Page 1

Officieel orgaan der werktuigbouwkundige studievereniging | ‘Gezelschap Leeghwater’ te Delft | jaargang 16 - oktober 2011 - no. 1

De Space Shuttle Een laatste eerbetoon

Graafwielbaggers

Muziekinstrumenten

Wijnproductie

Zijn deze gigantische

De evolutie van de

Hoe is de productie

mastodonten klaar

instrumenten van

van deze drank

voor de toekomst

Bach tot Justin

anders dan 7000 jaar

of al achterhaald?

Bieber.

geleden?


| redactioneel Het fantastische derde Slurflustrum is inmiddels achter de rug. Tijd weer voor een down-to-earth Slurf, althans met een paar kleine aanpassingen. Na het lustrum werd het tijd voor een frisse start van het vertrouwde orgaan van ons Gezelschap. Voor deze nieuwe layout hebben wij de hulp ingeroepen van ontwerpbureau Frank en Frens. Zij hebben het blad een facelift gegeven waardoor de Slurf de komende jaren nog steeds het mooiste verenigingsblad van Delft blijft. Deze editie trappen we meteen af met een dik exemplaar van 48 pagina’s. Naast de nieuwe layout en het formaat is er een aantal nieuwe rubrieken geïntroduceerd; zo heeft Dane Linssen gewerkt aan de rubriek ‘in het kort’ waarbij het technisch nieuws besproken wordt. Daarnaast is er een nieuwe 3mE nieuwsrubriek waarbij je op de hoogte wordt

" A drink in a drink " - Drinkception gehouden van de actualiteiten binnen de faculteit. Natuurlijk hebben wij Slurfers ons weer verdiept in een technisch onderwerp. Joris Roebroeks legt in zijn stuk ons uit waarom grootte er zeker wel toe doet. Matthijs van der Linden duikt

Algemene Voorwaarden

De Slurf verschijnt vijf maal per jaar en is een uitgave van Gezelschap Leeghwater, de studievereniging van werktuigbouwkundige studenten aan de Technische Universiteit Delft. Niets uit deze uitgave mag gereproduceerd worden en/of openbaar gemaakt worden door middel van boekdruk, fotokopie, microfilm of welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Gezelschap Leeghwater. Gezelschap Leeghwater verklaart dat deze uitgave op zorgvuldige wijze en naar beste weten is samengesteld, evenwel kan zij op geen enkele wijze instaan voor de juistheid of volledigheid van de informatie. Tevens is zorgvuldig gezocht naar rechthebbenden van de gepubliceerde illustraties, dit is echter niet in alle gevallen na te gaan. Wanneer u denkt auteursrechten te hebben kunt u contact opnemen via onderstaande gegevens. Gezelschap leeghwater aanvaardt geen enkele aansprakelijkheid voor schade, van welke aard ook, die het gevolg is van handelingen en/of beslissingen die gebaseerd zijn op bedoelde informatie.

4

weer de geschiedenis in, dit maal over het moderniseren van muziekinstrumenten. Pieter Wijne schrijft over de productietechnieken van wijn. In het stuk van Dane Linssen verdiept hij zich in akoestische levitatie. Onze kersverse aanwinst, Jeffrey Minnaard licht in zijn stuk over kernfusie een tipje van de sluier op over de toekomst. Natuurlijk zijn er ook weer ingezonden artikelen. In het buitenlandverhaal vertelt Roman van Laak ons over zijn tijd in Frankfurt bij Air Liquide. Alumnus Cees Kolff neemt ons mee terug naar zijn studieperiode en Sid Vollebregt vertelt in zijn afstudeerverhaal over een oplossing voor de waterschaarste. Promovendus Mark Franken legt uit waarom waterdruppeltjes kunnen bewegen. Wij van de Slurf zijn al ontzettend trots op deze vernieuwde Slurf en wij gaan er vanuit dat u zich ook kunt vinden in deze versie. Tevens zal dit mijn laatste editie bij dit prachtige magazine zijn en draag ik het hoofdredacteurschap over aan Joris. Hij heeft zich al bewezen met zijn vaardigheden in schrift en in vloeibare traktaties. Bij deze wens ik hem veel succes. Natuurlijk wil ik ook oud-Slurfers Qrijn Bauer, Marc van Etten, Yonna Welschen en Sten Ouborg bedanken voor hun hulp tijdens het Slurfweekend. Daniel Robertson, Hoofdredacteur

Redactie

Hoofdredacteur: Daniel Robertson Eindredacteur: Joris Roebroeks Secretaris: Matthijs van der Linden Commissaris Lay-Out: Pieter Wijne Redacteur: Dane Linssen Redacteur: Jeffrey Minnaard QarQamel: Fedde Reijnders Met dank aan de ROS en Frank & Frens Rechthebbende coverfoto: NASA

Verzending

'de Slurf' wordt verzonden aan de ereleden, het college leden van verdiensten, de leden van studievereniging Gezelschap Leeghwater en de Vereniging Oud Leeghwater. De Slurf wordt verzonden aan instellingen binnen en buiten Delft, alle Professoren van de faculteit 3mE en bedrijven waarmee Gezelschap Leeghwater samenwerkt. De PR-afdeling van de faculteit ontvangt 200 exemplaren ten behoeven van voorlichting.

Slurfcomnissie

Lijkt het je leuk om de Slurfcommissie te versterken? Stuur dan een mail naar slurf@leeghwater.nl

Abonnementen

Het aanvragen van een abonnement kan via de vermelde gegevens. Een abonnement op 'de Slurf' kost 14 euro per jaar. Nieuwe abonnementen kunnen het gehele jaar door ingaan. Een abonnementsjaar loopt gelijk met een collegejaar en dus wordt de eerste maal het abonnement pro rata berekend.

Oplage & Druk

3000, Drukkerij De Swart, Den Haag

Gezelschap Leeghwater Faculteit 3mE Mekelweg 2, 2628 CD Delft Tel: +31 15 27 86 501 Fax: +31 15 27 81 443 info@leeghwater.nl www.leeghwater.nl Abn-Amro : 44.23.10.919 Giro : 66967


inhoud | de Space Shuttle Een laatste eerbetoon pagina 12

redactioneel | 4 inhoud | 5 van het bestuur | 7 VOL | 8 Leeghwateragenda en -activiteiten | 10 bachelor | 14

graafwielbaggers

master | 15

Graven voor gevorderden

3mE nieuws | 20

pagina 17

gadgets | 24 al 144 jaar... | 29 buitenlandverhaal | 30 in het kort | 32

muziekinstrumenten De evolutie van het muziekinstrumentarium pagina 21

afstudeerverhaal | 34 akoestische levitatie | 36 promovendus | 38 kernfusie | 41 FSR | 44 do it yourself | 45

wijn maken

nawoord | 46

Een delicaat proces pagina 26

5


Frank & Frens

Hoe de Slurf aan haar nieuwe look kwam Ter ere van het vijftienjarig bestaan van de Slurf heeft de Slurf-commissie besloten het magazine een nieuw jasje cadeau te doen. Het doel was om hun mooie blad een verjongingskuur te geven. Frank & Frens Frank & Frens is een ontwerpbureau dat kennis van de gebruiker combineert met kennis van techniek. Deze aanpak zorgt er samen met onze ervaring op het gebied van promotie en beeldmateriaal voor dat we kunnen dienen als “one-stop shop” voor kleine tot middelgrote ontwerpprojecten en dus het gehele traject op ons kunnen nemen van idee tot uitgewerkt product met de daarbij horende presentatie en eventueel een goede website. Frank & Frens vindt het erg leuk om met TU studenten samen te werken. Zo is ze ondermeer verantwoordelijk voor het ontwerp van de ‘knaek’. Dit is een studentenkortingspas waarvan er dit jaar bijna 250 000 door Nederland zijn verspreid. De pas is een goed voorbeeld van de potentie van studenten. Twee jaar geleden is Frank & Frens samen met Johan Breukink begonnen met het realiseren van de pas die toen een oplage van 10 000 stuks had, een groei van 2 500 procent in twee jaar dus. Project Slurf Bijna een half jaar gelden kwam de Slurf-commissie met de 6

vraag of Frank & Frens het leuk zou vinden de slurf in een nieuw jasje te steken. Het leek een leuk project en er is dan ook snel een afspraak gemaakt om de details te bespreken. Om de leesbaarheid van het nieuwe blad te optimaliseren is er samen met Stefan van der Kamp, cross-mediaal hoofdredacteur van onder andere de ‘Access’, een creatieve sessie georganiseerd bij ons in het pand aan de Mijnbouwstraat. Daarin is ondermeer aandacht besteed aan sociale media, wat heeft geleid tot de Slurf facebook pagina. Daarnaast is de opbouw van het blad onder de loep genomen, hoe kan een blad met de inhoud die het heeft, het best worden opgebouwd? Wat voor artikelen moeten waar komen en hoe kunnen die het best worden geschreven? Hoe kan er variatie in de artikelen worden gebracht terwijl er toch samenhang in het blad blijft? Wat mist er nog? Nadat de commissie in deze sessie eigenlijk al het denkwerk heeft gedaan, moesten de ideeën worden omgezet in een eenduidig ontwerp. Voor dit ontwerp heeft Frank & Frens extra aandacht gegeven aan de templates, zodat de commissie extra aandacht aan de inhoud van de artikelen kan gaan geven. Het resultaat ligt nu voor je, geniet er van! Frank & Frens | www.frankenfrens.nl


Robbert Dijkstra

van het bestuur |

Abraham Lincoln heeft ooit gezegd dat wanneer je een olifant bij de achterpoten vasthebt, en hij probeert weg te rennen, je het dier beter kunt laten gaan. Daar had hij natuurlijk volledig gelijk in. Olifanten zijn niet te stoppen. Het bijzondere is dat ik dit ook terugzie bij de olifanten van het bestuur. Als bestuur van het Gezelschap staan we dichter bij de olifant dan ooit tevoren, en ik vind het fantastisch om te zien dat wij ook steeds meer over een onstuitbaar doorzettingsvermogen beschikken. De eerste weken zijn behoorlijk intensief geweest. Niet in de eerste plaats door alle constitutieborrels, maar vooral door alle nieuwe dingen die op je afkomen. De ceremoniĂŤle bestuurswissel tijdens de jaarvergadering geeft natuurlijk een bijzonder gevoel, maar het echte besef komt pas als je ziet dat je agenda elke dag voller raakt en het tot je doordringt dat jij plotseling verantwoordelijk bent voor alles wat er binnen Leeghwater speelt. Prioriteiten stellen is op die momenten van essentieel belang. Als nieuw bestuur

word je namelijk behoorlijk in het diepe gegooid. Je probeert de lopende zaken op te pakken, maar als je constant wordt gebeld door mensen die je niet kent over dingen die je niet weet, kost het enorm veel tijd. Toch merk je dat daardoor de leercurve steil is en dat je snel door begint te krijgen hoe zaken afgehandeld dienen te worden. Je krijgt er een soort behendigheid in. We zijn nu alweer twee maanden bezig als bestuur. De roerige eerste weken zijn voorbij en iedereen heeft zijn of haar plekje gevonden op het kantoor. Ieder van ons heeft veel geleerd, en vol trots zie ik hoe mijn bestuursgenoten zichzelf ontwikkelen en groeien binnen hun functie. Een van de kernwoorden die hierbij een belangrijke rol speelt is motivatie. Het drijft ons om door te gaan en het maximale uit dit jaar te halen. Die motivatie putten wij met name uit het enthousiasme van de leden en de waardering die we krijgen. De eerste periode zat bijvoorbeeld al goed vol met activiteiten die druk bezocht zijn, zoals de Slagtandborrel, het Commissie-Interessediner en de drukke dinsdagen in Het Lagerhuysch. Ook de Eerstejaarsstartperiode was een groot succes. Mede daardoor zijn de nieuwe eerstejaarscommissies zo fanatiek van start te gaan. De energie die wij dit jaar in Leeghwater steken, wordt op die manier beloond. En dat inspireert. De wisselwerking tussen het bestuur en de leden zorgt ervoor dat Gezelschap Leeghwater al 144 jaar niet te stoppen is. Fedde Reijnders, Voorzitter Gezelschap Leeghwater 7


| VOL Nieuw VOL Bestuur

Inschrijvingen eerstejaars

Als Pre-Lustrum VOL bestuur zullen we een grote activiteit voor alle alumni organiseren, die volgend jaar tijdens het 29ste lustrum op de planning staat.

Instelling

Nu het 144ste Bestuur van Gezelschap Leeghwater is geïnstalleerd, is daarmee ook het VOL bestuur gewisseld. Het nieuwe VOL bestuur heeft de volgende samenstelling: Voorzitter Saskia van der Wurff, Secretaris Carmen Molhoek, Penningmeester Qrijn Bauer, Teun Koomen, ir. J.G. van Wijk, ir. B. van der Sterren en prof. drs. M. Waas.

Het aantal inschrijvingen zijn dit jaar flink gestegen. Met een aantal van 483 inschrijvingen heeft er ten opzichte van vorig jaar een groei van veertien procent plaatsgevonden. Deze groei is lager dan die van de Universiteit Twente, maar Delft behoudt het grootste aantal werktuigbouwkundestudenten van Nederland.

TU Delft TU Eindhoven Universiteit Twente

Alumnisymposium

Vrijdag 7 oktober jongstleden heeft het Alumnisymposium van de TU Delft plaatsgevonden. Hier was ook een delegatie van het VOL Bestuur aanwezig. Met een debat tussen voormalig president-directeur Shell Nederland BV en voormalig Eerste Kamerlid Rein Willems, Raad van Bestuur Royal Haskoning en voormalig staatssecretaris Economische Zaken Frank Heemskerk en Robbert Dijkgraaf, president KNAW, ging het symposium van start. De TU Delft staat op dit moment hoog op de wereldranglijst, maar hoe kan Nederland ervoor zorgen dat deze goede positie niet in gevaar komt? Uit deze vraag volgde een interessante

2010

2011

425 210 92

483 220 130

Groei 14% 5% 41%

Inschrijvingen eerstejaars werktuigbouwkundestudenten

Evert Vixseboxse

Op 29 juni jongstleden is Evert Vixseboxse gevraagd om Lid van Verdienste van Gezelschap Leeghwater te worden. Evert is als studieadviseur altijd zeer betrokken geweest bij Gezelschap Leeghwater en haar bestuur. Zijn enthousiasme voor de vereniging was altijd duidelijk merkbaar. Hij was dan ook blij verrast dat wij hem vroegen om toe te treden tot het College Leden van Verdienste. We zijn ervan overtuigd dat zijn benoeming een waardevolle toevoeging is aan het College en aan Gezelschap Leeghwater.

TU Delft

Lid worden

Alumnisymposium

discussie over het innovatiebeleid van kabinet Rutte. Hierna was er de mogelijkheid diverse lezingen te volgen, waaronder een lezing over het opzetten van een eigen onderneming. Met innovatie in het achterhoofd sloot deze lezing goed aan op het thema van de avond. Vrij nieuw voor de TU Delft is het ondernemerscentrum YES!Delft, dat sinds 2005 bestaat. Voor studenten die geïnteresseerd zijn in ondernemerschap biedt YES!Delft praktische ondersteuning op weg naar de oprichting van een eigen bedrijf. Op deze manier kan de student innovatief te werk gaan en aansluiting vinden met de behoeften van de markt. 8

Vereniging Oud Leeghwater is er voor afgestudeerden van de studie Werktuigbouwkunde aan de Technische Universiteit Delft. Inschrijven kan door naar www.leeghwater.nl te gaan en op de link Vereniging Oud Leeghwater te klikken. Hier kan online een inschrijfformulier ingevuld worden. Als lid van de VOL kan men gebruik maken van de VOL LinkedIn, zo kan het contact met oud-studiegenoten en alumni eenvoudig onderhouden worden. Om dit contact te bevorderen zal volgend jaar voor alle leden van de VOL een grote activiteit plaatsvinden. Daarnaast wordt vijf keer per jaar de Slurf opgestuurd en eventueel het jaarboek. Standaard lidmaatschap: €25,- per jaar Lidmaatschap met jaarboek: €40,- per jaar


VOL interview

Vanuit de mooie Vereniging Oud Leeghwater wordt er elke Slurf een alumnus geïnterviewd. Zo krijgen studenten een goed beeld van waar je terecht kunt komen met de studie en zien alumni wellicht een oude bekende.

naam: bedrijf: functie: afstudeerrichting: jaar van afstuderen:

Cees Kolff Sicoja BV Eigenaar Transportkunde 1986

Als u aan Delft denkt, waar denkt u dan aan?

Bij Delft denk ik aan het moment dat ik voor het eerst op de Markt stond en dacht: ‘nu gaat het leven echt beginnen.’ Voor het eerst alleen op kamers en weg uit Leeuwarden, waar ik geboren ben en mijn schooltijd heb doorgebracht. Delft is voor mij een heerlijke periode geweest waar ik veel plezier heb gehad en veel vrienden heb gemaakt. Ben lid geweest van een studentenvereniging, heb met een paar vrienden een groothandel in zeilkleren gehad, heb geroeid en ben pas na mijn keuze voor Transportkunde echt serieus gaan studeren. Ik denk nog aan de ponskaarten die we gebruikten om de computer berekeningen te laten maken. Verder ook aan de studiereis naar Japan met Transportkunde, die ik mee heb helpen organiseren. Dat was een geweldige reis in een periode dat Japan heel sterk aan het opkomen was, het jaar 1985.

Hoe is de studie verlopen?

De eerste jaren in Delft heb ik niet heel erg hard gestudeerd. Heb wel mijn eerste jaar gecheckt of ik de studie aan kon, door een aantal van de moeilijkste vakken te halen. Was veel meer met andere zaken bezig. Heb dan ook lang over die eerste jaren gedaan. In die tijd kon dat nog. Mijn keuze voor Transportkunde was een goede. Daar ben ik echt gaan studeren. De logistiek-systeem benadering vond ik erg interessant. Ben afgestudeerd bij Sikkens in Sassenheim op het herinrichten van de afvulafdelingen voor verf.

Kunt u een korte schets van uw carrière geven?

Na Delft ben ik bij Nutricia in Zoetermeer gaan werken als ‘industrial engineer’ op het hoofdkantoor. Dat is een functie waarbij je heel goed naar de processen in de fabriek kijkt en die probeert te verbeteren. In die tijd groeide Nutricia erg hard. We deden veel ‘green field studies’ om te kijken hoe

Cees Kolff

C. Kolff

Cees Kolff

je de fabrieken zo goed mogelijk kon inrichten. Ben na een half jaar naar een fabriek in België gegaan en heb daar de distributieactiviteiten en de magazijnen uitbesteed en heb daarna als projectleider een nieuwe yoghurt productielijn gebouwd. Later bij Nutricia plantmanager van verschillende fabrieken geweest. De leukste fabriek vond ik de Olvarit fabriek. De productie moest daar met vijfentwintig procent opgevoerd worden in een korte tijd. Dat is binnen een jaar gelukt door het toepassen van TOC, Theory Of Constraints. Ik was deze aanpak tegen gekomen in een boekje ‘Het Doel’ van Goldrath. Ben na Nutricia bij Friesland Dairy Foods gaan werken. Werd daar directeur productie van de kaas bij Friesland Dairy Foods. Dat bestond in die tijd uit vijf kaasfabrieken en een smeltkaasfabriek. Na een fusie tussen Coberco en Friesland Dairy Foods ben ik voor mijzelf begonnen. Eerst met name als interim manager en later steeds meer als ‘lean’ consultant.

In welk opzicht gebruikt u Werktuigbouwkunde?

Ik ben niet puur technisch bezig, maar heb er zijdelings nog veel mee te maken. De systeembenadering geleerd bij Transportkunde gebruik ik nog dagelijks. Daar ben ik ook voor het eerst met het ‘Toyota productiesysteem’ in contact gekomen. Dat boeit me nog steeds en daar ben ik nu als consultant dagelijks mee bezig.

Is Werktuigbouwkunde een goede keuze geweest? Ja. Toen ik begon wist ik niet precies wat het inhield. Ik denk dat ik weer dezelfde keuze zou maken.

Welk advies heeft u voor de huidige student? Hard studeren!

9


| Leeghwater leeghwateragenda 17 november 5 december 14 december 16 december

IvooCo-uitje ALV Slagtandborrel Dies Natalis

Nuldejaarsweekend

dansjes gewaagd en werd er druk gediscussieerd aan de bar. Onvermoeibaar als echte olifanten gingen de aanwezigen tot laat door. Uiteraard werd er na middernacht de jaarlijkse ‘Elephant Appreciation Day’ ingeluid met stampende poten, blinkende slagtanden en natuurlijk het Willemlied.

Eerstejaars Startperiode

De kersverse nuldejaars zijn ook dit jaar weer in ons Gezelschap verwelkomd met een geniaal nuldejaarsweekend. De nuldejaars hebben genoten van het ‘gratis’ bier, het zwembadfeest en sport en spel. Zoals elk jaar werd het grote lijnenspel weer met open armen ontvangen door de nuldejaars.

Speciaal voor de eerstejaars is dit jaar voor het eerst de Eerstejaars Startperiode georganiseerd. De ESP is een manier om de eerstejaars te laten zien wat Gezelschap Leeghwater voor hen kan betekenen, en om de eerstejaars te betrekken bij ons Gezelschap. Voor de ESP zijn er onder andere een excursie, een paintballactiviteit, een tapcursus, de Commissie Interesselunch en het ESP feest georganiseerd.

Jaarvergadering en constitutieborrel

Maandagavond voetbal

Op donderdag 8 september heeft de jaarvergadering van Gezelschap Leeghwater plaatsgevonden. ‘s Middags volgde het legendarische moment waarop het 143ste bestuur het stokje heeft overgedragen aan het 144ste bestuur van Gezelschap Leeghwater. Na een prachtig Willemlied als afsluiting van de jaarvergadering kon men door naar de constitutieborrel, waar alle genodigden de kans hadden om het nieuwe bestuur te feliciteren.

Slagtandborrel

Onder het thema ‘Tropisch’ was de eerste Slagtandborrel van dit jaar weer een daverend succes. Meer dan zeventig Olifanten kwamen genieten van een biertje in de sociëteit van de Delftse Studenten Bond. Toen de avond langzamerhand plaats maakte voor de nacht werden er zelfs nog

10

Sinds het begin van dit collegejaar doet Gezelschap Leeghwater mee aan de maandagavond voetbalcompetitie van de TU. Een voetbalteam van vijftien Leeghwaterleden voetbalt elke maandagavond wedstrijdjes van zeven personen tegen zeven. Zoals een goed voetbalteam betaamt, is bij deze dames en heren de derde en zelfs vierde helft van essentieel belang.

ChickaCo lezing

Op 21 september gaf Cilian Jansen Verplanke een lunchlezing over haar bedrijf, Karmijn Kapitaal. Karmijn is een ‘private equity’ investeerder die gericht is op het Nederlandse midden- en kleinbedrijf met ‘mixed gender’ managementteams. Cilian heeft ons veel geleerd over ‘private equity’ en over het bewezen feit dat bedrijven met ‘mixed gender’


managementteams veel efficiënter werken dan in managementteams waar vrouwen of mannen in de minderheid zijn.

Commissie Interesselunch

Voor eerstejaars is er bij Leeghwater uiteraard ook de mogelijkheid om commissies te doen. Daarom was er op 26 september de interesselunch in het Lagerhuysch, hier konden de eerstejaars genieten van een lekker broodje. Daarna gaven de studenten aan welke commissies zij graag wilden gaan doen. Dankzij het grote enthousiasme hebben we een selectie moeten maken. Deze jongens en meisjes zijn inmiddels allemaal gevraagd voor hun commissies.

Excursie IHC Merwede

Op 29 September zijn dertig olifanten keurig in pak op excursie naar IHC Merwede gegaan. Ze werden verwelkomd met een algemene presentatie over IHC Merwede die werd gevolgd door een praatje van een oud-werktuigbouwer over zijn werk met duikersklokken. Na een heerlijke lunch volgde een rondleiding over de werf. De excursie werd afgesloten met een verhaal van Leeghwater waarin de mensen van IHC werden voorgelicht over olifanten en hoe de Slurf op mechanisch gebied als inspiratie kan dienen.

Tapasborrel

Om de binding tussen de vrouwen op onze faculteit nog beter te maken heeft onze vrouwencommissie, de chickaco, een borrel met als thema ‘Tappen met Tapas’ voor de werktuigbouwstudentes georganiseerd. De dames praatten gezellig onder het genot van een biertje, een wijntje, en natuurlijk overheerlijke tapas.

Commissie Interessediner

Voor de tweedejaarsstudenten en ouder was er ook de mogelijkheid om aan te geven welk commissiewerk zij graag zouden willen doen. Deze vond plaats onder het genot van een lekkere voedzame maaltijd en gratis bier in het Lagerhuysch. Gelukkig waren er veel olifanten, aangezien er een hoop commissies te vullen zijn vanwege het aankomende lustrum. De lustrumcommissies die dit jaar al van start gaan zijn de feestcommissie, de galacommissie, de lustrumreiscommissie en de lustrumsymposiumcommissie.

Tafelvoetbaltoernooi

Na het tafelvoetbaltoernooi, georganiseerd door de sportcommissie, zijn er weer twee studenten uitgeroepen tot tafelvoetbalkampioenen. Op het toernooi namen tweetallen het tegen elkaar op in het Lagerhuysch onder het genot van een lekker biertje.

Het grote ESP feest

De Eerstejaars Start Periode werd uiteraard op een gepaste manier afgesloten: met een feestje. In de Koornbeurs werden niet alleen de eerstejaars, maar ook alle andere studenten getrakteerd op een ouderwets werktuigbouwverantwoord feest met het thema: White and Nerdy. Olifanten zijn natuurlijk onvermoeibaar dus het feest ging door tot in de vroege uurtjes.

Paintball

Zoals gepland was er dit jaar een paintball activiteit voor de Eerstejaars Start Periode georganiseerd. De eerstejaars konden hier tegen elkaar de wapens oppakken en de studiestress en frustraties op elkaar botvieren.

11


NASA

send him to outer space Na dertig jaar trouwe dienst in de koude leegte van de ruimte is het dan eindelijk tijd om afscheid te nemen van het trouwe werkpaard van de NASA: de Space Shuttle. Tussen de eerste lancering op 12 april 1981 en de laatste landing op 21 juli 2011, heeft de shuttle 135 vluchten gemaakt. Na een vloot van in totaal zes shuttles is het toch genoeg geweest voor dit icoon uit de ruimtevaart. De Slurf neemt voor de laatste keer zijn spreekwoordelijke pet af voor dit prachtige staaltje techniek.

Ontwikkeling

Hoewel het ontwerpen en de constructie van de Space Shuttle vroeg in de jaren zeventig begon, werd het concept van een ruimteveer, die meerdere malen gebruikt kon worden en horizontaal kon landen, al in 1954 voorgesteld. Dit initiatief kwam van Walter Dornberger, de leider van de

12

Duitse V-2 raket-operatie, die door de Amerikaanse luchtmacht in de Verenigde Staten aan het werk werd gezet. Het voorstel uit 1954 was een onderzoeksproject met de naam X-15. Dit project begon met de ontwikkeling van de bekende X-1, het eerste voertuig dat de geluidsbarrière doorbrak. De latere X-15 was een voortzetting daarvan en houdt nog steeds het snelheidsrecord voor een bemande raketvlieger. Vele X-en en andere codenamen verder, begon NASA in 1968 eindelijk aan iets wat meer op de bekende Space Shuttle begon te lijken. Dit was de ILRV, Integrated Launch and Re-entry Vehicle. Voor het ontwerp hiervan vaardigde de NASA een ontwerpwedstrijd uit, en een van de mogelijke winnaars was de DC-3. De DC-3 was een volledig herbruikbare ruimteveer met interne motor. Helaas voor de ontwikkelaars betekende dit een beperkte laadcapaciteit en wendbaarheid en dus een schrapping van het project. Pas in 1973 bleek een prototype, de X-24B in staat vanuit de ruimte een horizontale landing te maken. Met dit model was het eindelijk mogelijk om met een herbruikbaar ruimteveer te opereren en dus keurde president Nixon de voortzetting van het programma goed. Op 12 april 1981, precies twintig jaar na de lancering van Yuri Gagarin, werd de eerste shuttle gelanceerd. Deze shuttle, Columbia,


werd gebouwd door de North American Aviation, wat later Rockwell International werd. In de loop der jaren is de Space Shuttle vele malen verbeterd op verschillende fronten, van verbetering van prestaties tot het verhogen van de betrouwbaarheid. Een voorbeeld van de verbeteringen was de toename van het motorvermogen met vier procent. Het toegestane vermogen werd dus 104 procent, maar in plaats van het nominale vermogen aan te passen werd dit percentage zo gehouden om niet alle documentatie over de motoren aan te hoeven passen.

Missies

NASA

Hoe ging de gemiddelde lancering van de Space Shuttle precies in werking? Het voorbereiden begon in een relatief klein gebouw, de Orbiter Processing Facility, OPF, naast de immense Vertical Assembly Building, VAB. In de OPF werd de shuttle gereviseerd en instrumenten werden geïnstalleerd. Tegelijkertijd werden in het VAB alvast de brandstoftank en vaste brandstofraketten geïnstalleerd. Deze rustten op slechts vier bouten die tijdens de lancering verbroken werden door explosieven. Nadat zowel de shuttle als de tanks en raketten allemaal geïnspecteerd en getest waren, werden ze bijeengebracht in het VAB. Om van de assemblagehal naar het lanceerplatform te komen gebruikten ze de ‘crawler’, over deze vijf kilometer lange reis doet hij rustig ook vijf uur.

De shuttle onderweg naar het lanceerplatform

Met nog 72 uur te gaan wordt de shuttle letterlijk aan het lanceerplatform gehangen. Nog 28 uur, de brandstofcellen voor de shuttle zelf worden geladen. Tot elf uur voor de lancering worden zo’n 25 000 metingen verricht en criteria getoetst. Nog zes uur, de vloeibare waterstof en zuurstof, worden in de externe brandstoftank geladen. In de laatste drie uur zijn zogenaamde ‘ice-teams’ bezig met de laatste

externe controles van de raket, het assisteren bij het instappen van de astronauten en het instellen van de cockpit. Ze heten ‘ice-teams’ omdat de omgeving afkoelt vanwege de vloeibare brandstof. Op twintig minuten voor de lancering neemt de basis in Houston de regie over, drie keer toetsen zij 2 300 waarden aan de criteria. Wanneer deze allemaal voldoende zijn bevonden wordt er verder afgeteld naar negen minuten. Naast de controles van het personeel controleert een back-up systeem de gelezen waarden om zo fouten te voorkomen. Op negen seconden voor lancering wordt de raket ontstoken en de geluidsdemper geactiveerd. De geluidsdemper is een sproeier die 5,4 miljoen liter water per minuut onder het lanceerplatform spuit. Dit is nodig omdat de lancering een van de luidste geluiden op aarde is, met 215 decibel. Om dit in perspectief te zetten, 111 decibel is al genoeg om ondraagbare pijn en permanent gehoorverlies te veroorzaken. Zonder de demper zou zowel de shuttle als het platform beschadigd worden, door het water wordt het geluid gereduceerd tot ‘maar’ 144 decibel. Met nog drie seconden te gaan staan de motoren op negentig procent en op nul seconden worden de ophangingsbouten tot ontploffing gebracht en komt het ruimteveer los van de aarde.

Toekomst

Wat moet NASA nu beginnen zonder de shuttle? Op dit moment zijn ze bezig met het ontwerpen van een voertuig dat mensen naar verdere plekken binnen het zonnestelsel kan brengen. Zo is een van de doelen van de NASA een mens naar Mars te sturen. Hiervoor bouwen ze de Multi-Purpose Crew Vehicle, gebaseerd op de Orion capsule. Deze MPCV is in staat om vier astronauten op missies tot 21 dagen te sturen. Ook wordt er nu gewerkt aan een Space Launch System, een lanceervoertuig voor zware vrachten. Deze zal hetzelfde soort water- en zuurstofmotor gebruiken als in de shuttle. Om verdere menselijke ontdekking van het zonnestelsel mogelijk te maken worden er veel exotische oplossingen gezocht. Misschien kunnen we dus in de toekomst onder andere elektrische voorstuwingen en tankstations in de ruimte tegenkomen. Onze André Kuipers gaat een zeer spannende toekomst tegemoet. Daniel Robertson

13


| Onderwijs hebben ze besloten om dit medium te gaan gebruiken om de studenten zo goed mogelijk te kunnen bereiken en voorlichten. Onder de naam ‘studieadviseurs-3mE’ zullen de studieadviseurs voortaan iedere dag tussen half twee en drie uur voor jullie klaar zitten om je te helpen met je problemen of met vragen over de studie.

Bachelor Nu de zomer is afgelopen en de afgevallen bladeren de straten weer sieren, is het voor mij de eerste keer dat ik op deze manier het woord tot jullie mag richten. De nieuwe eerstejaars zijn op dit moment alweer bezig met de afronding van hun eerste project en we gaan met zijn allen de eerste tentamens tegemoet.

Nieuwe studenten

Bij het ingaan van een nieuw collegejaar is er ook weer een nieuwe groep studenten die begint met Werktuigbouwkunde, zo ook dit jaar. Cohort 2011 bestond bij het begin van het collegejaar uit 483 studenten; 421 hiervan zijn eerste inschrijvingen, dus studenten die nog nooit een andere studie hebben gedaan; 62 hiervan zijn overgestapt van andere studies. Bij degenen die overgestapt zijn valt vooral op dat er maar liefst 21 studenten van Lucht-en-Ruimtevaarttechniek zijn overgestapt.

Gezelschap Leeghwater

Bindend StudieAdvies

Eerstejaars in de rij voor de boekenverkoop

Nieuwe Onderwijsdirecteur

Op 1 oktober jongstleden heeft prof. dr. ir. Peter Wieringa zijn functie als Onderwijs Directeur van de faculteit neergelegd om zijn nieuwe functie als conrector van de universiteit te gaan bekleden. Wij willen professor Wieringa ontzettend bedanken voor de fijne samenwerking. Zijn opvolger is prof. dr. ir. Hans Hellendoorn. Hij is afkomstig van de afdeling Delft Center for Systems and Contol, ook wel DCSC, hier op 3mE en heeft in het verleden onder andere bij het Duitse Siemens AG gewerkt en bij Siemens Nederland, waar hij hoofd Innovatie Management was. Hij zal zich in zijn nieuwe taak onder andere bezig gaan houden met het samenstellen van de nieuwe onderwijsdirectie, de verhoging van het studierendement en de herinrichting van het curriculum. Wij willen namens Gezelschap Leeghwater professor Hellendoorn van harte feliciteren met zijn nieuwe functie en hem heel veel succes wensen.

Studieadviseurs bereikbaar via Skype

In deze moderne tijden bellen en vergaderen steeds meer mensen via Skype en ook de studieadviseurs van 3mE zien hier de meerwaarde van in. Om deze reden 14

De studenten uit 2010 zijn de tweede groep studenten die te maken hebben gehad met het Bindend StudieAdvies, BSA, de eis dat je minimaal dertig ECTS moet halen in je eerste jaar om door te mogen met je studie. Na de zitting van de BSA-commissie in september zijn nu de definitieve statistieken bekend. Er zijn dit jaar 5,5 procent meer positieve adviezen uitgebracht. In totaal zijn 64 procent van de adviezen positief, dit zijn 20 procent negatief en is 13 procent al eerder gestopt met de studie. Aan drie procent van de eerstejaars is uitstel van het BSA verleend vanwege persoonlijke redenen of medische problemen.

Inschrijftermijn tentamens

Waar het voorheen de regel was dat de inschrijftermijn voor alle tentamens van een periode twee weken voor het begin van de tentamenperiode lag, is dat dit jaar anders. De nieuwe regeling houdt in dat de inschrijving maximaal twee weken voor het betreffende tentamen moet zijn gedaan. Het voordeel van deze nieuwe vorm is dat je veel beter weet welke vakken je gaat doen en je dus ook minder inschrijft voor vakken die je niet doet. Hierdoor kan de TU de zalen beter indelen voor tentamenperiodes, dit zorgt natuurlijk voor gunstigere tentamenroosters voor iedereen.


Master BioMechanical Design

This article is about BioMechanical Design, BMD, a track within the master Mechanical Engineering. This year three specialisations are provided: BioRobotics, BioCompatible Design and Automotive. The track is not to be confused with the master BioMedical Engineering, BME. The BMD track focuses on mechatronics through courses on mechanics, control engineering and the design of mechanisms. The master BME focuses on more clinically oriented courses geared toward design and research work in the medical industry. Biomechanical Design provides solutions that allow the biological systems and mechanical systems to effectively function together. The knowledge of human behavior acquired in the field of Biomechanical Design can be used to diagnose diseases, but can also serve as input for the design and development of devices that interact with biological systems or that mimic biological systems. Vivid examples include an endoscope with the flexibility and steering ability of an octopus tentacle and telemanipulation systems used in surgical robots, in space and in the offshore industry.

intervention, minimally invasive surgery, endoscopy, rehabilitation technology, aerospace engineering and the assembly of microsystems. Rather than adapting existing technology, many applications require the development of totally new technologies such as rolling contact joints, balancers, pneumatic actuators, stiffness controls and lightweight systems. These applications include rehabilitation and medical technology, as well as such things as industrial robotic manipulators in agriculture.

Automotive

Within Automotive, the core interest is the interaction between a human and a car. The primary field of interest is the human as a driver, keeping the following questions in mind: How can we optimally support drivers using innovative sensing of vehicle state, other vehicles and the road? How can we use driving simulators to effectively train and assess novice drivers? A second field of interest is the unintended interaction between cars and humans in the case of an accident. Here, we ask questions about biomechanics during an impact.

The recent introduction of robotic vacuum cleaners signifies the start of a new era, where robots will perform a wide variety of tasks in society. The requirements for these service robots are vastly different from those for manufacturing robots. Instead of speed, accuracy and power, the new service robots require safety, adaptability and gentleness. This is the field of biorobotics. The word ‘bio’ has two meanings. First, biology is the environment for the robots. They have to cope with biology, i.e. humans and nature, by being safe, gentle, and adaptive. Second, biology serves as a source of inspiration for the new robot designs and controls.

BioCompatible Design

Probably the greatest diversity of mechanical designs is found in nature. For each challenge posed by the often hostile environment, a wealth of solutions has evolved. An extensive excursion into biology, provides students with the inspiration to search for uncommon and innovative solutions to what are often uncommon challenges. Numerous applications exist in such fields as medical

TU Delft

BioRobotics

an example of BioMechanical Design

Jobs

Graduates of BMD can be found in a wide variety of jobs, including management positions or technical project leadership positions in multinationals, heads of technical development in academic medical centers, and scientists in university or technology transfer institutions. A growing number of graduates are setting up their own businesses. One example is Microgravity Products, which developed the spring-based arm support for patients with muscle weakness.

15


Sputnik

graafwielbaggers Groter is beter, dat is de huidige tendens. Vliegtuigen met meer dan vijfhonderd passagiers doorkruisen het luchtruim en schepen zijn net kleine steden. Megastallen schieten ondanks protesten uit de grond en onze eigen vertrouwde TU heeft plannen om te gaan fuseren met universiteiten in Rotterdam en Leiden. Gelukkig bestaat deze tendens ook voor brute werktuigbouwkundige projecten, namelijk de grootste voertuigen op land: de graafwielbaggers. 17


in plaats van rechtstreekse verbindingen. Er moet een bepaalde verticale kracht omhoog bereikt worden om de graafarm overeind te houden. Hoe minder de oriëntatie van de vuistdikke kabels afwijkt van de richting waarin een kracht nodig is, hoe lager de trekspanning in de kabels is. Het graafwiel is in staat om tientallen meters in hoogte te variëren. Daarbij graaft het wiel met één snede tot wel zeventien meter diep. Om het wiel draaiende te houden is behoorlijk wat vermogen nodig. In totaal hebben alle elektromotoren samen zo’n vijf megawatt vermogen dat geleverd moet worden door het lokale energienetwerk. Het aan- of uitzetten van de machine moet daarom in nauw overleg met de energieleveranciers gebeuren. Het onaangekondigd aan- of uitzetten zou anders namelijk grote fluctuaties in de netspanning tot gevolg hebben.

Graafwielbaggers

Graafwielbaggers, in het Engels ‘bucket-wheel excavators’ genoemd, zijn lompe machines. Ze zijn slechts voor één ding uitermate geschikt: het genadeloos afgraven van gigantische hoeveelheden grond. Daarom zijn ze voornamelijk terug te vinden in grote open kolenmijnen, zoals bij onze oosterburen. Daar torenen ze bijna honderd meter boven de omgeving uit, zijn ze in totaal zo’n vijfhonderd meter lang en wegen ze meer dan veertienduizend ton. In de grote bekende dagbouwmijn ‘Tagebau Hambach’ staan een aantal van deze monsters opgesteld. Dorpen moeten daar wijken voor de mijnbouw. Nadat deze giganten klaar zijn met graven is een vernietigd landschap en een enorm kaal gat het enige overgebleven bewijs van hun aanwezigheid.

Om het hele gevaarte in beweging te krijgen staan ze doorgaans op ‘crawlers’. Deze enorme stalen rupsbanden van vele meters breed dragen het gewicht. Het is opmerkelijk dat de verdeelde belasting onder de rupsbanden ongeveer vergelijkbaar is met die van auto’s. Toch betekent dat niet dat het verplaatsen van het massieve gevaarte tussen de mijnen een eenvoudige taak is. Soms is het nodig de machines over de weg te verplaatsen. Het is dan noodzakelijk dat alle borden en bekabeling uit de omgeving worden verwijderd. Ook wordt er een metersdikke laag zand op de weg gestort, aangezien de rupsbanden het wegdek anders ernstig zouden beschadigen.

Constructie

Het belangrijkste onderdeel is een gigantisch wiel met daarop een aantal graaftanden. Door het roteren van het wiel wordt grond opgeschept en via een lopende band door een lange arm afgevoerd. De onbalans die het enorme graafwiel veroorzaakt wordt gecompenseerd door een groot contragewicht aan de achterkant. Om de trekkracht op de kabels die deze elementen verbinden te verminderen, worden de kabels via hoge ondersteuningen geleid

Cor Laffra

Opbrengst

Een graafwielbagger heeft enorme afmetingen. 18

Zoals eerder vermeld excelleren graafwielbaggers in het afgraven van grote hoeveelheden grond. De grootste in de industrie kunnen in 24-uurs continudienst tot 240 000 m3 grond per dag verwerken. Het type grond dat ze afgraven heeft veel invloed op de hoeveelheid materiaal die verwerkt kan worden. Het is vanzelfsprekend dat losse grond makkelijker afgegraven kan worden dan harde steenkolen. Kolen zitten doorgaans als een ‘laag’ in de grond. De diepte evenals de dikte van de laag verschilt sterk per locatie. Een dikke laag grond, in de mijnbouw ‘overburden’ genoemd, bedekt in veel gebieden de kolenlaag. Die grond is doorgaans los en kan prima verwijderd worden door een graafwielbagger. De kolenlaag zelf kan wel een probleem vormen; naarmate de kolen namelijk van betere kwaliteit zijn worden ze ook harder. Daarom worden graafwielbaggers hoofdzakelijk toegepast in gebieden waar kolen van lage kwaliteit, zoals ligniet, worden gewonnen. Het relatief zachte ligniet, ook wel bekend als bruinkool, heeft een lage energiewaarde, maar wordt desondanks veel toegepast


Cor Laffra

Het indrukwekkende wiel met graaftanden graaft snel en efficiënt.

in energiecentrales. Economisch gezien is het onaantrekkelijk om brandstof van lage kwaliteit over grote afstanden te vervoeren. Daarom worden bruinkoolgestookte energiecentrales altijd dicht bij de kolenmijn geplaatst. De grootste energiecentrale van Duitsland, in Niederaussem, gebruikt bruinkolen als primaire brandstof. Deze centrale met een maximaal vermogen van 3 864 megawatt slokt jaarlijks meer dan 25 miljoen ton bruinkool op. Aangezien de verbranding van bruinkool niet erg efficiënt verloopt, zijn energiecentrales die bruinkool verstoken niet bepaald ‘schoon’ te noemen. Een rapport van het Wereld Natuur Fonds, Dirty Thirty, toonde aan dat de centrale in Niederaussem de op twee na slechtst presterende energiecentrale van Europa is wat betreft energieopbrengst per ton uitgestoten CO2. De top tien van het rapport wordt uitsluitend bevolkt door bruinkoolgestookte centrales. De overige centrales die de twijfelachtige eer hebben in de ‘Dirty Thirty’ te staan, draaien overigens ook allemaal op kolen.

Toekomst

Graafwielbaggers worden voornamelijk toegepast in de nog steeds bloeiende bruinkoolindustrie. De toekomst van graafwielbaggers is dus nauw verbonden met de toekomst

van de kolenindustrie. Om een graafwielbagger aan te schaffen, moet ongeveer honderd miljoen euro geïnvesteerd worden. Dat is een grote investering, en men zou zich af kunnen vragen hoe lang de graafwielbaggers nog in gebruik zullen blijven. In de media wordt namelijk veel geroepen dat de fossiele voorraden op aan het raken zijn, en dat de productie nauwelijks toe kan nemen. Gelukkig blijkt dat voor kolen niet het geval te zijn. Geschat wordt dat de kolenontginning nog met dertig procent toe zal nemen tot 2025. Daarna zullen er in de wereld nog voor meer dan honderd jaar genoeg kolen voorradig zijn. Ongeveer een vijfde deel daarvan bevindt zich overigens in Duitsland. De toekomst voor graafwielbaggers lijkt voorlopig dus veiliggesteld. Of deze stalen mastodonten nog aan grote veranderingen onderhevig zullen zijn valt nog te bezien. Door de jaren heen zijn ze namelijk redelijk hetzelfde gebleven. Misschien worden het wel nooit hightech machines van koolstofvezel. Dat zou hoe dan ook niets uitmaken. Met kolossale aan elkaar gelaste en geschroefde stukken staal is namelijk absoluut niets mis. Joris Roebroeks

19


| 3mE Update collegezalen

Het is geen geheim dat er problemen zijn met de vorig jaar gerenoveerde collegezalen. Het probleem zit vooral in de techniek van de beamers en het doorzichtglas. Het plan is om nog dit kalenderjaar het glas en de beamers te vervangen zodat de beeldkwaliteit weer acceptabel is. Het laatste woord hierover is nog niet gezegd, maar naar onze mening moet het hele project, dat geleid wordt door de vastgoedafdeling van de TU, dit jaar echt ten einde worden gebracht om het onderwijs te kunnen geven op het niveau dat het verdient.

TopTrack 3mE

Een nieuwe lichting van tweedejaarsstudenten is begin september van start gegaan in TopTrack, het excellentieprogramma voor de bacheloropleidingen van 3mE. Doel van dit programma is om elkaar te inspireren om uitdagende activiteiten en projecten te ondernemen. Vaak gebeurt dit samen met docenten en vertegenwoordigers van het bedrijfsleven en kennisinstellingen. Wil je gebruik maken van de mogelijkheden van TopTrack, investeer dan in je studie en merk dat de faculteit en haar docenten je graag in je ambities ondersteunen.

Tijdsbesteding 3mE studenten

Ewoud van Luik

In het tweede semester van het collegejaar 2010-2011 heeft een aantal studenten uit de verschillende studiejaren van de bacheloropleidingen Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek deelgenomen aan een tijdsbestedingsonderzoek. Dagelijks is de tijd geschreven die aan elk studieonderdeel is besteed, met onderscheid tussen zelfstudie en contacturen. Daarnaast heeft elke student een schatting gemaakt hoeveel tijd wekelijks is besteed aan andere

Gemiddelde tijdsbesteding eerstejaars student 20

activiteiten zoals sport, commissiewerk en betaald werk. Uit een eerste inventarisatie is gebleken dat de ‘gemiddelde student’ minder tijd aan zijn studie besteed dan de tijd die daarvoor in het studieprogramma staat, namelijk 42 uur per week. Daarnaast valt op dat in de laatste week gemiddeld slechts zo’n twaalf uur aan de studie wordt besteed. Dit betreft de laatste tentamenweek. Deze lage inspanning is terug te voeren op een slechte spreiding van de tentamens over de beide tentamenweken. De resultaten uit het tweede en het derde studiejaar geven aan dat bovenstaande gemiddelde tijdsbesteding van 29 uur per week aan de studie geen uitzondering is. De gemiddeld gemeten tijdsbesteding per week varieert van 22,8 uur voor eerste jaar werktuigbouwkunde tot 32,6 uur voor het derde jaar maritieme techniek, beide in het vierde kwartaal.

Wintercourse Mechatronica

In januari 2012 zal een wintercourse Mechatronica plaatsvinden. De capaciteit is maximaal 24 studenten. Deze gecomprimeerde versie van het tweede jaars Mechatronica Project zal in de eerste vier weken van januari plaatsvinden. Voor deelname geldt dat je moet voldoen aan de ingangseis van veertig ECTS van de Propedeuse behaald hebben waaronder het vak Introductie op Modelvorming en Regeltechniek. Je kunt ook worden toegelaten als je in plaats van dat vak, Regeltechniek wel hebt behaald. Aanmelden is mogelijk tot uiterlijk 1 november aanstaande door een e-mail te sturen naar e.p.vanluik@tudelft.nl.

P-en bachelordiploma uitreikingen

Om je P- of BSc-diploma te kunnen ontvangen is het nodig dat de examencommissie een uitslag van het examen vaststelt. Dit betekent dat de examencommissie een formele check doet of je voldoet aan de slaagregels van het P- en BSc-examen. Ook bekijkt de examencommissie of je met het predicaat cum laude kunt slagen. Eventueel kan de commissie, als bijzondere omstandigheden bekend zijn, in positieve zin van de slaagregels afwijken. Per jaar vinden twee Bachelor- en één Propedeuse-diplomauitreiking plaats. De laatste alleen voor hen die er één jaar over hebben gedaan. Als je voor het BSc- of het P-in-1 examen geslaagd bent, zul je worden uitgenodigd voor de eerstvolgende diplomauitreiking.


Kurt Brownell

Bach in plaats van Bieber

Sinds de mens uit een aap evolueerde of wordt geluid zintuiglijk waargenomen met de oren. Om deze oren te plezieren werd vervolgens het bekende fenomeen muziek uitgevonden. Muziek, een aangename combinatie van geluiden. Om de variĂŤteit aan geluiden te maximaliseren, begon al snel een creatieve ontdekkingstocht naar verschillende muziekinstrumenten. 21


Affiniteit

Op die tweede vraag is eenvoudig antwoord te geven. Men wilde dat een instrument meer volume kon produceren, dus dat het, plat gezegd, ‘harder’ kon. Daarnaast vond men het belangrijk dat de tonen briljanter, oftewel helderder werden. De eerste reden was gebaseerd op het feit dat muziek steeds populairder werd en men steeds meer en vaker in grote concertzalen musiceerde. Om de enorme groei van publiek op te vangen, kwamen er grotere orkesten. Het volume dat deze orkesten in eerste instantie produceerden, volstond echter niet. Er werd gezocht naar oplossingen om het volume wat op te krikken. Aangezien ze in die tijd nog geen elektronische versterkers en dergelijke hadden, werd de oplossing gezocht en gevonden in het versterken van de instrumenten zelf. Om terug te komen op de vraag wat die aanpassingen waren, volstaat ditmaal echter een minder eenvoudig antwoord.

Hoewel de geschiedenis van de allereerste instrumenten teruggaat naar het begin van de mensheid, zal hier de ontwikkeling vanaf de barok tot aan nu worden besproken. De ontwikkeling van die specifieke periode tot nu kan als erg interessant worden gezien, onder andere door de technische onderbouwing. Een werktuigbouwkundige kijk op deze ´evolutie van muziekinstrumenten´ biedt daarnaast mogelijk een interessant en vernieuwend inzicht voor de technische student die affiniteit heeft met muziek. De barok, een periode van 1600 tot 1760, werd in de muziek gekenmerkt door beroemde werken van onder andere Johann Sebastian Bach en Georg Friedrich Händel. In die tijd werden deze stukken gespeeld met de instrumenten van toen. Vervolgens ging de barok over in het classicisme, van 1730 tot 1820. Bekende componisten uit die tijd waren Wolfgang Amadeus Mozart en Joseph Haydn. De stijl van deze muziek verschilde van die in de barok. Hierdoor was het nodig dat de instrumenten werden aangepast naar de eisen van de muziek. Dit gaat op voor iedere periode in de muziek. Kort samengevat: bij elke periode van muziek hoort een eigen instrumentarium.

De complexiteit van dit antwoord ligt in de veelzijdigheid van het muziekinstrumentarium. Ieder instrument is authentiek en heeft verschillende eigenschappen. Hierdoor worden aanpassingen instrumentgebonden. Bij een viool zijn er bijvoorbeeld geen ventielen aan te passen, maar bij een hobo wel. Omgekeerd wordt het lastig om bij een hobo snaren strakker te spannen. We bespreken nu de piano en de viool.

Snaren op hoge spanning binnenin een concertvleugel

Zo ook bij de romantiek, de periode volgend op het classicisme. Ook nu wordt er nog klassieke muziek gecomponeerd en gespeeld en worden er aanpassingen gedaan aan instrumenten om het geluid te produceren dat gewenst is bij het betreffende stuk. Daarbij rijzen de volgende vragen: wat zijn die aanpassingen en waarom werden deze gemaakt? 22

ewePixelMonger

Piano

Componisten en pianisten wilden, omdat zij steeds populairder werden en daardoor in grotere concertzalen gingen spelen, piano´s die een groter publiek kon bereiken met vollere en heldere tonen. Om dit te bereiken, moesten verscheidene aanpassingen plaatsvinden in de piano zelf. Ten eerste was het nodig dat de hamertjes die de snaren aanslaan, veranderden. Origineel waren deze qua grootte vergelijkbaar met een M&M, maar dan met leer omhuld. Het was nodig dat ze in omvang toenamen en van een meer resonant materiaal werden gemaakt. Dit resulteerde automatisch in zwaardere hamers, wat ervoor zorgde dat de pianist meer kracht moest leveren om een toets in te drukken. Daarnaast moesten niet meer twee, maar drie snaren tegelijk worden aangetikt met die nieuwe hamer. Om meer resonantie te veroorzaken, werden de snaren dikker en zwaarder gemaakt. Het gevolg was dat door deze dikkere en zwaardere snaren er meer trekspanning op het pianoframe kwam. Er moest dus een oplossing worden gevonden, want het tot dan toe gebruikte houten frame kon de hogere spanningen niet meer aan. De oplossing was, niet geheel onverwacht, een ijzeren frame. Hierdoor werd het mogelijk een piano te vervaardigen met meer snaren


die dikker, zwaarder en hoger op spanning waren. Tegenwoordig kan de spanning in vleugels oplopen tot zeker dertig kilonewton.

Viool

Net zoals bij de piano de aanpassingen gebaseerd zijn op het verkrijgen van een groter volume met heldere en volle tonen, geldt dit ook voor de viool. Alle tonen moeten groter en gelijkmatiger worden. Hiervoor is wederom een hogere spanning nodig. Het eerste verschil is te ontdekken in de omslag van darmsnaren op vroegere barokviolen naar de stalen snaren van tegenwoordig. Op deze stalen snaren kan een veel grotere spanning worden aangebracht, wat evenals bij de piano zorgt voor meer geluid. Hier werden echter de snaren dunner, in tegenstelling tot bij de piano. Dit werd gedaan om de toon te verbeteren. Om dezelfde reden werd ook de kam hoger. In de constructie van de viool is de zangbalk verlengd om de toenemende spanning op te vangen, evenals de hals en de toets. Daarbij komt ook dat de hals en de toets onder een grotere hoek achterover werden gebogen ten opzichte van de kast. Niet alleen de viool en de piano zijn met de tijd aangepast, dit geldt voor vrijwel ieder instrument. De reden voor

Wist je dat...

De uitdrukking ‘stapelgek worden’ zijn origine heeft in de violenbouw? Hier is de stapel een klein cilindervormig stukje vurenhout dat ervoor zorgt dat de trillingen van het bovenblad op het onderblad worden overgebracht. Ook heeft het als functie om aan de trillingen van de rechterkamvoet meer of minder boventonen toe te voegen. Het grappige is dat dit relatief kleine onderdeel de meeste aandacht krijgt van de vioolbouwer. Het is namelijk van cruciaal belang dat de stapel op de goede plek wordt gezet, omdat dit van grote invloed is op de klank van de viool zelf. Een minieme verschuiving heeft substantiële gevolgen voor de klank. Vandaar dat je daar ‘stapelgek’ van kunt worden als het steeds net niet lukt.

de aanpassingen, zoals eerder gegeven, is dat de muziek evolueerde. Dit leidde ertoe dat de instrumentenmakers hierop moesten anticiperen. Nu komen we echter bij het probleem dat in de jaren zestig al heeft gezorgd voor een hevige discussie. Het is namelijk zo dat muziek die geschreven is in bijvoorbeeld de barok, bedoeld om gespeeld te worden met het muziekinstrumentarium van toen, nu wordt gespeeld met de doorontwikkelde instrumenten. Hier botst het. Zo nam Frans Brüggen in de jaren zestig het voortouw in deze discussie en noemde de muziek die in de grote concertzalen gespeeld werd indertijd ‘één grote leugen’. Hij stelde dat de muziek die werd uitgevoerd niet bedoeld was voor enorme zalen met ‘opgepompte’ instrumenten. Zo ontstond er een nieuwe vorm van musiceren. De originele manier van spelen, dus met de instrumenten behorend bij de muziek en vice versa, wordt ‘Historische uitvoeringspraktijk’ genoemd.

The Henry Ford

Weinig studenten hebben vandaag de dag op hun hippe Facebook account bij muziek staan dat ze fan zijn van Beethoven of Mozart. Dit komt omdat er door studenten in het algemeen weinig klassieke muziek wordt geluisterd. Dit is eeuwig zonde. Het technisch vernuft in ieder afzonderlijk instrument zou in ieder geval bij de gemiddelde werktuigbouwer moeten zorgen voor een groter debiet in de aorta. Dus zet tijdens het studeren vanaf nu eens Mahler op in plaats van Lady Gaga, of Bach in plaats van Justin Bieber.

De Guarneri del Gesù, de duurste viool ter waarde van € 13 000 000

Met dank aan Paul van der Linden en Eline Eriksson. Matthijs van der Linden

23


| gadgets > Iemand de helpende hand bieden was nog nooit zo leuk. Deze zombiehand kruipt over de tafel tot precies de plek waar je hem nodig hebt. www.ultragadgets.nl | € 114,95

>

Deze draadloze muziekspeler stelt je in staat vanaf al je Bluetoothapparaten je muzieksmaak aan anderen op te dringen. Ideaal voor in je woonkamer, maar ook in de douche doet hij het goed. www.kanexlive.com | € 40,-

>

Oldskool racebaan, maar dan voor acht Michael Schumachers in de dop tegelijk. De racebaan speelt tijdens de race epische muziek af. www.megagadgets.nl | € 10 000,-

< Bounce bounce bounce. Wie deze kangoeroeschoenen krijgt springt zeker een gat in de lucht. De stalen veren geven het ‘huppen’ een compleet nieuwe betekenis. www.megagadgets.nl | € 119,95

24


< Stoppen met roken is soms moeilijk. Gelukkig is er deze aansteker die rokers op prikkelende wijze tot stoppen dwingt, het vlammetje gaat namelijk gepaard met een fikse elektrische stroomstoot. www.megagadgets.nl | € 8,95

>

Als je een spiegelreflexcamera hebt, wil je die natuurlijk overal laten zien. Deze blitse mok is een uitgeholde Canon EF 24-105mm lens, en ideaal om op de TU of op je werk te laten zien dat jij verstand van fotograferen hebt. www.icadeau.nl | € 19,95

>

Nu kan iedereen zijn of haar favoriete dinosaurusfilm naspelen. Deze robotdino heeft het potentieel om elke buurt onveilig te maken. www.ultragadgets.nl | € 17,99

>

Ook in China is het kwijtraken van sleutels een veelvoorkomend probleem. Gelukkig hebben ze daar de ideale oplossing. Met behulp van radioactief materiaal blijft deze sleutelhanger tien jaar lang lichtgeven. www.dealextreme.com | € 9,00

25


Eric Risberg

Wijne over wijn Heb je een chique feestje of een leuk diner? Dan drink je bijna altijd wijn en meestal ook nog verschillende soorten. Je ruikt eraan, je proeft het en je bepaalt of de wijn goed is. Over het algemeen wordt witte wijn bij vis en rode wijn bij vlees gedronken, uitzonderingen daargelaten. Maar nooit smaakt de ene wijn hetzelfde als de andere. Iedereen heeft een eigen smaak en voor iedereen is er ook een wijn die hij of zij lekker vindt. Maar hoe kan dit? Waarom is er zo veel variatie in wijn en hoe komt het aan die smaak in de fles waarvan je aan het drinken bent?

Geschiedenis

Wijn is een eeuwenoude drank. De MesopotamiĂŤrs maakten 7 000 jaar geleden al wijn. De kennis van het wijnmaken verspreidde zich in 3 000 voor Christus naar Egypte en in 2 000 voor Christus naar Griekenland. Pas in de tijd van de Romeinen verspreidde de wijnbouw zich over meerdere

26

landen. Wijn wordt gemaakt van druiven en deze worden vanaf het begin met de hand geplukt. Om de beste wijnen te produceren moeten de druiven ongeschonden van het land gehaald worden, waardoor er nog veel wijnboeren zijn die, ondanks de technologische ontwikkelingen in het machinaal plukken, hun druiven met de hand plukken. Zo blijven de druiven niet alleen intact, maar kan er ook op het land al een selectie gemaakt worden. De machines, waarmee de druiven geoogst worden, maken gebruik van plastic of rubberen stangen waarmee de trossen van de plant geslagen worden. Het voordeel van het mechanisch plukken is dat je gemakkelijk hele grote gaarden in korte tijd kan oogsten. Nadeel is dat er veel takjes, bladeren en andere dingen, die in de planten hangen, meekomen waardoor de druiven gemakkelijk beschadigen.

Verwerking

Na de oogst moeten de druiven gespleten worden. De huid van de druif scheurt zonder dat deze beschadigd wordt. Op deze manier lopen de sappen uit de druiven, maar geven de pitten en de schil, doordat ze intact blijven, geen smaak of kleur af aan het vocht. Dit splijten kan machinaal gebeuren of, zoals het vanaf het begin af aan al gebeurt, in een lagar. Een lagar is de grote, welbekende bak waar alle druiven in gelegd worden, waarin mensen met hun blote voeten de druiven voorzichtig splijten. Deze techniek met de voeten wordt nog steeds toegepast bij een klein aantal wijnboeren.


Het sap wordt vervolgens gekoeld en opgeslagen in houten of stalen vaten. In deze vaten kan de alcoholische gisting beginnen. Het gist zit al in de druiven en hoeft vaak niet meer toegevoegd te worden. Veel wijnboeren voegen toch hun eigen gisten toe en voorkomen zo dat er wilde gistcellen in zitten, die bij druiven kunnen voorkomen en het gistingsproces kunnen verstoren. Het gist zet de suiker uit het sap en zuurstof om in alcohol en koolstofdioxide. Wanneer de suikers of de zuurstof op zijn, stopt het gistingsproces. Het proces stopt ook wanneer het alcoholpercentage te hoog wordt waardoor de gisten kapot gaan. Soms wordt het gistingsproces eerder gestopt door alcohol toe te voegen aan de wijn zodat er meer suiker in de wijn overblijft.

Resten

De resten worden vervolgens geperst in een druivenpers. Dit wordt over het algemeen gedaan om de opbrengst te verhogen. Het nadeel van persen is dat de schillen en zaden van de druiven wel beschadigen en dus ook kleur en smaak afgeven. Het sap dat hier uit komt wordt naar smaak toegevoegd aan de wijn uit de vaten. Vroeger deed men dit nog in een houten ton met daarboven een houten plaat aan een schroef. Bij het draaien van de schroef gaat de plaat naar beneden en worden de druiven geperst. Op deze manier is het moeilijk om de druk te doseren, daarom werd het sap steeds opgevangen tussen de drukverhogingen door. Het sap werd opgevangen totdat de maker de kwaliteit van dit sap vond verslechteren. Tegenwoordig gebeurt dit met persmachines. Deze persen de druiven tot een druk van twee bar. Het voordeel van persmachines is dat men een grotere hoeveelheid druiven tegelijk kan persen.

Flickr

Malolactische gisting

Gevulde druivenpers

Vaten

De stalen vaten worden steeds meer gebruikt omdat binnen deze vaten alle omstandigheden gemakkelijk te regelen zijn. De vergisting van witte wijnen verloopt het best onder een lage temperatuur van 15 tot 18 graden Celsius, bij rode wijnen is dit 22 tot 25 graden Celsius . Bij een temperatuur boven de 35 graden Celsius sterven de gistcellen. Veel wijnboeren gebruiken houten vaten om de wijn op een natuurlijke manier te maken. Daarnaast geeft hout een extra smaak aan de wijn en heeft een houten vat de eigenschap dat deze in lichte mate zuurstof doorlaat waardoor de wijn een oxidatieproces ondergaat. Bij rode wijn wordt in dit proces een laag druivenschillen toegevoegd in het vat. Deze schillen geven smaak, rode kleurstof en tannine af. Tannine zorgt ervoor dat de wijn minder snel oxideert maar zorgt ook voor het samentrekken van het slijmvlies in de mond, waardoor de wijn stroef kan aanvoelen in de mond, dit is niet gewenst.Al deze stoffen lossen op in de alcohol die ontstaat bij de gisting. Hierbij is het erg belangrijk dat alle takjes en bladeren zijn verwijderd; die zorgen namelijk voor meer tannine en hars in de wijn en dat wil men vermijden.

Na de alcoholische gisting komt de zogenaamde malolactische gisting. Bij deze gisting worden de aanwezige appelzuren omgezet in zachtere melkzuren. Bij rode wijn wordt dit vrijwel altijd gedaan maar bij witte wijnen wordt dit vaak overgeslagen om de frisheid van de appelzuren te behouden. Dit gistingsproces verloopt sneller onder een hogere temperatuur, daarom zetten een aantal wijnboeren hun vaten in een warmere omgeving. sommige wijnboeren laten hun vaten staan, waardoor dit proces weken kan duren. Na deze processen moet de wijn gefilterd worden. Omdat alles invloed heeft op de smaak, zo ook het filteren, gebeurt dit voornamelijk door het laten bezinken van vaste deeltjes en de wijn daar vanaf te tappen. Uiteindelijk wordt er sulfiet toegevoegd aan de wijn om er voor te zorgen dat de wijn geen verdere gisting ondergaat. Nu wordt de wijn gebotteld en gelabeld. De fles wordt afgesloten met een kurk. Vroeger werd deze kurk altijd van kurk gemaakt, tegenwoordig van andere materialen, zoals synthetische stof, glas of er wordt gebruik gemaakt van een schroefdop. Het voordeel van deze nieuwe manier van afsluiten is dat er geen zuurstof doorgelaten kan worden, het nadeel is dat er een stukje cultuur verdwijnt. De verscheidenheid in smaak van wijn zal nooit veranderen, de productietechnieken en de manier van opslaan echter wel. Misschien wel totdat het produceren van wijn bijna geen manarbeid meer kost. Pieter Wijne

27


al 144 jaar... | Het jaarboek

Het eerste jaarboek van Gezelschap Leeghwater dat terug te vinden is, is van het kalenderjaar 1870. Dit boekje bestond uit 22 pagina’s, met papieren kaft en het formaat van een ansichtkaart. Hierin kon men het reglement van de vereniging lezen en de lijst met leden vinden. Deze bestond uit drie bestuursleden, één erelid, eenentwintig leden en achttien corresponderende leden. Verder stond er een verslag van de vergaderingen dat jaar. In 1905 kwam het eerste jaarboek in A5-formaat en harde kaft uit; het jaarboek van 1904-1905. De inhoud was inmiddels veel uitgebreider dan van het allereerste uitgebrachte jaarboek. Zo stonden er financiële verantwoordingen, verslagen van excursies en zeer uitgebreide uittreksels van lezingen inclusief figuren van de besproken werktuigbouwkundige machines in. Achterin kon men zelfs technische tekeningen vinden die bij de lezingen hoorden. Het jaarboek van 1907-1908 was weer een stuk smaller dan de voorgaande delen. De verslagen van excursies en lezingen ontbraken om ruimte te besparen. Wel kon je een lijst van boeken vinden die aangeraden werden te gebruiken bij de studie.

Elise buiter

Gezelschap Leeghwater

In 1950 werd het eerste jaarboek sinds 1910 gedrukt. Op de eerste bladzijde was het volgende te lezen: “Met verontschuldigde eerbied opgedragen aan de vorige redacteurs.”

Dit jaarboek was weer een stuk uitgebreider. Er stond een kort verslag van de activiteiten van Leeghwater, het secretarieel jaarverslag en een kort bericht over de financiële positie van de vereniging. De artikelonderwerpen waren wijzigingen binnen de studie en binnen de faculteit. Er werd een kort stuk geschreven over de nieuw aangewezen professoren, inclusief fotos. In 1966 verscheen het jaarboek als een ringband. Hierin zat naast het jaarboek ook een kalender. Het bevatte een overzicht van docenten en hun spreekuren, formulebladen en een kort overzicht van de inhoud van de verschillende vakken. Het had een voorwoord van prof. Broeze. Hij schrijft: “Concentreer u en studeer. Word ingenieur, word mens. Ingenieur worden kunt u in vijf jaar, maar het moet in u zitten. Mens worden duurt langer; denk niet dat u het wordt door acht of tien jaar in Delft te blijven (hangen). Neem een forse aanloop en duik de wereld, de mensheid in! Het leven is warmer dan u denkt. De afschuwelijke uitdrukking “de kille maatschappij” is niet anders dan een pleonasme, kille zijnde de Jiddische verbastering van het Hebreeuwse kehiloh (= gemeente), samenleving. U zult u eerder branden aan de samenleving dan ze als kil ondervinden! Het leven wacht u en het zal u veel kansen bieden, als u ervoor gereed bent.”

Jaarboeken in het archief

29


Roman van Laak

buitenlandverhaal Roman van Laak vertelt over zijn ervaringen tijdens zijn verblijf in Duitsland. Na zes en een half jaar Werktuigbouw moest ik helaas afstuderen. Ik heb de master Sustainable Process and Energy Technology, SPET, gekozen. Dat is één van de mooiste masters van Werktuigbouwkunde en daarvoor had ik mijn stage al in het buitenland gedaan. Ik mocht in Brazilië aan een universiteit een onderzoek uitvoeren. Daar heb ik een geweldige tijd gehad, maar er waren twee punten die ik nog miste aan mijn stage. Ten eerste ging mijn stage niet vlot door het Braziliaanse oerwoud van bureaucratie. Ten tweede wilde ik graag een kijkje nemen bij een bedrijf in de procesindustrie, voordat ik student-af zou worden. Bij het SPET welkomstpraatje wordt verteld dat de docenten binnen SPET alle mogelijke stages kunnen aanbieden, maar dat het wel de bedoeling is af te studeren binnen de vakgroep. Weinig studenten vragen dus überhaupt naar een opdracht bij een bedrijf. Wie niet waagt, wie niet wint, en dus heb ik toch verscheidene docenten en universiteiten benaderd. Om het wat concreter te maken, koos ik voor Duitsland, het werktuigbouwkundeland pur sang. Het leek

30

mij dat ze daar wel van aanpakken weten. Ik kreeg drie positieve berichten. De TU Aken benaderde ik via een oud docent van SPET, dr. Bardow. Die gaf altijd enthousiast les. Hij had verscheidene opdrachten voor mij uitgezocht. De tweede reactie was een e-mail van een docent van de TU München: “Geen probleem, zoek maar iets uit op de site”. Dat ging allemaal heel soepel dus. Maar het doorslaggevende aanbod kwam van dr. Aravind, gespecialiseerd in ‘gasification en solid oxide fuel cells’ bij SPET. Hij had contact met Air Liquide, omdat die sinds kort veel onderzoek doen naar ‘gasification’. Mijn opdracht zou bestaan uit een warmteintegratie maken van een ‘integrated gasification combined cycle power plant’. Dat was perfect. Een interessante opdracht, in Duitsland, bij een leuk bedrijf, en ik zou er nog betaald voor krijgen ook. Integrated gasification combined cycle power plant, IGCC, is een krachtcentrale die een ‘gasifier’ combineert met combined cycle technologie. Een combined cycle plant heeft een hoog thermisch rendement, tot zestig procent, door een gasturbine te combineren met een Rankine stoomcyclus. Nadeel van een gas turbine is dat deze alleen gasvormige en vloeibare brandstoffen kan verbranden en geen kolen of biomassa. Om toch vaste brandstoffen te gebruiken wordt een gasifier verbonden met de gasturbine. Deze gasifier zet de vaste stoffen om in een brandbaar gas via een reactie met zuurstof en stoom. Deze combinatie biedt een schonere en tot vijftig procent efficiëntere manier van krachtopwekking uit vaste brandstoffen.


derland, evenals de cultuur. Tijdens mijn verblijf van drie maanden ben ik op veel meer overeenkomsten gestuit dan verschillen. “Ah, sind Sie Holländer, dann sind Sie doch ein Bruder”, tenzij er gevoetbald wordt natuurlijk. Het gaf het gevoel dat ik in het buitenland was zonder de onzekerheden van exotische oorden. Een hoop mensen verbaasden zich waarom ik naar Frankfurt ging en niet naar Berlijn of München. Zeker onder Duitsers is de stad bekend als crimineel en smerig. Dat was echter voor de grootschalige renovatie van de afgelopen tien jaar en waarschijnlijk naar Duitse ‘ordnungsmaatstaven’. Als geboren Rotterdammer doet Frankfurt aan als een oase van properheid en natuur. Ik woonde midden in de stad, maar was op mijn fiets binnen vijf minuten in een gigantisch bos of wijntjes aan

Roman van Laak

Schoner omdat de het gas goed gezuiverd moet worden om de gasturbine te voeden, waardoor de uitlaatgassen minder vervuild zijn. Efficiënter dan conventionele kolen elektriciteitsopwekking door het gebruik van de combined cycle technology. Bovendien is er tijdens de gasreiniging een makkelijke mogelijkheid om CO2 op te slaan. Hoewel vergassers en stoomturbines ruim honderd jaar oud zijn en gasturbines zestig jaar oud, is het idee van de combinatie in IGCC plants relatief jong. Veel onderzoek moet nog worden uitgevoerd in de ontwikkeling van gasreiniging, zuurstofproductietechnologie, aangepaste gasturbines, systeemintegratie en de regeling van het geheel om de kosten te verlagen. Je kunt je dus afvragen of Greenpeace er verstandig aan deed de bouw van de nieuwe IGCC plant in de Eemshaven te blokkeren, aangezien er nog een hoop ervaring nodig is voor het succes van de technologie. Bij de systeemintegratie kom ik om de hoek kijken. Air Liquide is erg geïnteresseerd in de toepassing voor kolen; want hoewel biomassa natuurlijk een stuk duurzamer is, gaan kolen de komende jaren de onstuitbare honger van de Chinese en Indiase economieën stillen. Dus als ze dan toch moeten terugvallen op hun gigantische koolreserves, waarom zouden ze het dan niet wat efficiënter en schoner doen? Ik werd bij het Air Liquide researchcentrum in Frankfurt geplaatst. In tegenstelling tot wat ik verwachtte was de sfeer helemaal niet hiërarchisch. Ik noemde mijn begeleider gewoon bij zijn voornaam en bij de borrels werden er gewoon samen biertjes gedronken en verhalen over het Oktoberfest verteld. Elke dag kwam mijn begeleider langs om kort te overleggen. En Frankfurt is net dichtbij genoeg om soms even terug te gaan om met de professoren op de TU te spreken. Zo voorkwam ik de mogelijke miscommunicatie tussen de wensen van het bedrijf en de wensen van de TU. Ik vond de werkzaamheden die de werknemers van het onderzoekscentrum in Frankfurt deden erg interessant en ben erg gemotiveerd geraakt om het onderzoek in te gaan. Het niveau van het onderzoek is hetzelfde als op de TU, maar met een commerciële instelling. Dat maakt het grijpbaar en praktischer, met een grotere kans dat de techniek binnen tien jaar ook daadwerkelijk commercieel gebruikt wordt. Het viel me wel op dat het echte onderzoekswerk door promovendi werd gedaan. De werknemers met een mastertitel deden slechts de metingen. In de chemische industrie en zeker in Duitsland is promoveren bijna vanzelfsprekend. De verantwoordelijkste en leukste functies zijn vervolgens weggelegd voor promovendi. Natuurlijk werd er gelukkig ook wat harder gewerkt dan in Brazilië. De dagen waren gewoon acht tot negen uur lang. Eigenlijk is de werksfeer heel vergelijkbaar met Ne-

Frankfurt

het drinken op een Duitse Rieslingboerderij. Frankfurt is na Londen het zakencentrum van Europa en een derde van de inwoners is internationaal. En dat terwijl de stad maar 600 000 mensen groot is. Dat gaf de stad een hele open en professionele sfeer. Via mijn studentenhuis kwam ik snel in contact met een groep mensen die allemaal een stage deden of in Frankfurt werkten. Doordeweeks werd er hard gewerkt door iedereen, maar in het weekend was er altijd wel wat te doen. En zoals dat gaat in Duitsland, waren er clubs op vette locaties zoals in industriegebieden, op daken en in wolkenkrabbers. Al met al bood de stad een optimale combinatie van werken en ontspannen. Ik ben enorm tevreden met mijn beslissing in Frankfurt bij Air Liquide af te studeren. Air Liquide en Frankfurt boden een erg motiverende en zeer interessante werksfeer. Frankfurt is geen stad toeristen, maar om te werken en te wonen is het perfect. En dan zit het ook nog vol met gezellige Duitsers. Ik kan het iedereen aanraden in Duitsland en zeker in Frankfurt af te studeren. Roman van Laak

31


| in het kort

diebergkomter

Nederland Bergenland

Er komt een berg in Nederland!

In de categorie van bizarre ideeën openen we onze nieuwe nieuwsrubriek met jawel, een bizar idee. Een berg in Nederland. Tweeduizend meter hoog. Het is waarschijnlijk bedacht tijdens een gezellige borrel, maar is inmiddels uitgegroeid tot een serieus voorstel. Vijftig geologen, economen, marketeers, ingenieurs, architecten, sportbestuurders, managers, adviseurs en onderzoekers spannen samen om dit schijnbaar onmogelijke plan te realiseren. De berg kan voor een nagenoeg onbeperkt aantal doeleinden worden geëxploiteerd, van recreatie tot winkelruimte, van woonruimte tot opslag. Wij werktuigbouwers vinden de enorme hoeveelheden staal, die komen kijken bij wat het hoogste en grootste bouwwerk van de wereld gaat worden, natuurlijk waanzinnig.

Kyocera

Voeltelefoon

De knoppen zijn op het scherm te voelen.

Het bedrijf Kyocera heeft een nieuwe technologie getoond, waarmee virtuele knoppen op een touchscreen gevoeld kunnen worden. De technologie is gebaseerd op piëzoelektrische elementen die in het scherm zitten, en laten het vibreren op de plek waar deze wordt aangeraakt. Als gevolg van die trillingen krijgt de gebruiker het gevoel dat er een fysieke knop aanwezig is. Ook is de intensiteit van de trillingen te variëren, waardoor ‘harde’ en ‘zachte’ knoppen kunnen worden gemaakt. Bovendien kunnen ze worden gevoeld als men met de vinger over het scherm glijdt. Deze technologie zou bijvoorbeeld een prettige oplossing kunnen zijn voor mensen die niet graag op touchscreens typen, omdat ze de fysieke knoppen missen.

Human Power Team

Geflitst worden op de fiets

De snelste fiets van Europa in volle vaart

32

In de vorige editie van de Slurf stond een artikel over het Human Power Team Delft. Daarin werden de uitdagingen van de World Human Powered Speed Challenge besproken en dat de studenten van het team trachtten het snelheidsrecord van 133 kilometer per uur te breken. De wedstrijd is inmiddels geweest, en het team heeft een snelheid van maar liefst 129,6 kilometer per uur behaald. Een waanzinnige prestatie, maar helaas geen wereldrecord. Wel hebben ze het Europese snelheidsrecord in handen. Heel bijzonder, als je je bedenkt dat ze dit jaar voor het eerst meededen!


Op 4 oktober is de Oosterscheldekering 25 jaar oud geworden. Sinds 1986 beschermt de kering Zeeland tegen de elementen. Als de zeewaterstand drie meter boven NAP dreigt te komen, moet de Oosterschelde worden afgesloten. Met de stijging van de zeespiegel zal dit steeds vaker voorkomen, met alle gevolgen voor de achterliggende ecologie van dien. Ook de constructie heeft hieronder te lijden. Oorspronkelijk is de kering ontworpen om tweehonderd jaar mee te gaan, maar als de stijging zo doorgaat moet er in 2050 al serieus worden nagedacht over een oplossing.

misfondos

Oosterscheldekering is jarig

De Oosterscheldekering is al 25 jaar stormproof.

In het Amerikaanse Illinois is het onderzoekers gelukt om een katalysator te maken voor de omzetting van koolstofdioxide terug in brandstof. Dit proces kost normaal gesproken ontzettend veel energie. De katalysator is een geïoniseerde vloeistof die de tussenproducten van de omzetting stabiliseert. Zo kan de reactie met toevoeging van veel minder elektriciteit verlopen. Een dergelijke technologie is natuurlijk bijzonder waardevol bij de strijd tegen de versterking van het broeikaseffect. Bovendien vermindert het onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. De onderzoekers zijn nu bezig om de katalysator geschikt te maken voor commerciële toepassingen.

proionic

Van uitstoot naar brandstof

Deze geïoniseerde vloeistof werkt als katalysator.

Binnenkort is het mogelijk om door je ademhaling sensoren in je lichaam van elektriciteit te voorzien. Ook kunnen pacemakers worden opgeladen. De techniek werkt door een trilplaatje in je neus, dat gaat vibreren als er lucht langs stroom. Daarmee wordt elektriciteit opgewekt, die verder op de gebruikelijke manier behandeld kan worden. Het plaatje is bovendien gemaakt van een plastic dat niet door je lichaam wordt afgestoten. De snelheid van de luchtstroming in de neus ligt normaal gesproken rond de twee meter per seconde. Daarmee kan één microwatt aan vermogen opgewekt worden. Een minieme hoeveelheid die toch voldoende blijkt voor veel toepassingen in het lichaam.

cleroclinic

Gespannen neus

Stroom uit je neus

33


Sid Vollebregt

Afstudeerverhaal Het einde van je studententijd is in zicht. Je wil geld verdienen met je droombaan of je hebt nog geen flauw idee wat voor werk je wil doen. Er ligt alleen nog één obstakel op de weg: het afstuderen. Je hebt verhalen gehoord van afstudeerders die zichzelf jaren in een laboratorium verliezen om maar dat afstudeerproject af te ronden. Maar het kan anders. Voor onze master Sustainable Energy Technology implementeren we op Bali een nieuw concept met de trefwoorden waterzuivering, energie en duurzaamheid.

Opdrachtomschrijving

Zoetwaterschaarste is een groot probleem in afgelegen gebieden zoals het Midden-Oosten, Noord-Afrika, en afgelegen gemeenschappen in woestijnen. Ontzouting is vaak de enige methode om op deze plekken drinkwater

34

te produceren. Ontzouting kan via ‘thermal methods’ of ‘membrane separation technologies’ gerealiseerd worden. De meest energie-efficiënte techniek om water te ontzouten is omgekeerde osmose, waarbij een aangebracht drukverschil de vloeistof door een membraan drukt in de stromingsrichting omgekeerd aan die bij osmose. Hier komen twee stromen uit; de drinkwaterstroom en de restwaterstroom. Vaak werden er fossiele brandstoffen gebruikt voor de aandrijving van de pomp die nodig is voor de ontzouting via omgekeerde osmose. Aangezien de fossiele bronnen schaarser worden, het milieu vervuilen en veel kosten met zich meebrengen, is de volgende stap voor deze drinkwaterproductiemethode een combinatie met duurzame energie. Dit geeft ook de mogelijkheid om in afgelegen gebieden te opereren, met daarbij de vorm van duurzame energie die lokaal beschikbaar is, zoals wind-, zon- of waterkrachtenergie. Het doel van deze afstudeeropdracht is om duurzame energie te gebruiken bij het zuiveren van brak grondwater via omgekeerde osmose. Om de capaciteit van de omgekeerde osmose goed te benutten moet het systeem continu stationair draaien. Er zal dus een energiebuffer gebruikt moeten worden om met de energiefluctuaties van de gebruikte duurzame bron om te kunnen gaan.


Met deze omschrijving is het project ruim een half jaar geleden begonnen. Er was subsidie aangevraagd om het project ook daadwerkelijk te realiseren en de afdeling drinkwatermanagement had een goede relatie met de technische universiteit op het Indonesische eiland Java. Inmiddels woon ik nu al vier maanden op Bali, en terwijl ik dit stukje typ, wordt er drinkwater geproduceerd en data geregistreerd.

Kickstart in Delft

Begrijpelijk is dat er in de eerste maanden in Delft enorm veel is gebeurd. Verschillende concepten zijn uitgewerkt voor mogelijke energiebronnen en buffers, terwijl er ondertussen in samenwerking met het Institut Teknologi Bandung (ITB) naar een geschikte locatie werd gezocht. De energie-efficiëntie van de uitgewerkte concepten is getoetst aan de hand van een zon- en windanalyse voor Indonesië.

De locatie

Deze hoger gelegen wateropslagtank bracht een extra eis met zich mee voor de mogelijke locatie. Aangezien er voor brak grondwater gemiddeld tien bar nodig is voor een efficiënte zuivering, zou dit een hoogteverschil van honderd meter betekenen. Om de toepasbaarheid en energie efficiëntie van het systeem te verhogen maken we gebruik van een energie-terugwinsysteem. Het restwater uit de omgekeerde osmose is namelijk nog onder druk als deze het systeem verlaat. Via een puur mechanische ‘pressure intensifier’ gebruiken we dit restwater om de ingaande druk van het systeem te verhogen. Daardoor is er nog maar dertig meter hoogteverschil nodig is, wat niet ongewoon is in Indonesië. De ideale locatie werd gevonden in Zuid-Bali op een steenworp afstand van de meest idyllische surfstranden. Via de contacten van het ITB werd er een samenwerking op touw gezet en kwam er toestemming voor de uitvoering. Inmiddels waren de onderdelen en benodigde sensoren voor het drinkwatersysteem binnen gekomen en hadden we de componenten aangesloten en getest in Delft. Tijdens dit proces hebben we via de Indonesische ambassade de verscheping geregeld en ons visum aangevraagd.

Sid Vollebregt

Bali

De proefopstelling met de membranen en sensoren

De uitkomst was een concept werkend op zonnepanelen. Normaal gesproken worden batterijen gebruikt als energiebuffer in deze configuratie, maar de levensduur van batterijen in warme klimaten is gelimiteerd, ze zijn erg duur en brengen de nodige vervuiling met zich mee. Er is gekozen voor een puur mechanische en onderhoudsvrije oplossing: overdag wordt er door een pomp op zonneenergie water uit een put omhoog gepompt naar een opslagtank. Het hoogteverschil zorgt voor een constante waterdruk beneden bij het waterzuiveringssysteem. Het waterzuiveringssysteem gebruikt een constante volumestroom water. Het surplus aan water gaat dus overdag vanzelf naar de opslagtank. ’s Nachts en bij bewolking stroomt het water terug uit de opslagtank het waterzuiveringssysteem in. Het water in de opslagtank fungeert dus als betrouwbare en onderhoudsvrije energiebuffer die de nacht geheel kan overbruggen.

Het heeft ons hier vier maanden gekost om alle componenten te installeren en het gehele systeem werkend te krijgen. Natuurlijk kom je dan allerlei onverwachte uitdagingen tegen, zoals een afwijkend zoutgehalte, een kapotte grondwaterputleiding, ruis in de sensoren door het lokale stroomnet, haperende onderdelen en beperkte lokale middelen. Naast het ontwerpen, de organisatie en de totale verantwoordelijkheid van het gehele project is dit een zeer leerzame ervaring. We zijn constant bezig met uiteenliggende theoretische en praktische zaken waarbij de brede werktuigbouwachtergrond zijn vruchten afwerpt.

Resultaten

Als straks alle benodigde data binnen is komen we weer terug naar Delft en kunnen we uitspraken doen over de toepasbaarheid voor verschillende zoutwaterbronnen en duurzame energievormen. Daarnaast zullen we het systeem economisch analyseren en onderbouwde opties geven voor opschaling. Tot die tijd kunnen we genieten van alles wat Bali en Indonesië te bieden hebben. Sid Vollebregt

35


scienceblogs

Je hoort ze vliegen Je zit in een collegezaal en luistert naar de professor. Het geluid dat hij produceert, is in principe niets anders dan een serie drukgolven die van zijn stembanden naar jouw oor reizen. Toch zijn diezelfde drukgolven ook in staat om voorwerpen te laten zweven. We weten allemaal dat geluid meer kan doen dan het mogelijk maken van een hoorcollege. Ook echolocatie en SONAR kunnen werken door het bestaan van geluid. Een supersonische knal, het vergruizen van nierstenen, antigeluid, maar ook muziek zijn stuk voor stuk voorbeelden van geluid en zijn bijzondere toepassingen. Een andere, uitzonderlijke eigenschap van geluid is dat het de zwaartekracht op een voorwerp kan opheffen.

36

Akoestische levitatie. Dat is de technische naam voor het fenomeen waarbij objecten zweven als gevolg van blootstelling aan geluidsgolven. Deze geluidsgolven moeten specifieke eigenschappen hebben om dit mogelijk te maken. Laten we even teruggaan naar de basistheorie van geluid, om inzicht te krijgen in welke eigenschappen dat precies moeten zijn.

Basistheorie

Geluid is, kort gezegd, het gevolg van een voorwerp dat trilt, en zijn trillingen overbrengt op een ander medium. Een stemvork bijvoorbeeld, wordt aangeslagen, waarna hij begint te trillen. De trillende vork brengt de moleculen van de omringende lucht in beweging, waarin afwisselend steeds een overdruk en een onderdruk ontstaat ten opzichte van de heersende luchtdruk. Op plekken waar overdruk heerst, wordt de lucht dus een beetje gecomprimeerd. En waar onderdruk heerst, zit een zogenaamde rarefactie. Deze drukgolf verplaatst zich door de lucht. Op het moment dat hij je oor bereikt, neem je hem waar als geluid. Bereikt de drukgolf echter een muur, dan wordt hij weerkaatst en reist hij verder in een hoek tegengesteld aan de hoek van inval. Als een geluidsgolf loodrecht op een reflecterend oppervlak valt, reist hij ook loodrecht terug. Dat doet hij in de richting waar hij vandaan kwam, wat interferentie veroorzaakt. Bij twee identieke golven, met dus een


howstuffworks

gelijke frequentie en amplitude, maar met tegengestelde voortplantingsrichtingen, kunnen de compressies en rarefacties zo samenvallen dat ze elkaar versterken en gaan resoneren. Dit noemen we een staande golf. In een staande golf bestaan knopen en buiken. In de buiken van de golf is er een maximale drukverandering. In de knopen is de drukverandering nagenoeg nul, omdat compressies en rarefacties daar altijd samenvallen.

Een voorwerp zweeft in de knoop van een drukgolf.

Niet-lineair

In proeven met staande golven is te zien dat stof of poeder op een plaat zich in regelmatige patronen rangschikt, precies in overeenstemming met het patroon van knopen en buiken in de staande golf. Maar om met geluid voorwerpen te laten zweven, heb je enorm veel vermogen nodig. Je hebt er zoveel vermogen voor nodig, dat de staande golf nietlineaire, thermodynamische eigenschappen gaat vertonen. Dit is een gevolg van de vergrote drukverschillen tussen de compressies en rarefacties in de golf. Als in een gas de druk hoger wordt, wordt de temperatuur van het gas ook hoger. En als de temperatuur van een gas hoger wordt, wordt de geluidssnelheid hoger. Een geluidsgolf verplaatst zich dus op een andere manier door de lucht als hij een hoog vermogen heeft: sneller tijdens momenten van compressie, en langzamer door de rarefacties. De frequentie van de golf maakt dus lokaal ook steeds veranderingen door. De eigenschappen van een niet-lineaire staande golf kunnen zo toegepast worden, dat ze een intens geluid veel krachtiger kunnen maken dan een ‘zachtere’, lineaire. Het zijn namelijk de niet-lineaire effecten die geluid krachtig genoeg kunnen maken om de zwaartekracht op te heffen.

De levitator

Een akoestische levitator bestaat in beginsel uit twee hoofddelen. Een ‘transducer’, die voor te stellen is als een speaker, en een reflector. De transducer en reflector hebben meestal een ietwat hol oppervlak, zodat het geluid gefocust kan worden. Als de reflector op de juiste afstand van de transducer wordt geplaatst, ontstaat er een staande golf in de akoestische levitator. Als voorwerpen in de ruimte, waar geen zwaartekracht heerst, in dit akoestische veld worden geplaatst, zoeken ze de weg van de minste weerstand. Ze verzamelen zich dan in de knopen van de staande golf. Op Aarde komen ze net onder de knopen terecht, precies waar de opwaartse druk van de golf op het oppervlak van het voorwerp gelijk is aan de zwaartekracht.Het vermogen van de akoestische levitator moet minstens 150 decibel zijn. Om te illustreren: bij een gewone discotheek staat het geluid met 110 decibel al behoorlijk hard. Aangezien de decibelschaal logaritmisch is, staat bij akoestische levitatie het geluid dus duizend keer harder dan in een discotheek! Het is daarom aan te raden ultrasoon geluid te gebruiken, van boven de hoorbare frequentie. Zo kunnen mensen er geen gehoorbeschadiging van krijgen. De akoestische levitator is uiteraard een bijzonder apparaat, maar wat kun je ermee? Blijft het dan alleen een knap staaltje natuurkunde? Hoewel de toepassingen voorlopig beperkt zijn, vinden ze zowel in de ruimte alsook op Aarde hun nut. In de ruimte kunnen voorwerpen met de akoestische levitator op hun plek worden gehouden. Hete, vloeibare materialen kunnen afkoelen, terwijl ze zweven in de akoestische levitator. Zo kunnen ze een perfect ronde bol vormen, wat handig is in de lagerindustrie. bijvoorbeeld Maar daarnaast kunnen ook corrosieve materialen in een akoestisch veld gehouden worden, zonder dat ze zich dwars door een vat heen bijten. Ook wordt de akoestische levitator vandaag de dag al toegepast in cleanrooms bij de productie van microchips. De akoestische levitator heeft een hoog science fiction gehalte. Het gaat te ver om te zeggen dat het een simpel apparaat is, maar het heeft zijn werkingsprincipe desondanks te danken aan redelijk eenvoudige natuurkunde. Toch kan akoestische levitatie voor behoorlijk exotische doeleinden nuttig worden ingezet. Voorlopig blijft de levitator redelijk exclusief, maar misschien verschijnt hij ooit nog als een stuk speelgoed in de huiskamer. Dane Linssen

37


Mark Franken

PHD: Why moving droplets move Droplets on a car windscreen or on leaves after a rainfall. Everybody has seen these and thinks that it is obvious that droplets can move. Numerical models fail to predict the motion of a droplet due to a singularity arising from the no-slip boundary condition. This singularity causes the flow velocities within the droplet to diverge, which results in an infinitely large shear stress. This means that a droplet should stay at its location, which is obviously not the case.

occur that the immersion lens becomes unstable. Hence, it loses liquid in the form of small droplets, which in turn can remain stuck on the wafer or cause an air bubble in the immersion lens. In both cases it is likely that the result is a defect in a chip. To get more insight in the behavior and control of the immersion lens, ASML is interested in the fundamental behavior of the edge of the droplet, the socalled contact line. Then the whole system can be reduced to a single droplet, which exhibits the same behavior as the immersion lens. Up to now, there is no information on the effect of VanderWaals forces on the behavior of the contact line at nanoscale. In order to investigate this, a new measurement technique was developed.

On the other hand, moving droplets can also be found in industrial applications, in ASML lithography equipment for example. In this application a droplet is used as a lens in order to enhance the optical resolution. However, the control of this liquid lens when scanning the wafer poses lots of challenges due to instabilities of this immersion lens. During the high-speed scanning motion of the wafer it can

38

Mark Franken

Introduction

Figure 1: Schematic of TIRFM


Figure 2: Schematic of measurement by TIRFM and AFM.

Measurement Technique

For studying the dynamic interface of a droplet, an optical technique is desired. One technique that is capable of obtaining information at a nanoscale, is called Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy, TIRFM. Although TIRFM is a relatively new microscopy technique, it is widely used for studies in cell biology. TIRFM is not limited to the wavelength of light and therefore, has the required subwavelength resolution. The principle of TIRFM is based on a special kind of illumination: the generation of an evanescent wave at the interface of two media with different refractive indices. In our situation, the substrate is glass and the droplet: hexaethylene glycol. When the incident light is beyond a critical angle, it undergoes total internal reflection and generates an evanescent wave at the surface of the substrate, as illustrated in Figure 1. The light now excites fluorophores within the penetration depth of the evanescent wave.This penetration depth is in the order of the wavelength or smaller, which is approximately 532 nanometer for green light. So this kind of illumination enables us to obtain information at a nanoscale, by producing a fluorescent signal downwards to the CCD of a camera. This fluorescent excitation forms the basis of the technique, as illustrated in Figure 2. The result is a planar intensity distribution at the edge of the droplet, which is used to reconstruct the nanoscale interface.

Imaging by Atomic Force Microscopy, in short AFM, is well known for its unprecedented resolution and accuracy in the scanning of surfaces. However, in the case of the nanoscale interface of a droplet, it is only possible under certain conditions to validate the TIRFM measurements. AFM differs from TIRFM, since it uses a cantilever, most of the time made of silicon with a sharp tip in order to scan the surface instead of a fluorescent signal, as shown in Figure 2. By operating the AFM-head in non-contact mode, it was possible to measure the interface of a droplet without perturbing it. In this so-called non-contact mode, the cantilever is driven to oscillate at its resonance frequency. The oscillating amplitude is kept constant in a feedback loop of the system, by changing the distance between tip and sample as it scans the interface of the droplet. In our case, the surface is a combination of a hard glass and a soft liquid, as shown in Figure 3.

Mark Franken

Mark Franken

Validation

Figure 4: Nanoscale interface measured by TIRFM and AFM.

Results

Mark Franken

The results demonstrate that TIRFM is able to reconstruct the nanoscale interface of a droplet and agrees very well with the results obtained with non-contact AFM-imaging. In Figure 4, it can be seen that the interface of the droplet changes its shape from straight to concave due to additional forces acting on the interface of the droplet. Mark Franken

Figure 3: Experimental setup.

39


Astronomymagazine

kernfusie of kernsplijting Als men over kernenergie spreekt, gaat het meestal over kernsplijting. Kernsplijting wordt al jaren gebruikt om energie op te wekken, omdat het een goed alternatief is voor de centrales die op fossiele brandstoffen werken. Kernsplijting heeft echter een groot nadeel, het eindproduct is zeer gevaarlijk radioactief afval. Wetenschappers zijn daarom al decennia aan het zoeken naar een stabielere en rendabelere manier om het alternatief van kernsplijting te realiseren.

41


Basisinformatie

Kernenergie is, zoals de naam al doet vermoeden, de energie die opgeslagen ligt in de kern van een atoom, die vrijkomt bij het splitsen van een kern of het samenvoegen van twee kernen. Bij kernsplijting komt er energie vrij wanneer een kern in tweeën gespleten wordt. Bij kernfusie gebeurt het tegenovergestelde, twee kernen worden samengevoegd tot één kern, ook hierbij kan energie vrijkomen. Kernfusie en kernsplijting kunnen niet met energiewinst, na elkaar, met dezelfde elementen worden uitgevoerd. Er zou dan energie gecreëerd worden uit niets en dat is niet mogelijk. Deze processen kunnen verklaard worden door de beroemde formule van Einstein: E=mc2. Onder voorbehoud verklaart deze formule dat energie gewonnen kan worden door middel van kernfusie of kernsplijting. Bij kernfusie is het eindproduct lichter dan de twee beginproducten samen zijn. De ontbrekende massa is omgezet in energie. Bij kernsplijting zijn de ontstane kernen samen ook lichter dan de kern waar mee begonnen is, de ontbrekende massa is ook hier veranderd in energie. Bij kernsplijting moet de beginkern zwaarder zijn dan ijzer, dit omdat ijzer het meest stabiele element van het periodiek systeem is. Dit is ook de reden waarom de kern van de aarde voor het grootste gedeelte bestaat uit ijzer.

Kernfusie verdient echter toch de voorkeur boven kernsplijting, omdat er bij kernfusie geen radioactief afval ontstaat. Ook kan het fusieproces elk moment stil gezet worden door de energietoevoer stop te zetten, wat bij kernsplijting niet mogelijk is. Als de kernreactor ongecontroleerd gaat reageren, wat gelukkig niet zomaar gebeurt, zal er een kettingreactie beginnen. Een voorbeeld hiervan is de ramp in Tsjernobyl. Een kernsplijtingsproces zal echter alleen door menselijke misstappen fout gaan, zij het een ontwerpfout, zij het een fout gemaakt tijdens het daadwerkelijke proces.

Z-machine

Zoals eerder gezegd, staat kernfusie nog in haar kinderschoenen, dit komt omdat er zeer geavanceerde apparatuur nodig is om twee kernen samen te laten smelten. Een voorbeeld van een onderzoeksfaciliteit voor kernfusie is het Sandia National Laboratories in Albuquerque in de Verenigde Staten. Dit laboratorium heeft de zogenaamde ‘Z-machine’ staan. De Z-machine is een enorme machine die, zoals de onderzoekers zelf

Kernsplijting is een veel vaker voorkomende manier van energie opwekking, vooral omdat het nu nog een stuk rendabeler proces is dan kernfusie. Dat wil zeggen dat de verhouding van ingaande tegen uitgaande energie hoger is dan bij kernfusie. Kernsplijting gebeurt bij een relatief simpel gecontroleerde handeling, namelijk het afschieten van een neutron op meestal een radioactief uraniumatoom. Bij kernfusie moeten de twee kernen echter aan zeer specifieke omstandigheden blootgesteld worden om samen te kunnen smelten. De twee kernen zijn meestal deuterium of tritium, waterstofisotopen met respectievelijk één en twee extra neutronen. Ook is er nu nog een veel grotere hoeveelheid energie nodig om twee kernen samen te voegen dan bij het splijten van twee kernen. Om kernfusie dus tot een groot succes te maken moet het proces veel efficiënter worden. De grootste reden waarom kernfusie nog niet rendabel is, is omdat het enorm veel energie kost om de omstandigheden waarin fusie plaatsvindt na te bootsen. Vooral de gewenste temperatuur halen is een hele opgave. Om kernfusie plaats te laten vinden moeten de temperatuur en de druk namelijk gelijk zijn aan de temperatuur en de druk in de kern van een ster, aangezien het hele principe van kernfusie afgeleid is van de energieopwekking van sterren. 42

Sandia National Laboratories

Vergelijkingen

Z-machine in werking

zeggen, kleine sterren kan maken. De Z-machine was, zoals zoveel Amerikaanse projecten, oorspronkelijk een project om nieuwe wapens te ontwikkelen. Het project heet het Pulsed Power Program. Het laboratorium ontwikkelde echter acceleratoren die zeer geschikt waren om kernfusie als nieuwe energiebron te onderzoeken. Uiteindelijk werd fusie als energievoorziening de nieuwe prioriteit binnen


het laboratorium. De acceleratoren kunnen deeltjes met enorme snelheid wegschieten en aangezien een hoge temperatuur niets anders is dan heel snel bewegende deeltjes, kan de temperatuur die nodig is om kernfusie plaats te laten vinden, bereikt worden. Bij deze hoge temperaturen is de benodigde grondstof veranderd in plasma. Binnen dit plasma vindt de kernfusie plaats. Plasma is een gas met een dusdanig hoge temperatuur, dat de elektronen zich van de atoomkernen scheiden. Die kunnen zich dan los van elkaar door de substantie bewegen. De onderzoekers stuitten hierbij gelijk op het volgende obstakel: het plasma op zijn plaats houden. Bij de benodigde temperaturen is het namelijk niet mogelijk om een behuizing van een vaste stof te maken, aangezien geen enkele vaste stof bestand is tegen deze enorm hoge temperaturen. Bij de Z-machine stonden de onderzoekers voor een probleem; zoveel mogelijk energie winnen uit dit plasma. Dit probleem hebben ze opgelost door zoveel mogelijke korte stoten energie door plasma met een hoge dichtheid te sturen. Door de toegevoerde energie kan er zoveel mogelijk energie gewonnen worden door fusie voordat het plasma uitdijt en afkoelt. De elektromagnetische schokgolven die de Z-machine op het plasma loslaat zijn duizend keer zo sterk als een bliksemschicht en slaan twintig keer zo snel in. Een andere manier om energie uit het plasma te halen is door plasma met een lage dichtheid op zijn plaats te houden door magnetische velden aangezien deze niet kunnen smelten. Zo kan er dus langer energie toegevoerde worden, maar

doordat de concentratie van het plasma lager is zullen er niet meer kernen fuseren dan bij de eerder genoemde methode. Bij de Z-machine worden de schokgolven gericht op een stof met ongeveer de afmetingen van een kleine lagerkogel. Door deze schokken implodeert de stof en wordt de druk en temperatuur zo hoog opgevoerd dat er fusie plaatsvindt.

ITER

Een ander voorbeeld van een instituut dat de werking van kernfusie zal gaan onderzoeken is de ITER. ITER staat voor “International Thermonuclear Experimental Reactor” en is een samenwerking van de Verenigde Staten, de Europese Unie, Japan, Korea, India, Rusland en China. De ITER faciliteit wordt op het moment gebouwd in Cardarache in Zuid-Frankrijk en de planning is dat de reactor rond 2019 in gebruik genomen zal worden. Het hoge doel van ITER is een energieverhouding van één op tien creëren. Het uiteindelijke vermogen moet vijfhonderd megawatt bedragen, terwijl het ingangsvermogen rond de vijftig megawatt zal liggen. ITER werkt dan ook op een veel grotere schaal dan de Z-machine en is ook veel meer gericht op maatschappelijke doeleinden. ITER zal namelijk de eerste kernfusiereactor zijn die daadwerkelijk stroom gaat leveren aan huishoudens in de omgeving. In ITER wordt er een primaire stroom door spoelen geleid waardoor er een krachtig magnetisch veld ontstaat. In dit magnetisch veld wordt een gasmengsel met deuterium en tritium toegelaten. Door een secundaire stroom, met een sterkte van vijftien mega-ampère verandert het gasmengsel in plasma en zal het enorm snel rond de veldlijnen van het magnetische veld gaan draaien. Dit heeft tot gevolg dat de deeltjes botsen en fuseren. Het is dus duidelijk dat kernfusie de potentie heeft om een betere manier te worden om energie op te wekken dan kernsplijting, maar dat er nog veel onderzoek gedaan moet worden naar een manier van het opwekken van kernfusie. Gelukkig zijn er meerdere onderzoeken die geweldige voortgang boeken. Het grootste obstakel is het minimaliseren van de benodigde energie om fusie op te wekken. Als ze dat kunnen bereiken zal kernfusie als alledaagse energiebron in zicht zijn.

ITER

Jeffrey Minnaard

De kernreactor van ITER, waar de paarse ring het plasma voorstelt. 43


| FSR

De Facultaire Studentenraad, FSR, is het studentenorgaan binnen de faculteit met de meeste invloed op de regelgeving van het onderwijs. Zo hebben wij bijvoorbeeld inspraak op de faculteitsbegroting, de faciliteitvoorzieningen en mogen wij zelf ideeĂŤn aandragen. Ook dit jaar bestaat de FSR van 3mE uit zes werktuigbouwkundestudenten en drie maritieme techniekstudenten. In deze samenstelling gaan wij er met de faculteitsdirectie zorg voor dragen dat de faculteit en de kwaliteit van het onderwijs verbeterd wordt. Allereerst een kleine introductie. Van links naar rechts zie je hierboven: Pieter Smorenberg, Voorzitter Toon Overbeeke, Penningmeester Laurens Peene, Penningmeester Carmen Molhoek, Commissaris Onderwijs Isabelle Jacobs, Commissaris Huisvesting Daan Veer, Commissaris Faciliteiten Sander van Gemert, Secretaris Yonna Welschen, Commissaris Communicatie Jurrit Bergsma, Commissaris Onderwijs

44

Om je een idee te geven van wat de FSR allemaal voor de studenten kan betekenen, volgen een paar voorbeelden van wat de FSR in voorgaande jaren allemaal heeft bereikt: In de collegegang en ontvangsthal staan twee informatiezuilen met touchscreen-computers. Van deze computers kan iedereen gebruik maken zonder in te loggen. Deze zuilen zijn handig om je rooster snel te checken of de locatie van een kamer op de faculteit te vinden. Ook vind je op deze computers het Workspace Availability System, WAS. Met dit systeem kun je makkelijk zien waar en hoeveel computers er nog vrij zijn op de faculteit. Kijk hiervoor op was.tudelft.nl. Na een aantal proefperiodes voor openstelling van de faculteit in de tentamenperiodes en witte weken tot middernacht, is er besloten om dit te blijven handhaven. Ook dit jaar zijn er al veel plannen om het onderwijs en de faculteit te verbeteren. De FSR wil zorgen voor een betere online mastervoorlichting die je stapsgewijs door je inschrijving loodst. Ook willen we druk gaan zetten achter de verbetering van de nieuwe technieken in de collegezalen. Heb jij ook goede ideeĂŤn, suggesties of misschien een klacht? Laat ons dit dan weten via FSR-3mE@tudelft.nl.


do it yourself | Als echte werktuigbouwkundige ben je natuurlijk dol op gadgets. Nog leuker is het echter om de gadgets zelf te maken. In deze rubriek wordt precies uitgelegd hoe deze gadgets gemaakt worden. Deze keer: een shake light.

Benodigdheden

- behuizing zaklamp - 50 meter koperdraad - 20 centimeter PVC-buis - sterke magneten - condensator, 5V 1F

3. Verwijder de beschermlaag van de uiteinden van het koperdraad met een mesje. Als dit niet gebeurt, pakt het soldeer-

- witte LED - schakelaar - Graetzbrug - elektriciteitsdraden - soldeertools

tin niet en wordt er geen contact gemaakt.

4. Soldeer alle componenten aan elkaar volgens het gete-

Het gebeurt gelukkig niet vaak,

kende circuitje. Let goed op de

maar je kan soms ineens zonder

minus- en plustekens op de

licht komen te zitten. Zul je zien

componenten, anders wordt

dat de batterijen van je zaklamp

er geen contact gemaakt.

ook nog eens leeg zijn! Met deze lamp kun je in de donkerste tijden de Slurf verslinden.

1. Zaag het PVC-buisje op maat en dicht een kant af met een stuk rubber en tape. Dit doe je zodat de magneet terugstuitert wanneer je met de lamp schudt. Doe de magneet in het buisje. En dicht het buisje af.

5. Plaats alle onderdelen in de behuizing en zorg dat het LEDâ&#x20AC;&#x2122;je goed gericht is in de zaklamp. Schud de lamp heen en weer en shinen maar.

2. Wikkel nu het koperdraad om het PVC-buisje. Probeer dit strak en georganiseerd te doen. Als de spoel strak en georganiseerd omwikkeld wordt, wordt er maximaal energie gegenereerd.

45


| nawoord Het Slurfweekend was voor mij als nieuwe Slurfer een hele nieuwe ervaring. Ik ben namelijk, zonder al eerder een weekend bijgewoond te hebben, een Slurfer geworden. Deze sprong in het diepe is uiteraard een topidee geweest. Vrijdag begon het festijn om twaalf uur. Ik was er gewoon op tijd, maar was toch even de enige, omdat onze SlurfQarQamel, Fedde, nog wakker gemaakt moest worden met een heerlijk meergranenontbijt. De inkopen waren al gedaan door oud-Slurfer Qrijn, Joris en Dane, dus er waren heerlijke vlamtosti’s, fruit en chocoladepepernoten ingeslagen. De hele vrijdag is er hard gewerkt, maar de gezelligheid is geen moment naar de achtergrond verdwenen. De nacht arriveerde al snel en door middel van een passend ritueel zijn Fedde en ik toegetreden tot de selecte groep die zich Slurfer mogen noemen. Na het uitgebreidde Willemlied te hebben gezongen zijn we naar de Klomp vertrokken. De Ciccionina was de volgende stop. Voor ik het wist was het half zes en was het tijd om mijn bed op te zoeken. De heerlijke versnaperingen in combinatie met de gepaste Fantjes 46

en het slaaptekort hadden mijn darmen en gemoedstoestand zodanig aangetast dat ik zaterdag door mijn wekker heen geslapen was. Nadat ik echter door Daniel de hoofdredacteur wakker gebeld was, was ik een kwartier later al weer present. Zaterdag is er weer hard gewerkt en liepen we gewoon op schema. Hoewel veel mensen brak waren is er toch nog een huisfeest uitgespeeld. Iedereen was ‘s morgens gewoon weer op tijd om een lekker dagje te Slurfen. De puntjes werden op de ‘i’ gezet en er is een prachtig Slurfthemalied geschreven. De eerste Slurf van jaargang zestien is een feit. Na dit weekend kan ik niet wachten tot ik mijn volgende kan beleven. Namens de Slurfcommissie, Slurf Hoogh! Jeffrey Minnaard (SJ) Slurf out.


Slurf 16-1  

Officieel orgaan der werktuigbouwkundige studievereniging

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you