als energie te besparen?

Het gas is schaars en duur en niemand wil de oorlog van Rusland tegen Oekraïne sponsoren. Maar wat voor invloed heeft het op ons energieverbruik en de uitstoot van CO2 als we in huis overstappen van gas naar elektriciteit?

De standaardadviezen om energie te besparen kun- gas opgaat aan het verwarmen van het huis, 20 procent nen de meeste mensen waarschijnlijk wel opnoemen: aan het douchen en 5 procent aan het koken. isoleer het huis, leg zonnepanelen op het dak, vervang de cv-ketel door een warmtepomp, zet de thermostaat Het huis verwarmen een paar graden lager, verwarm alleen de ruimten die Voor het verwarmen van een huis zijn er behalve de daadwerkelijk worden gebruikt en draai de verwarming warmtepomp maar weinig alternatieven die beter voor omlaag naar hooguit vijftien graden bij het verlaten van het klimaat zijn dan de gasverwarming, schrijft voorlichhet huis. Maar valt er, zolang die warmtepomp nog niet tingsorganisatie Milieu Centraal op haar website met tips is geïnstalleerd, ook nog op andere manieren energie voor energiebesparing. Zo levert een elektrische kachel te besparen? En is elektriciteit gebruiken in plaats van of petroleumkachel voor dezelfde hoeveelheid warmte gas wel klimaatvriendelijk? Dat zijn de vragen ongeveer anderhalf keer zoveel CO2 op als een waarover het hier gaat. cv-ketel.

‘Het eerste wat je je moet afvragen is: waarBetere alternatieven om warm te blijven aan gaat de meeste energie op?’, zegt Kornelis zonder gas zijn infraroodpanelen, elektrische De meeste Blok, hoogleraar energiesysteemanalyse bij dekens of elektrische kussens, omdat die het de TU Delft en wetenschappelijk directeur energie gaat lichaam warm houden zonder de hele ruimte en medeoprichter van energieadviesbureau te hoeven verwarmen. Een infraroodpaneel naar het Ecofys. Hij geeft meteen het antwoord: ‘Dat geeft stralingswarmte, waardoor het vlak voor verwarmen het paneel behaaglijk is, ook als de luchttempeis, met afstand, het verwarmen van het huis.

Daarna komt de warme douche en dan pas van het huis, ratuur laag is. Vergelijk het met het verschil in het koken.’ Voor het gasgebruik geldt dat in daarna komt temperatuur dat te voelen is op een onbewolkNederlandse huishoudens 75 procent van het te, winterse dag in de schaduw of in de zon.

“

Wat kan ik doen om zo weinig mogelijk energie te gebruiken? beeld : depositphotos

douchen

’’

Verwarmen met een airco Het beste alternatief voor warmte uit een gasgestookte cv-ketel is – zolang er geen warmtepomp in huis is – een airco. Een airco is namelijk in feite óók een warmtepomp, al wordt hij meestal ingezet om warmte naar buiten te verplaatsen in plaats van naar binnen. Een goede airco is ruim vier keer energiezuiniger dan een cv-ketel: die laatste heeft in het gunstigste geval een rendement van 96 procent, een airco kan 400 procent of soms zelfs meer halen. Een airco haalt zijn warmte immers uit de buitenlucht in plaats van uit de elektriciteit zelf.

Wel is het belangrijk een energiezuinige airco te nemen, schrijft Milieu Centraal, dus bij voorkeur een met het energielabel A+++. Blok: ‘Maar bedenk dat de overgang tussen de labels gradueel is. Ook als een airco maar 200 of 300 procent rendement haalt, is het nog steeds een prima alternatief voor de cv.’

Warm douchen Voor warm water uit de kraan bestaan steeds meer elektrische alternatieven voor de hr-ketel op aardgas. Een compacte keukenboiler (close-in boiler) of een combikokendwaterkraan bijvoorbeeld, die beide een waterreservoir van enkele liters warm houden op elektriciteit.

Of een elektrische doorstromer die pas met verhitten begint op het moment dat het water nodig is. Op dit moment is de CO2-uitstoot die deze alternatieven opleveren nog vergelijkbaar met die van een hr-ketel op aardgas, maar met het groener worden van de stroommix komt het moment in zicht dat elektrisch verwarmd water daadwerkelijk beter voor het klimaat is. Het is een kwestie van een paar jaar, denkt Milieu Centraal.

‘Ook heel belangrijk is de afstand van de ketel tot de plek waar het warme water nodig is’, voegt Blok daaraan toe.

‘Onderweg door de leidingen is er veel warmteverlies.’

Douchen op elektriciteit kan alleen als er een opslagvat is waarin het water langzaam wordt verwarmd, zegt Blok.

‘Of je moet een veel zwaardere elektriciteitsaansluiting

Uitgangspunt: gemiddelde stroommix Hoeveel CO2 er bij het gebruik van elektriciteit vrijkomt, hangt natuurlijk vooral af van de herkomst van de stroom. Het maakt nogal wat uit of die is opgewekt met zon en wind of met kolencentrales. In de berekeningen en redeneringen in dit artikel wordt uitgegaan van de gemiddelde Nederlandse stroommix van 2021. Een derde van die mix kwam uit hernieuwbare bronnen, bijna de helft werd opgewekt met aardgas en 14 procent met steenkool, volgens cijfers van het CBS. De hernieuwbare bronnen bestonden voor 25 procent uit biomassa en voor de rest vooral uit wind- en zonnekracht. In de loop der tijd zal het aandeel hernieuwbare bronnen toenemen, en het gebruik van

elektriciteit dus steeds gunstiger uitpakken.

In 2022 gold dat nog niet.

Weliswaar steeg in de eerste helft van dat jaar het aandeel hernieuwbare bronnen tot ruim 40 procent, volgens de junicijfers van 2022 op de website energieopwek.nl, maar door de gascrisis daalde in diezelfde periode het aandeel aardgas naar een kleine 40 procent en ging het aandeel steenkool omhoog tot 20 procent van het totaal.

Daarmee week de maandelijkse uitstoot het afgelopen half jaar weinig af van die van 2021.

Of elektriciteitsgebruik minder CO2 oplevert dan gasgebruik, hangt ook af van de manier waarop de stroom is opgewekt. foto : depositphotos

nemen.’ Een cv-ketel heeft namelijk een vermogen van twintig tot dertig kilowatt. Daarmee kan deze warmte leveren terwijl iemand onder de douche staat. Blok: ‘De elektriciteitsaansluiting van woningen heeft niet genoeg vermogen om zoveel water in korte tijd te verwarmen.

Twintig kilowatt is voor stroom heel veel.’ Ter vergelijking: een forse stofzuiger heeft ongeveer een kilowatt nodig, een wasdroger twee kilowatt.

Als de energie om het water op te warmen uit een warmtepomp komt, is zo’n opslagvat wel energiezuiniger dan water uit de hr-ketel, zegt Blok. ‘Maar veel scheelt het niet. Wat een opslagvat weer minder efficiënt maakt, is dat het water tot minstens 60 graden Celsius moet

▼

Bij houtkachels of pellets hangt de bijdrage aan de CO2-balans voornamelijk af van de herkomst van het hout. Niet-circulair hout heeft een grotere CO2-uitstoot dan gas. Hout is nu eenmaal niet erg energie-efficiënt: bij houtstook komt per eenheid opgewekte energie bijna twee keer zoveel CO2 vrij als bij aardgas en ongeveer 15 procent meer dan bij steenkool. Als het hout uit productiebossen komt waar voortdurend nieuwe aanplant plaatsvindt of als het resthout is dat anders zou worden weggegooid, dan is het wel beter voor het klimaat dan gas. Wel levert houtstook veel fijnstof op.

‘Het hout dat in Nederland verkrijgbaar is, is eigenlijk altijd circulair’, zegt Blok. ‘Als er sprake is van ontbossing mag het hout in Nederland tegenwoordig niet meer worden gebruikt.’ De kans is klein dat iemand in Nederland onbedoeld hout koopt dat toch niet circulair is, is zijn overtuiging. ‘En áls je hout stookt, dan is een moderne pelletkachel de beste keuze’, voegt Blok daar aan toe. Een goed ingestelde pelletkachel kan een rendement van 85 procent halen, een open haard komt niet verder dan 15 procent. ‘En een pelletkachel stoot ook nog eens veel minder fijnstof uit’, zegt Blok.

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

23

E N E R G I E B E S PA R I N G

worden verwarmd om besmetting met legionellabacteriën te voorkomen. Terwijl voor het verwarmen van het huis 30 tot 40 graden Celsius voldoende is.’

“

Verwarm geen volle waterkoker voor slechts één kopje thee

Gepast koken Voor het koken van water voor de pasta of aardappels, of om bijvoorbeeld thee of koffie te zetten, maakt de manier waarop dat gebeurt eigenlijk niet zoveel uit, schrijft Milieu Centraal. Dat klopt, zegt Blok. ‘De elektriciteit die de waterkoker gebruikt is een minder efficiënte vorm van energie dan het aardgas waarop het gasfornuis draait, maar op dat fornuis gaat niet alle warmte van de vlam de fluitketel in, en vindt er ook warmteverlies plaats door die ketel zelf. Zelf gebruik ik de waterkoker, ik denk dat dat toch net iets efficiënter is.’ Veel belangrijker is echter de hoeveelheid water die in de fluitketel of waterkoker gaat. Gebruik daarvoor afgepaste hoeveelheden, dus verwarm geen volle waterkoker voor slechts één kopje thee, is het advies.

Wat wél extra energie kost, is het gebruik van een kokendwaterkraan zoals een Quooker, schrijft Milieu Centraal. Daarin wordt het kokende water voortdurend op temperatuur gehouden, ook als het niet wordt gebruikt. ‘Maar ook hier hangt het af van de afstand tot de hr-ketel’, zegt Blok. Als die op zolder staat, en het enkele minuten duurt voor het warme water bij de keukenkraan

aankomt, kan een Quooker soms toch zuiniger zijn.’

Bakken en braden Wat nog rest is de vraag hoe het vlees en de groenten gaar te maken. Zijn ovenschotels een energiezuinig alternatief voor de wok of stoofpan? ‘Dat hangt er vooral vanaf hoe lang het gerecht moet worden verhit’, zegt Blok.

Een oven heeft tijd nodig om warm te worden, en bovendien moet de hele ovenruimte op temperatuur komen. Voor voedsel dat kort verhit moet worden is dat niet erg efficiënt.

Blok: ‘Maar bij iets dat meer dan een half uur moet garen op het gas, verliest de pan juist weer veel energie aan de ruimte eromheen, terwijl een oven is geïsoleerd. Ik kan me voorstellen dat een oven dan efficiënter is.’ Dit is echter een onderwerp waarnaar maar weinig systematisch onderzoek is gedaan, voegt Blok toe. ‘Er zijn zoveel varianten en zoveel verschillende gerechten...’

’’

Een (elektrische) deken houdt iemand op temperatuur zonder de hele ruimte te verwarmen foto : depositphotos 24

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

Conclusie Er zijn veel manieren om zuiniger met energie om te springen, al is het niet in alle gevallen eenvoudig vast te stellen hoeveel zoden het aan de dijk zet. Uiteindelijk lijkt het inzetten van de bekendste oplossingen – namelijk de thermostaat een paar graden lager zetten en niet te lang douchen – toch de simpelste manier om zowel gas als energie te besparen. •

Enith

Een maandelijkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswijk.

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

25

Help met uw organisatie mee armoede in Nederland te bestrijden!

WWW.HULPBIJARMOEDE.NL

‘Een zeer lezenswaardig boek.’

HET FINANCIEELE DAGBLAD ‘Als Futurama één ding laat zien, is het wel dat het vermogen om te dromen de motor achter wetenschappelijke vooruitgang is.’

NEW SCIENTIST ‘Zeer leesbaar. Futurama informeert, prikkelt en vermaakt.’  TROUW

Möring

Marcel Möring is schrijver. Eind vorig jaar verscheen van zijn hand de openhartige vertelling Familiewandeling.

Strijd tegen verval Een beha met een hartje tussen de twee cups ligt op de De schroefjes aan de onderzijde gaan erg moeilijk los. Ze wasmachine en ineens moet ik aan Gerrit Krol denken. zijn hevig gecorrodeerd omdat het apparaat lang ten prooi In zijn roman De ziekte van Middleton heeft hij een bij- is geweest aan vocht. De fabrikant had op die plaats meslage opgenomen over de bustehouder als constructieve sing schroefjes kunnen gebruiken. Maar daar is niet aan hoofdbreker: ‘Het probleem van de ondersteuning van gedacht. Een beetje multispray WD-40 helpt.

Fabrikanten houden er niet van dat klanten apparaten semi-vaste massa’s met diverse vormen brengt complexe technische problemen met zich mee.’ Het betreft een openschroeven. In de agrarische sector heeft dat er toe wedstrijd, uitgeschreven door Lovable, een lingeriemerk. geleid dat boeren de toegang wordt ontzegd tot gereedStudenten van onder meer Harvard en Columbia dongen schap of software om hun machines zelf te repareren. mee naar geldprijzen voor het beste ontwerp. Het Massa- Landbouwvoertuigen-gigant John Deere maakte het zo chusetts Institute of Technology deed niet mee, want het bont dat er nu twee rechtszaken tegen het bedrijf lopen.

Boeren zijn van oudsher gewend hun materiaal zelf te reontwerpen van beha’s ‘isn’t for us’.

‘Het ontwerpen van een efficiënte bustehouder is ver- pareren. Dat scheelt kosten en vooral ook tijd: een eigengelijkbaar met het bouwen van een hangbrug’, zegt de handig uitgevoerde reparatie is gewoon sneller. Het kan tekst. Daarbij kan iedereen zich iets voorstellen. De beha dagen, en soms weken, duren voor een technicus van de is een strijd met neerwaartse krachten die door opwaartse producent kan langskomen en als je op het punt staat om krachten moeten worden beteugeld dan wel opgeheven. te ploegen, te zaaien of te maaien, is die tijd er niet.

In Frankrijk is vorig jaar een wet aangenomen die Alles is onderhevig aan verval en vaak betekent dat een gevecht met de zwaartekracht. ‘Alles van waarde is weerloos’, producenten verplicht informatie te verschaffen die het repareren van vijf soorten schreef Lucebert. apparaten makkelijker moet Mijn strijd met het verval betrof de Fabrikanten houden maken: smartphones, laptops, espressomachine die dienst weigerde televisies, wasmachines en toen ik de schilder een tweede kopje er niet van dat grasmaaiers. Het is een nogal aanbood. ‘Ach, dat geeft niet meneer’, zei klanten apparaten willekeurige selectie. Waarom de schilder. ‘In de meeste huizen waar ik grasmaaiers – en wat is daar kom, krijg ik helemaal niets.’ Daar werd openschroeven ingewikkeld aan? – en hoezo ik niet vrolijker van. laptops wel en desktops niet?

Hoe anders was het vroeger, toen ik aardappelcontroleur was en bladmonsters nam op velden Maar het is een begin. Van mij mogen auto’s en landbouwin het noorden. Er ging bijna geen gelegenheid voorbij of werktuigen snel worden toegevoegd.

Als mijn inspectie van de espressomachine is vastgede boer in kwestie noodde ons binnen. In de keuken, aan een gedekte tafel, werd koffie geschonken, er stond een lopen, raadpleeg ik de eigenaar van de koffiewinkel om schaal met cake of beboterd krentenbrood en er werd ge- de hoek, die ook machines levert en repareert. Niet die sproken over de perzikbladluis, coloradokevers en schim- van mij, want die is van een fabrikant die weigert reservemel. Dat was voor het platteland volhing met omgekeerde onderdelen te leveren aan tussenpersonen. ‘En andere Nederlandse vlaggen en boze spandoeken waarop het por- onderdelen kun je niet gebruiken omdat hun maten net tret van de minister voor Natuur en Stikstof was afgebeeld een beetje afwijken’, zegt de eigenaar zuchtend.

Thuis tik ik een begeleidend schrijven dat mee kan met en wat zij jaarlijks verdiende. Op de een of andere manier leek het leven toen overzichtelijker. Maar dat is vast in- de machine als ik ’m opstuur. Als ik wil printen geeft de beelding. Als ik het goed heb, klaagden de Romeinen ook printer het op.

Mijn vrouw treft mij aan in de badkamer, waar ik op de al dat alles minder werd.

De espressomachine op de werkbank gezet, filterzeef rand van het bad zit en naar de beha op de wasmachine losgeschroefd, rubber afsluitring verwijderd en alles ge- staar.

‘Wat ben jij nou aan het doen?’, vraagt ze een beetje argreinigd. Resultaat: een schone machine die nog steeds niets doet. Nu rest alleen deconstructie en dat is, zoals wij wanend.

‘Denk je dat ik lingerie moet gaan ontwerpen?’, vraag ik. weten, de laatste fase voor iets naar de schroothoop gaat.

FOTO : HARRY COCK

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

27

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

Nederlandse onderzoekers presenteren nieuw navigatiesysteem

Tien keer zo nauwkeurig Gps is een wonder van techniek, maar werkt in de stad soms slecht vanwege blinde vlekken en signalen die op gebouwen weerkaatsen. Een Nederlandse variant op gps lost deze problemen op en is ook nog eens veel nauwkeuriger.

SuperGPS: een centrale atoomklok geeft alle zendmasten dezelfde tijd. Auto’s en voetgangers kunnen hun positie bepalen met een nauwkeurigheid van zo’n tien centimeter. illustratie : stephan

Het global positioning system (gps) werd oorspronkelijk in de Verenigde Staten ontworpen voor militaire toepassingen, maar is inmiddels in de hele maatschappij zowat onmisbaar geworden, met name in het verkeer. Want wie kan er nu nog zonder locatiebepaling via satellieten de weg vinden?

Toch is gps niet bepaald nauwkeurig te noemen. Het systeem zit er vlot een paar meter naast. In een tunnel werkt het navigatiesysteem vaak zelfs helemaal niet, en ook parkeergarages kunnen een probleem vormen. De gps-ontvanger in een mobiele telefoon kan daar de be-

timmers

28

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

nodigde signalen van de gps-satellieten niet oppikken en tast dus in het duister. Daar hebben ingenieurs en wetenschappers van de Vrije Universiteit Amsterdam (VU), de Technische Universiteit Delft en nationaal metrologisch instituut VSL binnen het project SuperGPS de afgelopen vier jaar iets voor ontwikkeld. Ze bouwden een systeem waarmee voertuigen veel nauwkeuriger dan met gps hun plaats kunnen bepalen, tot op tien centimeter nauwkeurig. Het werkt niet met signalen vanuit satellieten, maar vanuit de basisstations voor mobiele communicatie, zoals 5G.

Vier satellieten Om te begrijpen hoe dit verbeterde systeem voor plaatsbepaling werkt, eerst even een stap terug naar plaatsbepaling op basis van gps-satellieten. De smartphone op het dashboard van een auto heeft een gps-ontvanger die signalen van verschillende gps-satellieten uit de lucht plukt. Elke satelliet verstuurt pulsen (een kortdurend signaal) met een uniek tijdstempel, zoals ‘Om 13:45:28 ver-

trokken’. De ontvanger ‘weet’ wanneer een puls aankomt en dus – na even omrekenen met de lichtsnelheid – de afstand tot de satelliet.

Omdat een locatie iets is in een driedimensionale ruimte, zijn in totaal drie satellieten nodig om de plaats van een auto te kunnen bepalen.

In de praktijk is zelfs een vierde satelliet nodig. Elke satelliet heeft weliswaar een eigen, nauwkeurige atoomklok, maar de ontvanger in de auto niet en die klok kan dus voor of achter lopen. Wanneer een smartphone nu zicht heeft op minimaal vier satellieten, dan kan die zijn locatie bepalen en tegelijk zien ook hoe ver de eigen klok voor- of achterloopt ten opzichte van de atoomklokken in de satellieten.

supergps

Signalenbrij Op het platteland staat niets de signalen van satellieten in de weg en daar werkt gps uitstekend. Maar in de stad weerkaatsen de gps-signalen soms tegen gebouwen en brengen zo de gps-ontvanger in de auto in de war. ‘Weerkaatste signalen komen net iets later aan bij de ontvanger dan het primaire signaal en dat wordt één grote brij’, zegt Janssen.

Daarom laten de deelnemers aan het SuperGPS-project de signalen met tijdstempel erin niet van satellieten komen, maar van 5G-masten die in de stad

t

Autonome voertuigen Vooral zelfsturende auto’s en onbemande voertuigen, zoals bezorgrobots of -drones, zouden kunnen profiteren van de verbeterde plaatsbepaling. Omdat gps soms wel een paar meter mis kan zitten is dat systeem niet geschikt, maar als de afwijking beperkt blijft tot hooguit tien centimeter, dan verandert dat de zaak. ‘Dan “weet” een auto dat hij in een bepaalde rijstrook rijdt en zelfs dat-ie netjes in het midden zit’, zegt Gerard Janssen, universitair hoofddocent aan de TU Delft.

Het is niet dat de huidige gps nu bij het grofvuil moet. Die zal blijven bestaan. ‘Wij denken dat onze techniek een nuttige aanvulling kan zijn voor met name de bebouwde omgeving. Buiten de stad voldoet gps prima’, zegt Christian Tiberius, universitair hoofddocent aan de TU Delft en coördinator van het SuperGPS-project.

Christian Tiberius van de TU Delft (rechts) en een collega aan het werk naast een snelweg. foto : tu delft /

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

29

N AV I G AT I E

Deelnemers aan het SuperGPSproject testen een prototype op The Green Village, op de campus van de TU Delft. foto : tu delft / supergps

“

nisatie via optische signalen over glasvezel, overal om ons heen staan. Hun systeem Omdat alle namen ze de atoomklok van VSL en stuurden werkt verder vrijwel hetzelfde als gps, met als belangrijk verschil: ze gebruiken een zendmasten het tijdsignaal daarvan via een glasvezelnetgrotere bandbreedte, een groter stuk van het uitgaan van werk naar de zendmasten van hun netwerk.

Omdat nu al die zendmasten uitgaan van frequentiespectrum. Omdat tijdresolutie omgekeerd evenredig is met bandbreedte, dezelfde tijd dezelfde tijd – met een onnauwkeurigheid levert dit een grotere nauwkeurigheid in de is plaatsbe- van een fractie van een nanoseconde – is de tijd op dan bij gps en dus ook in de bepaling paling nauw- plaatsbepaling veel nauwkeuriger. Bij gps is het tijdstempel van de ene satelliet net een van de locatie. keuriger beetje anders dan dat van de andere.

Bij SuperGPS wordt de locatie bepaald met een nauwkeurigheid van tien centimeter. ‘De Implementatie ontvanger kan dus eenvoudig het rechtdoorDe bedenkers van de nieuwe techniek zijn gaande signaal onderscheiden van de reflecties, wat juist het probleem is bij gps’, zegt Tiberius. Een optimistisch. ‘We hebben het zo ontworpen dat het elegante oplossing, maar het gebruik van bandbreedte goed past in de communicatiestandaarden die nu woris wel extreem duur; bandbreedte is schaars en zeer ge- den gebruikt, zoals 5G en opvolger 6G’, zegt Janssen.

De signalen voor plaatsbepaling worden maar een keer wild bij de grote telecomspelers.

Daarom halen de onderzoekers in Delft en Amster- per milliseconde uitgezonden en zitten de datasignalen dam nog een extra truc uit. ‘We gebruiken niet de hele van 5G en straks 6G niet in de weg. ‘Daarom denken bandbreedte, maar nemen over die breedte bij sommi- we dat ons systeem echt kans maakt om op termijn te ge frequenties een smal bandje. Dat is veel goedkoper, worden geïmplementeerd.’

Maar voor het zover is, is nog meer onderzoek en inmaar het effect van het gebruik van dit “virtuele breedbandige signaal” voor plaatsbepaling is hetzelfde’, aldus genieurswerk nodig. Dat gaan Tiberius en Janssen doen in het vervolgproject SuperGPS2. Daarin onderzoeken Janssen. ze wat er allemaal nodig is om dit werkende principe in de praktijk in te voeren. ‘We zijn daarom blij dat het Tijdklok Waar gps-satellieten allemaal hun eigen atoomklok aan telecombedrijf KPN weer meedoet, net als in het eerste boord hebben, gebruiken de Nederlandse onderzoekers project’, zegt Tiberius. ‘We gaan onder meer kijken hoe er één. Onder leiding van natuurkundige Jeroen onze signalen in een bestaand communicatienetwerk Koelemeij van de VU, gespecialiseerd in tijdsynchro- zijn in te passen.’ •

’’

30

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

Maak kans op dé innovatieprijs van de ingenieursbranche:

De Vernufteling Onze branche is onmisbaar in de grote opgaven.

Innovaties dragen bij aan de nodige versnelling.

Deel jouw meest vernuftige project vóór 3 februari 2023 en wij zetten het in de schijnwerpers!

NLingenieurs.nl/devernufteling

met medewerking van De Ingenieur

‘22

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

Is een snelle, lichte trein op magneten de toekomst van ons vervoer?

Zoeven zonder spoor De Capsuletrein: een vederlichte trein die autonoom rijdt en door magneten wordt aangedreven. Lost dit concept de problemen in het openbaar vervoer op? Deel 1 van een serie waarin experts en lezers meedenken over innovatieve (vervoers)ideeën. ven die sterke constructies maken met composieten.’ In Terwijl de Nederlandse Spoorwegen kortere treinen in­ de vliegtuigbouw hebben composieten zich bewezen als zetten en de dienstregeling vanwege een tekort aan per­ lichte en toch sterke materialen. soneel hebben aangepast, presenteert De Ingenieur de Capsuletrein. Het is een lichtgewicht trein die op magne­ 2 Is bestaande infrastructuur te ten zweeft en elektromagnetisch wordt aangedreven. De gebruiken voor het nieuwe type trein? capsules moeten frequenter gaan rijden dan bestaande Elektromagnetische aandrijving van voertuigen is niet treinen in Nederland. Bedenker van het concept is Erik nieuw. In Japan, China en Zuid­Korea rijden enkele Terlouw, voormalig artdirector van het dagblad Trouw treinen rond die zowel op magneten zweven als door en ontwerper van oplossingen voor maatschappelijke magneten worden voortgestuwd. Deze maglev­treinen uitdagingen. (magnetische levitatie) maken gebruik van nieuw aan­ De Capsuletrein heeft geen machinist aan boord en gelegde geleidebanen, schrijft wetenschapsjourna­ is zelfrijdend. Van personeelstekorten heeft deze nieu­ list Rijkert Knoppers, die in 2021 het boek we trein dus in ieder geval geen last. Elke vijf Magneetzweeftreinen publiceerde. minuten komt er een capsule voorrijden.

‘Maar het is niet ondenkbaar om bestaan­ ‘We moeten de schaarse ruimte in ons land de spoorbanen zodanig aan te passen dat zo efficiënt mogelijk gebruiken’, vindt Terlouw.

We moeten deze zowel door conventionele treinen als Hij wil de infrastructuur van de Capsuletrein verbinden met de masten van windturbines de schaarse door magneetzweeftreinen zijn te gebruiken.

Hierdoor blijven de investeringskosten laag, die in de middenbermen van bijvoorbeeld het ruimte in terwijl het systeem ook gebruik kan maken wegenstelsel kunnen worden geplaatst. ‘De duurzaam opgewekte energie voor de treinen ons land zo van bestaande treinstations, bruggen en efficiënt tunnels.’ komt dan uit de middenberm’, zegt Terlouw.

In de Verenigde Staten is zelfs al een Op de website deingenieur.nl publiceerden mogelijk systeem ontwikkeld dat zowel van een we half november het artikel ‘Denk mee over gebruiken spoor als van de geleidebaan voor maglev de mobiliteit van morgen’ over de Capsule­ kan gebruikmaken, schrijft Knoppers. trein, met de expliciete oproep aan lezers om Dit Maglev­2000­systeem is overigens nog met inhoudelijke feedback te komen. Lezers niet in de praktijk gebracht, ‘vooral omdat gaven daaraan massaal gehoor. Hier een se­ de Amerikaanse overheid weinig steun heeft lectie uit de reacties. verleend aan de supergeleidende Maglev’.

Hoewel het combineren van gewoon spoor met elek­ 1 Hoe kunnen de cilinders licht maar tromagneten dus wel kan, is het een slecht idee, meent toch sterk worden gemaakt? Welke Wouter van Gessel van de stichting Freedom of Mobi­ materialen zijn daarvoor nodig? lity. ‘Ga maar na, het huidige spoor in ons land wordt Om te beginnen is de cilindrische constructie die al bereden door intercity’s, hogesnelheidstreinen, Terlouw voor de capsules heeft bedacht, een goed con­ stoptreinen, goederentreinen en werktreinen. Daarbij cept. Een cilindervorm is inherent sterker dan een doos­ is vooral de frequentie van intercity’s en stoptreinen vorm, mailt lezer Ralph Panhuyzen, reden waarom ook hoog. Het komt geregeld voor dat die twee elkaar in vliegtuigcabines en tunnels buisvormig zijn. De vorm de weg zitten. De intercity moet dan inhouden omdat heeft dan weer als nadeel dat passagiers niet aan de zij­ er een stoptrein voor zit of de stoptrein moet langer kant van de cabine kunnen staan zonder hun hoofd te wachten op een station omdat er nog een intercity stoten. Ze moeten dus keurig op de stoelen blijven zitten moet passeren. En bij een calamiteit of onderhoud die Terlouw heeft ingetekend. ontstaat een totaal infarct dat uiteindelijk moet wor­ Verder kent Nederland genoeg bedrijven die de cap­ den opgelost met bussen’, zegt Van Gessel. Om een lang sules kunnen produceren uit sterke, lichtgewicht ma­ verhaal kort te maken: als je op datzelfde tracé ook nog terialen, mailt lezer Martin de Wit. ‘Denk aan Ebusco, een capsuletrein wilt laten rijden, dan krijgt die met fabrikant van elektrische bussen met een zelfdragende dezelfde problemen te maken.’ carrosserie van kunststof. Ook in de bouw zijn er bedrij­

“

’’

32

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

Impressie van de werking van SuperGPS. Een centrale atoomklok geeft alle zendmasten dezelfde tijd. Auto’s en voetgangers kunnen hun positie bepalen met een onnauwkeurigheid van zo’n tien centimeter. illustratie : stephan timmers

3 Kan op bestaand spoor een magnetisch veld worden aangelegd dat de capsules voortbeweegt?

Nee, dat is erg lastig, stelt Van Gessel. ‘Tussen bestaande rails ook nog magneetgeleiding aanleggen is nagenoeg onmogelijk. Er lopen al kabels voor voeding, spoor­ beveiliging et cetera, en dat gaat gewoon niet samen met het aanleggen van de windingen voor elektromagneti­ sche aandrijving.’

Op de baan van Transrapid, die van de grond af een ei­ gen systeem heeft ontworpen, zou eventueel een gewoon spoor bij kunnen. Dat past qua afmetingen, maar opera­ tioneel heeft dat geen zin. ‘Je creëert nieuwe problemen door systemen te combineren die in de basis niet goed samengaan. Scheid het gewoon van elkaar, een snelle maglev en een langzamer spoor.’

4 De stroomvoorziening: kan het zonnedak op elke capsule voldoende energie leveren voor de aandrijving?

Daarover zijn de reacties eensgezind: nee, het opper­ vlak is te klein om genoeg elektriciteit op te wekken voor de aandrijving. De stroom zal dus van elders moeten komen. ‘Bij de Transrapid zit de motor in de baan, dus voor de dagelijkse aandrijving is deze vraag niet aan de orde’, vult Van Gessel aan. ‘Maar in theorie zouden zonnecellen batterijen kunnen opladen voor verlichting, verwarming, stopcontacten en voor noodaandrijving.’

terlouw

5 Hoe kunnen de capsules zelfrijdend worden en stipt op tijd rijden?

In het geleide transport is autonoom rijden al vaak ge­ noeg toegepast, zegt Van Gessel. ‘Bij metro’s bijvoor­ beeld. Ook de Transrapid in Shanghai rijdt autonoom en dat bij snelheden tot 431 kilometer per uur. Dus dat moet geen probleem zijn. Voorwaarde is wel dat de banen vrij zijn van overig verkeer.’

Hoewel het geweldig klinkt dat er elke vijf minuten een capsule voor komt rijden (of eigenlijk zoeven),

t

Bedenker Terlouw laat desgevraagd weten dat het ook niet zijn bedoeling was dat treinen en capsules van de­ zelfde sporen gebruikmaken. ‘Nee, er moeten geen oude, zware treinen blijven rijden. Ik denk ook dat we kapita­ len kunnen besparen door niet meer steeds de spoor­ dijken te hoeven verzwaren.’

Impressie van een opengewerkte capsule die plaats biedt aan dertig personen. illustratie : erik

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

33

TOEKOMSTDENKEN

Impressie van de Capsuletrein. illustratie : erik terlouw

zal het concept van Terlouw in deze vorm niet voldoen, denkt Van Gessel. Het systeem vervoert simpelweg te weinig mensen. ‘Elke vijf minuten een capsule met dertig mensen, dat komt neer op 360 mensen per uur in één richting’, rekent Van Gessel voor.

Lezer Bert van Lunteren maakt hetzelfde argument, maar rekent vanaf de andere kant: de capaciteit van de huidige treinen. ‘Als je uitgaat van blokafstanden tussen treinen van drie minuten, en dubbeldekstreinen met maximaal duizend passagiers erin, dan kom je op twintigduizend mensen per uur in een richting. Oké, volgens de norm moet je rekenen met tachtig procent, maar voor zestienduizend mensen per uur zou je nog steeds 530 capsules nodig hebben, elk met een eigen remafstand en veiligheidsmarge. Het lijkt mij onwaarschijnlijk dat de Capsuletrein ook maar in de buurt komt van de capaciteit die het klassieke spoor nu al biedt.’

6 Kortom: is dit een haalbaar concept?

Technisch kan het zeker, denken verschillende lezers en (andere) experts. In Azië hebben diverse bedrijven al laten zien dat treinen op magnetische levitatie goed kunnen functioneren. Ook in Duitsland wordt een systeem

34

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

getest. In Polen heeft het bedrijf Nevomo, dat voortkomt uit een Hyperloop-team, zelfs een systeem bedacht dat lijkt op Terlouws concept: MagRail.

Belangrijk punt blijft echter dat een magneetzweeftrein niet te combineren valt met conventionele treinen op hetzelfde traject. Die twee zullen elkaar gruwelijk in de weg zitten. Kies toch voor een afzonderlijk systeem, zegt ook lezer Peter Steenmeijer, met Maglev als basis, en gestandaardiseerd in Europees verband. ‘Vanwege de gelijkmatigheid kan de infrastructuur veel lichter zijn en ook los van de grond worden aangelegd. Begin gewoon met een klein stukje, net zoals destijds in 1839. ’s Lands eerste treinverbinding was bescheiden, tussen Amsterdam en Haarlem, maar moet je kijken wat voor enorm netwerk er nu ligt.’ • In de rubriek Toekomstdenken vragen we de lezer mee te denken over innovatieve concepten met maatschappelijke relevantie. Volgende maand deel 2: De Instapper, een autonoom voertuig voor in de stad.

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

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

Invader Rubikcubist

Onderdompelen in filmfragmenten Eye Filmmuseum in Amsterdam heeft een nieuwe trekpleister: Film Catcher, een inter­ actieve filminstallatie waarmee bezoekers kunnen zoeken in de 54.000 films in de collectie van Eye. Met ruim dertig zoekfilters tovert de bezoeker steeds andere beeld­ collecties tevoorschijn. Kleur de muren rood, blauw of groen, of tover alle fragmenten met

een paraplu, landschap of fietsen erin tevoor­ schijn. Trekt een fragment de aandacht? Vang het dan met een van de tablets, lees er meer over of bekijk zelfs de hele film. De installatie is tot en met 23 december gratis te bezoeken, daarna gewoon als onderdeel van het bezoek aan Eye met toegangsbewijs.

Meer info: eyefilm.nl/filmcatcher

Met de beroemde puzzelkubus van Rubik zijn ook ingewikkel­ de kunstwerken te maken. Dat is te zien in het MIMA in Brus­ sel, een museum voor moder­ ne kunst in de wijk Molenbeek, dat Invader Rubikcubist pre­ senteert. Het is de eerste solo­ tentoonstelling van Invader, een kunstenaar uit Frankrijk die volledig in de ban is van het Rubikcubisme. Over de vier verdiepingen van het museum treft de bezoeker meer dan honderd kunstwerken aan die compleet zijn opgebouwd uit Rubiks kubussen. De ten­ toonstelling laat de thema’s zien die de kunstenaar heeft uitgediept na bijna twintig jaar van creaties in kubussen.

Meer info: mimamuseum.eu/ invader-rubikcubist/4.0

Digitale natuur

Wetenschap in Diligentia In Theater Diligentia in hartje Den Haag zijn weer lezingen over wetenschap bij te wonen. Helaas heeft u net de lezing van Lieven Vandersypen over quantumcompu­ ters gemist op 12 december, maar er komt

nog genoeg moois aan. Te beginnen op 9 januari met Ramón Navarro van NOVA, die zal praten over de ontwikkeling van de James Webb Space Telescope, een won­ der van techniek dat 25 jaar in ontwikkeling was, maar inmiddels dagelijks nieuwe en bijzondere beelden doorseint naar aarde.

Op 6 februari spreekt hoogleraar Paul Hooykaas van de Universiteit Leiden over genetische modificatie van planten in de natuur en in het lab. En op 20 februari komt hoogleraar Kitty Nijmeijer van de TU Eindhoven vertellen over haar vakgebied: membranen, die onmisbaar zijn voor een duurzame toekomst.

Meer informatie: natuurwetenschappendiligentia.nl/lezingen/programma/

beeld : mark haddon ; rudolphous / cc by - sa 3.0 nl ; imk 3 nnyma / cc by - sa

Vinden we natuur in de toekomst steeds vaker in het digitale domein? Die vraag probeert de tentoonstelling A Digital Nature van het Design Museum Den Bosch te beantwoorden. Er zijn talloze animaties te zien met als thema de digitale natuur: wonderlijke onderwaterwerelden, buiten­ aardse planten en droomland­ schappen met digitale bloemen.

Het zijn verleidelijke beelden die de bezoeker dwingen na te denken: zijn we in een tijdperk beland waarin de digitale natuur onderdeel is geworden van de biodiversiteit?

Meer informatie: designmuseum.nl/tentoonstelling/a-digital-nature/

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

35

Neem nu een kennismakingsabonnement

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

L EZERS

+3 meter Het artikel met scenario’s voor een zee­ spiegelstijging van drie meter (De Ingenieur, november 2022) is mooi uitgewerkt, maar niet realistisch. Aan het eind van deze eeuw bedraagt de stijging hooguit één meter en veel verder dan tachtig jaar vooruitkijken kunnen we niet. Het is volgens mij een vorm van bangmakerij. Gezien de gebieden die onder water komen te staan, kan ik mij niet voorstellen dat wij als ingenieurs niet op zoek gaan naar alternatieven om het onder water lopen van deze gebieden te voor­ komen. Wij laten dit toch niet gebeuren?

Het opvallende is dat dit artikel aansluit bij een VPRO­programma waarin een reporter rondloopt om iedereen te vragen of hij/zij bang is voor drie meter zeespiegelstijging.

Een van de leukste fragmenten vond ik toen hij dit vroeg aan een aantal mensen in Gou­ da die vijf meter onder NAP woonden. Hun antwoord was nee. Ze gingen ervan uit dat de overheid er op adequate wijze voor zal zorgen dat ze daar kunnen blijven wonen.

Gerard Thomas, Doorwerth Alvorens allerlei oplossingen voor de stij­ gende zeespiegel de revue te laten passe­ ren, moeten we ons realiseren dat er een weeffout zit in het Deltaplan uit de jaren vijf­ tig. Rigoureus zijn toen alle rivierarmen naar zee afgesloten, behalve de Westerschelde en de Nieuwe Waterweg.

Het directe gevolg daarvan is dat repre­ sentatieve hoge rivierafvoeren alleen nog maar vrij kunnen worden afgevoerd via de Nieuwe Maas, als de Maeslantkering niet is gesloten. De Westerschelde speelt in deze problematiek geen rol, met name doordat de Schelde vrij kan afvoeren en nooit voor problemen zorgt.

Het probleem wordt pas ernstig als een zware noordwesterstorm samenvalt met hoge rivierafvoeren. ‘Ruimte voor de rivier’ leek een mooie oplossing en zorgt lokaal voor verlichting, maar uiteindelijk moet al dat bovenwater nog steeds langs Dordrecht en Willemstad. Wat doen we met de hoge rivierafvoeren, als er niet naar zee kan wor­ den afgevoerd?

REA GEREN

De echte oplossing zit in het reguleren van de afvoer via Volkerak, Haringvliet, Grevelin­ gen en Nieuwe Maas. De Maas is op orde, al moeten we daar de buffers verbeteren.

In Limburg ging het vorig jaar vooral mis doordat de afvoer van Roer en Geul was geblokkeerd.

Ook met de Rijn is er veel te winnen, al­ leen moet die van stuwen worden voorzien, wat zeker twintig jaar zal duren. Voor de scheepvaart wordt het wennen, maar het zal verladers meer zekerheid geven, doordat hiermee ook de droge perioden kunnen worden beheerst.

Het is tijd om theorie te koppelen aan praktisch inzicht en niet al de deskundigen als lemmingen achter elkaar te laten lopen, met oplossingen die alleen hun eigen vak­ gebied op de kaart zetten. U weet ongetwij­ feld wat er niét wordt gegeten als je aan een kalkoen vraagt: wat eten we met kerst?

Herman de Jong, Papendrecht

VW Lupo Rond 2001 kochten wij een VW Lupo TDI 3L. Een revolutionaire auto. Een van de eerste met een start­stopsysteem. Diesel­ verbruik drie liter op honderd kilometer.

Aluminium carrosserie, automaat, open dak. Alles wat zwaar was, was weggelaten, zoals stuurbekrachtiging. We hebben er veel plezier mee gehad, hoewel de officiële VW­garage er niet mee kon omgaan.

In de loop der jaren reden er steeds minder Lupo’s rond. Vanwege de diesel mochten we niet langer het centrum van Den Haag in (kostte ons ooit eens honderd euro). Onze nieuwe garagist kreeg er steeds minder ter reparatie aangeboden. Hij was erg in de onze geïnteresseerd omdat hij een mooi exemplaar in zijn garage wilde tentoonstellen. Dus ruilden we ’m bij hem in voor een nieuwe auto. Stuurbekrachtiging, luxe stoelen, cruise control en wat past er veel in de kleine Seat Mii. Iedereen blij.

Hoe we er ooit bij kwamen de Lupo te kopen? Door het onvolprezen blad De Ingenieur. Daarin lazen we rond het jaar 2000 een artikel over deze en nog een andere VW­auto. Op basis hiervan gingen

we naar de dealer en kochten we er een. Ik heb onze garagist inmiddels onze aankoop­ documentatie en onderhoudsgeschiedenis gegeven. Graag zou ik hem ook een kopie van het artikel geven: dan heeft hij de Lupo­ verzameling compleet.

Harry van Ingen, Voorburg

Skisokken Ik deel de fascinatie van columnist Mar­ cel Möring voor de vaak onbegrijpelijke toevoegingen aan producten die (op het eerste gezicht) overbodig zijn (‘Zinloze sok’; De Ingenieur, november 2022). In mijn herinnering waren wollen skisokken vroeger al links en rechts gemarkeerd voordat de sokken waren voorgevormd. Waarom? Het is een beetje een vies verhaal. Wie op een meerdaagse toertocht door de bergen gaat, neemt graag zo min mogelijk mee. Wollen kleding heeft de natuurlijke eigenschap dat je die meerdere dagen kunt dragen zonder dat ze gaat stinken. Bij sokken is het gevaar dat een (schimmel)infectie aan een teen van de ene voet kan worden overgedragen aan een teen van de andere voet. Vuile sokken moet je dan ook steeds aan dezelfde voet dragen om dit te voorkomen.

Ik weet niet of dit inderdaad de oorspron­ kelijke reden is of dat het slechts een goed marketingverhaal is, maar ik draag mijn skisokken voor de zekerheid altijd aan de juiste voet. Je weet nooit of je aan het eind van je vakantie de sokken nog eens moet dragen...

Thomas König, Huizen (NH)

Meer ethiek Het pleidooi van Lode Lauwaert en Mauritz Kelchtermans van de Universiteit van Leu­ ven (‘Ethiek voor ingenieurs’, De Ingenieur, november 2022) onderschrijf ik volledig.

Ook ik juich meer ethiek bij ingenieurs toe.

Vergeet daarbij de overheid niet! En vergeet niet dat klokkenluiders zich zeer vaak mo­ reel verantwoordelijk voelen, maar zich uit angst voor hun baan niet durven uitspreken.

Doen ze het uiteindelijk toch, dan worden ze vaak ontslagen of op een zijspoor gezet.

Jaap Stelling, Heemstede

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

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

37

EVOKE

ADVERTORIAL

Van BIM naar architect in drie stappen Meryem Yigit (22) is ‘a woman with a plan’. Na haar opleiding bouwkunde als deeltijdstudent startte ze als BIM-modelleur, via Evoke. De eerste stap in haar plan richting architectuur: hét vak naar haar hart. Einddoel: architect, gespecialiseerd in duurzaam bouwen.

Hoe dan? ‘Meteen starten met werken én leren’, vertelt ze. Dit is haar stappenplan.

Stap 1: BIM-modelleur ‘Ik ben nu BIM-modelleur. Dat komt door Patrick van Evoke. Ik solliciteerde via de website van Evoke eigenlijk op een functie als werkvoorbereider. Toen ik kennismaakte met Patrick legde ik mijn doel uit – architect worden – en mijn werkvoorkeuren: ontwerpen en bouwkundig tekenen. Hij adviseerde toen om voor een functie als deze te gaan.’ Dat bleek een goede zet. ‘Ik leer veel van de architecten die bezig zijn met duurzaam bouwen: hoe het vak werkt, welke keuzen ze maken en waarom. Ik leer hier echt begrijpen wat ik teken en zie de resultaten. Dat kan ik in de toekomst dan weer meenemen, als ik straks architect ben.’

Stap 2: Projectleider ‘Ik wil later de opleiding Bouwkunde in deeltijd afronden, om door te kunnen groeien naar projectleider bijvoorbeeld.

38

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

De werkervaring die ik ondertussen al opdoe is ook erg belangrijk. In de praktijk leren is zo anders dan op school. Ik heb kort geleden al mijn eigen project gekregen. Een wijk in Wijchen die ik helemaal 3D mag modelleren en waarvoor ik de bestektekeningen mag klaarmaken.’

Stap 3: (Junior) Architect ‘Uiteindelijk wil ik de master architectuur volgen. Dat duurt in deeltijd een jaar. Tijdens die master zou ik al kunnen meekijken met onze architecten, als overgang en leerproces. Daarna hoop ik hier aan de slag te kunnen als junior architect.’ Alles voor de einddroom: nog net voor haar dertigste architect worden, met alle werk- en leerervaring in duurzaam bouwen die ze gaandeweg opdoet.

Lees het hele verhaal: evokestaffing.nl/meryem foto : bart van overbeeke

Jims verwondering ‘Voorsprong door techniek.’

Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

Perfectie in geel en blauw Gisteren voor het eerst in jaren weer eens wat dingen gehaald bij IKEA en het trof me weer: to-ta-le perfectie. Dat zit hem in die pakketten die superlogisch in elkaar zitten. In de website die duidelijk en uitnodigend is en goed navigeerbaar. En in de winkel zelf, waar sfeervolle keukens, zithoeken en badkamers zijn ingericht. Ik was er voor het eerst met mijn dochter van tien en die huppelde lachend door alle huiskamers, keukens en slaapkamers. Ze wil later – voorlopig – binnenhuisarchitect worden en dan is de IKEA-showroom natuurlijk een luilekkerland. Elk laatje moest open, elk kastje aangeraakt.

Toegegeven, ik heb ook wel eens met het zweet op de rug en klotsende oksels door een bomvolle IKEA gedwaald, samen met half Nederland, waardoor een totale paniekaanval niet ver weg was. Maar dit keer was het een rustige zondagmiddag.

Het parkeerterrein stond redelijk vol met auto’s, maar de hal is zo belachelijk groot, dat er door al die mensen toch geen vervelende drukte ontstond.

Wat is er zo perfect dan? Laten we eens zo’n pakket openmaken. Om te beginnen: knap hoe ze onze cilindervormige, staande lamp van anderhalve meter hoog hebben teruggevouwen en opgerold tot een handzaam pakket. Voor de handleiding hebben de Zweden een eigen beeldtaal bedacht, waarbij

WAA R

KUNNEN

W E

DEZ E

MAAND

ze woorden zoveel mogelijk vermijden of eigenlijk gewoon niet nodig hebben. Het lijkt wel wat op de instructies die bij Lego zitten, eveneens van een Scandinavisch bedrijf, niet toevallig?

Het is even wennen om geen zinnen te zien, maar symbolen, iconen en tekeningen. Maar al snel begint het te dagen: aha! Hier hangt het kastje scheef en dan moet je het weer even van de muur halen, die schroef aandraaien en dan kun je het kastje terughangen aan de muur.

Nee, ik heb geen aandelen in IKEA en, ja, er is ook wel wat aan te merken op de filosofie van het bedrijf met zijn zeer betaalbare meubels, die daardoor uitnodigen tot een korte levensduur, net zoals mensen bij de Primark elk seizoen nieuwe kleding willen scoren ‘want het kost toch geen drol’.

Mijn dochter en ik vulden zo een regenachtige zondag met het in elkaar zetten van twee staande lampen en een opbergkastje voor op de kinderkamer. Niet alleen kreeg ik bewondering voor de ontwerpers bij IKEA, maar ook voor mijn dochter die zonder mijn hulp een behoorlijk ingewikkelde lamp in elkaar zette. Wat een technisch inzicht heeft ze al. Dat moet ze van zichzelf hebben, want op school wordt er weinig aan techniek gedaan. Die komt er later wel, als binnenhuisarchitect, of misschien wel als ontwerper bij IKEA.

NAARTOE ?

DE

INGE NIE UR

TIP T

t/m 2/4 Hoewel een bezoek aan het Kröller-Müller Museum altijd de moeite waard is, trekt een nieuwe tentoonstelling de aandacht.

In Otterlo is nu Fernand Léger en de daken van Parijs te zien, waarin werk van de Franse kubist centraal staat. Bijzonder is het werk Rook boven de daken (zie foto), dat pas recent werd ontdekt op de achterkant van een ander schilderij van Léger.

Beide werken zijn te zien op de tentoonstelling. De schilder ontwikkelde zich binnen het kubisme en kwam later tot de conclusie dat in de machine ware schoonheid schuilgaat. ‘De vorm, de kleur en dan ook nog de afwezigheid van de ambitie een kunstwerk te zijn, dat was toch wel het toppunt van een esthetisch ideaal’, schreef de krant NRC. Meer informatie: krollermuller.nl/fernand-leger-en-de-dakenvan-parijs FOTO : ROBERT LAGENDIJK ; FOTO : REDIVIUS

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

39

Productontwerpen van morgen

Oplaadafdak Met een e-bike zijn lange afstanden af te leggen, maar onderweg de accu opladen is lastig. De overdekte fietsenstalling Hive ’n Drive heeft daarvoor nu een oplossing met een universeel oplaadsysteem op groene stroom.

‘Het viel mij op dat ik mijn elektrische fiets bijna nergens onderweg kan opladen’, vertelt Rens van Gurp, oprichter van het bedrijf Shift to Solar uit Zwolle. ‘Als het wel kan, dan is het via het lichtnet, waardoor ik m’n eigen oplader bij me moet hebben.’ Om het gebruik van elektrische micromobiliteit verder te bevorderen, ontwikkelde hij Hive ’n Drive. Deze fietsenstalling heeft een stevig stalen frame met een overkapping van glas-glas-zonnepanelen die stroom leveren via een spe40

ciaal ontwikkeld oplaadpunt.

Afhankelijk van de uitvoering kan stroom van de zonnepanelen worden opgeslagen in een batterij of aan het net worden geleverd.

Elektrische voertuigen, zoals e-bikes, hebben dezelfde problematiek als mobiele telefoons: verschillende merken hebben hun eigen oplaadstekker. Van Gurp: ‘We hebben op basis van de in Europa meest gebruikte merken een oplaadsysteem met meerdere stekkerverbindingen gebouwd. Daarmee kunnen we

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

ongeveer 70 procent van de markt aan e-bikes en andere vormen van elektrische micromobiliteit bedienen, van e-steps tot e-scooters.’

Het opladen gaat via een oplaadkast met meerdere stekkers. Gebruikers kunnen zich identificeren via dongle, near-field communication (NFC)-kaart, app of QR-code en krijgen vervolgens een oplaadkast toegewezen met de juiste stekkerverbinding.

De basisuitvoering van Hive ’n Drive heeft acht zonnepanelen

met acht oplaadpunten. Die kan naar wens worden uitgebreid.

Ook is een afgesloten versie met toegangsdeur leverbaar.

Leds met bewegingssensoren bieden verlichting in de avonduren.

Inmiddels zijn de eerste exemplaren van Hive ’n Drive geplaatst bij gemeenten, bedrijven en hogescholen als proef om onder meer het laadvermogen en de veiligheid te testen.

De komende tijd rolt Van Gurp de verdere marktintroductie uit.

(PS)

•

foto : fret kraaij

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

Bouwplaatsrobot Robots kunnen de efficiëntie op de bouwplaats flink vergroten. SitePrint doet dat door bouwmarkeringen geautomatiseerd uit te zetten op verschillende ondergronden.

Microplasticsfilter Het Engelse bedrijf Matter wil helpen om de grote hoeveelheid microplastics in het oppervlaktewater te verminderen. De oplossing is een fijn, herbruikbaar wasmachinefilter.

Doordat meer dan de helft van alle kleding is gemaakt van synthetische stoffen, kan een wasbeurt wel vele honderdduizenden plastic microvezels opleveren. Deze worden niet afgevangen door het standaardfilter van de wasmachine en komen dus in het milieu terecht.

Geen kleding van synthetische stoffen dragen is natuurlijk de beste manier om dit te voorkomen. Wie dat te ver vindt gaan, kan ook een steentje bijdragen door een extra wasmachinefilter te plaatsen, speciaal voor microvezels.

Het systeem Gulp van Matter heeft als voordeel dat het een herbruikbaar filter heeft in plaats van wegwerpfilters met de bijbehorende kosten.

FOTO ’ S : GULP ; HP

Gulp wordt aangesloten op de waterafvoer van de wasmachine en kan op of naast de wasmachine worden gezet.

Het systeem werkt met een zelfreinigend filter dat efficiënt blijft werken, ook als het filterbakje voller raakt.

Na een stuk of twintig wasbeurten geeft een ledlampje aan dat het filterbakje moet worden geleegd. Dit gaat simpelweg door de filterla te verwijderen, leeg te maken met de bijbehorende schraper en terug te plaatsen.

Gebruikers kunnen de microdeeltjes opsparen en opsturen naar Matter, dat zegt het materiaal te recyclen, bijvoorbeeld voor het maken van isolatiemateriaal, of te gebruiken voor wetenschappelijk onderzoek naar hergebruik van de vezels.

Een andere mogelijkheid is de microvezels direct bij het huisvuil doen, wat volgens Matter altijd nog beter is dan dat ze in het oppervlaktewater terechtkomen. (PS)

Het Amerikaanse technologiebedrijf HP ontwikkelde SitePrint om direct vanaf de digitale bouwtekeningen met grote precisie markeringen op de ondergrond te printen.

Deze markeringen zijn essentieel om bouwprocessen soepel en gestructureerd te laten verlopen. Ze geven bijvoorbeeld precies aan waar installaties moeten komen te staan. Het handmatig uitzetten daarvan is tijdrovend en geeft risico op fouten die doorwerken in het bouwproces.

SitePrint is speciaal ontwikkeld voor gebruik op de bouwplaats. De robot kan daarom goed werken op ruwe, onafgewerkte oppervlakken die niet helemaal schoon zijn en waar nog kleine objecten zoals schroeven of spijkers rondslingeren.

Met zijn grote wielen kan de robot probleemloos over kleine objecten tot twee centimeter hoogte heenrijden. Grotere objecten, evenals afgronden, worden ontweken via sensordetectie: SitePrint werkt gewoon om deze obstakels heen.

SitePrint werkt op de bouwplaats met een digitale tachymeter als basisstation en een tablet om de robot mee te bedienen. De allerlaatste versies van de digitale bouwtekeningen worden geladen vanuit de cloud. De robot kan vervolgens heel precies met verschillende kleuren alle mogelijke markeringen uitzetten en ook tekstinstructies op de grond printen. SitePrint werkt op oppervlakken van uiteenlopende materialen, waaronder beton, hout en vinyl.

De robot is uitvoerig getest in meer dan tachtig projecten wereldwijd, van woningbouw en ziekenhuizen tot vliegvelden. Na de introductie op de Amerikaanse markt dit najaar is de SitePrint vanaf 2023 in meer landen te koop. (PS)

•

•

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

41

EUREKA

Dakwindturbine Zonnepanelen domineren de markt om thuis energie op te wekken. Eenzelfde investering in windenergie kan volgens Aeromine Technologies echter anderhalf keer meer elektriciteit opleveren.

Kleine windturbines op daken van woonhuizen en gebouwen zijn in Nederland nog altijd geen succes. Ons land kent er geen subsidieregeling voor en installeren mag alleen met een bouwvergunning. Daarnaast mag er geen sprake zijn van geluid- of zichtoverlast, zoals hinder door de slagschaduw van draaiende wieken. Aeromine Technologies uit de Verenigde Staten ontwikkelde daarom een alternatief systeem dat stil werkt en geen zichtbare bewegende delen heeft.

Het systeem werkt met parallel aan elkaar opgestelde verticale spoilerbladen. Daar tussenin staat een verticale buis met openingen in de

42

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

zijkant. Door de luchtstroming langs de bladen ontstaat in het midden een lagedrukgebied dat een luchtstroming door de buis opwekt.

De lucht wordt aangezogen door het voetstuk van de buis waarin een generator met turbinebladen is gemonteerd.

Om dit goed te laten werken, moeten de bladen wel tegen de wind in staan.

Een groot voordeel van het systeem is dat het vrij simpel is, goedkoop te produceren en eenvoudig te installeren.

Volgens Aeromine Technologies levert het de helft meer elektriciteit dan een zonnepaneleninstallatie van dezelfde prijs, waarbij de Nederlandse

subsidie niet is meegerekend.

Bovendien neemt het slechts 10 procent van het dakoppervlak in beslag. Dat maakt het dus ook goed mogelijk om een hybride systeem te realiseren van wind- en zonne-energie.

De windturbine van Aeromine Technologies is in verschillende varianten en afmetingen te bouwen. Een van de beoogde uitvoeringen heeft een vermogen van vijf kilowatt, wat vergelijkbaar is met een installatie van meer dan twintig zonnepanelen. Voor meer opbrengst kunnen meerdere windturbines naast elkaar op een dak worden gemonteerd op een onderlinge afstand van zo’n 4,5 meter. (PS)

•

foto : aeromine technologies

Repareerbare koffiemachine Elektronische apparaten worden vaak weggegooid wanneer ze stuk zijn. Het modulaire koffiezetapparaat Kara, de ‘Fairphone’ onder de koffiemachines, maakt reparatie juist gemakkelijk.

Slimme e-schoenen Het bedrijf Shift Robotics maakt schoenen die de drager zo’n 2,5 keer sneller laten lopen. Met kunstmatige intelligentie voegen de schoenen zich naar de loopstijl van de gebruiker.

De mens heeft talloze manieren uitgevonden om zich steeds sneller over de aardbol te verplaatsen. Toch is de meest primitieve vorm van verplaatsing, lopen, in duizenden jaren in de basis niet veranderd.

Daarin wil het bedrijf Shift Robotics uit Pittsburgh verandering brengen met de lancering van de Moonwalkers: een soort rolschaatsen waar de gebruiker met schoen en al in kan stappen. Onder de schoen zitten meerdere rijen wieltjes met motoraandrijving. Die versnellen de loopsnelheid tot 2,5 keer. Na iets meer dan tien kilometer moeten de schoenen aan de lader.

De Moonwalkers zijn geen rolschaatsen, benadrukt Shift Robotics. De Moonwalkers buigen bij de bal van de voet waardoor de voet goed kan afrollen. Het kost volgens de makers slechts tien stappen om het lopen met de Moonwalkers een beetje onder de knie te krijgen. Tegelijkertijd leert de schoen met kunstmatige intelligentie de loopstijl herkennen. Wel zijn ze een stuk duurder dan rolschaatsen: 1430 euro per paar.

In mei 2023 komen de schoenen op de markt. Ze lijken vooral geschikt voor stedelijk gebied met hier een daar een stuk onregelmatig asfalt of een plas water. Een bospad of bergachtig terrein moet voorlopig nog op eigen kracht worden bewandeld.

(SB)

‘De meeste mensen repareren hun apparaten niet, omdat ze niet weten wat er mis is’, vertelt ontwerper Thomas Mair van de Design Academy Eindhoven. Daarnaast is het bij veel apparaten ook nog eens heel lastig om de reparatie zelf uit te voeren.

Daarom ontwierp Mair de Kara, een koffiemachine van ge-3D-print kunststof in drie vrolijke kleuren. Kara bestaat uit verschillende modulen die makkelijk uitneembaar zijn. Zo is er een waterpomp, een flowmeter en een thermoblok.

Met slimme technologie kan Kara zelf vertellen of er onderhoud nodig is en wat er eventueel stuk is. De reparaties zijn schaalbaar naar de vaardigheden van de gebruiker. Zo kan de gebruiker ofwel een nieuwe module in zijn geheel bestellen of zelf aan de slag. De modulen zijn gemakkelijk open te schroeven met de schroevendraaier uit het laatje van het apparaat.

Koffiezetten kan Kara nog niet. Mair: ‘Dat ligt buiten mijn expertise. Mocht een partner zich aandienen die daar verstand van heeft, dan wil ik Kara zeker doorontwikkelen tot een commercieel koffiezetapparaat.’

Ondertussen gaat Mair verder om ook andere consumentengoederen repareerbaar te maken. Te beginnen met grotere apparaten zoals koelkasten. (SB)

•

•

FOTO ’ S : SHIFT ROBOTICS; THOMAS MAIR

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

43

EUREKA

Vertalingsmouw Als toerist in een vreemd land is het handig om een tolk bij de hand te hebben. Die functie kan een trillende mouw voor de onderarm ook vervullen, als het aan studententeam HART van de TU Eindhoven ligt.

Bovendien werkt de mouw voor alle talen ter wereld.

In de mouw zitten 24 trillings­ motoren die verschillende patronen kunnen maken. Elk patroon staat voor een andere klank (foneem) in de taal. Zo maakt de ‘o’ een rondje om de pols. Herkent de gebruiker alle trillingen, dan ‘verstaat’ hij wat iemand zegt, in zijn eigen taal.

De gebruiker hoeft daar dus zelf niet voor te kunnen horen.

De mouw is draadloos, en via Bluetooth verbonden met een app.

De mouw kan meer dan al­ leen vertalen, vertelt Sjoerd van de Goor, student computer­ wetenschappen en penning­ meester bij Team HART dat staat voor human augmenta-

44

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

tion research and technology.

Slechtzienden kunnen de mouw gebruiken om met tril­ lingen te voelen waar objecten zich bevinden. Of de mouw kan gezichtsuitdrukkingen van de gesprekspartner ‘vertalen’.

Ook kunnen berichten op de telefoon worden ‘gevoeld’ in plaats van gelezen.

Het studententeam onder­ zoekt of de taal van trillingen goed kan worden geleerd.

Van de Goor leerde de vijftig trillingspatronen van de fonementaal in twee uur onder­ scheiden. ‘Als je elke dag twee uurtjes oefent, ben je ongeveer een maand bezig om de taal op spraaksnelheid te verstaan.’

Ook veiligheid is nog onder­ werp van onderzoek. ‘Vracht­ wagenchauffeurs kunnen zenuwschade oplopen door de sterke, constante en langdu­ rige vibraties van het rijden.

Wij willen er zeker van zijn dat onze vibraties veilig zijn om te gebruiken.’

Door de jaarlijkse roulatie van het studententeam is het lastig te voorspellen wanneer de mouw op de markt komt. ‘We zouden hiervan eind 2023 een product kunnen maken,’ schat Van de Goor op dit moment in.

‘Voor een richtbedrag van rond de driehonderd euro per mouw blijft het volgens ook ook nog best betaalbaar.’ (SB)

•

foto : team hart

Rolf zag een ding

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

Kerstlampjes

24-uurs mannenurinaal De Botta is een mannenurinaal voor 24-uursgebruik in het ziekenhuis. Het urinaal moet de werkdruk van de verpleegkundigen verlagen en de patiënt enige onafhankelijkheid teruggeven.

De eerste test vindt begin volgend jaar plaats in het Reinier de Graaf Gasthuis in Delft.

Een mens urineert gemiddeld vier à vijf keer per dag. Mannen die in het ziekenhuis liggen en hun bed niet uit kunnen of mogen, kunnen in dat geval gebruik maken van een urinaal.

Vaak moeten ze de verpleegkundigen er dan om vragen. Het urinaal moet dan steeds worden gehaald, weggebracht en weer gereinigd.

De Botta, vervanger van het mannenurinaal, is zo ontworpen dat de patiënt het zelf 24 uur lang kan gebruiken. Zo bespaart de Botta niet alleen urinalen, maar nog belangrijker: de tijd van verpleegkundigen. Ook zorgt de Botta voor een hygiënischere omgeving door het aantal contactmomenten tussen de verpleegkundigen en vuile urinalen sterk te verminderen.

De Botta is een onderdeel van Pharmafilter, een systeem dat afvalwater uit ziekenhuizen zuivert. Al het vaste materiaal, dus ook de Botta, wordt vermalen, ontsmet en schoon aangeboden voor recycling. De medicinale stoffen worden uit het afvalwater gehaald waarna – in het geval van het Reinier de Graaf Gasthuis – 50 à 60 procent van het water in het ziekenhuis kan worden hergebruikt om de toiletten mee door te spoelen.

De Botta wordt naar verwachting begin 2023 voor het eerst getest in het Reinier de Graaf Gasthuis. Eind volgend jaar moet die klaar zijn voor productie. Het urinaal zal rond de 2,50 euro per stuk gaan kosten.

Of het urinaal uiteindelijk van recyclebaar kunststof of biologisch afbreekbaar plastic wordt gemaakt, is nog niet bekend. Eduardo van den Berg, cto van Pharmafilter: ‘Bioplastics zijn nog niet goedgekeurd voor dagelijks gebruik en de prijzen zijn hoog. Dus daar wachten we nog op.’ (SB)

•

FOTO : PHARMAFILTER ; PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

‘Moeten we die oude niet eens wegdoen?’ Vertwijfeld kijken mijn ouders me aan, in hun handen rust de veertig jaar oude kerstverlichting met gloeilampjes. ‘Want die nieuwe ledjes gebruiken toch minder stroom?’ Ik ben blij dat die boodschap bij hen is aangekomen. Maar het antwoord op hun vraag is niet zo simpel. Waar hangen die lampjes? Buiten? Ja, dan is led sowieso beter. Binnen? Dan wordt het een stuk ingewikkelder.

De oude gloeilampjes gebruiken zestig watt, een vergelijkbaar ledsetje gebruikt maar tien watt. Die vijftig watt extra wordt allemaal omgezet in warmte. Nu wordt het ingewikkeld: als je groene stroom koopt, maar je huis warm stookt op gas en de verwarming aanstaat wanneer de kerstverlichting brandt, dan is het (dus) beter voor het milieu om de oude lampjes aan te zetten.

Wie in plaats van gas een moderne warmtepomp gebruikt om het huis warm te houden, moet de volgende berekening doen: hoeveel watt stroom heeft de warmtepomp nodig om vijftig watt aan warmte het huis in te pompen? De meeste pompen hebben een efficiëntie tussen de twee- en vijfhonderd procent: voor één watt aan stroom wordt twee tot vijf watt aan warmte het huis ingepompt, en de buitenlucht dus evenveel afgekoeld. Al met al een complexe berekening voor de afweging of led-kerstverlichting beter voor het milieu is dan die oude gloeilampjes toch nog maar een keer in de boom hangen.

Dit is alleen nog maar de berekening van het elektrisch vermogen. Bij het aanschaffen van nieuwe spullen, en dus ook nieuwe kerstverlichting, speelt nog iets: je gooit de oude weg terwijl ze nog goed werken. De nieuwe lampjes moeten wel eerst worden gemaakt, waardoor je ook de milieulasten van dat productieproces moet meenemen in de berekening.

Ze moeten dus een afweging maken tussen de oude gloeilampjes gebruiken tot ze stuk gaan en dan pas een nieuwe ledset kopen, of nu al nieuwe set kopen. Daarbij mogen de productiekosten van de oude lampjes niet worden meegenomen: dat zijn wat economen noemen ‘gezonken kosten’ en dat geldt ook voor de milieulasten. Het is het soort berekening waarmee ik mijn ouders liever niet lastig val.

Hetzelfde soort berekeningen komt om de hoek wanneer er op industriële schaal over milieulasten moet worden nagedacht.

Wegen de milieulasten van de productie van zonnepanelen en een gigantische (lithium?)batterij op tegen de milieulasten van een fabriek die nog een paar jaar op een gasgenerator draait?

Het zijn lastige, maar essentiële berekeningen om een goede keuze te maken. Ingenieurs met een specialisatie in deze levenscyclusanalyse zijn hard nodig om ons te helpen de goede keuzen in de energietransitie te maken. Vaak is de conclusie overigens wel dat overschakelen op nieuwere, zuinigere apparaten of energiebronnen loont. Maar niet altijd. En dat moeten we goed in de gaten houden. In de woorden van de oude sokpop Kermit: It’s not easy being green...

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

DECEMBER 2022 • 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.

GEEN HONGER

GOEDE GEZONDHEID EN WELZIJN

KWALITEITSONDERWIJS

L E V E N I N H E T W AT E R

Dick den Hertog is hoogleraar operations research aan de Universiteit van Amsterdam.

Paste hij eerst wiskundige modellen toe voor optimale spreiding van distributiecentra, nu gebruikt hij ze om toegang tot de gezondheidszorg te verbeteren.

‘Veel mensen willen iets doen dat uitstijgt boven henzelf’ Tekst: Amanda Verdonk • Foto: Bianca Sistermans

‘Optimalisatie is het kernwoord in mijn vakgebied. We houden ons bezig met beslissingsproblemen met gigantisch veel mogelijkheden, die je onmogelijk allemaal kunt laten uitrekenen door een computer.

Met wiskunde proberen we snelle, slimme en robuuste oplossingen te vinden. Na mijn promotieonderzoek werkte ik zeven jaar in de consultancy. Ik keek bijvoorbeeld naar de optimale locatie van distributiecentra van Philips of het onderhoudsrooster van de railinfrastructuur van NS. Na een fantastische tijd in de consultancy begon het te kriebelen om weer de wetenschap in te gaan. Aan de Tilburg University kon ik gelijk hoogleraar worden.’

Wiskunde voor de maatschappij ‘In die tijd las ik het boek Excellence Without a Soul van Harvard-decaan Harry Lewis. Hij vroeg zich af: moeten we jonge mensen zich niet meer bezig laten houden met betekenisvolle zaken? Dat boek heeft me enorm geïnspireerd. Er zijn veel grote maatschappelijke problemen in deze wereld: honger, droogte, overstromingen. Tot dan toe was ik vooral veel voor bedrijven bezig geweest.

Daar is niets mis mee, maar wiskundige technieken kunnen ook heel waardevol zijn

voor maatschappelijke problemen. Daarnaast heb ik een christelijke achtergrond en in die tijd is mijn geloofsovertuiging veranderd en verdiept. Mijn ogen gingen open voor andere dan alleen commerciële dimensies. Deze maatschappelijke focus wilde ik zowel in mijn onderwijs als in mijn onderzoek inbrengen. Niet veel later volgde het eerste maatschappelijke project. Deltares vroeg ons om mee te denken over wiskundige modellen om dijkhoogten te optimaliseren en nieuwe normen te bepalen. Ons onderzoek liet zien waar dijkverhoging nodig was en waar niet. Met ons plan is acht miljard euro bespaard.’

Voor een betere wereld ‘Via mijn Tilburgse collega Hein Fleuren, hoogleraar business analytics en operations research, raakte ik vervolgens betrokken bij het wereldvoedselprogramma van de Verenigde Naties. Welk voedsel moeten zij voor welke regio’s inkopen? Waar kunnen ze dat het beste inkopen en hoe houd je de transportkosten zo laag mogelijk? Ook daarmee kan onze wiskunde helpen. Het is een heel succesvol project dat miljoenen euro’s aan kosten heeft bespaard – daarmee kunnen ze dus meer mensen aan voedsel helpen. Hein

richtte het Zero Hunger Lab op, waarin hij allerlei voedselproblemen aanpakt, maar ik wilde me liever verbreden. Met mijn Amerikaanse collega Dimitris Bertsimas van het MIT sprak ik vaak over het inzetten van wiskunde voor duurzaamheidsdoelen. Zo bedachten we samen het initiatief Analytics for a Better World, ABW. We lanceerden dat als een tegenhanger van WMD, uit het boek Weapons of Math Destruction van Cathy O’Neil, over de schaduwkanten van algoritmen en wiskunde, zoals privacyschendingen.

ABW is begin dit jaar gestart en het enthousiasme is gigantisch. We kregen bijvoorbeeld de vraag van de Wereldbank om nieuwe locaties voor gezondheidsklinieken in OostTimor aan te wijzen, zodat 95 procent van de bevolking er een kan vinden binnen een straal van vijf kilometer. Zowel aan het MIT als aan de Universiteit van Amsterdam, waar ik nu werk, hebben wij cursussen in ABW opgezet. Die zijn populair. Ik vind het prima als jonge mensen voor het hoogste salaris gaan, maar ik zie dat velen dat nu minder belangrijk vinden. Veel mensen willen iets doen dat uitstijgt boven henzelf. Misschien ben ik naïef, maar ook bij onze commerciële partners zie ik een oprecht, intrinsiek verlangen om bij te dragen aan een betere wereld.’ • DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

47

Deze Western Totem is gemaakt door de Nederlandse kunstenaar Anders Wolhar. foto : allard faas

T E C H N I E K E N C U LT U U R T E K S T: R I K P E T E R S

Antropoloog Michiel van Well onderzoekt de wisselwerking tussen technologie en religie

‘Onze technologische cultuur is diep religieus’ Technologie en religie lijken soms tegenpolen. De eerste zou dan staan voor toekomst en vooruitgang, de tweede voor verleden en traditie. Antropoloog Michiel van Well ziet juist de wisselwerking tussen de twee. Sterker nog, zegt hij: technologie ís religieus.

Aan een face-to-facegesprek gaf hij de voorkeur. Bij een koffietentje in Leidsche Rijn een kwartiertje fietsen van zijn huis. Opvallend, want eind vorig jaar promoveerde antropoloog Michiel van Well aan de Universiteit Maastricht nog op onderzoek naar manieren voor zorg- en welzijnsorganisaties om juist hun online dienstverlening te verbeteren. Het lag in de lijn der verwachting dat hij de ‘zegeningen’ van de digitale vergadertools zou omarmen.

‘Moderne communicatiemiddelen zijn natuurlijk prachtig en erg handig’, zegt Van Well, die zich beroepsmatig bezig houdt met nadenken over technologie, vooral over de wisselwerking tussen technologie en religie.

‘Maar als antropoloog zie ik dat mensen het ook belangrijk vinden om andere mensen weer in levende lijve te kunnen ontmoeten. Zeker de afgelopen jaren, met de druk van lockdowns, thuiswerken en anderhalve meter, zeiden veel mensen: “Wat mooi dat dit allemaal kan, laten we nu doorpakken en deze technologieën echt een kans geven!” – maar toch lijken we daarin iets te missen.

Misschien heeft menselijk contact, ook in tijden van corona, wel iets sacraals.’

uitvinding van de boekdrukkunst in de middeleeuwen.

Daardoor veranderde de godsdienst van een eenzijdige preek door de priester in een dialoog waarin ook het volk kon meepraten. Dit speelde een grote rol in de opkomst van de reformatie en het humanisme. Een hedendaagse happening als de EO-Jongerendag is bijna ondenkbaar zonder sociale media, internet, moderne concertapparatuur en openbaar vervoer.

‘Maar het omgekeerde fenomeen vind ik eigenlijk nog interessanter’, zegt Van Well. ‘Er is veel antropologisch onderzoek gedaan naar de vraag: wat doet technologie met religie? Maar ik denk dat ik redelijk uniek ben in mijn benadering van “Wat doet religie eigenlijk met technologie?” Zelfs in een geseculariseerde samenleving, of althans in een samenleving waarin mensen zeggen dat ze zijn geseculariseerd, speelt religie nog altijd een belangrijke rol – ook in samenspraak met technologie.’

Technologie is niet neutraal Om zijn punt te illustreren, wijst Van Well op de verschillen tussen technologieontwikkeling in Amerika en China. Amerikaanse technologen vertrekken doorgaans Technologie als facilitator vanuit een kapitalistische gedachte, waardoor hun inDe wisselwerking tussen technologie en religie? Dat novaties zich vooral richten op de consument en het klinkt als een vraag waarop geen echt antwoord bestaat; individu. Hun Chinese evenknieën daarentegen gaan die twee worden meestal als tegenpolen gemeer uit van een communistische gedachte en zien. Technologie versus religie, dat is rationarichten hun innovaties daarom ten dienste van liteit versus spiritualiteit, vooruitgang versus de macht en de staat. Of ietwat gechargeerd: traditie, toekomst versus verleden. Aan het Amerika streeft naar de beste camera voor in begin van de twintigste eeuw introduceerde een telefoon; China streeft naar de beste camesocioloog Max Weber zelfs de beroemde secu- Technologie ra voor in een bewakingssysteem. larisatiethese: de stelling dat met de opkomst ‘Technologische ontwikkeling is niet neukomt voort van wetenschap en technologie alle religie traal’, zegt Van Well. ‘Hoe je als samenleving uit waar vanzelf zou verdwijnen. tegen de wereld aankijkt, waar je mee bezig Het is misschien lastig om je een wisselbent, welke vragen je jezelf stelt en wat je geje als werking voor te stellen tussen twee zaken samenleving dachten zijn over goed en kwaad – dat bepaalt die op het oog zo lijnrecht tegenover elkaar hoe je technologie ontwikkelt, welke technoin gelooft staan. Maar volgens Van Well valt op die logie je ontwikkelt, voor wie je technologie ogenschijnlijke tegenstelling veel af te dingen. ontwikkelt. Ontdekkingen komen niet uit de Op de eerste plaats wordt religie altijd al belucht vallen, innovaties ontstaan niet in een ïnvloed door technologie. Dat begon al met de zwart gat, technologie ontwikkelt zich

’’

t

“

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

49

T E C H N I E K E N C U LT U U R

niet vanuit een vacuüm. Het komt allemaal voort uit hetgeen waar je als samenleving in gelooft. Technologie wordt zo dus ook bepaald door religie.’

Onaanraakbare status Van Well hanteert een andere definitie van ‘religie’ dan die in het dagelijkse taalgebruik. Hij bouwt voort op het werk van de Franse socioloog Émile Durkheim, die aan het begin van de twintigste eeuw de oorspronkelijke totemreligie van Aboriginals onderzocht, in de hoop zo de essentiële kenmerken van religie te vinden.

De Fransman was namelijk niet geïnteresseerd in specifieke theologische vragen als ‘hoe werkt de drie-eenheid?’ of ‘op welk gevleugeld dier vloog Mohammed naar de hemel?’, maar zocht de basiskenmerken van alle religies.

Zijn conclusie was dat in elke religie een onderscheid wordt gemaakt tussen het sacrale en het profane. Zeg

Andersdenker over techniek en religie Michiel van Well is techniekantropoloog. Hij is geïnteresseerd in wat mensen met technologie doen en wat technologie met mensen doet – en in de rol van religie daarin. Hij studeerde scheikunde in Utrecht (1989-1995), maar tijdens zijn onderzoek naar de rol van lipiden in de celwand van de bacterie Escherichia coli ontdekte hij dat hij de mensen in het lab nog interessanter vond dan de experimenten. Daarom besloot hij ook wetenschapsen technologiedynamica te studeren aan de Universiteit van Amsterdam. Als projectleider bij de Stichting Toekomstbeeld der Techniek werkte hij aan de bundel Deus et Machina (2008), 50

over de verwevenheid van technologie en religie. In die bundel schreven technologen, theologen, antropologen, ingenieurs en bestuurders over hun ideeën, ervaringen en inzichten over technologie en religie. Van Well schreef zijn proefschrift Religie in een technologische cultuur (2021) als buitenpromovendus aan de Universiteit Maastricht, terwijl hij als zorginnovatie-consultant werkte bij de sociale onderneming Vital Innovators. Sinds 2020 werkt hij bij het Ministerie van Justitie en Veiligheid aan vraagstukken rond digitalisering, artificiële intelligentie en privacy. Sport is voor hem de belangrijkste sacrale bijzaak in het leven.

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

maar: tussen het heilige en het alledaagse. Vanuit dat perspectief valt religie niet samen met een godsdienst of een levensbeschouwing, maar met de praktijk dat mensen íéts in hun leven een bijzondere en onaanraakbare status geven. Dat kan een god zijn, maar ook bijvoorbeeld de democratie, kunst, kennis, mensenrechten of het milieu. Dat sacrale krijgt volgens Durkheim op drie manieren vorm: er is een geloof (al dan niet uitgesproken), er worden rituelen ontwikkeld en er vormt zich een gemeenschap van gelijkgestemden.

‘Ik ben een antropoloog en geen theoloog’, zegt Van Well. ‘Ik probeer te begrijpen hoe mensen vormgeven aan hun leven. En steeds als ik mensen zie, dan zie ik ook religie’. Volgens mij vormen mensen gemeenschappen rond iets wat sacraal voor ze is; ze werken vanuit een geloof met idealen en overtuigingen; en ze vormen rituelen om dat sacrale in de praktijk met respect te benaderen.

In een antropologisch kader is dat te beschouwen als religie.’ iPhone als nieuwe Messias Hoe werkt die benadering van religie in de praktijk?

Voor zijn proefschrift onderzocht de antropoloog de ontwikkeling van een online portaal waarmee patiënten bij verschillende zorginstellingen hun medische gegevens kunnen inzien en contacten kunnen leggen. In dat proces herkende hij de kernelementen van Durkheim: er was een gedeeld geloof (in de kracht van technologie en het belang van gezondheid), er werden rituelen bedacht (om bestaande zorgpraktijken ook online vorm te geven) en er groeide een gemeenschap (van artsen, programmeurs, verzekeraars en andere betrokkenen).

Ofwel: rond het online portaal ontstond iets sacraals, een religie dus.

Het kan ook dichter bij huis. Begin dit jaar maakte Van Well een podcast met de titel Is de iPhone de nieuwe Messias? Daarin beschouwde hij op humoristische wijze de sacraliteit van de bekende smartphone. Apple-topman Steve Jobs introduceerde de eerste versie daarvan in 2007, bij een evenement dat meer leek op een kerkdienst dan op een technische productpresentatie: een gemeenschap van mensen kwam samen, voor een rituele gebeurtenis, verenigd door het gedeelde geloof dat technologie de wereld zou verbeteren – en alles werd aangevoerd door een priester in een coltrui.

Is alles impliciet religie?

Van Wells’ gebruik van de term ‘religie’ heeft een wetenschappelijke basis in de antropologie – maar voelt ook een beetje makkelijk. Wie religie beschouwt als ‘het sacrale, vormgegeven door geloof, rituelen en gemeenschap’ kan ogenschijnlijk bijna alles als zodanig bestempelen. Enthousiaste tienerjochies die wekelijks repeteren met hun Nirvana-coverbandje, voetbalfans die zich iedere wedstrijd opdissen voor hun club, collega’s die elke maandagochtend rond de koffiemachine hun baas afkraken: zijn dat dan ook gemeenschappen met vaste rituelen en gedeelde overtuigingen – en dus religies?

‘Wat ik als antropoloog interessant vind aan de bekende wereldreligies, is dat ze expliciet zijn in hun overtuigingen’, legt Van Well uit. ‘Je kunt een kerk foto : allard faas

binnenlopen om te vragen: wat is hier heilig?, en dan krijg je het antwoord: God is heilig. Maar als je met die vraag een technologiebedrijf binnenstapt, dan krijg je waarschijnlijk geen reactie – terwijl ze ook daar allerlei overtuigingen koesteren, maar die gewoon niet als zodanig benoemen. Het expliciet sacrale van religies kan helpen om het impliciet sacrale van andere praktijken te herkennen – en daarom vind ik ‘religie’ een zinvolle en waardevolle term.’

Een andere kanttekening tegen het gebruik van het woord ‘religie’ –toch een beladen term – is dat een criticus zou kunnen zeggen: hoe durf je mij ervan te betichten religieus te zijn? In deze seculiere samenleving laten we ons leiden door het verstand en door de ratio, niet door een geloof.

‘Ik denk dat élke cultuur religieus is’, antwoordt Van Well. ‘Ook onze technologische cultuur, die zichzelf graag als verlicht bestempelt. In onze technologische cultuur zijn rationaliteit en individualiteit namelijk de sacrale waarden. We geloven misschien niet in een god, maar wel in onszelf. Dat verlichte en rationele is echter meer een ideaal waarop we hopen en waarnaar we streven, dan een gerealiseerde praktijk. Want ook zogenaamd rationele mensen worden gedreven door idealen en overtuigingen – die zeker waardevol kunnen zijn, maar die niet noodzakelijk op waarheid of rationaliteit berusten.’

De gekozen terminologie is daarmee dus ook een beetje plagerig. ‘Door het woord “religie” opnieuw te introduceren als onderdeel van onze cultuur, schop ik een beetje tegen een heilig huisje”, geeft Van Well aan. ‘Ik probeer ermee aan te tonen dat onze technologische cultuur niet uniek is, niet verstandiger of beter dan andere culturen – en dat ligt gevoelig. Het is echter vooral mijn intentie om de cultuur beter te begrijpen, en om mensen een nieuw kader te geven om na te denken over hun eigen doen en laten. Het woord ‘religie’ is daarbij maar een middel: als iemand écht over die specifieke term valt, dan kan hij of zij ‘religie’ ook vervangen door iets anders – en dan praten we daarover verder.’

Techniek-antropoloog Michiel van Well bouwt voort op het werk van de Franse socioloog Émile Durkheim, die de totemreligie van de Aboriginals onderzocht op zoek naar de essentiële kenmerken van religie. foto : allard faas

Technologie kleurt ons denken ‘We leven in een technologische cultuur’, stelt Van Well.

‘Innovatie is een essentieel onderdeel van onze samenleving. En het is een gemiste kans als we die alleen technisch benaderen, zonder aandacht voor de sacrale aspecten ervan. Bij technologie komen ook passie en inspiratie kijken, en die kunnen ons helpen om innovatieprocessen en maatschappelijke uitdagingen kracht en richting te geven. Technologie is in onze cultuur niet alleen een instrument dat we kunnen aan- en uitzetten, maar ze is sacraal en kleurt heel ons doen en laten. De mens is heilig, de technologie is haar verlosser – en dat is diep religieus.’ • DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

51

De Ingenieur in gesprek

De digitale zevenmijlslaarzen van IBM-onderzoeksleider Alessandro Curioni

‘Innovatie kan tien keer sneller’ De wereld is zo complex en de maatschappelijke opgaven zijn zo groot, dat het vaste wetenschappelijke instrumentarium niet langer volstaat.

De oplossing? Combineer clouds, quantumcomputers en kunstmatige intelligentie, zegt Alessandro Curioni, onderzoeksleider bij IBM. Tekst: Pancras Dijk

Zolang al als er mensen op aarde zijn, hebben we de wil om de wereld om ons heen te ontdekken, te begrijpen en naar onze hand te zetten. Waar nodig gebruiken we onze ogen, handen en bovenal hersenen om problemen op te lossen. Maar volstaat die werkwijze nog in een wereld die alsmaar complexer wordt en voor maatschappelijke opgaven staat van een ongekende omvang? Nee, zegt Alessandro Curioni, die aan het hoofd staat van IBM’s omvangrijke Europese onderzoekslab in het Zwitserse Zürich: ‘Met de instrumenten die we nu tot onze beschikking hebben, kunnen we de complexe problemen van deze tijd nooit oplossen.’

Curioni, vooraanstaand specialist op het gebied van computer wetenschappen en supercomputers, is niettemin optimistisch. Met cloudcomputing, kunstmatige intelligentie (AI) en quantumcomputers als onze nieuwe, digitale zevenmijlslaarzen kunnen we de snelheid waarin de wetenschap nieuwe ontdekkingen doet met een factor tien versnellen, stelt Curioni – een tijdwinst die hard nodig is gelet op de urgentie van de problematiek.

De Ingenieur sprak de wetenschapper in de kantlijn van een groot IBM-event in het Amsterdamse Westerpark.

U leidt IBM’s wereldwijde programma op het gebied van accelerated discovery, ofwel versneld ontdekken. Wat houdt dat precies in?

‘Elk jaar maakt IBM een mondiale technologische vooruitblik. We denken dan na over grote, nieuwe

52

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

technologieën en proberen in te schatten of die daadwerkelijk gaan doorbreken en zo ja, wat voor gevolgen ze dan hebben. Zo houden we onze visie op de maatschappelijke rol van technologie actueel. Twee jaar geleden waren we met eenzelfde vooruitblik bezig.

We zaten toen midden in een pandemie en ook op het gebied van klimaat en energie verkeerden we in een grote crisis. Tegelijkertijd zagen we drie nieuwe technologieën op computergebied opkomen: kunstmatige intelligentie, clouds en quantumcomputers. Aan de ene kant die grote crises, aan de andere kant de opkomende digitale trends die wij zeer kansrijk achten. Accelerated discovery is de gecombineerde inzet van die drie nieuwe technologieën, om zo de enorme maatschappelijke opgaven te kunnen aanpakken.’

Wat levert het combineren van deze drie op bij het oplossen van de grote opgaven?

‘Wat ons belet om oplossingen te vinden voor bijvoorbeeld het klimaat, is toch vooral de enorme complexiteit ervan. Er spelen talloos veel factoren mee die allemaal met elkaar zijn verweven. Zelfs met een supercomputer valt dat niet langer te modelleren of te simuleren. Een cloud biedt de mogelijkheid om alle data te verenigen, maar om daar vervolgens aan te gaan rekenen, volstaat een supercomputer niet meer: dan is de rekenkracht van een quantumcomputer nodig, gecombineerd met kunstmatige intelligentie om patronen te herkennen.

De combinatie van de drie nieuwe technologieën is daarom noodzakelijk.’

1986 – 1992: studie theoretische scheikunde in Pisa; promotie in de technische materiaal­ wetenschappen 2017 – heden: lid van de Zwitserse Academie van Technische Wetenschappen 2019 – heden: vicepresident IBM Europa en Afrika en directeur IBM Research – Zürich 2022 – heden: IBM­vicepresident accelerated discovery

‘Hoe heeft de mensheid tot nu toe geprobeerd om de problemen in de wereld op te lossen? De geijkte weg naar een oplossing is altijd gezocht via de wetenschap, die daar een vaste, onbuigzame methodiek voor kent.

Die verloopt volgens vaste stappen. Eerst formuleert de wetenschapper het probleem, dan verzamelt hij of zij zo veel mogelijk bestaande kennis rond dat probleem. De volgende stap is het formuleren van een hypothese, die daarna grondig en herhaaldelijk wordt getoetst alvorens er conclusies kunnen worden getrokken. Juist voor wetenschappers vormen deze nieuwe technologieën een belangrijke aanvulling op hun instrumentarium.’

Zitten wetenschappers daar wel op te wachten?

‘De wetenschappelijke methodiek is sterk verankerd; al sinds de oudheid werken wetenschappers op dezelfde foto ’ s : ibm

manier. Maar wat wel voortdurend verandert, zijn de instrumenten die ze daarbij tot hun beschikking hebben. Toen de telescoop werd uitgevonden, veranderde de wetenschap zelf niet. Wel ging het observeren van hemellichamen ineens een stuk sneller en de impact van het onderzoek werd groter. Hetzelfde geldt voor bijvoorbeeld de deeltjesversneller van CERN. Elke keer als er een nieuw instrument wordt gevonden, gaat de snelheid van het onderzoeken omhoog. Zo zien wij accelerated discovery ook: als een nieuw instrument om de wetenschap te versnellen.’

Hoe moet ik dat instrument in de praktijk voor me zien?

‘Stel dat een wetenschapper een nieuw materiaal wil ontwikkelen dat geschikt is voor carbon capture, het wegvangen van CO2. Het materiaal moet de juiste dichtheid hebben en zo effectief mogelijk zijn. Die wetenschap-

t

Voor wie is die aanpak bedoeld?

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

53

QUOTE

Aan het waardevolle wetenschappelijke proces verandert verder niets

per kan dan in de cloud op zoek gaan naar alle wetenschappelijke artikelen die ooit zijn verschenen over mate­ rialen en al deze materiaalkennis van de wereld met kunstmatige intelligentie doorzoeken op precies die eigenschappen die voor carbon capture nodig zijn. AI haalt alle data uit die artikelen, filtert eruit wat van be­ lang is en kan zelfs vaststellen waar nog lacunes zitten in de beschikbare kennis. Automatisch kan AI nu ook een hypothese formuleren voor kansrijke materialen en het kan zelfs aan een robot opdracht geven om zo’n materi­ aal te maken en te testen.’

Welke tijdwinst moet dat opleveren?

‘Het uitgangspunt van accelerated discovery is een fac­ tor tien, niet alleen in tijd maar ook in geld. Onderzoek dat eerst tien jaar duurde, moet nu binnen een jaar zijn afgerond. En kostte het eerst tien miljoen euro, dan moet het nu voor een miljoen euro lukken.’

Welke rol is er dan nog weggelegd voor wetenschappers? Zijn zij niet overbodig als alles vanzelf gaat?

‘Natuurlijk zijn het nog altijd de wetenschappers die aan het roer staan. Maar wij verschaffen hun nu een advanced computing toolkit, een soort e­platform waar­ mee ze hun onderzoek en ontdekkingen kunnen ver­ snellen. Met deze nieuwe gereedschapsset kunnen ze juist veel meer zelf doen, zonder afhankelijk te zijn van grote bedrijven of dure labs. De meeste van de nood­ zakelijke software delen we als open source; ontwikke­ laars kunnen ermee aan de slag om dat te testen. We werken bovendien samen met een aantal partners, zo­ als de Cleveland Clinic, een van de grootste zorgver­ 54

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

leners van de Verenigde Staten. Wij leveren de technologie, zij brengen hun klinische ervaring en de kennis en behoeften van patiënten in. Weten­ schappers krijgen er een sterk instru­ ment bij, maar het komt nog altijd aan op hun begrip en analyse.’

Wetenschappelijke waarheid wordt steeds vaker gezien als ‘een mening’. In reactie daarop proberen wetenschappers zo transparant mogelijk te zijn. Dat wordt wel lastig met de inzet van AI, die vaak als een black box wordt gezien.

‘Het duurde even eer mensen werkelijk geloofden wat ze zagen door een telescoop. Met de inzet van AI is dat niet anders: betrek de gemeenschap erbij en het vertrou­ wen zal groeien. Niemand voelt de behoefte precies te snappen hoe z’n mobieltje werkt en toch gebruiken we er allemaal een. Tegelijkertijd is er een verschil tussen een wetenschappelijke waarheid en de mening van een expert. Als expert kun je overal een onderbouwde me­ ning over geven, maar ik ken ook topwetenschappers die hun verstand verloren en ineens onzin gingen ver­ kopen. Het gaat mij om die wetenschappelijke waarheid en die ontstaat pas wanneer het hele proces van onder­ zoek, hypothesestelling, testen, valideren, peer review en publicatie is doorlopen.’

Verwacht u dat accelerated discovery de wetenschap totaal op z’n kop zal zetten?

‘Nee, en het is ook niet de bedoeling om een revolutie teweeg te brengen. Het waardevolle, wetenschappelijke proces gaat hierdoor ook niet fundamenteel veranderen.

Het zal alleen allemaal heel veel sneller gaan.’ •

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

Verzoek om voordrachten Kooy Prijs 2023

Weg met CO2 De hoeveelheid CO2 in de atmosfeer reduceren kan op verschillende manieren. Voorbeelden daarvan zijn CO2 uit de lucht halen en opslaan, de uitstoot verlagen of CO2 omzetten in andere stoffen. Bij deze speed date gaan experts in op circulariteit en energietransitie, waarna ze met het publiek in gesprek gaan over de meest ideale en haalbare oplossingen. A speed-date with carbon circularity and energy transition experts, Delft, 15 december, 16.00-19.00 uur, kivi.nl/afdelingen/nederlandse-procestechnologen/activiteiten

Duurzaam ondergronds Tussen het Duitse vasteland en het eiland Fehmarn ligt een zee-engte van dertienhonderd meter. Hoe steek je die over? Wat zijn de afwegingen die ontwerpers maken bij de keuze tussen een afgezonken tunnel, een geboorde tunnel of een brug? Deze en andere vragen over duurzaam ondergronds bouwen komen ter sprake op een lezingenavond na afloop van de algemene ledenvergadering van de afdeling Tunneltechniek en Ondergrondse Werken.

ALV en open lezingen/ITA discussieavond, Utrecht, 15 december, 17.30-21.30 uur, kivi.nl/afdelingen/tunneltechniek-en-ondergrondse-werken/activiteiten

Het Prof. KooyFonds van KIVI, vernoemd naar de Nederlandse raketgeleerde Johan Kooy, kent elk jaar een prijs toe aan de beste afstudeerder in Defensie- of Veiligheidstechnologie aan een technische universiteit of hogeschool. Tot en met 10 januari 2023 is het mogelijk een student met een relevant verslag aan te melden. De uitreiking van de prijs vindt plaats op 12 april 2023 tijdens het jaarlijkse Kooy Symposium op Legerplaats Stroe.

Aanmelden kandidaten Kooy Prijs: kivi.nl/afdelingen/defensie-en-veiligheid/kooy-afstudeerprijs

Erepenning voor Ernst Oosterveld Op maandag 14 november heeft Ernst Oosterveld uit handen van KIVI-president Jacolien Eijer de KIVI Erepenning in ontvangst mogen nemen, vanwege zijn belangrijke bijdrage aan de vernieuwing, verbetering en modernisering van de vereniging.

Oosterveld heeft zich altijd sterk BEELD : DEPOSITPHOTOS ( BOVEN ) ; RAMBOLL DUITSLAND ( MIDDEN ); KIVI ( ONDER )

gemaakt voor het meer betrekken van hbo-ingenieurs bij KIVI en heeft veel betekend voor het versterken van de verbinding tussen regio- en vakafdelingen. Eerder dit jaar kreeg ook Gijs Breedveld een Erepenning, vanwege zijn actieve en onbaatzuchtige betrokkenheid bij KIVI.

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

55

Vrouwen uit de vergetelheid Vrouwen die zich verdiepen in de natuurwetenschappen zijn er al eeuwen. Margriet van der Heijden brengt ze voor het voetlicht in dit prettig leesbare boek.

Tekst: Marlies ter Voorde

56

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

Wie toonde als eerste de broeikaswerking aan van CO2? De Ier John Tyndall wellicht?

Hij publiceerde in 1861 al laboratorium­ resultaten die lieten zien dat waterdamp en CO2 warmtestraling opnemen. Of toch de Zweed Svante Arrhenius, die in 1896 met berekeningen kwam van wisselende tem­ peraturen op aarde door variaties in CO2?

Het antwoord: geen van beiden.

De heren werden voorgegaan door de Amerikaanse Eunice Newton Foote, die in 1856 in een artikel in de American Journal of Science aantoonde dat de opwarming van de lucht door de zon toenam onder invloed van kooldioxide. ‘Als de lucht in een periode van de geschiedenis was ver­ mengd met een grotere hoeveelheid kool­ zuur dan nu het geval is, zou dat hebben geresulteerd in een hogere temperatuur’, merkte ze op. Het idee werd, in tegenstel­ ling tot dat van Tyndall een paar jaar later, lauw ontvangen.

De reden daarvoor is eigenlijk niet be­ kend, schrijft Margriet van der Heijden in het onlangs verschenen boek Ongekend.

Misschien nam men Newton Foote min­ der serieus omdat ze vrouw was, mis­ schien omdat ze geen academische positie had, misschien omdat de tijd er nog (net) niet rijp voor was. Maar hoe dan ook, de publicatie is een reden haar te eren als de eerste klimaatwetenschapper ooit.

Van der Heijden schreef de afgelopen jaren een rubriek voor NRC, met korte levensbeschrijvingen van vrouwen die ontdekkingen deden in de natuurweten­ schappen, maar niet in de geschiedenis­ boeken belandden. Die verhalen zijn in dit boek gebundeld, aangevuld met portretten van een aantal bekendere vrouwelijke natuurwetenschappers, en voorzien van een uitvoerig essay over vrouwen in de wetenschap, verwachtingen van ‘beschei­ den dienstbaarheid’ en hoe dat kan botsen.

Zoals bijvoorbeeld bij de wiskundige Grace Chisholm Young (1868­1944). ‘Ik vond het prettig om incognito te zijn voor de buitenwereld, en ik vond dat ik daartoe het volste recht had, omdat echtgenoten een eenheid vormen... Ik wil niet verward worden met de moderne, ambitieuze vrouw, ambitieus voor zichzelf en eigen verheerlijking.’ Zo verklaarde zij aan een

vriendin waarom de gezamenlijke publica­ ties van haar en haar echtgenoot jarenlang onder de naam van de echtgenoot waren uitgegeven. ‘Alles nu onder mijn naam, en later, wanneer dat geen materieel gewin meer oplevert, alles onder jouw naam’, was wat de man in kwestie er zelf over zei. Niet uit eerbejag, arrogantie of onderschatting van zijn vrouw, maar simpelweg om prak­ tische redenen: voor hem was het belang­ rijk, want hij moest de kost verdienen. Zij kon immers toch geen baan krijgen.

Vaak waren het dit soort rolpatronen, wetten en praktische overwegingen die de vrouwen van destijds belemmerden een ster in hun vak te worden, laat Van der Heijden zien. Dat doet ze overigens zonder een schuldige aan te wijzen: Van der Heijden oordeelt niet, maar beschrijft gewoon hoe het was om zowel natuur­ wetenschappelijk onderzoeker als vrouw te zijn. In sommige gevallen waren de suc­ cessen die de vrouwen wél boekten juist te danken aan de (praktische) hulp van mannelijke vrienden of kennissen. Van der Heijden beschrijft hoe het komt dat de meeste van deze vrouwen nooit beroemd zijn geworden en geeft hun alsnog het platform dat ze verdienen.

Uit het inleidende essay blijkt dat vrouwen in de natuurwetenschappen nog altijd geen vanzelfsprekendheid zijn. Toen Van der Heijden – zelf deeltjesfysicus – ooit met een fotograaf op pad ging om iemand bij een technische universiteit te interviewen, werden de antwoorden met technische details steevast tot de fotograaf gericht. Een anekdote natuurlijk, maar wel één die elke vrouw herkent.

Van der Heijden hoopt dat de korte portretten niet alleen inzicht geven in hoe het vrouwen in de natuurwetenschappen de afgelopen eeuwen is vergaan, maar ook dat deze leesplezier verschaffen, schrijft ze in haar inleiding. Dat is zeker gelukt. De verhalen zijn sprekend, helder en prettig leesbaar. En dat is mede te danken aan de boeiende levens van de vrouwen over wie het gaat.

Ongekend. Over vrouwen in de wetenschap die over het hoofd werden gezien Margriet van der Heijden | 208 Blz. | € 19,99

Magie van het witte doek Voor filmmaker George Lucas de eerste Star Wars-film ging draaien, riep hij een groep mannen bijeen voor de special effects. Een nieuwe documentaireserie gaat terug naar die tijd.

Tekst: Pancras Dijk

Problemen met een oplossing In Het kan dus wél schrijft Rolf Heynen over de belangrijkste klimaat- en milieuproblemen.

Gelukkig laat hij ook zien dat er verandering aankomt.

Tekst: Jim Heirbaut

De kranten staan er vol van: klimaatverandering, zeespiegelstijging, plastic dat de oceanen vervuilt. Redenen genoeg om bij de pakken neer te gaan zitten. Doe dat maar niet, want er is hoop. Dat laat Rolf Heynen, politicoloog en ondernemer, zien met zijn nieuwe boek Het kan dus wél.

In helder taalgebruik schrijft Heynen over de problemen waar mee de mensheid kampt: milieuvervuiling, klimaatverandering, een verslaving aan fossiele energie, enzovoort. Naast het schetsen van de uitdagingen, neemt Heynen de lezer ook mee langs de oplossingen.

Hij sluit zijn ogen daarbij niet voor het feit dat de rijke, westerse landen de verantwoordelijkheid hebben om de consumptie harder terug te schroeven dan de mensen in nog groeiende economieën. Onze ecologische voetafdruk is immers nogal wat groter dan die van iemand in Niger, Pakistan of Bolivia.

Aan het eind van zijn boek wijdt Heynen een hoofdstuk aan wat wij zelf kunnen doen. Hij zoomt dan in op het individu, dat zich soms machteloos voelt bij grote wereldproblemen zoals milieuvervuiling en klimaatverandering.

Voor de inhoud van dit boek heeft Heynen grondig onderzoek gedaan en hij zet de allernieuwste inzichten onder elkaar. Het is alleen de vorm van het boek die op den duur wat gaat vervelen. Het leest als één lang college, weliswaar onderverdeeld in verschillende thema’s, maar elk hoofdstuk heeft ongeveer dezelfde opbouw: problemen, grotere problemen, nijpende problemen, maar gelukkig wordt er al aan oplossingen gewerkt. Dat is op zich fijn, want deze opbouw geeft de lezer een optimistische boodschap mee – net als de boektitel natuurlijk. Maar de vorm wordt halverwege het boek wel erg voorspelbaar. Wat ook niet helpt, is dat er geen mensen sprekend worden opgevoerd. Dat zou dit boek wat levendiger hebben gemaakt.

Los daarvan: Heynen geeft een mooi overzicht van de dingen die onze aarde bedreigen en hoe iedereen door zijn gedrag aan te passen een beetje aan de oplossing kan bijdragen.

Het is een iconisch filmmoment. De reusachtige Star Destroyer vliegt traag het beeld in, vlak over de kijker heen, om vervolgens in de verte te verdwijnen. Elk detail is haarscherp, wat de ervaring des te realistischer maakt. Hoe zijn de makers van de eerste Star Wars-film (die later A New Hope ging heten) er in geslaagd deze ruimtescène zo overtuigend te filmen?

Toen George Lucas begon met de ontwikkeling van Star Wars, inmiddels bijna vijftig jaar geleden, realiseerde hij zich al snel dat de bestaande technologie niet volstond om zijn verbeelding over te brengen op het witte doek. In de eerste aflevering van de documentaireserie Light & Magic, te zien op Disney+, maakt de kijker kennis met het zooitje ongeregeld dat hij inhuurde voor een eigen special effects-bedrijfje, Industrial Light & Magic. Het waren stuk voor stuk jonge honden, zonder ervaring, met niets te verliezen en met een enorme drang om zowel hard te werken als te feesten. ‘Geef ze genoeg bier en pizza, dan doen ze alles voor je’, zegt Lucas.

Innovatie was het sleutelwoord. ‘We waren kinderen die met speelgoed mochten spelen’, zegt een oudgediende. Voor elke technische uitdaging wisten ze wel een oplossing te vinden. Toen A New Hope eindelijk uitkwam, stond de hele wereld versteld, behalve Lucas zelf. ‘Ik zie alle plakbandjes en elastiekjes die de boel bij elkaar houden.’

De makers hebben alle betrokkenen voor de camera gekregen.

Hoewel ze de beschikking hebben over een schat aan uniek archiefbeeld, kiezen ze ervoor veel sprekende hoofden te laten zien.

In de eerste afleveringen zijn dat vrijwel zonder uitzondering mannen op leeftijd. Mooier, maar ook sporadischer, zijn de fragmenten waar spectaculaire filmscènes en archiefbeeld van achter de schermen door elkaar heen zijn gemonteerd. Wie eenmaal weet dat het gevreesde Death Star-ruimtestation niet meer is dan bewerkte blokken piepschuim op een parkeerplaats, zal nooit meer op dezelfde manier naar deze films kunnen kijken.

Light & Magic Disney+ | zes afleveringen

Het kan dus wél Rolf Heynen | 256 Blz. | € 19,99 foto : walt disney studios

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

57

MEDIA

Mooie oplossingen Wonen in een natte rivierdelta ver­ eist een hoop kunstgrepen, ofwel: ingenieurswerk. De binnenkant van buiten legt het uit aan jonge lezers.

Tekst: Pancras Dijk

58

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

Een ingenieur is iemand die heeft gestu­ deerd om creatieve oplossingen te beden­ ken voor technische problemen, legt de woordenlijst in De binnenkant van buiten uit. Omdat ons land verandert, en ook het klimaat, hebben we in de toekomst steeds meer van die creatieve techniekspecialisten nodig. Maar hoe zijn jonge mensen te inte­ resseren voor het ingenieurschap? Door ze al vroeg mee te nemen in het verhaal van een land dat louter dankzij een eindeloze reeks slimme ingenieursoplossingen een fijne plek kan zijn om te leven.

Dat is althans de keuze van auteur Tanja de Boer, als civiel ingenieur gepromoveerd aan de TU Delft. Haar specialisatie in hydrologie en watersystemen spat van de bladzijden, maar in de dertig hoofdstukken passeren ook veel andere hoogstandjes uit de civiele techniek de revue.

Het knappe is dat ze haar kennis toegan­ kelijk weet neer te zetten zonder concessies te doen aan de inhoud. Ze gaat daarbij uit van vragen die leven bij kinderen. Hoe wordt een tunnel gebouwd? Hoe voor­

komen we dat ons land overstroomt? Hoe worden wegen aangelegd?

De Boer legt in tekst en heerlijk naïeve schetsjes niet alleen de materie uit, ze wil de lezer ook echt inspireren en active­ ren. Een verhaal over bruggen loopt uit in een liefdesverklaring aan vakwerk­ constructies: de stalen driehoeken die veel bouwwerken hun stijfheid geven. ‘Ga eens op vakwerk­jacht’, moedigt ze haar lezers aan. ‘Hoeveel tel jij er in één week bij jou in de buurt?’ Daken, hijskranen, stations, sporthallen: ze zijn overal te vinden. ‘En als je toevallig naar Parijs gaat, mag je de Eiffeltoren ook meetellen.’

Het is een gouden greep geweest om kunstenaar Janneke Kornet te vragen als illustrator. Haar collages zijn zo speels dat ze nog meer dan de tekst uitstralen hoe leuk de techniek is. Als dit op termijn geen nieuwe ingenieurs oplevert...

De binnenkant van buiten. Technische hoogstandjes in een laag land Tanja de Boer | 143 Blz. | € 18,99

illustratie : janneke kornet

Q&A

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

Geert Folkertsma, docent robotica aan de Universiteit Twente en werkzaam bij ingenieursbureau Demcon, schreef de Zeilen trimgids. Hierin is te lezen wat een zeiler in welke omstandigheden het beste kan doen en waarom dat eigenlijk werkt.

Er gebeurt zoveel op het gebied van de (technische) wetenschappen en technologie, dat het haast niet is bij te houden. De makers van de onvolprezen podcast Nerdland praten je maandelijks bij.

NERDLAND | OP ALLE PODCASTPLATFORMS

Tekst: Marlies ter Voorde

1 2 3 4 5

Waarom heeft u dit boek geschreven?

‘Vanwege mijn achtergrond in de robotica denk ik al twintig jaar na over krachten en dynamica. Toen ik zeilcursussen ging volgen, merkte ik dat ik daar mijn inzichten uit de theorie kon toepassen op de praktijk. Dat maakte het zeilen makkelijker en leuker.

Bovendien kon ik medecursisten hierdoor vaak helpen, zelfs als het verder gevorderde zeilers waren dan ik. Zeilboekenschrijver Dick Hughes raadde me aan dit boek te maken.’

Voor wie is dit boek bedoeld?

‘Voor zeilers die enigszins technisch zijn onderlegd en willen begrijpen hoe het werkt, dus in elk geval voor zeilende ingenieurs.

Maar ook voor andere zeilers. Mensen die bij het zien van een krachtvector afhaken, moeten het boek niet kopen. En piloten ook niet! Ik zeg namelijk ergens in het boek dat zeilen moeilijker is dan vliegen. Dat is omdat je bij zeilen niet alleen met de wind, maar ook met de waterweerstand hebt te maken.’

Wat hoopt u met het boek te bereiken?

‘Op trimkaarten en in trimboeken staat precies wat je met welke lijn moet doen bij welke wind en golven. Handig, maar je hebt wel altijd dat boek nodig of je moet de samenvatting op de trimkaart uit je hoofd leren. Mijn hoop is dat mensen mijn boek maar één keer hoeven te lezen, en daarna zelf kunnen beredeneren wat ze moeten doen. Daarmee wordt het nog leuker de boel naar je hand te zetten.’

Hoe kon een virus als SARS-CoV-2 leiden tot een wereldwijde pandemie? In zijn spannende reconstructie gaat topjournalist David Quammen ook uitgebreid in op de rol van de wetenschap bij het indammen van het virus.

BUITEN ADEM | 448 BLZ. | € 29,99

Rik Kleeven en Jesper Weijs wonen in Limburg, zijn dol op klussen en maken vaak grote bouwwerken in de tuin van Jesper. Zo hebben ze al een keer een achtbaan gebouwd, maar ook een waterpark en een gigantisch bed. Niet voor niets zeer populair.

GLOWMOVIES | YOUTUBE

Wat fascineert u aan zeilen?

‘Het inzetten van wind en water, elementen die er altijd zijn, om jezelf te verplaatsen. Dat vind ik een geweldig gevoel. Zodra de motor uit gaat buiten de haven begint het genieten. Of eigenlijk in de haven al, want het manoeuvreren bij het aanmeren en wegvaren is óók een spel van krachten, maar dan van de lijnen, de motor en het roer. Je voelt het gebeuren, alles wat je hebt geleerd over versnellingen, krachten, en aerodynamica. Je zit er zelf in.’

Wat heeft u geleerd tijdens het schrijven?

‘Ik heb bij een startup gewerkt waar we robots met vogelvleugels maakten. Van aerodynamica kende ik dus de basisprincipes. Maar over waterweerstand en golven heb ik veel nieuws geleerd. Ik wist bijvoorbeeld niet waarom het zo lastig zeilen is als de wind tegen de stroomrichting in waait. Nu wel: de golven worden dan door een tegenstroom afgeremd en dat veroorzaakt een soort branding, net zoals een oplopende bodem dat doet aan het strand.’

FOTO : DEMCON ENSCHEDE

Waar komen die oprukkende zee en kolkende rivieren steeds vandaan?

Hoe kan het dat we tegelijk af en toe droog dreigen te staan? Waartegen vechten we eigenlijk al die eeuwen?

Volop interessante invalshoeken in een prachtboek vol mooie platen.

HISTORISCHE WATERATLAS NL | 224 BLZ. | € 39,95

DECEMBER 2022 • 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.

De benodigde vaardigheden kan ieder intelligent en ruimdenkend mens leren

Supervoorspellers De politicoloog en psycholoog Philip Tetlock leverde het bewijs dat voorspellen van de toekomst wel degelijk mogelijk is. Daarvoor zijn geen goedbetaalde experts nodig, noch opiniemakers of politieke duiders. De voorspellers die Tetlock om zich heen verzamelde, namen genoegen met een cadeaubon van 250 euro.

De Canadees Philip Tetlock (1954) doet al 38 jaar in de Verenigde Staten onderzoek naar de vraag waarom sommige mensen in staat zijn rake voorspellingen te doen en andere niet. Zo bestudeerde hij tussen 1984 en 2004 de voorspellende vermogens van 284 experts, die beroepsmatig politieke en economische trends en ontwikkelingen analyseerden. Hij liet ze 28.000 voorspellingen doen en moest concluderen dat de gemiddelde expert even goed presteerde als ‘een dartwerpende chimpansee’. Maar hij ontdekte ook dat er mensen zijn die opvallend vaak juiste voorspellingen doen. Die noemde hij ‘supervoorspellers’.

Weerpatronen Als het om voorspellen gaat, typeert Tetlock zichzelf als een optimistische scepticus. Ter verklaring van zijn scepticisme voert hij de Amerikaanse wiskundige en meteoroloog Edward Lorenz tonele. Lorenz had in 1961 ontdekt dat Vooruitzien is ten piepkleine variaties in de gegevens die men inmogelijk op een voert bij computersimulaties van weerpatronen compleet andere weersvoorspellingen kunnen termijn van één jaar opleveren. Dat inzicht lag ten grondslag aan de zogenoemde chaostheorie: in niet-lineaire systemen, zoals de atmosfeer, kan zelfs de kleinste verandering enorm effect hebben. In een toespraak in 1972 gebruikte Lorenz de metafoor van de vlinder in Brazilië die met zijn vleugelslag in principe een tornado in Texas kan ontketenen – terwijl het veel waarschijnlijker is dat een zwerm Braziliaanse vlinders een paar kilometer verderop nog niet eens zuchtje wind veroorzaakt.

Door Lorenz’ vlindereffect groeide in wetenschappelijke kringen het besef dat voorspelbaarheid harde begrenzingen kent. Niet alleen in de meteorologie, maar ook in de sociale wetenschappen. De oude gedachte was dat 60

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

de werkelijkheid zich gedraagt als een uurwerk. Wetenschappers zouden, naarmate ze meer te weten komen over het samenspel van radertjes, veren en gewichten, steeds beter kunnen voorspellen wat de klok zou gaan doen. Lorenz zette dat denkbeeld op losse schroeven.

Wat hij ervoor in de plaats stelde, was het beeld van een wolk en hoe die aan haar vorm komt. De interactie tussen de water- en stofdeeltjes in een wolk is in hoge mate gevoelig voor minuscule, vlindereffect-achtige afwijkingen. ‘Zelfs als we alles weten over de wijze waarop wolken zich vormen, dan nog zullen we niet precies kunnen voorspellen welke vorm ze zullen krijgen. We kunnen slechts afwachten en zien wat er gebeurt’, verzucht Tetlock. Behalve sceptisch is hij dus ook optimistisch over het menselijk vermogen de toekomst te voorspellen. Een optimisme dat is gebaseerd op harde wetenschap.

Voorspellingstoernooi Na zijn eerste, twintigjarige onderzoek haakte Tetlock met zijn voorspellers aan bij een project van de IARPA (Intelligence Advanced Research Projects Activity), een onderzoeksbureau van Amerikaanse geheime diensten.

IARPA organiseerde in 2011 een voorspellingstoernooi waarin vijf teams het tegen elkaar opnamen. In de loop van vier jaar stelde IARPA bijna vijfhonderd vragen over wereldzaken, zoals: zal Rusland binnen drie maanden officieel Oekraïens grondgebied annexeren?, en: zal zich het komende jaar een land terugtrekken uit de eurozone?

Het zogeheten Good Judgement Project van Tetlock versloeg de concurrerende teams van de University of Michigan, van het prestigieuze MIT en zelfs een team van inlichtingenanalisten die over geheime informatie beschikten. Het tweede jaar van het toernooi presteerde Tetlocks 2800 vrijwilligers zoveel beter dan de rest, dat IARPA besloot niet verder te gaan met de andere, professionele teams.

1972 ‘Voorspelbaarheid: Kan een vleugelslag van een vlinder in Brazilië een wervelstorm in Texas veroorzaken?’

Titel van Edward Lorenz’ toespraak voor de American Society for the Advancement of Science (29 december 1972).

In zijn boek Superforecasting: The Art and Science of Prediction uit 2015 – Supervoorspellers in de Nederlandse vertaling – doet Tetlock verslag van zijn onderzoek en bevindingen. Zijn belangrijkste conclusie is dat het wel degelijk mogelijk is om in de toekomst te kijken en dat ieder intelligent, ruimdenkend en hardwerkend mens de vereiste vaardigheden kan opdoen.

Tetlock besluit zijn boek met tien geboden voor aanstaande supervoorspellers. Hij raadt zijn lezers bijvoorbeeld aan een kwestie op te delen in deelkwesties, op zoek te gaan naar tegenstrijdige causale krachten, het juiste evenwicht te vinden tussen onder- en overreageren op nieuwe feiten, tussen te veel en te weinig zelfvertrouwen, te leren van eerdere foute voorspellingen, samen te werken met andere voorspellers, en vooral te waken voor groepsdenken. Het kost volgens hem veel tijd, moeite, nieuwsgierigheid, behoedzaamheid, zelfkritiek en doorzettingsvermogen om supervoorspeller te worden.

Tetlock stipt in zijn boek twee bekende technologische misvoorspellingen aan. ‘Er is geen enkele reden waarom mensen een computer in huis zouden willen hebben’, sprak Ken Olsen in 1977. Olsen was de baas van Digital Equipment Corporation, kortweg Digital, toen nog leider op de Amerikaanse computermarkt. Dertig jaar later maakte Microsoft-directeur Steve Ballmer een vergelijkbare blunder toen hij de eerste iPhone publiekelijk weghoonde. Helaas hebben Tetlock en zijn supervoorspellers zich niet gewaagd aan technologische voorspellingen. Dat is geen reden waarom zijn wetenschappelijk onderbouwde waarzeggerij niet ook voor technologische ontwikkelingen zou kunnen werken. Maar ook dan zal de teleurstellende vrijwaringsclausule gelden die Tetlock hanteert voor geopolitieke voorspellingen. Vooruitzien is mogelijk op een termijn van één jaar. Maar op een termijn van drie à vijf jaar benaderen voorspellingen het niveau van de chimpansee en zijn pijltjes. •

Grafische voorstelling van een zogenoemde Lorenz-oscillator: het gedrag van een niet-lineair, dynamisch systeem, zoals het weer, kan bij een iets andere beginwaarde leiden tot een compleet andere uitkomst. illustratie : publiek domein / cc by - sa 3.0

DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

61

Teamgeest

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

Cel als medicijnfabriek Aangepaste immuuncellen van de patiënt die zelf ziekmakende antilichamen kunnen detecteren en in reactie daarop een medicijn produceren. Met die oplossing voor de auto-immuunziekte vasculitis won studententeam !MPACT de Grand Jamboree van 2022.

Naam: !MPACT Aantal studenten: 9 Doel: een celtherapie voor vasculitis ontwikkelen Perspectief: auto-immuunziekten genezen

Tekst: Marlies ter Voorde

Bij de grote synthetische-biologiewedstrijd Grand Jamboree hebben studententeams veel kans iets te winnen. Er zijn prijzen per niveau, per onderwerp en per onderdeel van een project. Uiteindelijk gaan tientallen van de 350 deelnemende teams met een medaille naar huis. Maar per leeftijdscategorie is er maar één hoofdprijs en bij de undergraduates werd die dit jaar in de wacht gesleept door team !MPACT van de TU Eindhoven.

‘Wij wonnen de Biobrick, de grote legosteen waarom het gaat’, zegt student industrial design Kim Wintraecken. ‘En dat was echt bijzonder, want er kwamen heel veel vette projecten voorbij.’

Celtherapie Het idee waarmee !MPACT kwam, was een celtherapie om een auto-immuunziekte aan te pakken die vaatontsteking (vasculitis) ver-

oorzaakt. Deze ziekte wordt opgewekt door de aanmaak van bepaalde antilichamen (ANCA’s) en leidt in het ergste geval tot de afsterving van bloedvaten waardoor organen zonder zuurstof komen te zitten. Eén op de achtduizend mensen krijgt met deze ziekte te maken. Hoewel de overlevingskans rond de 80 procent ligt, is de ziekte als ze niet wordt behandeld meestal dodelijk. Tel daarbij op dat medicijnen sterke bijwerkingen hebben en bij pakweg een op de vijf mensen niet aanslaan, dan is het nut van een alternatieve therapie direct duidelijk.

De studenten verzonnen een manier om de cellen van de patiënt zelf te veranderen in een soort medicijnenfabriekjes. ‘We halen immuuncellen uit het bloed, zetten daar een speciale receptor op en brengen de cellen terug in de bloedbaan’, zegt Rian Driedijk, derdejaars bachelorstudent medical science and

Team !MPACT wint de Biobrick op de Grand Jamboree.

FOTO : ! MPACT , TU / E 62

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

technology. De receptoren zijn in dit geval aanhechtingsplekken voor de ANCA’s, ofwel antineutrofiele cytoplasmatische antilichamen. Zodra een ANCA zich bindt aan de immuuncel, krijgt de cel een signaal om interleukine-10 (IL-10) aan te maken, een stof die de vaatontsteking remt. IL-10 komt dus vrij op het juiste moment en op de plek waar het nodig is. ‘De ziekte komt namelijk in vlagen, de ANCA’s zijn er niet altijd en overal’, zegt teamlid Floor van Boxtel, tweedejaars masterstudent medical engineering.

Thuis zitten Toen Van Boxtel met haar masteropleiding begon, trok net de corona-epidemie Nederland binnen. ‘Die tijd is aan me voorbijgetrokken’, zegt ze, ‘we zaten allemaal thuis.’

Als ze nog iets naast haar studie wilde doen, moest het dit jaar gebeuren, realiseerde ze

Interleukine-10: de stof die vaatontsteking remt.

ILLUSTRATIE : DEPOSITPHOTOS

Volgende maand in De Ingenieur

#Techniektalent 2023 Ingenieurs willen stuk voor stuk de wereld een beetje beter maken. Wie zijn de grote beloften in het vak van dit moment?

De Ingenieur ging op zoek naar techniektalent.

Project March in beeld Een jaar lang volgde fotograaf Charles Bosboom het Delftse Project March. Het resultaat: een indrukwekkend fotoverhaal van studenten en hun strijd tegen gevolgen van verlamming.

Voor de lange termijn We leven bij de dag en hollen van crisis naar crisis. Laten we niet vergeten soms wat verder vooruit te denken, stelt directeur Rudy van Belkom van Stichting Toekomstbeeld der Techniek.

FOTO : CHARLES BOSBOOM

zich. Een gesprek met een teamlid van vorig jaar gaf de doorslag. ‘Je doet iets extra’s, je doet alles met je team, niets is voorgekauwd door de professoren en je moet vanaf het begin tot het eind alles zelf opzetten’, zegt Van Boxtel. ‘Dat sprak me aan.’ Hetzelfde geldt voor Driedijk. ‘Als je een vak volgt, is dat op een gegeven moment klaar. Dan ga je niet meer verder met wat je aan het doen was’, zegt ze. ‘Bij dit iGEM-project moet je als er iets niet lukt op zoek naar oplossingen, net zo lang tot het wél goed gaat. Dat vind ik leuk, net als het teamwerk.’

Voor Wintraecken was de gezondheidssector een nieuw vakgebied. ‘Bij industrial design werden we uitgedaagd na te denken over de vraag: wat is je missie, wat wil je met je ontwerpen bereiken? Mijn antwoord

Circulair geluidsscherm Geluidsschermen zijn vaak niet mooi, niet goed voor de biodiversiteit en bovendien niet circulair. Een ingenieur van Rijkswaterstaat heeft een alternatief ontwikkeld.

daarop is dat ik iets positiefs wil bijdragen aan de samenleving en daar paste dit iGEMproject heel goed bij. Ook het ervaring opdoen in een superleuk team, de samenwerking tussen verschillende disciplines en de connectie met verschillende stakeholders in de gezondheidssector trok me aan.’

Andere ziekten Die stakeholders, mensen van farmaceutische bedrijven, universitaire ziekenhuizen en het RIVM, waren vooral belangrijk in het begin van het project. Driedijk: ‘Toen moesten we bedenken wat we wilden aanpakken en hoe. De stakeholders gaven daarbij telkens feedback op onze ideeën, en vervolgens pasten wij die weer aan.’ Van Boxtel: ‘We zijn in die fase zelfs een paar keer van ziekte veranderd, omdat de ziekte die we hadden gekozen bij nader inzien toch niet goed bij ons project bleek te passen.’

De receptor geeft een signaal aan de cel bij detectie van ANCA’s.

ILLUSTRATIE : ! MPACT , TU / E

Zo had het team eerder dermatomyositis in gedachten: ook een ontstekingsziekte, maar dan van de kleine bloedvaatjes in de huid en soms ook de spieren. Driedijk: ‘In plaats van ANCA’s heb je daar andere signaalstoffen waarvoor we receptoren wilden maken.

Maar die signaalstoffen bleken altijd aanwezig te zijn, niet alleen als de ziekte opspeelt.

Dan verliest de therapie dus haar voordeel en kun je net zo goed pillen slikken.’

Hoewel vasculitis uiteindelijk de meest geschikte ziekte voor het project bleek te zijn, is de therapie breder inzetbaar, benadrukken de studenten. ‘Dat is het hele idee, dat je het uiteindelijk voor meerdere ziekten kan gebruiken.’ Vandaar ook de naam van het team, meldt Wintraecken nog maar even. ‘!MPACT, de eerste letter is een omgekeerde i, staat voor modular and personalized autoimmune cell therapy. En daarin is “modular” een belangrijk woord.’ •

Het bedachte concept voor celtherapie wordt getest in het lab.

FOTO : ! MPACT , TU / E DECEMBER 2022 • DE INGENIEUR

63

Vragenvuur

Zeven lastige vragen aan Fien Snelting (17), die deze maand wordt geïnstalleerd als jeugddijkgraaf. Ze wil jongeren meer betrekken bij water, waterschap en klimaat.

Tekst: Jim Heirbaut

Wat is het laatste dat je zelf hebt gerepareerd?

Wat is je favoriete gadget?

‘Natuurlijk mijn smartphone, net zoals voor veel mensen.

Maar als ik iets anders moet kiezen, dan denk ik mijn stemapparaatje, voor het stemmen van mijn gitaar. Ik ben wel actief als jeugddijkgraaf, maar mijn echte passie ligt bij muziek. Ik speel verschillende instrumenten en drummen vind ik het allerleukste. Ik hoop naar het conservatorium te kunnen na het vwo.’

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

‘WhatsApp. Met gewoon bellen kom je een heel eind, maar voor het onderhouden van contacten met verschillende vriendengroepen is WhatsApp onmisbaar geworden. Met de verschillende jeugdbestuurders (die per waterschap de stem van jongeren vertegenwoordigen, Snelting geeft daaraan als jeugddijkgraaf leiding, red.) komen we vier keer per jaar bij elkaar, maar we bespreken veel via de appgroep.

Ook delen we daar informatie en overleggen we wie wat doet.’

Welke (technologische) ontwikkeling baart je zorgen?

‘Ruimtetoerisme lijkt me echt niet goed, van die rijke mensen die een paar minuutjes naar de ruimte gaan. Het is vast een hele belevenis, maar de maatschappij heeft er niks aan en het brengt vervuiling met zich mee. De serieuze ruimtevaart is nodig voor onderzoek, maar laat deze mensen lekker gewoon op vakantie gaan. Het liefst met de trein!’

Voor welk probleem zouden ze eindelijk eens iets slims moeten vinden?

64

‘Dat is alweer een tijdje terug, maar ik heb mijn tuinbroek zelf gerepareerd, met wat hulp van mijn zus. Er zat een gat in en ik vond het zonde om hem alleen daarom weg te gooien. Het was nog best lastig om goed bij dat gat te komen, maar uiteindelijk is het gelukt.’

‘Voor de hoeveelheden plastic die we gebruiken. Onze plastic-container zit elke week weer helemaal vol. En kijk eens in de supermarkt om je heen hoeveel plastic je ziet.

Dat moet toch wel anders kunnen? Bijvoorbeeld al die groenten niet in folies verpakken. Als wij zien dat iets in drie lagen plastic is verpakt, dan laten we het in het schap liggen en kiezen we een alternatief met minder plastic.’

Welk boek ben je nu aan het lezen?

‘De biografie van Charlie Watts, de vorig jaar overleden drummer van de Rolling Stones. Ik ben zelf drummer, dus toen dit boek uitkwam dacht ik: dit móet ik echt lezen. Ik heb ook de biografieën over Mick Jagger en Keith Richards al gelezen, want ik ben heel erg fan van die band.’

Dilemma: je hoofd vastlijmen aan een beroemd schilderij of braaf in een optocht demonstreren voor het klimaat?

‘Ik ga wel mee in die optocht, want ik vind het niet oké om je vast te lijmen aan een kunstwerk. Ja, je krijgt er aandacht mee, maar het is niet de juiste manier. In dat schilderij heeft iemand veel werk gestoken. Overigens vond ik het wel heel goed dat die man zich vastlijmde aan de talkshowtafel.’

DE INGENIEUR • DECEMBER 2022

#KIVIingenieur KI •VI-in • ge • nieur [kievie inzj ’njeur] (de (x/y/z); -s) Ingenieur die is aangesloten bij het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs en een ingenieur die: 1 op de hoogte blijft van de laatste ontwikkelingen in de techniek 2 maatschappelijk betrokken is en deelneemt in het oplossen van technische vraagstukken ter verbetering van de samenleving 3 onderdeel is van een groot multidisciplinair netwerk in technisch onderwijs, overheid en bedrijfsleven 4 continu werkt aan de ontwikkeling van hard en soft skills 5 blijvend kennis buiten de eigen expertise opdoet en zich daardoor weet te onderscheiden 6 zich inzet voor nationale belangen, zichtbaarheid geeft aan ingenieurswerk en internationaal verbonden is 7 exclusieve toegang krijgt tot bedrijven en instanties 8 kennis deelt over carrièreontwikkeling en profilering met collega-KIVI-ingenieurs 9 beschikt over kwalitatief hoogwaardige en onafhankelijke kennis van experts dankzij de niet-commerciële aard van KIVI 10 kan vertrouwen op een hechte on- en offline community waar je op mag rekenen. e

Op de ingenieur!

Het einde van 2022 nadert. Het was een veelbewogen jaar, met als grootste pluspunt dat we weer samen konden komen.

Intussen dienden zich op het wereldtoneel nieuwe ontwikkelingen aan. Het belang van technische vooruitgang en de ingenieur daarachter is duidelijker dan ooit.

KIVI en de redactie van De Ingenieur staan in de startblokken om je ook in 2023 weer te inspireren met nieuwe bijeenkomsten en verhalen.

We wensen je fijne feestdagen en veel inspiratie voor het nieuwe jaar!