Simon Ster 42.4

simon

The Unseen (English) Stageverslag AustraliĂŤ Zeewrakken Staut: Penicilline

Jaargang 42 | nummer 4 | april 2011

9 | Wat is er gebeurd in Tsjernobyl nu er jarenlang geen mensen zijn geweest?

20 | Sportprestaties zijn tegenwoordig grotendeels afhanklijk van de technologische ontwikkelingen van je sponsor.

| De natuur bedenkt creatieve oplossingen om te ontkomen aan roofdieren waar wij jaloers op zijn.

| De tweedaagse excursie zat vol werktuigbouw, cultuur en spanning.

30 Colofon April 2011/ 42e jaargang nr. 4 De ‘Simon Ster’ is een uitgave van de Werktuigkundige Studievereniging Simon Stevin van de Technische Universiteit Eindhoven. De ‘Simon Ster’ verschijnt zes maal per jaar.

Hoofdredactie Sanne Janssen

Redactie Huib van Amstel, Daan van den Assem, Bram Berkien, Edward de Boer, Liesbeth Campmans, Martijn Deenen, Victor Dolk, Jules Frints, Uriel Hoeberichts, Luuk Mouton, Anthom van Rijn, Anna van Velsen, Bart Welling

Ontwerp Vormgeving vM-design

Vormgeving

Adres Technische Universiteit Eindhoven W-Hoog 1.13 Den Dolech 2 5612 AZ Eindhoven Postbus 513 5600 MB Eindhoven Telefoon: (040) 247 33 13 Telefax: (040) 243 49 70 E-mail: redactie@simonstevin.tue.nl Homepage: wsv.simonstevin.tue.nl

Financieel

Hoofdredacteur & leden der W.S.V. Simon Stevin

Oplage 900 © Simon Stevin MMXI Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van het bestuur der W.S.V. Simon Stevin.

De hoofdredactie behoudt zich te allen tijde het recht artikelen in te korten of te wijzigen. Plaatsing van een artikel houdt niet in dat het de mening weergeeft van W.S.V. Simon Stevin.

ABN-AMRO: 52.90.96.358

Abonnementen Er bestaat de mogelijkheid de Simon Ster thuis te ontvangen. Men kan zich abonneren op de Simon Ster voor € 15 per jaar, inclusief verzendkosten.

Indien u geïnteresseerd bent of meer informatie wilt, kunt u contact opnemen met de hoofdredactie op bovenstaand adres.

Hoofdredacteur

Illustraties en foto’s

46

Drukker Greve Offset

Iedereen kan kopij inleveren bij de redactie in de Simonkamer, W-Hoog 1.13, of per e-mail: redactie@simonstevin.tue.nl

Inhoudsopgave Smile of Science

4

Profiel Audi RS6 C5

6

Verboden zone in Tsjernobyl

9

Technology in Motion

10

The Unseen (English)

12

Stageverslag AustraliĂŤ

14

Passiefhuis 18 Sport en Techniek

20

Staut: Penicilline

22

Bijzondere fietsen

26

Kijk in de Sterren: Moderne jaknikkers

28

Onzichtbare dieren

30

BEP - Systems Engineering

33

IJszeilen 34 Zeewrakken 37 Excursie NAM

38

Commissie Stunt

42

Tweedaagse excursie

46

Column 49 Graduation projects (English)

50

Excursie ASML

53

Prijsvraag 54

Redactief Je hebt alweer de vierde Ster van dit jaar opengeslagen. Het traject van artikelideeĂŤn tot fysiek object is nu bij mij en de leden van de redactie helemaal duidelijk. Het bestuur is echter aan het uitzoeken of de commissie ook zelfstandiger kan worden. Het is namelijk goed mogelijk dat het lustrumbestuur kleiner is dan het huidige en er wordt uitgezocht of commissies taken kunnen uitvoeren die nu tot bestuurstaken horen. Dat het bestuur kleiner wordt, is nog niet zeker en dat het dan nodig is om meer verantwoordelijkheid en taken op de redactie te schuiven, is nog lang niet besloten. Laten we er niet op hopen.

Het voordeel van meer verantwoordelijkheid is wel dat de commissie een actievere en hechtere groep wordt. Dit zorgt ervoor dat ieder lid meer het gevoel heeft bij te dragen aan het uiteindelijke resultaat en hier trotser op zal zijn.

Op de afgelopen Ster mogen we zeker trots zijn.

Veel mensen hebben laten weten de inhoud van de artikelen en de verdeling van technische/niet-technische onderwerpen goed te vinden. We proberen deze lijn de rest van dit jaar door te trekken en hopelijk zal dit ook in de komende jaargangen zo zijn.

Sterrenhoekjes 54 Veel leesplezier!

Sanne Janssen

Adverteerders ExxonMobil 25 Huisman 41 Philips 44 ASML 55 Boskalis 56

4

Smile of Science

Anna van Velsen

De zin en onzin achter de techniek

Kunst

Creatieve kleden Met zijn drieën zijn ze dagen bezig met het neerleggen van vorkjes, pasta, pleisters en ga zo maar door. Het zijn de mensen van WeMakeCarpets die overal vloerkleden van maken. Het werk is te vergelijken met DominoDay; het neerleggen van materialen in een bepaald patroon. De kleden zijn gemaakt zonder een plan of tekening, enkel met het te gebruiken materiaal in gedachten.

Door moderne materialen te combineren met traditionele tapijtpatronen zijn er oneindig veel mogelijkheden. Zo maakten ze een kleed van warme kopjes koffie met en zonder melk, patatvorkjes (ze wisten ze zelfs op hun zij te leggen!), ballonnen, pleisters, baksteen en een kleed van heel veel pasta. De kleden zijn voornamelijk decoratief en kunstzinnig bedoeld en zijn absoluut niet praktisch te noemen. WeMakeCarpets is begonnen met een kleed op de Dutch Design Week in 2009 en is nog steeds bezig met het verzinnen van nieuwe kleden.

Psychologie

Neuro-marketing

Maritiem

Privéonderzeeër Voor iedereen die het altijd al wilde hebben; een duikboot als consumentenvoertuig. Het bedrijf Roanhaje heeft een semiduikboot ontwikkeld, EGO genaamd, waarmee het voor iedereen mogelijk is om het onderzeeleven te ontdekken op een veilige en gemakkelijke manier. De EGO is eigenlijk een boot met veel ruimte onder het wateroppervlak. Vanuit hier kan je door een raam van 20 mm dik genieten van het uitzicht onder water. Diep kom je niet met deze boot, aangezien je altijd net onder het wateroppervlak blijft hangen. De besturing van de boot werkt net als die van een auto; je beschikt over een stuur en een gaspedaal. De aandrijving is volledig elektrisch en een volle accu heeft genoeg energie voor vier uur op een maximale snelheid van vijf knopen. Roanhaje noemt geen prijs en dat zegt eigenlijk al genoeg.

De marketingwereld is geïnteresseerd in hoe wij reageren op reclames, ze willen vooral graag weten hoe ons brein reageert op reclames. Aan de hand van hersenscans zou het mogelijk moeten zijn om te zien wat wij denken en wat ons dus aanspreekt, zowel onbewust als bewust.

Dit gedachtelezen gebeurt door te kijken naar hersenactiviteit. Als je naar een reclame kijkt, gaan er meerdere gebieden vlammen, onder andere het visuele en het talige deel. Daarnaast kunnen ook de delen die informatie geven over beloning en begeerte worden geactiveerd. Dit gebeurt niet bij elke reclame die we zien. Marketeers willen reclames die beloning en begeerte oproepen en geen ‘wat leuk’-reactie. Het gaat er immers om dat je iets wilt gaan kopen.

Zo werd ook ontdekt dat wanneer men op een computer auto’s uit ging kiezen, men meer op veiligheidsaspecten lette in plaats van de prijs wanneer de achtergrond rood was, en bij een groene achtergrond richtte men zicht meer op de prijs. Dit komt doordat rood een alarmkleur is en groen een veilige kleur.

Trucs zoals die met kleur zijn er in alle soorten en maten. Zo wordt ook vaak gebruik gemaakt van bekende acteurs in reclames. Dit zorgt voor een positieve sterkere herinnering aan het product dan wanneer er een onbekend figuur in de reclame speelt.

Nu hoef je niet bang te zijn dat je geen invloed hebt op je keuzes. De manier waarop je brein reageert en associaties maakt, is gedurende je leven gevormd.

De keuzes die er uit volgen zijn dus wel degelijk een weerspiegeling van je persoonlijkheid en je smaak.

5

Simon Ster 42.4 | april 2011

Biologie

Economie

Mieren met een wiskundeknobbel?

Big Mac-Index

Mieren staan er bekend om dat ze afstanden afleggen volgens een vaste route.

Deze routes lopen ze om bijvoorbeeld eten naar hun kolonie te brengen. Nu vonden wetenschappers van de Universiteit van Sydney het interessant om te onderzoeken of Argentijnse mieren het Steiner probleem op konden lossen zonder dat de mieren enige kennis van de omgeving hadden.

Het Steiner probleem is een wiskundig vraagstuk dat beschrijft hoe het kortste routenetwerk gevonden kan worden van een n aantal punten. Hierbij moet de som van alle stukjes route zo kort mogelijk zijn.

Er werden verschillende experimenten gedaan. Er moest steeds een route gevormd worden tussen meerdere mierennesten in een cirkelvormig gebied, zoals in onderstaande afbeelding te zien is. Het vinden van de route gebeurde wel op een trial and error manier; er vormden doodlopende wegen en enorme omwegen.

Toch kregen de mieren het voor elkaar om een zo kort mogelijke route te vinden. De resultaten werden vergeleken met een computer simulatie. Uit deze vergelijking volgde dat de mieren een route gevormd hadden die overeenkwam met een Steiner-oplossing.

De onderzoekers proberen niet te bewijzen dat de mieren wiskundig begaafd zijn, ze gebruiken immers een zeer inefficiënte werkwijze; ze proberen een hoop routes en kiezen uiteindelijk de beste.

Hoe raar het ook klinkt, maar de Big Mac is een goede indicator voor het voorspellen van de koersen. Je zou voor een euro overal evenveel moeten kunnen kopen.

Als dit niet het geval is, dan is de wisselkoers niet correct. De Big Mac index werkt als volgt: deze hamburger wordt in zo’n 120 landen verkocht en zou overal hetzelfde moeten kosten. Een euro is ongeveer 1.36 dollar waard en wanneer een Big Mac 2 euro kost in Nederland, dan zou deze 2.72 dollar moeten kosten in de Verenigende Staten. Wanneer de prijs afwijkt dan is de dollar onder- of overgewaardeerd. Dit idee komt van The Economist. De index is betrouwbaar en representatief doordat het proces dat vooraf gaat aan het kopen van de hamburger heel breed is. De prijs is gebaseerd op de grondstoffen, het transport, de verwerking, het restaurant, het per-

soneel, de marketing enz. Als dit voor de 120 landen bekeken wordt, geeft dit een goede representatie.

Het is mogelijk om een bijdrage te leveren aan deze index, door de prijs van een Big Mac in jouw land door te geven aan The Economist. Daarbij is natuurlijk de keuze aan jou of je de hamburger ook daadwerkelijk koopt en opeet.

Geneeskunde

Horen met je neus Voor kinderen die doof geboren worden is er nog hoop; uit onderzoek blijkt dat het eventueel mogelijk is om de kapotte zenuwcellen in het oor te repareren. Zenuwcellen in je oor vangen de trillingen, veroorzaakt door geluid, op en versturen vervolgens een signaal naar je hersenen.

Mensen die doof geboren zijn, hebben door erfelijke oorzaak beschadiging aan deze zenuwcellen.

Wetenschappers uit Australië hebben onderzoek gedaan met jonge, doof geboren muisjes. Bij de helft van de nog jonge muisjes zijn stamcellen uit de neus in het slakkenhuis geïnjecteerd. Na een maand werd gekeken of het gehoor van de muisjes veranderd was. Bij de muisjes met de geïnjecteerde stamcellen was het gehoor significant beter.

De werking van deze behandeling is als volgt; de nasale stamcellen zorgen ervoor dat het kapotte weefsel van het oor, de beschadigde zenuwcellen, afgestoten wordt. Hierdoor is het mogelijk dat de zenuwcellen opnieuw aangroeien en zo het gehoor weer toeneemt.

De onderzoekers denken dat deze behandeling ook toe te passen is bij mensen, echter is het alleen mogelijk bij jonge kinderen omdat hun zenuwcellen nog niet helemaal afgestorven zijn.

6

Audi RS6 C5

Vermogen en klasse

Na het toeren in de Golf GTI is onze honger naar meer vermogen groter dan ooit. De schamele 210pk wordt nu overspoeld door een tsunami van vermogen. De door ons geteste en opgeschroefde Audi RS6 heeft een overweldigend vermogen van 527pk. Om dit geweld te ervaren, zijn wij richting de kerncentrale in Borssele gereden, waar de extreme krachten in bedwang gehouden worden.

Daan van den Assem en Luuc Duijm Audi is in de laatste vijftien jaar een grote concurrent geworden van de premium auto’s, zoals Mercedes en BMW. Als we kijken naar de afgelopen vijf jaar zou je zelfs kunnen zeggen dat Audi helemaal aan de top staat. Door de race-ervaring van Audi en de toepassing hiervan in hun productieauto’s is de techniek van de bovenste plank, terwijl de rijervaring kwaliteit en veiligheid weerspiegelt. Is de RS6 ook een topproduct van Audi, dat aan onze eisen voldoet, of worden we bedrogen door de cijfers?

powered by:

Vergelijking De directe landgenoten die in gevecht zijn met de Audi RS6 zijn de BMW E39 M5 en de Mercedes E55 AMG. De concurrenten komen uit eind jaren ’90, terwijl de Audi van 2002 komt. Hierdoor heeft de Audi een technische voorsprong, zoals de volgende systemen: de Dynamic Ride Control zorgt dat de auto recht boven zijn wielen blijft staan in scherpe bochten, het Torsen differentieel tussen de voor- en achterassen zorgt voor een vermogensverdeling van 40:60 en natuurlijk zijn de Tiptronic automatische versnellingsbak en EPS ook present. Met al deze voordelen zou je denken dat de RS6 een stuk sneller is, maar toch zijn de prestaties vergelijkbaar.

7

Simon Ster 42.4 | april 2011

De 0-100km/h-tijd is gelijk aan die van de Mercedes; 4.7 seconden en allen hebben een begrensde topsnelheid van ongeveer 250 km/h . Wat we wel kunnen leren van de afgelopen winter is dat een vierwiel aangedreven auto een stuk fijner rijdt, hiermee scoort de Audi dan ook flinke punten. De motor in de Audi is een 4.2L benzine motor uit de oude A6 die door Cosworth onder de loep is genomen, waarna hij verenigd is met twee dikke turbo’s. Omdat toentertijd geen enkele handmatige versnellingsbak de 450pk (standaard) aan kon, was de enige oplossing de 5-speed transmissie.

Rijervaring Op het eerste oog ziet een autokenner meteen dat het niet om een normale Audi A6 gaat. De RS6 badge is zowel op de voorkant als de achterkant en de remklauwen terug te vinden. De grote ovale uitlaten vind je niet terug op de zwakkere broertjes. Ook de 19� velgen suggereren dat het geen bescheiden Audi is. Hierachter schuilen gigantische remschijven van maar liefst 365mm voor en 335mm

achter. Met behulp van de 255mm brede banden zorgen deze schijven dat het 1865kg droog wegende gevaarte ook weer op tijd tot stilstand komt.

Voordat je in de auto stapt vind je sierlijsten met wederom RS6 erop. Eenmaal in de auto vinden we Recaro sportstoelen, die erg comfortabel zijn, met ook weer de bekende typeaanduiding erin verwerkt.

Opvallend is dat er achterin genoeg beenruimte is voor de grotere passagier. Op het dashboard worden we weer doodgegooid met het logootje.

powered by:

8

Na een tijdje valt het op dat de snelheidsmeter niet gelijkmatig oploopt, maar tot de 100km/u alles in grote stappen weergeeft. De hogere snelheden hebben kleinere tussenruimtes. Hierdoor vliegt de naald door de eerste helft van zijn bereik heen.

Naast de toerenteller bevindt zich een klokje voor de olietemperatuur. Zodra deze op de juiste hoogte is, kan er zonder problemen gebruik gemaakt worden van het volledige vermogen.

Met een volgauto rijden we Goes uit om een rustig stukje weg op te zoeken. Zo komen we terecht bij Borssele met alle industrie van Antwerpen. Langzaam komen we erachter dat je de auto op twee totaal verschillende kanten kan beoordelen. Zo zou je vanaf buiten kunnen zeggen dat het beest een almachtige brul geeft wanneer de rechtervoet te zwaar wordt, terwijl je van binnen een zachte brom hoort. Terwijl je van buiten de auto ziet optrekken en als een torpedo weg ziet schieten, zit je binnen alsof je op een rustige zondagmiddag voor de openhaard zit onder het genot van een goede Scotch.

Toch zijn de twee perspectieven beide een goede representatie van Audi, omdat aan de ene kant het merk gemaakt is voor vertegenwoordigers die een goed gesprek moeten kunnen voeren met een klant in de auto, maar ook voor jonge zakenlui die de politie te slim af denken te zijn. Wij bevonden ons in de getunede versie van 527pk bij 6000 rpm en 650Nm, wat beschikbaar is tussen 2900-4600 rpm. Hierdoor waren de verwachtingen hoog. Ons idee bij deze

auto was een 8.9 op de schaal van Richter, helaas bleef de auto zeer bescheiden. Het optrekken ging gepaard met de bekende stoot in de rug. Zoals in de GTI tot de 100km/h de stoot voelbaar was, ging het in de RS6 door tot ongekend hoge snelheden.

Helaas was deze stoot alleen voelbaar wanneer er plots op het gas werd getrapt. Het doorschakelen ging zo vloeiend dat de stoot ver uitgedempt werd.

In de auto was ook het geluid te veel gedempt en hoge snelheden waren bijna niet voelbaar. Het onderstel zorgde er wel voor dat de auto als een blok op de weg lag en niet wilde rollen, zelfs toen we veel te hard door een bocht denderden. Dit fenomeen werd langzaam maar zeker een probleem, de teller vloog zomaar naar rechts zonder dat we er erg in hadden, alle luxe en comfort verbloemde de snelheid volledig. De draaikolk in de tank is van Japanse proporties. Het brandstofoverschot wordt hiermee snel uit de wereld geholpen.

Conclusie De RS in de naam staat voor RennSport, letterlijk vertaald ‘racing sport’. Bij dit soort termen verwacht je als autoliefhebber een auto die vlijmscherp door de bochten gaat, als een stier die een rood lapje ziet, reageert op het gas en begint te schreeuwen om meer toeren zodra het gaspedaal ingetrapt wordt. Ondanks dat de auto veel harder dan de verwachtingen voor zo een zware bolide door de bochten ging, gaf het nog geen racegevoel. Indien de kickdown werd gebruikt, duurde het allemaal net te lang voordat de auto er vandoor ging. Zodra er vol gas gegeven wordt, is het niet verkeerd als de bestuurder hoort wat voor beest hij wakker maakt.

Het is wel de perfecte auto om veilig en comfortabel het land uit te vluchten, zonder daarbij het vliegverbod te overtreden.

powered by:

9

Verboden zone in Tsjernobyl

Simon Ster 42.4 | april 2011

Veranderd in een groot natuurgebied

Het is nu ongeveer vijfentwintig jaar geleden dat de kernreactor in Tsjernobyl ontplofte. Er wonen geen mensen binnen een straal van dertig kilometer van de plek waar het ongeluk gebeurde; de verboden zone.

Anna van Velsen De ruim 300.000 mensen die er woonden zijn destijds geĂŤvacueerd, alles wat er nog leefde aan planten en dieren was gedoemd te sterven en maakten zo ruimte voor een nieuwe groep bewoners die het gebied nu volledig overgenomen hebben. De dieren zijn er gaan wonen zodra de straling flink afgenomen was. Tegen de verwachting in, gaat het heel goed met de grote groep wilde dieren die in het gebied is gaan wonen. Het gaat zelfs beter met de dieren en planten dan voor de ramp. Er zijn beren- en wolvensoorten ontdekt die met uitsterven bedreigd worden, maar hier juist floreren. Hoe kan het dat de planten en dieren kunnen overleven terwijl het stralingsniveau duizend maal de norm is?

De wetenschappers die het gebied onderzochten, verwachtten misvormde dieren te vinden in de uitgezette vallen. Echter vonden ze gezonde dieren. Onbedoeld is het gebied veranderd in een enorm openluchtlaboratorium waar onderzoek wordt gedaan naar de invloed van straling op levende organismen.

Radioactieve deeltjes zijn instabiel, hierdoor vallen ze uiteen en zenden daarbij gammastraling uit. Gammastraling kan door alles heen dringen en vernietigt alles wat op het pad komt. Dit maakt het DNA kapot en zorgt voor aantasting van weefsel. Door de zelfherstellende werking van DNA repareert het weefsel zichzelf. Wanneer dit repareren echter mislukt, kan er een mutatie ontstaan.

Wat bleek, is dat de dieren met een soort antimechanisme reageren op de heersende straling. Het verdedigingsmechanisme van de dieren werkt dubbel zo hard als dat van een dier dat nog nooit aan straling is blootgesteld. De al eerder blootgestelde dieren, evenals nooit eerder blootgestelde dieren, werden in een laboratorium bestraald met een gammastraling die sterk genoeg is om DNA kapot te maken. Deze is wel bijna tien keer lager dan die

uit de verboden zone. De dieren uit het besmette gebied hadden minder last van schade aan de chromosomen. De andere dieren vertoonden de verwachte hoeveelheid schade.

Nu is de vraag of de straling gunstig is voor de dieren; is hier een hormesis effect zichtbaar? Er is sprake van een hormesisch effect wanneer een lage dosis van een gevaarlijke stof positieve effecten teweeg brengt. Zorgt de kleine dosering voor een versterking van het verdedigingsmechanisme? Dit bleek bij muizen inderdaad het geval. De schadelijke stralingsdeeltjes werden veel effectiever uitgeschakeld, ze werden zelfs uitgeschakeld voordat ze schade kunnen brengen aan het DNA. Wat men nog niet weet is of dit effect ook geldt voor grote dieren, het meeste onderzoek is namelijk gedaan op muizen. Muizen zijn gemakkelijk te vangen en komen veel overeen met mensen.

Ook is nog niet duidelijk wat het effect van de straling op lange termijn is, de verboden zone bestaat namelijk pas 25 jaar. Wat gebeurt er met de vele generaties dieren die nog volgen? Wel is aangetoond dat bij sommige kleine dieren een lage dosis weert tegen een grote dosis die daarop volgt. Sommige dieren lijden wel degelijk onder de straling. Het verschil wordt veroorzaakt doordat alle dieren de straling anders opnemen en verwerken, maar ook hele andere levensstijlen hebben. Voor planten is de situatie ook helemaal anders. Er moet nog veel onderzoek gedaan worden. Door de verschrikkelijke ramp in OekraĂŻne die veel levens gekost heeft, is dit onderzoek mogelijk.

10

Technology in motion

Innovations op het gebied van Automotive Technology

De eisen die aan een auto gesteld worden komen steeds hoger te liggen. De ‘moderne auto’ moet niet alleen ruim, sportief en comfortabel zijn maar hij moet ook voldoen aan strenge emissie- en veiligheidseisen. Om deze ‘moderne auto’ te realiseren, zijn er een hoop innovaties nodig. Het is daarom niet verwonderlijk dat ‘smart mobility’ een van de drie aandachtspunten is in het strategische plan 2020 van de TU/e. Het symposium van dit jaar zal ook in het teken staan van de Automotive Technology.

Victor Dolk De uitstoot van fijnstof, stikstofoxide en koolstofdioxide hebben grote invloed op het milieu van zowel de directe omgeving als op die van de hele wereld.

Organisaties zoals de EU hebben daarom strikte regels opgesteld betreft deze uitstoten. Auto’s moeten hierdoor zo snel mogelijk zuiniger en schoner worden.

De ontwikkeling van de elektrische auto gaat hard. De eerste commerciële elektrische auto’s rijden al rond.

Ondanks dat dit een goed initiatief is, zal de elektrische auto de komende decennia nog geen oplossing zijn voor het klimaat probleem. Het is namelijk nog niet mogelijk grote hoeveelheden groene elektriciteit op te wekken. Daarnaast moet het elektriciteitsnet grondig onderhanden genomen worden om iedereen te

kunnen voorzien van voldoende elektriciteit. Kortom, de volledige overstap naar de elektrische auto binnen enkele decennia is niet realistisch. Daarom is het belangrijk om de vervuiling van de huidige auto met verbrandingsmotor aan te pakken. Dit artikel zal in het kort enkele innovaties bespreken die hieraan zullen bijdragen.

HCCI verbranding

11

Simon Ster 42.4 | april 2011

De verbrandingsmotor is de aandrijving van bijna alle auto’s, bussen, vrachtwagens en schepen in de wereld.

Het nadeel van de verbrandingsmotor is de uitstoot van schadelijke stoffen (stikstofoxiden, onverbrande koolwaterstoffen, koolstofmonoxide en fijnstof) en koolstofdioxide. Bij de traditionele verbrandingsmotor, moet er een afweging gemaakt worden tussen de hoeveelheid CO2 -uitstoot en de hoeveelheid schadelijke stoffen dat vrijkomt bij de verbranding. Vijftien jaar geleden kwam hier verandering in met de doorbraak van lage temperatuur verbranding, ook bekend onder de naam HCCI (homogeneous charge compression ignition). Bij deze nieuwe verbrandingstechniek wordt de diesel dusdanig met de lucht vermengd, dat er een verbranding plaats kan vinden die gelijkmatig verspreidt is over de verbrandingskamer (in plaats van in zes tot tien relatief nauwe conische vlammen). Door de lage verbrandingstemperatuur, kan een lage NOx-uitBengt Johansson stoot bereikt worden. Helaas heeft HCCI ook nadelen. Zo is het verbrandingsproces moeilijk te regelen. Daarom is men bezig met varianten op HCCI zoals Partially Premixed Combustion (PPC of PCCI). Door gebruik te maken van twee brandstofinjecties kan de verbrandingsnelheid gecontroleerd worden, waarmee hoge rendementen gehaald kunnen worden tot wel 57%. De werking van HCCI-motoren en PCCI-motoren zal verder worden uitgelegd op het symposium van Simon Stevin door professor Bengt Johansson. Deze toonaangevende professor is hoofd van de afdeling verbranding op de universiteit van Lund (Zweden) en wordt wereldwijd uitgenodigd om zijn onderzoek te presenteren op conferenties. Binnenkort wordt hij tevens deeltijdhoogleraar bij Combustion Technology van werktuigbouwkunde op de TU/e.

De energie die een liter benzine of diesel bevat, wordt in een auto bij lange na niet 100% omgezet in beweging (typisch slechts 25% bij benzine en 35% bij diesel).

Het grootste deel van deze energie gaat verloren aan warmte. Het rendement van een auto kan daarom ook

verhoogd worden door te proberen deze verliezen om te zetten in nuttige energie. Tegenwoordig is het de moeite waard om kleine verliezen van bijvoorbeeld 2% terug te winnen. Dat klinkt als verwaarloosbaar klein, maar als dit mogelijk is op meerdere plaatsen in een auto, dus door een cocktail van diverse oplossingen, dan kan een dergelijk voertuig aanzienlijk zuiniger gemaakt worden.

Een voorbeeld van een innovatie die met deze insteek is ontwikkeld, is het zogeheten Waste Energy Driven Air Conditioning System. Dit systeem is op de TU/e bedacht door dr.ir. Michael Boot (werktuigbouwkunde alumnus en deeltijd docent bij W) en heeft de potentie brandstofverbruik en dus CO2-uitstoot te reduceren met maar liefst 10%.

De meeste auto’s Michael Boot met benzine motoren, werken met een gasklep. De gasklep is een vlinderklep die de hoeveelheid aangezogen lucht bij benzinemotoren doseert. Over deze klep treden zogeheten smoorverliezen op, tenzij het gaspedaal helemaal ingetrapt is. Deze verliezen kunnen deels teruggewonnen worden door de gasklep te vervangen door een turbine. Aan de turbineas is een high-speeddynamo gekoppeld die elektriciteit produceert. De lucht, die de turbine passeert, wordt koud door de uitzetting. Dit fenomeen treedt niet op bij een vlinderklep. De koude lucht na de turbine, kan gebruikt worden als airconditioningassist en/of als intercooler.

De brandstof winst van WEDACS zit hem in het gedeeltelijk ontlasten van riem aangedreven appendages zoals de dynamo en aircopomp en is dus indirect.

WEDACS is de launching technology van een TU/e spin-off bedrijf genaamd ProgressionIndustry BV. De medeoprichter van dit bedrijf, dr. ir. Michael Boot, zal op het symposium zijn ervaring delen over het opzetten van het bedrijf binnen de TU/e.

Ondanks dat de verbrandingsmotor al 135 jaar oud is, valt er nog een hoop aan te verbeteren. Professor de Goey verwacht dat het rendement van verbrandingsmotoren zal stijgen naar 60%. Samen met slimme uitvindingen waarmee verliezen terug gewonnen kunnen worden, zal de auto van de toekomst een stuk verder komen op een liter brandstof.

12

The Unseen

Machines that lurk underground

The mining industry is home to many peculiar items of machinery. Some of them – such as the bucket wheel excavator and the giant conveyor trucks – are well known, but others are not. This article will show five of the more interesting ‘hidden machines’.

Luuk Mouton Tunnel Header Although it may not seem like this at first, most underground machinery is actually a variant of a single archetype; the tunnel header. This versatile platform can be equipped in various ways to perform almost every imaginable task required in the tunnels of a mine.

Almost equally prevalent are boom drills, which are essentially long jackhammers capable of piercing solid rock. These are used to create holes several meters long but only a few inches wide, after which dynamite can be inserted into the holes to destroy entire sections of rock at once.

The most important component of such a machine is also the one in which there is the most diversity, one or more hydraulic arms to which a variety of different tools can be attached. These arms are generally highly mobile, allowing the tunnel header to reach several meters around itself in all directions – occasionally even downwards.

Chainsawgrinder

The most common extremity is a single over-sized drill bit or a variant thereof, which can be used for tunneling, and other generic rock crushing. Toothed rollers that stand perpendicular to the arm and which usually come in pairs on either side of it can be used to the same end. Parallel arrays of giant chainsaw-like grinders are also an alternative, although these tend to be more limited in their range of motion.

13

Simon Ster 42.4 | april 2011

On the Surface Although not strictly mandatory, tunnel header variants which produce debris are generally equipped with some method to clear them up. Usually this takes the form of a large conveyor belt which runs around or through the machine and some mechanism to get the debris onto this conveyor. Alternatives to such a conveyor are simple scoops or even strange contraptions that suck up the rock as if they were giant vacuum cleaners.

Raise Borer A smaller and far less versatile piece of equipment is the raise borer, a machine which is almost solely used for connecting the different depth levels of a mine with vertical tunnels. In its collapsed form, it appears as a rectangular metal block, occasionally possessing its own tracks but generally dragged along on a metal sled to move around.

Naturally, the workings of a mine – and the machines doing said work – do not cease existing at the surface. On the contrary, some of the most remarkable machinery can be found here.

Landpac Whether it has lain there naturally, or has been dumped there after being dug up somewhere else entirely, ground is usually rather loose. To make it suitable for later use, it has to be strengthened. This is done by compacting it, a purpose for which this peculiar machine is used.

Although it is comparable to a normal steamroller, the multi-ton rollers used on this machine are polygonal instead of round. As a polygon cannot ‘roll’ properly, these weights do not apply a continuous pressure on the ground. Instead, they produce a heavy impact whenever they tip over to their next side, compressing the ground more effectively than a conventional roller would.

Stacker & Reclaimer

Raise borer

After arriving at the drill site and being set up, the ‘block’ unfolds into an extremely compact and almost fully automated drilling rig, small enough to fit in the low mining tunnels yet powerful enough to ream holes of several meters wide and hundreds of meters deep. Some of them are even capable of drilling straight up, although the additional strain this causes will severely shorten the maximal length of the holes.

Reclaimer

After ore has been extracted from a mine it has to be stored in a relatively tidy manner to allow a more effective usage of the available space. Stackers are used for this purpose, Landpac large triangular machines which carry material up from conveyors and dump it beneath them to form artificial ridges and hills a dozen meters high. Reclaimers are basically the inverse of stackers, similarly shaped machines which ‘reclaim’ these ridges and place their contents back on conveyor belts.

A bygone age [Small Wheel Excavator] Everybody knows the modern bucket wheel excavators, which are famous for their enormous stature. What few people realize though, is that they were not always this large. In fact, smaller examples are still around in some places, although their use as mining equipment has ended long ago. Either they will be rusting away somewhere like this one or they will be used for simple tasks, like digging ditches or irrigation channels in agricultural areas.

These were just a few of the impressive machines you probably never heard about, limited to only a single subject.

Many others await those that try to find them, for example in the fields of underwater exploration, aeronautics, or even something as simple as agriculture.

14

Stageverslag Australie

Een extra lange zomer vol bijzonderheden

Voor iedere masterstudent komt er het moment dat de ECTS voor keuzevakken met een flink tempo binnenstromen en het tijd wordt om een stage te gaan regelen. Voor mij kwam dat moment zo eind 2009. Ik zette mijn zinnen op AustraliĂŤ vanwege de afstand, de taal en cultuur, het klimaat en omdat het een ideaal land is om te gaan backpacken.

Edward de Boer Het regelen van mijn stage ging vrij eenvoudig. Mijn prof heeft een contactpersoon in Sydney waar hij al een paar studenten heen had gestuurd. Met de typische skyline in mijn hoofd en de zekerheid van een goed geregelde stage begon ik te e-mailen met mijn Chinese stagebegeleider in Sydney. Het leek mij heerlijk om in de winter naar de andere kant van de wereld te vliegen zodat ik van een extra lange zomer kon genieten, dus besloot ik om in september op stage te gaan.

15

Simon Ster 42.4 | april 2011

De voorbereiding verliep niet bepaald vlekkeloos (mijn visa-aanvraag was ergens onder een stapel papieren vergeten terwijl ik aan het wachten was), maar uiteindelijk ben ik met een toeristenvisa op zak (waar ik drie maanden mee mocht studeren) vertrokken. Voor de eerste week had ik een hostel geregeld omdat ik me niet vooraf aan een kamer wilde vastleggen. Studeren terwijl ik in het hostel verbleef bleek lastig aangezien de muziek in de kelderbar mijn bed op de derde verdieping deed resoneren. Maar ondanks dat was het wel erg gezellig en een prima plaats om van mijn jetlag af te komen en een kamer te zoeken.

Accommodatie Huurprijzen in Sydney zijn vrij hoog en studentenkamers zijn daar dan ook geen uitzondering op. De goedkoopste kamers in de buurt van de universiteit kun je vinden voor omgerekend €120 per week, maar dan moet je niet verbaasd opkijken als er ook nog eens een Aziaat voor de helft van de prijs in de gemeenschappelijke ruimte slaapt. Uiteindelijk vond ik een voormalig bejaardentehuis in ‘Little Italy’ (op 4 km van de Uni) dat tot internationaal studentenhuis was uitgeroepen.

Voor €150 per week had ik een piepklein kamertje met bed en bureau en uitzicht op een promenade waar volop gelato en pizza werd verkocht. In het huis woonden zo’n 50 studenten met vrijwel allemaal een verschillende nationaliteit (hoewel er bizar veel Duitsers waren) die overdag studeerden en ‘s avonds naar de binnenplaats kwamen voor eten, spelletjes, goedkope drank of gewoon om te hangen. Gezellig dus!

Tijdens de eerste maand in Sydney gebruikte ik mijn weekenden om met mijn huisgenoten Sydney te verkennen. Maar zodra de lente begon, verruilden we de parken, musea en kroegen voor stranden. Sydney heeft een flink aantal stranden en de meesten daarvan hebben zelfs publieke barbecues (barbies) die ideaal zijn om je lunch op klaar te maken.

De universiteit Ondanks de gezelligheid was ik eigenlijk naar Sydney gekomen om te studeren. Ik was op de tweede dag al door de campus van de universiteit gelopen en had me verbaasd over de mooie ouderwetse gebouwen die regelrecht uit een Harry Potter film leken te komen. De teleurstelling was dan ook groot toen ik er de volgende dag achter kwam dat ik mijn stage mocht doen op het gedeelte van de campus dat was bezaaid met transistorvormige gebouwen. Dit zorgde er wel voor dat ik mij meteen thuis voelde in het Mechanical Engineering gebouw, dat eigenlijk verdacht veel op W-hoog leek.

16

De opdracht Ik deed mijn stage aan The University of Sydney bij de sectie Biomedical Engineering, een kleine groep die onder de faculteit Aerospace, Mechanical and Megatronic Engineering valt. Mijn begeleider doet onder andere onderzoek naar stent design. Een stent is een meshachtig buisje dat in bijvoorbeeld een bloedvat kan worden aangebracht om een opstopping tegen te gaan.

Om zo min mogelijk schade te veroorzaken bij het inbrengen van zo een stent, wordt hij pas ìn het lichaam gedilateerd (met bijvoorbeeld een ballon) totdat hij de gewenste diameter heeft. Tijdens dit ‘opblazen’ vindt grote vervorming plaats, terwijl de uiteindelijke geometrie juist bepaalt hoe goed de stent functioneert in het menselijke lichaam (denk aan stijfheid, flexibiliteit maar ook bio-vloeistof interactie). Er is daarom vraag naar een algoritme waarmee de uiteindelijke vorm van de stent geoptimaliseerd kan worden. Het was mijn opdracht om daar de eerste stappen voor te zetten.

In de automotive industrie is al aardig wat onderzoek gedaan naar algoritmen om de vorm van een onderdeel te optimaliseren, zodat bijvoorbeeld bij een botsing zo veel mogelijk energie kan worden geabsorbeerd. Mijn begeleider had in het verleden zelf onderzoek gedaan naar zogenaamde Bi-directional Evolutionary Structural Optimization (BESO). BESO is een methode waarbij een domein wordt onderverdeeld in elementen die kunnen worden verwijderd of weer kunnen worden toegevoegd. Voor ieder element wordt berekend of ze een gunstige bijdrage leveren aan het uiteindelijke doel (bijvoorbeeld zoveel mogelijk energieabsorptie). Als een element niet nuttig is, wordt hij verwijderd en verwijderde elementen die toch een gunstige bijdrage zouden kunnen leveren worden weer

aan het ontwerp toegevoegd. Dat het ontwerp bestaat uit elementen is erg handig, want die kunnen worden gebruikt om met eindige elementen methode (EEM) het model door te rekenen. Aan de hand van de resultaten daarvan (spanning, stijfheid, verplaatsing, etc) kan worden bepaald of een element nuttig is of niet.

Op deze manier evolueert het ontwerp iteratief naar het optimale ontwerp toe.

Het eerste deel van mijn stage bestond er dan ook uit om deze methode te leren door de resultaten van een paper over ‘energy-absorbing structures’ te reproduceren. In Sydney maken ze gebruik van Abaqus voor hun eindige elementen sommen, dus ben ik daarmee aan de slag gegaan. Abaqus heeft de mogelijkheid om commando’s in te voeren met een python script. Dus heb ik een script geschreven waarmee een ontwerp geoptimaliseerd kan worden. De resultaten die ik kreeg waren uiteindelijk vrijwel identiek aan die in de paper, dus kon ik door met de eigenlijke opdracht.

17

Simon Ster 42.4 | april 2011

Mijn opdracht was het verzinnen van een algoritme waarmee de gedeformeerde geometrie van een stent geoptimaliseerd kan worden. Bijvoorbeeld: een plaat wordt onder druk gedeformeerd totdat hij twee keer zo smal is. Nu wil ik dat er na deformatie een rond gat in het midden van de plaat zit. Hoe moet dan de onvervormde geometrie zijn? Het algoritme dit ik uiteindelijk heb bedacht was gebaseerd op de BESO-methode die eerder is uitgelegd. Het idee is om simpelweg na deformatie elementen te verwijderen die zich op een plaats bevinden waar geen materiaal gewenst is. Dit bleek vrij goed te werken op simpele 2D problemen, hoewel ik een aantal beperkingen tegenkwam. Wat mijn begeleider in Sydney betreft, was het onderzoek na drie maanden nog lang niet klaar, dus gaat er nu een PHD-student verder met het onderzoek.

Reizen Na drie maanden aan mijn opdracht te hebben gewerkt en het in Sydney wel gezien te hebben, ben ik naar Cairns gevlogen met het plan om de hele oostkust terug naar Sydney af te reizen. In Cairns heb ik trips naar het regenwoud gemaakt, krokodillen gespot tussen de mangroven en ben ik uiteindelijk begonnen aan een duikcursus. Het Great Barrier Reef schijnt een van de mooiste duiklocaties ter wereld te zijn, dus leek het mij een mooi moment om mijn duikbrevet te halen. Na twee dagen in het zwembad te oefenen ben ik een paar dagen met een boot het rif op gegaan voor het echte werk. Het kleurrijke koraal en de maffe vissen, roggen en haaien maakten het een supermooie ervaring.

Toen ik weer terug op land kwam, heerste er best veel paniek aangezien er blijkbaar de nacht ervoor een grote tyfoon was langsgekomen. Naast straten die blank stonden en stroomuitval had ik daar verder niet veel last van, maar het maakte mijn reisplannen wel onmogelijk. Zuidelijk van Cairns was de schade namelijk veel groter en uiteindelijk zou vrijwel heel Queensland overstromen. Er was uiteraard geen vervoer mogelijk, en dus zat ik vast in Cairns. Na twee dagen bij het zwembad in het hostel rond te hangen was ik het beu en boekte ik een vlucht naar het zuiden.

In Melbourne was het weer perfect en de stad bleek ook erg leuk. In de weken daarna heb ik de Great Ocean Road afgereisd richting Adelaide. Daar heb ik veel gehiked in een gebergte en natuur bekeken op Kangaroo Island. Uiteindelijk ben ik een maand nadat ik vertrok weer terug gevlogen naar Sydney om afscheid te nemen van mijn huisgenoten. Het viel zwaar om midden in de winter weer in Nederland aan te komen, maar ik kon terugkijken op een mooie stage!

18

Passiefhuis

Bouwkundige prestaties

De term passiefhuis staat voor een gebouw waarin weinig energie nodig is om het gebouw te verwarmen of te koelen. Onder andere zeer goede isolatie zorgt voor het passieve karakter en verlaagt de ecologische voetafdruk van deze gebouwen.

Bart Welling Gebouwen verbruiken tegenwoordig ongeveer 75% van alle geproduceerde elektriciteit.

Hieruit wordt duidelijk dat de bouwsector een grote vervuiling oplevert voor het milieu. De vraag die gesteld kan worden is: Hoe kunnen we het beste het reduceren van de energiebehoefte van onze gebouwen, van het milieu en onze portemonnee met elkaar afstemmen?

In het tijdperk van super energie-efficiĂŤntie brengt het passiefhuisconcept een welkome optie voor nieuwe gebouwen.

passief actief

Het passiefhuisconcept representeert de hoogste energiestandaard van vandaag en belooft naar een energiebesparing van 90% te gaan. Een passiefhuis is een enorm goed geĂŻsoleerd, vrijwel luchtdicht gebouw dat voornamelijk wordt verwarmd door passieve zonneenergie en door de warmte van de bewoners zelf en de apparatuur die zij gebruiken.

Eind jaren tachtig ontwikkelde professor Bo Adamson van de Universiteit Lund in Zweden en Professor Wolfgang Feist van het instituut voor wonen en milieu het passiefhuisconcept. Hun concept werd verder ontwikkeld door een aantal onderzoeksprojecten die werden gesubsidieerd door de Duitse staat. De eerste passieve huizen werden gebouwd in Darmstadt, Duitsland, in

19

Simon Ster 42.4 | april 2011

1990. In september 1996 werd het Passivhaus-institut opgericht om het concept te promoten en de standaard te bewaken. Tot nu toe zijn er ongeveer 30.000 passieve gebouwen gebouwd. De meesten zijn te vinden in Duitsland en Zweden.

Voordat een gebouw passief genoemd mag worden, moet het voldoen aan een drietal eisen. Het gebouw mag niet meer dan 15 kWh/m2 per jaar nodig hebben om op temperatuur te blijven. Het totale energieverbruik in het huis mag niet meer zijn dan 120 kWh/ m2 per jaar. De laatste eis waar het gebouw aan moet voldoen, is de luchtdichtheidseis. Uit het gebouw mag niet meer lucht lekken dan 0.6 keer het volume van het gebouw. Deze laatste eis wordt getest met een zogeheten blaasdeur. Al deze eisen zorgen ervoor dat een passiefhuis ca. 75% minder energie verbruikt voor verwarming dan een gebouw in de nieuwste energiebesparende regelgeving.

gemaakt van een zeer efficiënte warmtewisselaar.

Hierdoor verlaat muffe koude lucht het gebouw en stroomt er verse warme lucht naar binnen. Het rendement van dat systeem is 80% en zorgt voor een uitstekende binnenshuisluchtconditie. Via een warmtepomp kan er nog extra warmte aan de instromende lucht worden toegevoegd.

De warmtepomp wordt ook wel een geothermische warmtepomp genoemd. De naam verraadt al waar de warmte aan onttrokken wordt, namelijk de aarde. In de zomer kan de aarde als koellichaam dienen en in de winter als warmtebron. Op een diepte van drie meter heeft de aarde een redelijk constante temperatuur van 15 °C. Op deze diepte wordt dan een slangenstelsel geplaatst dat gebruikt wordt om warmte aan of af te voeren.

Al deze energiebesparende voorzieningen zijn niet goedkoop en zorgen voor 10 tot 15% hoger prijskaartje voor de bouw van een passiefhuis. Een goedkoop aspect in de bouw van een passiefhuis is de ligging van het gebouw. De plaatsing van een passiefhuis is ook een belangrijk aspect van het ontwerp. Tijdens de positionering moet men ervoor zorgen dat grote primaire ramen naar de evenaar gericht staan, zodat zoveel mogelijk zonlicht naar binnen kan komen en de kamer kan opwarmen. Een speciale coating op de ramen moet er op zijn beurt voor zorgen dat de warmte niet weer naar buiten kan stralen.

Om de grote daling in energieverbruik te behalen, is er een andere aanpak voor ontwerp en bouw nodig.

Naast de gebruikelijke superisolatie en de driedubbele ramen zijn er nog een aantal energiebesparende maatregelen van toepassing. Vanwege de luchtdichtheid van het gebouw is een goede ventilatie nodig.

Om ervoor te zorgen dat de warmte in het gebouw niet verloren gaat door de ventilatie, wordt er gebruik

In Nederland wordt een passiefhuis nog maar weinig toegepast. Op het moment zijn er in Nederland nog maar weinig vakmensen die weten hoe ze een passiefhuis moeten ontwerpen en bouwen. Wel wordt er het één en ander geëxperimenteerd door pioniers op dit gebied, maar in vergelijking met omringende landen loopt Nederland nog veel achter.

20

Techniek en Sport

Twee verweven onderwerpen

Lang, lang geleden werden er in Griekenland al internationale sportwedstrijden gehouden: de Olympische spelen. Hoewel het hele festijn ter ere van oppergod Zeus georganiseerd werd, was het voor elke atleet (en de stad waar hij vandaan kwam) duidelijk: Enkel de winst telt. Geen derde prijzen, ook geen tweede. Ook in andere opzichten waren ze heel direct: De beste atleet moest winnen, dus opdat iedereen een gelijke kans had, waren alle sporters naakt.

Eerlijker is sport nooit meer geworden.

Martijn Deenen Hoewel er eerdere voorbeelden van techniek in de sport zijn, is er een wedstrijd die de absolute doorbraak genoemd mag worden: het wonder van Bern. Op het WK voetbal van 1954 was Hongarije de absolute topfavoriet, maar in de finale was er regen, stromende regen. Hongarije voetbalde op spikes, net als elk ander land. De enige uitzondering was tegenstander Duitsland. Door de Adidasuitvinding die we nog altijd noppen noemen, hadden de Duitsers zoveel meer grip, dat ze de finale wonnen met 3-2 en daarmee volgens de mythe het ‘wirtschaftswunder’ in gang zetten.

Trots zijn op je sporters (en land) is ook tegenwoordig een hoop geld en moeite waard. Daarom volgt hier nu een sprong in de tijd, naar de techniek van de Olympische spelen van 2008.

Lichttherapie Hoewel dit in eerste instantie vreemd klinkt, kan licht veel verschil maken.

Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om in enkele weken tijd al in Nederland aan het dag- en nachtritme van China gewend te raken. Dit voorkomt een jetlag, en houdt je dus fit. Bovendien is het mogelijk met bepaalde vormen van belichting te zorgen dat je meer energie krijgt. Zo beïnvloed licht dus de lichamelijke prestatie van de sporter.

Het koelvest Deze waren voor het eerst zichtbaar op de Olympische spelen in Sydney. Sindsdien is de techniek hard vooruitgegaan, en zijn er meerdere varianten ontstaan.

De meest eenvoudige bestaan simpelweg uit materiaal dat zeer goed

21

Simon Ster 42.4 | april 2011

water opneemt. Nadat het vervolgens uitgeknepen is, voelt het droog aan. Desondanks kan er nog steeds eenvoudig verdamping plaatsvinden, wat zorgt voor afkoeling van de sporters. Deze kleding is in staat om tot zes uur lang zo’n tien graden kouder aan te voelen dan de buitentemperatuur. Hierdoor kunnen sporters zich optimaal voorbereiden op hun wedstrijden (tijdens de wedstrijd zelf zijn ze niet toegestaan).

doorbloeding door op de juiste plaatsen strakker of minder strak te zitten. Tot slot bevat het pak een soort korset, dat zorgt voor een perfecte lichaamshouding in het water.

Op 12 februari 2008, twee maanden na de introductie van het pak, werden negentien wereldrecords verbeterd, waarvan achttien in de LZR racer. Bij de daaropvolgende Olympische spelen werd 94 procent van alle gouden medailles in het pak gehaald.

Topzwemmers met een contract bij andere merken, zoals Nike, hadden het nakijken.

Pieter van den Hoogenband verbrak zijn contract zelfs, omdat hij dacht enkel nog met het LZR racerpak een kans op de overwinning te maken.

Gewichtsbesparing Wellicht de meest logische van allemaal, maar desondanks zeer nuttig. Vooral Nike maakt graag indruk met haar meest futuristische materialen. Zo wordt in de hardloopschoenen van Nike de polymeer Vectran gebruikt, dat ook gebruikt wordt voor NASA’s Mars explorers. De draden die hiervan ontwikkeld zijn noemt het bedrijf ‘Flywire’. Hiermee maken ze tegenwoordig hardloopschoenen van minder dan 100 gram, zoals de Victory spike.

Sensoren Bij voetbal is hier al jarenlang een discussie over, maar bij ijshockey kan men niet meer zonder. Bij deze ‘snelste sport ter wereld’ is het al een hele prestatie om te weten waar de puck ongeveer is. Of hij net wel/ niet de doellijn gepasseerd is, lijkt al helemaal een onmogelijke opgave. Daarom zijn de doellijn en goal voorzien van sensoren. Zo gauw de met chips uitgeruste puck zich over de lijn bevindt, gaat er een signaal naar scheidsrechter en scorebord. Hoewel dit systeem er niet voor zorgt dat je sneller wint, zal het wel veel schorsingen en gevechten voorkomen. Desondanks zal het bij de FIFA nog wel even duren voor iets dergelijks ingevoerd wordt…

‘Het haaienpak’ Het meest besproken, futuristische, ingewikkeldste systeem van allen: het haaienpak. Hoewel in vrijwel elke op snelheid gerichte sport aerodynamische pakken gebruikt worden, hebben ze tot nu toe bij zwemmen het grootste verschil gemaakt. Maar haaienpak is eigenlijk een verkeerde term, die slaat op het deels mislukte pak uit 2000. Het nieuwere LZR racer pak van Speedo heeft de hele zwemwereld veranderd. Naast speciale lijnen en groeven voor een minimale wrijving met het water, zorgt het pak ook nog voor een betere

Naast de bewering van de fabrikant dat het pak elke zwemmer twee procent sneller maakt, had het echter ook nog een andere invloed. Oude toppers, zoals van den Hoogenband, hadden flink op techniek geoefend, waaronder de juiste houding. Deze werden nu voorbij gezwommen door mensen met veel minder techniek, maar meer kracht, zoals Alain Bernard. Op de Olympische spelen besloot Michael Phelps echter om zo ongeveer alle gouden plakken te winnen, in een LZR racer natuurlijk.

Met het ontwikkelen van de grote doorbraak van de volgende spelen zijn Nike, Adidas en alle anderen waarschijnlijk allang bezig. De rest van de wereld zal moeten afwachten en zich in 2012 verbazen over de nieuwste innovaties. Een ding is echter zeker: de naakte Grieken van weleer maken geen kans meer.

22

Staut

Penicilline

In de afgelopen publicaties van staut zijn verschillende technische objecten en processen de revue gepasseerd. In deze editie van staut zal er geen technisch object besproken worden, maar een medicijn. Dit medicijn is al lange tijd beschikbaar en is onmisbaar in de huidige geneeskunde. Als het niet voor WO II was ontdekt, zouden er vele gewonde soldaten zijn overleden. Dit artikel zal gaan over het antibioticum: penicilline.

Uriel Hoeberichts Ontdekking Alexander Fleming, een Britse arts en bacterioloog, ontdekte in 1928 per toeval een antibacteriële stof.

Hij was bezig met een onderzoek naar stafylokokken, hedendaags de ziekenhuisbacteriën genoemd. Deze bacteriën worden door mens en dier met zich meegedragen. Deze bacterie is alleen te bestrijden met antibiotica.

Tijdens het onderzoek met de bacterie merkte hij tot zijn grote ergernis dat zijn bacteriekweken met een schimmel verontreinigd waren. Op de voedingsbodem van het onderzoek naar stafylokokken vond Fleming de schimmel Penicillum notatu. Wat opviel was dat rondom de schimmel alle bacteriën waren verdwenen.

Alexander Fleming

23

Simon Ster 42.4 | april 2011

Veel onderzoekers voor Fleming was dit ook al opgevallen, echter niemand behalve Fleming heeft zich hierin verdiept. Het bleek dat de schimmel capabel was om een stof af te scheiden die ervoor zorgde dat de bacteriën werden gedood. Uiteindelijk noemde Fleming de ontdekte stof: penicilline.

Penicilline zit in de schimmel op o.a. mandarijnen

Er is vanaf dat moment getracht om kleine hoeveelheden penicilline te produceren, dit omdat het onderzoeksteam niet te hard van stapel wilde lopen. Maar juist doordat er zo weinig werd gemaakt was het niet gemakkelijk om de stof te zuiveren en uiteindelijk ging de stof steeds verloren. Omdat de experimenten steeds mislukten ging de hoop op een goedwerkende antibacteriële stof verloren.

In gebruikname Echter, 10 jaar later, begon een groep wetenschappers onder leiding van Howard Florey en Ernst Boris Chain, met het isoleren van samples van penicilline, de stof die door Fleming ontdekt was. Dit was noodzakelijk om in een later stadium grote hoeveelheden te kunnen produceren en te zuiveren. De verkregen penicilline werd getest op dieren en uiteindelijk op mensen.

Howard Florey verschijnt op geld in verschillende landen

Een van die mensen waarop het nieuwe geneesmiddel werd getest was Harry Lambert. Hij was een patiënt van Alexander Fleming en lag op sterven. Fleming en zijn team streden al meerdere weken voor zijn leven.

Ze probeerden hem te genezen met middelen die beschikbaar waren in die tijd, maar dit had een averechts effect; Lambert werd alleen maar zieker. Frappant aan de ziekte van Lambert was, dat bekend was welke ziekte het was, maar dat het niet goed bestreden kon worden. Er waren microben het lichaam van Lambert binnengedrongen. Deze zorgden ervoor dat het lichaam verzwakt en vergiftigd werd.

Eerst leek het erop dat Lambert griep had opgelopen, maar toen bleek al snel dat hij een hersenvliesontsteking had. Deze infectie zorgt ervoor dat de weke vliezen rondom de hersenen en ruggenmerg gaan ontsteken. Om zeker te weten dat Lambert deze ziekte had opgelopen, gebruikte Fleming een holle naald en een injec- Ernst Borin Chain tiespuit om een monster met vocht te nemen uit Lamberts ruggenmerg. Hieraan was duidelijk te zien dat de kwaadaardige microben zich hadden gevestigd in het lichaam en de oorzaak waren van de dodelijke ziekte. Fleming belde met professor Howard Florey en hij overhandigde het nieuw ontwikkeld geneesmiddel aan Fleming om te kijken of het zou werken op de zieke patiënt.

24

Florey had duidelijk uitgelegd hoe de nieuwe penicilline moest worden toegediend zodat het geneesmiddel goed zijn werk kon doen. Dit was belangrijk aangezien penicilline zijn werking in het lichaam na een aantal uur verliest en dus moet er regelmatig een nieuwe dosering worden toegediend. Op 6 augustus 1942 werd er geschiedenis geschreven in de medische wereld; het wondermiddel penicilline werd toegediend en Fleming zag de ongelooflijke kracht van het medicijn met zijn eigen ogen.

Er zijn verschillende soorten penicilline verkrijgbaar, het verschil ligt hem in een smal en breed spectrum.

Dit wil zeggen dat smalspectrum-penicillines werken tegen een beperkt (smal) aantal soorten bacteriën, terwijl breedspectrum-penicillinnes tegen veel meer soorten bacteriën actief kunnen zijn. Het gevaar van de breedspectrum-penicillines is wel dat die veel meer bacteriën doden dan alleen de bacteriën die een infectie of ziekte veroorzaken. Daarom zal een arts meestal een kuur met smalspectrum-penicillinen voorschrijven.

Nieuwe problemen

Na deze ontdekking volgden nog vele andere antibiotica. De productie van penicilline nam pas echt toe toen de Verenigde Staten betrokken raakte bij de Tweede Wereldoorlog. De Amerikaanse regering stak veel geld in de zaak en op D-Day (1944) was er voor elke gewonde soldaat genoeg penicilline beschikbaar.

In 1945 kregen Florey, Chain en Fleming de Nobelprijs voor de Fysiologie/Geneeskunde.

De werking De werking van penicilline is vrij eenvoudig te beschrijven. Penicilline blokkeert een enzym genaamd DD-transpeptidase. Dit enzym is verantwoordelijk voor de bouw van de celwand van de bacterie prokaryoot.

Omdat mensen en dieren geen celwand hebben, werkt penicilline uitsluitend op bepaalde bacteriële celwanden.

Penicilline is een geneesmiddel dat zijn werk goed verricht. Echter sinds de jaren 40 is er een probleem bijgekomen namelijk: resistentie. Een bepaalde bacterie kan na verloop van tijd veranderen door verschillende omstandigheden en daarbij ongevoelig worden voor een bepaalde soort antibiotica. Zodra een bacterie resistent wordt moet er een nieuw antibioticum gevonden worden. Dit kost veel tijd en geld, gezien er een compleet onderzoek moet worden opgestart. Om dit probleem te voorkomen moet penicilline, in het algemeen alle antibiotica, goed en spaarzaam worden toegepast zodat de bacteriën niet resistent kunnen worden. Door dit beleid zijn in landen zoals Nederland en Groot-Brittannië minder problemen met resistentie dan in landen zoals Frankrijk en Belgie, waar er niet zo nauw op gelet wordt of er aan de voorschriften worden voldaan.

Penicilline is net als vele andere medicijnen per toeval ontdekt en op de gok getest, maar heeft toch al vele levens gered. Niet alleen in de oorlog, maar ook nog vandaag is penicilline van levensbelang voor verzwakte mensen, kleine kinderen en ouderen.

26

Bijzondere fietsen

De creatieve variaties

Als echte Nederlander heb jij waarschijnlijk een fiets. Als echte werktuigbouwer ben jij waarschijnlijk geïnteresseerd in hoe je die gewone fiets eruit kan laten springen als een werktuigbouwersfiets. Voor de creatieve beuners en gewoon omdat het grappig is om er wat meer over te weten te komen: de variaties op het thema ‘fiets.’

Anthom van Rijn Frame

Ligfiets

Een gemiddelde fiets bestaat uit ruwweg vier delen: het frame, de aandrijving, de wielen en de besturing.

Op elk van deze onderdelen is over de loop der jaren flink wat geëxperimenteerd. Het frame is hiervoor zonder meer het meest geschikt. Las in een doorsnee fiets een dwarsbalk en je hebt al een eigen creatie.

Met een paar gebogen vormen wordt de fiets gelijk erg herkenbaar en als je helemaal groots uitpakt kan er zomaar iets als de Oryx uitkomen.

De ligfiets neemt een andere invalshoek. Een ligfiets bestaat uit dezelfde componenten als een gewone fiets, maar de trappers zitten voor de berijder in plaats van eronder. Toen een vroege versie van de ligfiets door Flevobike werd ontwikkeld, werd bij het ontwerp voor de weg van de minste weerstand gekozen. De trappers zitten voor, het voorwiel zit voor, dus laten we daar maar een ketting tussen hangen. Hiermee ontstaat echter een verband tussen de aandrijving en de besturing. De Flevobike kan rond een centrale as, direct onder het stuur, draaien om te sturen. Wanneer een persoon kracht zet op de trapper, kan dit niet door de zwaartekracht, zoals bij een gewone fiets, maar door met je schouder af te zetten tegen de rugleuning. Door een trapper en de rugleuning, die aan de andere kant van het scharnier zitten, uit elkaar te drukken, ontstaat een stuurbeweging. Dit is natuurlijk hartstikke handig als iemand met losse handen wil fietsen, maar het kost aardit wat moeite om überhaupt te leren fietsen op zo’n soort ligfiets. Dit blijkt toch een grens voor mensen en daarom zijn er ook ligfietsen gemaakt met een machtig lange ketting door een beschermhoes naar het achterwiel.

Met de lustrumstunt van vijftien jaar geleden is door Simon Stevin de langste fiets ter wereld gemaakt, maar dit record heeft maar kort standgehouden. In 2002 hebben de Delftse werktuigbouwers een fiets van 28,1 meter gemaakt en deze fiets staat tot de dag van vandaag te boek als de langste fiets ter wereld.

27

Simon Ster 42.4 | april 2011

Voor een ligdriewieler zijn twee draaiassen nodig om soepel door de bochten te kunnen sturen. Een ligdriewieler geeft wel ruimte voor een bagagebak en geeft de mogelijkheid om met een aerodynamisch omhulsel hip te doen, maar eigenlijk is het geen fiets meer.

Wielen De wielen van een fiets komen in alle maten voor. Een paar extra grote wielen met een stel spinners erop onder je fiets en je steelt gegarandeerd de show. Nog heftiger is het, als je er een paar wielen aan toevoegt. ’We hoeven het wiel niet opnieuw uit te vinden’, maar het kan wel.

Denk bijvoorbeeld aan een vierkant wiel binnenin een groter rond wiel. Door de binnenkant van het grotere wiel een bepaald profiel te geven, kan er gewoon gefietst worden. Met een vierkant wiel!

Aandrijving

Besturing

De aandrijving van de fiets gebeurt altijd met trappers die hun draaiing doorgeven aan de wielen. Over het algemeen wordt dat doorgeven door middel van een ketting gedaan en is de rotatie van de trappers in dezelfde richting als die van de wielen. Een ketting heeft het voordeel dat het schakelen tussen verschillende overbrengingsverhoudingen eenvoudig en goedkoop te realiseren is. Het alternatief, tandwiel- of rolleroverbrenging, is een stukje minder praktisch, maar kan interessante vormen aannemen.

Op het laatste onderdeel, de besturing, blijft er nog genoeg ruimte voor variatie over. De meest gebruikelijke versie is vrij duidelijk; een (voor)wiel op een stokje met daarop een stuur. Dit beperkt echter de plaatsingsmogelijkheden van het wiel. Door tussen het stokje en het stuur een kabel te spannen is het stuurwiel vrij om te gaan waar het wil.

Zoals bij de ligfiets te zien was, kan een onderstuur worden aangebracht bij fietsen met een centrale draaias.

Bierfiets

Met een beetje kettingmagie is het ook mogelijk om in een andere richting te trappen dan die waarin de wielen draaien. Het praktisch nut van deze praktijk is niet duidelijk, maar het levert zeker een bijzondere fiets op.

Een klasse apart, maar toch het noemen waard, is de bierfiets. Ooit heeft iemand het interessante idee gekregen om bier en fietsen te combineren. Nu gebeurt dat waarschijnlijk elke avond van de week, maar niet in de vorm van ‘groot en staal’. Technisch gezien valt een bierfiets onder motorvoertuigen en telt dus eigenlijk niet als fiets, maar een leuk idee is het wel.

Onthoud; je hebt een fiets en je bent werktuigbouwer.

Doe er wat mee!

Kijk in de Sterren

Hoge rendements pompen

Op Ameland zijn geen jaknikkers meer te bekennen. De bekende pomp met bewegende onderdelen is vervangen door deze versie.

Weatherford heeft deze nieuwe oliepomp ontwikkeld. Dit bedrijf is een van de grootste op het gebied van technologie in en rond een olieveld. Met deze nieuwe technieken is het weer rendabel om te boren in afgeschreven olievelden.

Sanne Janssen

29

Simon Ster 42.4 | april 2011

In Schoonebeek startte de Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) in februari 2009 officieel met de booractiviteiten voor de oliewinning in die regio. Dit is een belangrijke stap voor de herontwikkeling van het olieveld Schoonebeek. De afgelopen twee jaar heeft de NAM 73 high tech putten geboord op achttien winlocaties.

In juni 2010 heeft NAM de eerste vaten Schoonebeeker olie gewonnen. Het totale project staat garant voor een van de meest moderne olieproducties in Europa.

Er zijn honderden miljoenen euros geïnvesteerd in dit project. De NAM verwacht de komende circa 25 jaar in totaal nog eens 100 à 120 miljoen vaten uit een deel van het veld te kunnen produceren. Dankzij moderne technieken kunnen we de komende decennia een deel van de Nederlandse bodemschatten omzetten in waardevolle producten voor dagelijkse toepassingen.

De herontwikkeling van het veld omvat de productie en injectie van stoom, het oppompen en behandelen van de te winnen olie, het transporteren van de olie naar een raffinaderij in Lingen (Duitsland) en het injecteren van het vrijkomende water in uit productie genomen aardgasvelden. Om de benodigde stoom te krijgen wordt ultrapuur water gebruikt van een nieuw gebouwde installatie naast de bestaande rioolwaterzuiveringsinstallatie in Emmen. Het water wordt efficiënt tot stoom verhit terwijl gelijktijdig ook elektriciteit wordt opgewekt. Alleen de aanlegfase biedt naar inschatting 2500 manjaren directe en indirecte werkgelegenheid.

Het olieveld Schoonebeek, dat werd ontdekt in 1943, is het grootste onshore olieveld van noordwest Europa.

Tussen 1948 en 1996 heeft de NAM (50% Shell, 50% ExxonMobil) een kwart van de aanwezige één miljard vaten olie gewonnen. In 1996 staakte de NAM de oliewinning in Schoonebeek vanwege de lastige winbaarheid van de taaie, stroperige olie met de toenmalige technieken en infrastructuur.

30

Wie niet weg is, is gezien...

Onzichtbare beestjes

De wereld die we kunnen zien, is groot. De wereld die we niet kunnen zien, is nog groter. Kijk alleen al eens naar het dierenrijk: Hoe veel dieren zijn er te klein om te zien? En dan hebben we het nog niet eens over camouflage!

Jules Frints Er zijn vele oorzaken waardoor we sommige dieren niet zien. Ze kunnen te klein zijn, gecamoufleerd, of verstopt. Of we kijken niet goed genoeg. Dat laatste is je eigen schuld, maar van de rest volgen hier een paar opmerkelijke voorbeelden.

Carnaval of camouflage?

De camouflagespinkrab, in het Engels ‘decorator crab’, is een krab van de familie Majidae, met een bijzondere manier om zich te camoufleren. Het carnavaleske krabbetje trekt namelijk een heel kostuum aan om maar niet op te vallen op de zeebodem.

Er zijn een aantal soorten camouflagespinkrabben, maar allemaal hebben ze één ding gemeen: hun liefde voor een verkleedpartij. Op het pantser van de spinachtige krab bevinden zich kleine haakjes.

De krab verzamelt algen, anemonen, sponzen, zeewier en wat al niet meer, haakt deze aan zijn lijf en is vervolgens onherkenbaar. De organismen waarmee de camouflagespinkrab zich bedekt, blijven in leven terwijl ze op de krab zitten, waardoor het pak

31

Simon Ster 42.4 | april 2011

hij ervoor dat dezelfde hoeveelheid licht ook naar beneden wordt gezonden. Op deze manier zien dieren die zich dieper bevinden de inktvis niet afsteken tegen het maanlicht. Hierdoor kan de inktvis onopvallend ’s nachts jagen en is hij zelf weer minder zichtbaar voor zij die op hem jagen.

Euprymna scolopes is onzichtbaar tegen het maanlicht, door een actieve vorm van camouflage.

De inktvis is niet verborgen door het duister, maar juist door het licht. Mocht dat niet werken, dan is het duister nog altijd een optie: zoals vrijwel alle inktvissen kan Euprymna scolopes inkt spuiten, om een aanvaller in duisternis achter te laten. Als het inktgordijn is opgetrokken, is de inktvis verdwenen.

dus gewoon doorgroeit. Alle deelnemers hebben daar voordeel bij: De organismen op de krab profiteren van de waterstroming door de bewegingen van de krab en kunnen mee-eten als de krab restjes overlaat. Op zijn beurt heeft de gemaskerde krab natuurlijk weinig last meer van roofdieren, en als hij onderweg honger heeft, valt er altijd wat van het kostuum af te knabbelen.

Een goed geklede camouflagespinkrab is nagenoeg niet op te merken, behalve als hij beweegt.

Licht in de duisternis

Klein en niet zo fijn

Euprymna scolopes is de naam van een lichtend voorbeeld onder de inktvissen. Dit pientere beestje werkt namelijk samen met een paar goedgekozen bacteriën, om ’s nachts zonder gevaar op jacht te kunnen.

Of het nu opzet is of niet, de huisstofmijt is te klein om te zien en daarbij voor velen irritant. Met zijn grootte van 0,3 mm is dit ongedierte niet zichtbaar met het blote oog, maar wel merkbaar.

Zoals wel meer diepzeedieren heeft deze dwerginktvis (slechts 3,5 cm lang), die zich rond Hawaii ophoudt, een lichtorgaan. In dit lichtorgaan leven bacteriën, die door bioluminescentie licht uitzenden. De inktvis registreert hoeveel maanlicht er van boven op hem valt, en met behulp van de inktzak, die als diafragma werkt, zorgt

De huisstofmijt is, zoals de naam zegt, een mijt.

Huisstofmijten vind je overal ter wereld, onder bijna alle omstandigheden. De beestjes voelen zich het fijnst bij een luchtvochtigheid van 50 tot 70% en een temperatuur van 25°C. Ze passen zich echter graag aan en leven dan ook écht overal, met uitzondering van het hooggebergte, waar de grote hoogte hun toch te gortig wordt.

Aangezien de huisstofmijt niet zichtbaar is voor het menselijk oog, zou je zeggen dat het diertje geen probleem is en best overal mag leven. Helaas voor de mens

32

bestaat er ook nog zoiets als huisstofmijtallergie. In het Westen is ongeveer 10% van de bevolking overgevoelig voor de uitwerpselen van de huisstofmijt, wat kan resulteren in een breed scala aan klachten, van astma tot eczeem. Het enige wat hiertegen helpt, is het de huisstofmijt niet gemakkelijk maken, met behulp van speciale hoezen rond bedden en dekbedden en goede ventilatie. Goed poetsen is misschien nog wel de beste remedie.

De huisstofmijt heeft zijn onzichtbaarheid alleen te danken aan zijn geringe formaat. Hoewel het het kleinste beestje uit dit artikel is, is het waarschijnlijk wel het meest irritante.

Wandelend gebladerte Een krab mag dan wel meester zijn in verkleedpartijtjes, anderen hebben dat gewoon niet nodig. Wie wil de omgeving nu als kostuum, als je de omgeving ook kunt zijn? Dat moet de gedachte van wandelende takken en bladeren zijn, als zij ooit een camouflagespinkrab tegen het lijf zouden lopen.

Wandelende bladeren zijn vrij weerloze insecten. Ze moeten bijna geheel vertrouwen op hun camouflage. Als die het laat afweten, bestaat de enige kans op overleven nog uit goed acteerwerk. Het wandelend blad zal doen alsof het dood is, aangezien veel insecteneters niet van dode insecten houden.

Als het blad geluk heeft laat zijn aanvaller hem dan weer gaan.

Zowel de wandelende takken als bladeren doen zich duidelijk voor als delen van een plant. Dit lukt goed, want ook onregelmatigheden en bladnerven worden geĂŻmiteerd. Er zijn vele verschillende soorten wandelende takken en bladeren en allen leven het liefst in wat warmere klimaten. Ze komen dan ook voor in Zuidoost-AziĂŤ.

De wandelende takken zijn net iets weerbaarder dan de bladeren. Sommige takken hebben vleugels, waardoor ze weg kunnen vliegen, zij het iets minder onopvallend. Verder heeft bijvoorbeeld de gewone wandelende tak naast een goede camouflage ook zogenoemde schrikkleuren. De binnenkant van een deel van de voorpoten van deze tak zijn felrood. Als de tak wordt opgemerkt, laat hij zijn felrode poten zien, waardoor de aanvaller (hopelijk) schrikt en de tak kan vluchten. Dat laatste zal hij doen door zich simpelweg te laten vallen.

Wandelend gebladerte vormt de elite binnen de gecamoufleerden. Een betere imitatie is lastig te vinden en minder zichtbaar kun je amper zijn.

33

Bachelor Eindproject

Simon Ster 42.4 | april 2011

Hierarchische Interface-gebaseerde Supervisory Control (HISC)

Bij de System Engineering (SE) groep heb ik onderzoek gedaan naar de toepasbaarheid van Hierarchische Interface-gebaseerde Supervisory Control. Omdat de precieze analyse van deze systeembenadering te ver gaat voor dit artikel zal ik beknopt de Supervisory Controltheorie behandelen. Daarna zal ik de centrale synthese behandelen, de problemen die deze benadering met zich meebrengen en welke voordelen HISC daarop heeft.

Evert de Kock Supervisory control theorie maakt gebruik van ongecontroleerde systeemmodellen (de plant) en bijbehorende specificaties (requirements) om een supervisor te synthetiseren. Een supervisor behoort mathematisch correct te zijn ten opzichte van het ongecontroleerde systeem en de specificaties. Deze supervisor voldoet dan aan de zogenaamde non-blocking- en controllabilitytheoremas. Deze manier van superviseren zorgt ervoor dat bij verkeerd systeemgedrag de modellen en specificaties heropgesteld dienen te worden, in tegenstelling tot het debuggen van de controllercode.

De centrale synthesebenadering in supervisory control levert een supervisor die de totale plant beheerst (flat control). Er zijn verschillende softwarepakketten die deze manier van synthese ondersteunen (bijvoorbeeld Scide, TCT en Supremica). Voor grotere systemen kan dit resulteren in grote state spaces; het totaal berekende model dat aanwezig is in het werkgeheugen.

Een grote statespace zorgt voor een lange syntheserekentijd, als de gewenste supervisor al gevonden wordt.

Kleine veranderingen in het ongecontroleerde systeem of de specificaties hebben dan als gevolg dat de totale state space opnieuw dient te worden berekend. Omdat tijdens het ontwerpproces deze veranderingen regelmatig plaatsvinden, kunnen de ontwerptijd en kosten snel hoog oplopen. Deze twee factoren, werkgeheugen en lang ontwerpproces, vragen naar een alternatieve supervisor benaderingen.

Een van de mogelijk oplossingen is het toepassen van Hierarchische Interface-gebaseerde Supervisory Control (HISC). Deze methode verdeelt het totale systeem in verschillende subsystemen. Hierdoor zijn verschillende lokale supervisors in staat om het hele systeem te regelen, zonder de hele topologie van het systeem te kennen. Dit zorgt ervoor dat nooit het totale model in het geheugen dient te worden opgeslagen en dat daarmede de kans op het vinden van een geschikte supervisor in aanvaardbare rekentijd toeneemt.

Om dezelfde controleigenschappen te behouden in vergelijking met flat control worden tussen de subsystemen interfaces gedefinieerd die de communicatie mogelijk maken. Naast de lokale regels voor non-blocking en controllability moet er ook voldaan worden aan een de interface consistency regels. Al deze regels zijn per subsysteem te verifiĂŤren en zorgen voor globaal correct gedrag van het totale systeem.

HISC vereist dus een totaal andere opzet van de subsystemen met interfaces en meer regeltjes waar aan voldaan moet worden om goede controle te garanderen. Omdat dit iedere keer maar op een relatief zeer klein model (per subsysteem) moet worden uitgevoerd is de effectieve rekentijd van alle subsystemen significant lager dan hetzelfde systeem in de centrale benadering, wat dan weer het totale ontwerpproces versneld.

34

IJszeilen

Ver, koud en snel

Met windkracht drie zeilen met een snelheid van 70 à 80 kilometer per uur. Voor menig strandzeiler is het een droom, maar voor de ijszeilers onder ons is het de realiteit. Om dit als Simonlid te kunnen ervaren, zijn we in de nacht van 27 op 28 januari vertrokken op een lange reis naar het koude Polen. Met ijsdiktes van rond de 25 centimeter, waar een temperatuur van -5 °C overdag warm genoemd mag worden en een meer met een oppervlakte van 110 vierkante kilometer is dit namelijk een perfecte locatie om te ijszeilen.

Stephan Kleinendorst Geschiedenis Gedetailleerde informatie over de werkelijke uitvinder van het ijszeilen ontbreekt, maar evenals het strandzeilen begon het rond 1600 in Nederland veelvuldig voor te komen.

Destijds is het ontstaan als vorm van mensen en goederentransport en waren de ijsboten veel groter dan nu.

Boten van 15 meter lang waren de standaard en ze leken veel op normale schepen. Het duurde echter nog tot rond 1800 voordat het als sport werd beoefend.

De eerste ijszeilers waren niet meer dan een houten kist waar drie ijzers onder werden gemonteerd. Tot het midden van de negentiende eeuw veranderde er niet veel aan dit ontwerp, maar in 1853 werd een geavanceerder ontwerp geĂŻntroduceerd. De nieuwe zeilers waren echter nog lang niet ideaal, er was een groot gebrek aan stabiliteit. De mast werd namelijk direct boven de loperplank geplaatst en in combinatie met de veel te grote zeilen die gebruikt werden, zorgde dit ervoor dat de loper aan de windkant snel opgetild werd van het ijs.

35

Simon Ster 42.4 | april 2011

Tussen 1890 en 1940 vond dan de belangrijke ontwikkelingsfase van de ijszeilers plaats. De zeilers werden stabieler en compacter. De sport werd toegankelijker doordat de grote en dure jachten werden vervanger voor kleinere boten die gemakkelijk zelf te bouwen zijn. Hiervan zijn de Estlandse XV-monotype en de DN klasse de belangrijkste resultaten.

Zeildag 1 De ijszeilers die wij gebruiken in Polen zijn ook van deze DN klasse. De vloot van het hotel bestaat namelijk uit twaalf DN’s, een DX (een tweepersoons zeiler) en Polens grootste ijszeiler, de Caligula.

Eenmaal op het ijs werden de voordelen van deze activiteit ten opzichte van het strandzeilen direct duidelijk; de zeilers stonden al klaar en we hoefden dus niets zelf op te bouwen! Enkel het meegebrachte zeil van Deerns, die onze tocht sponsorde, hoefde nog in de mast gehezen te worden. Na een korte instructie en een tocht door een deel van het meer waar nauwelijks wind was, kwam het ijszeilparadijs in zicht. Hier stond de wind garant voor een dag non-stop zeilen op hoge snelheden.

Het was relatief warm, maar toch kreeg ieder een koude ervaring te verwerken. De thee en de worsten van de barbecue als middageten boden hier gelukkig uitkomst, evenals de wodka die een tweetal ijswandelaars wel met ons wilde delen. Hoewel de ervaring geweldig was, had niemand er problemen mee toen het ijs weer verlaten moest worden rond vier uur en de warmte van het hotel weer opgezocht kon worden.

Voor een indruk van de ijszeilers, volgt hier een omschrijving van de twee belangrijkste ijszeilklassen; de DN en de XV-monotype.

DN In 1937 werd in de Detroit News, een Amerikaanse krant, een artikel gepubliceerd waarin om vrijwilligers gevraagd werd voor een workshop om een eenpersoons ijszeiler met een zeil van 5,6 vierkante meter te bouwen. Ongeveer vijftig deelnemers bouwden ieder een ijszeiler in het timmerbedrijf van de Detroit News voor een maximum bedrag van 50 dollar. In de eerstvolgende winter gingen tijdens het zeilen de meeste ijszeilers kapot, maar met de opgedane kennis en ervaring werd het ontwerp geoptimaliseerd. Dit nieuwe ontwerp is, met in de loop van de tijd kleine aanpassingen, nog steeds de DN zoals hij nu gebruikt wordt.

Deze klasse is de meest populaire klasse binnen het ijszeilen, waarschijnlijk doordat de wagens eenvoudig zelf te bouwen zijn, vervoerd kunnen worden op het dak van een auto en gemakkelijk op te tuigen zijn op het ijs. Een moderne DN is ongeveer 3,60 meter lang, heeft een achterloper van 2,40 meter en de mastlengte bedraagt circa 4,87 meter. Het zeiloppervlak bedraagt 6,25 vierkante meter en het totaal gewicht is ongeveer 65 kg.

Leuk om te weten is dat rond het 14e verenigingsjaar van Simon Stevin er drie, tot strandzeilwagen omgebouwde, DN’s gebouwd zijn door leden. Destijds bestond de Zeilwagencommissie nog niet, dus deze wagens zijn in persoonlijk eigendom van deze leden gebleven. Een hiervan, de Brouwer, is een aantal jaren geleden aan de Vereniging geschonken en de zeilwagen die dit jaar aan de vloot is toegevoegd, D’n Duvel, is de tweede van deze drie wagens.

XV-monotype Eerder dan de DN werd deze klasse ontworpen, namelijk in 1932 door de Est Erik von Holst. Al snel werd deze klasse populair en meer dan 200 zeilers werden binnen een paar jaar gebouwd. In tegenstelling tot de DN is hier in de loop van de tijd meer aan veranderd, vooral wat betreft het materiaalgebruik. Tegenwoordig wordt bijvoorbeeld epoxy veelvuldig gebruikt in plaats van houten onderdelen en de bronzen ijzers zijn vervangen door roestvast stalen exemplaren.

DN-ijszeilers

36

Een XV-monotype ijszeiler op twee ijzers

De XV-monotype is een tweepersoons ijszeiler, waarbij een stuurman achterin stuurt en een schootsman voorin, achterstevoren zittend, de schoot bedient. De schoot is de lijn waarmee de stand van een zeil ten opzicht van een zeilwagen geregeld kan worden. Een modern exemplaar heeft een lengte van ongeveer 7,5 meter, een loperbreedte van 4,2 meter en een masthoogte van 7,2 meter. Het minimale gewicht is 205 kg en het zeiloppervlak is 15 vierkante meter. Deze zeiler is dus een stuk groter dan de DN en als bijzonderheid heeft hij aan de vóórkant twee schaatsen aan de uiteinden van een brede loper zitten en een schaats in het midden achter.

en er uiteindelijk alleen met één persoon in gezeild mocht worden.

Doordat er een laag sneeuw op het ijs lag, gingen op beide dagen de ijszeilers gemakkelijk op twee ijzers.

Naast het feit dat dit een geweldige ervaring is, is dat niet zonder gevaren. Al aan het begin van de eerste dag sloeg de eerste om. Omdat we toch werktuigbouwers blijven, zijn we niet weggegaan voordat hiermee een ijszeiler zo ver gesloopt was dat er niet verder meer mee gezeild kon worden.

Kortom, het ijszeilen was een geweldige activiteit waar we ons weer van onze beste werktuigbouwkundige kant hebben kunnen laten zien.

Zowel voor de DN-klasse als de XV-monotype worden internationale kampioenschappen gehouden. Bij beide categorieën is er een Nederlands team dat deelneemt.

Zeildag 2 Naast de XV-monotype bestaan er nog meer tweepersoons ijszeilers, bijvoorbeeld de DX. Op de tweede dag van het ijszeilen in Polen mocht ook deze gebruikt worden. Het is echter niet geheel duidelijk waarom dit officieel een tweepersoonswagen is, want toen twee personen samen erin probeerden te zeilen, zakte hij zo ver door zijn achterloper dat hij teruggeroepen werd

De gesneuvelde kuip

37

Scheepswrakken

Simon Ster 42.4 | april 2011

Wat een schip doet zinken

Iedereen kent wel het verhaal van de Titanic of de geschiedenis van Robinson Crusoe. Maar het is niet alleen iets van de geschiedenisboekjes, ook nu zinken er nog regelmatig schepen. Hoe komt het dat er tegenwoordig nog steeds regelmatig schepen ten onder gaan?

Liesbeth Campmans Hoewel er tegenwoordig voldoende middelen bestaan om alle krachten op een schip te simuleren onder diverse omstandigheden, zinkt een deel van de schepen door gebrekkig ontwerp. Vroeger kwam het regelmatig voor dat een schip te smal ontworpen was, of te weinig ballast had. Een schip kon hierdoor snel uit balans raken, waarvoor niet eens slecht weer of extreem hoge golven nodig waren.

Tegenwoordig wordt beter op dit aspect gelet, maar dit alleen is niet voldoende. Schepen zijn door de eeuwen zoveel complexer geworden dat andere oorzaken ook een rol zijn gaan spelen. Vooral zogenaamde roll-on-rolloff schepen hebben een vergrote kans op kapseizen. Dit zijn ferry’s, waarbij je over een laadklep het schip op en af rijdt. Deze laadklep moet goed sluiten voor de vaart.

Om te blijven concurreren met andere transportmethoden, moet dit echter ook snel gebeuren.

Herald of Free Daar ging het mis bij de Herald of Free in 1994 op het Kanaal tussen Zeebrugge en Dover. De deuren bij de klep aan de boegzijde waren niet gesloten, wat echter niet zichtbaar was vanuit de brug, de ruimte van de kapitein, en de gebruikelijke controle bleef uit. Enkele minuten na vertrek, toen de boot de haven had verlaten en snelheid begon te maken, stroomde het water in grote hoeveelheden het autodek in. Door dit water aan boord begon kreeg het schip last van het vrije oppervlak effect. Normaal zou de schommeling van het schip gecorrigeerd worden doordat er een groter volume aan water verplaatst wordt bij een positie uit het lood. Door het water dat in het dek vrij kon bewegen, verplaatst het zwaartepunt echter bij een schommeling en oefent het juist een destabiliserende kracht uit op het schip.

Hierdoor zullen de schommelingen versterkt worden en

is de kans op kapseizen vele malen groter dan zonder vrije vloeistofoppervlakken aan boord. In slechts enkele seconden kapseisde het schip, waarna het zonk. 193 van de 539 mensen aan boord zijn bij dit incident om het leven gekomen.

Andere oorzaken die nog altijd voorkomen zijn bijvoorbeeld slecht weer, brand en navigatiefouten. Daarnaast komt ook piraterij, muiterij of sabotage regelmatig voor.

Hoewel incidenten in deze categorie aanzienlijk meer voorkomen ten tijde van oorlog, is het verlies als gevolg van schade door piraterij jaarlijks nog zo’n 10 miljard euro.

Piraterij aan de Somalische kust De enorme toename van piraten in Somalië wordt door de internationale gemeenschap al jaren in de gaten gehouden. Piraten bedreigen de scheepvaart door het enteren van schepen, sabotage, gijzelingen, roofovervallen en moord. Vooral sabotage en aanvaringen leiden vaak tot dusdanige schade dat het schip tot zinken gebracht wordt. Er zijn verschillende pogingen geweest om de kust veiliger te maken. Dit alles zonder groot succes, waarschijnlijk door de economische en politieke situatie in Somalië. Een groot deel van de bevolking is er zo arm, dat ze niets te verliezen hebben. De aanwezigheid van buitenlandse oorlogsschepen heeft dan ook weinig effect, zolang de situatie in Somalië niet verbetert. Een andere reden dat piraterij bij de Somalische kust zo populair is, is dat jaarlijks zo’n 30 000 schepen in de golf van Aden door een relatief smalle zeestraat moeten.

Hierdoor is de kans op een succesvolle aanval, zeker met kleinere motorboten, relatief groot. Op plaatsen met vergelijkbare situaties zoals de straat van Malakka bij Singapore, komt piraterij relatief ook regelmatig voor.

38

Driedaagse excursie naar NAM

Lekker uitwaaien op de Wadden

Ditmaal een geheel andere excursie dan de leden van Simon Stevin gewend zijn. In plaats van louter lompe machines en veel staal krijgen de werktuigbouwers de natuur van Ameland te zien. Ze worden vergezeld door leden van Japie, Van der Waals en Thor.

Mike Hu Rond drie uur begint de lange reis naar een van de noordelijkste plaatsen van Nederland vanuit het zonnige Zuiden. Bepakt met meerdere blikjes bier, een tienpersoonsmaaltijdsalade en een zelfgemaakte quiche, proberen de dertig studenten er het beste van te maken. Na de trein, de bus en veerpont komen we na bijna acht uur reizen aan op Ameland. Op de accomodatie worden we verwelkomd door de Nederlandse Aardolie Maatschappij.

Joop Marquenie vertelt dat de gaswinningsindustrie ontstaan is in Nederland. Het Europese pijpleidingnetwerk heeft daarom Nederland als belangrijkste centrum. Hierdoor zullen we als onze gasvoorraden op zijn nog steeds geld verdienen als distributiecentrum.

Dat klinkt ver weg, maar op het moment zijn al veel velden uitgeput.

Om onze kennis van Ameland en zijn buren te testen krijgen we een waddenquiz. Hierbij leren we dat het Nobeltje hét likeurtje van Ameland is, maar ook wat de effecten van lozen van afvalstoffen of zelfs alleen ballastwater zijn op de natuur van de eilanden. Zo worden gehele ecosystemen veranderd door de komst van buitenlandse schelpdieren, die meegevoerd worden in het ballastwater. Verder komen we te weten dat Ameland eigenlijk continu verplaatst. Sommige delen raken namelijk overstroomd en andere delen komen juist uit het water. Echter zorgen de Nederlandse baggeraars ervoor dat de kustlijn kunstmatig in stand gehouden wordt. ’s Avonds praten we rustig na onder het genot van een biertje in het Nescafé in Nes. Over een rondje van de zaak doen de mannen van Shell niet moeilijk en het wordt een gezellige avond.

39

Simon Ster 42.4 | april 2011

De volgende dag gaan we naar het Natuurcentrum, dat een combinatie is tussen een museum en een aquarium. Hier krijgen we verschillende lezingen. Eerst zien we een heuse diashow over de gevolgen van het ingrijpen van de mens in de natuur. Er wordt verteld over potvissen van wel vijftig ton die aanspoelen op Ameland. In het Natuurcentrum is een geraamte van zo’n potvis. Daar zijn we met een paar man in gaan staan.

De volgende presentatie gaat over het effect van licht op vogels. Het is belangrijk dat er gefakkeld kan worden op de boorplatformen in de Noordzee. Echter vliegen er veel vogels in de vlam en verzamelen ze zich rond het platform. De NAM is erachter gekomen dat dit komt doordat vogels gedesoriënteerd raken van rood licht, dat ook in wit licht zit. Daarom is er gekozen om groen licht te gebruiken op platforms.

In Schoonebeek is een olieveld opnieuw in gebruik genomen. Toen het veld nog in gebruik was, was de olieprijs zo laag dat het niet rendabel was om door te gaan met pompen. De techniek is inmiddels zo ver gevorderd en de olieprijs is dusdanig gestegen dat dit weer een interessant veld is geworden. Er wordt op honderden meters diepte onder een hoek geboord, wat veel werktuigbouwkundige vraagstukken met zich mee brengt. Met stoominjectie en een soort foam wordt de stroperige ruwe olie omhoog gepompt. De verwachting is dat er nog dertig jaar geproduceerd kan worden met een debiet van 650.000 kubieke meters per dag.

Na al het stilzitten is het tijd om de benen te strekken en te wadlopen. Dat kan alleen als het getij goed is. Als het eb is, kan men zelfs naar het vaste land lopen. Voor een aantal deelnemers bleek het wadlopen erg lastig te zijn. Veel mensen vielen bijna en één deelnemer is daadwerkelijk met zijn gezicht in de modder beland.

Een aantal jaren geleden waren de wadden vooral bevolkt door mosselen, maar inmiddels is die plaats overgenomen door de Japanse oester die hier op onnatuurlijk wijze is gekomen. Een aantal excursiedeelnemers neemt een aantal van deze oesters mee om hun vangst later op te eten.

40

gebruikt men een plastic bal met een halve meter diameter die hydrostatisch opgepompt kan worden zodat deze precies past. Door de natuurlijke druk wordt deze enorme bowlingbal door het kilometerslange systeem voortgeduwd. Het meest opmerkelijke is dat de hele installatie door twee man bezet wordt en alleen voor onderhoud: de rest verloopt automatisch.

Tenslotte gaan we het strand op om te onderzoeken hoe vervuild het strand eigenlijk is. Iedereen is hier sceptisch over, maar uiteindelijk vinden we een enorme berg aan afval in een redelijk klein gebied.

We vinden onder andere scheepstouw, plastic flessen, grote brokken paraffine en zelfs een enorm zeil.

Wanneer het donker is gaan we weer de kou in om een experiment te doen. Hierbij kijken we hoe goed we kunnen werken bij verschillende soorten licht.

Het blijkt dat het eerder vernoemde groene licht een veel duidelijker beeld geeft dan bijvoorbeeld licht van natriumlampen. Als al onze vingers eraf gevroren zijn, duiken we dĂŠ tienerdisco van Ameland in, om na een wilde feestavond weer terug te keren naar de accommodatie.

Op de laatste dag brengen we een bezoek aan de gaswinninginstallatie van Ameland voor de benodigde portie staal en techniek. Het gas komt door de natuurlijke druk omhoog en er is dus geen pompinstallatie.

De druk is door de jaren heen afgenomen en het zal niet lang duren voordat de bron leeg is. Om de installatie goed te laten werken moet eens per jaar het vuil uit de enorme stalen pijpen verwijderd worden. Hiervoor Als we terug zijn gefietst naar de veerpont, komen we er achter dat we getroffen zijn door het laagste tij sinds twintig jaar. Dit betekent dat de veerpont niet meer vaart en we de laatste trein niet meer zouden kunnen halen. Gelukkig is de NAM zo vriendelijk om watertaxi’s te bestellen zodat we op volle snelheid naar het vaste land gebracht worden.

Achteraf gezien is het een unieke, mooie, maar vooral koude excursie. Wellicht zullen we in navolging van de vorige keer over tien jaar weer terug gaan. Hopelijk is het dan wat warmer.

41

Simon Ster 42.4 | april 2011

42

10e Lustrumstunt

Vele uren en tegenslagen maar een blijvend resultaat

Simon Stevin heeft de traditie om elk lustrum flink uit te pakken met de lustrumstunt. Bij het 40-jarig bestaan viel Simon op met een recordpoging tot langste fiets en het lustrum daarna werd het onderstel van een DAF-truck omgebouwd tot 32-persoons skelter (die overigens tegenwoordig in het pittoreske Zevenhuizen te huur is voor toeristen). Dit is het verhaal van de lustrumstunt ter ere van het 50-jarig bestaan van Simon Stevin.

Edward de Boer De logische overtreffende trap van een fiets gevolgd door een skelter is natuurlijk een 50-persoons waterfiets. Wilde plannen om met deze waterfiets Het Kanaal over te steken werden echter al snel bijgesteld tot een waterfietstocht in de omgeving van onze geliefde brouwer in Lieshout. In de loop van het 50e verenigingsjaar waren de ontwerpplannen klaar, maar de kosten van de kilo’s en kilo’s aan aluminium bleken toch onrealistisch.

De commissie was terug bij af en er moest een nieuw plan komen.

Gezien de beperkte resterende tijd was het duidelijk dat er een ander soort stunt moest komen. De wens van de commissie was om iets blijvends te creëren, iets wat zichtbaar blijft voor de komende generatie studenten.

Daarnaast verlangde de werktuigbouwer in ons ook naar iets met meer functionaliteit dan een doorsnee kunstwerk. En natuurlijk iets van staal. Al snel was dan ook het plan geboren om een grote klok te bouwen.

Een traditionele klok met bewegende wijzers is natuurlijk enorm saai, dus zou het niet leuker zijn als de wijzerplaat beweegt? De TU/e stond er gelukkig voor open om ons bouwsel ergens op de campus te plaatsen, maar voor een goede locatie om hem op te hangen (ergens aan het Auditorium bijvoorbeeld) liep niemand warm.

Het zou dus een staand ontwerp worden. Hoewel het aanlokkelijk was om de voet van glimmend staal te maken leek het ons verstandiger om hem gecontroleerd te laten roesten door cortenstaal (denk aan de pilaren bij Piazza) te gebruiken. De bovenkant zou uit praktische overwegingen cilindervormig worden, dus stond het ontwerp al snel vast.

Aangezien het geheel van wijzerplaten en aandrijving vrij zwaar zou worden, besloten we onder de laag cortenstaal een stevig skelet van staal te maken. Een vakwerkconstructie van 40x40x3mm kokerprofiel vormde onze basis. Later bleek het ook erg handig dat één van

43

Simon Ster 42.4 | april 2011

ons vooruitdenkend genoeg was om openingen voor een vorkheftruck onderaan de vakwerkconstructie te bouwen. Op de basis kwam weer een cilindervormig frame van kokerprofiel waarop wij de aandrijving konden bevestigen. Het leek ons initieel wel te doen om de aandrijving zelf te beunen en te zorgen dat hij op tijd liep, maar uiteindelijk bleek het een verstandige keus om de motor gewoon te kopen. Er is gelukkig voor ons nog steeds een markt voor kerkklokmotorleveranciers, dus was het verder alleen een kwestie van overbrengingen via een leuke combinatie van tandwielen en kettingen.

etc. Ondanks de wind rond het hoofdgebouw (waar de klok voor zou komen te staan) was de onthulling een spektakel waarin vuur, oude almanakken en slingers elkaar aandreven om vervolgens de klok te onthullen. Filmmateriaal van deze spectaculaire gebeurtenis is overvloedig gemaakt maar vreemd genoeg nooit teruggevonden.

Het idee van een draaiende wijzerplaat transformeerde al snel in een plan om tandwielen (handig!) te laten draaien waarop de tijd af te lezen is. Een traditionele klok heeft echter voor een goede reden minimaal twee wijzers om de tijd af te lezen, dus kozen we voor een ontwerp met een groot urentandwiel en een klein minutentandwiel. De wijzers zouden vervolgens stil blijven staan in de 12-uur stand om toch de correcte tijd op deze draaiende tandwielen aan te geven. Tandwielen met de gewenste diameter worden niet veel verkocht, dus lieten wij ze snijden uit een staalplaat.

Een tijd later hebben we de klok weer ontmanteld om het klokwerk af te maken. Een oplossing voor de overbepaaldheid werd natuurlijk gevonden door slim na te denken over de ophangpunten en de meubelwieltjes te vervangen door flink degelijker gelagerde wielen.

Het geheel liep uiteindelijk als gesmeerd en de klok kon worden geplaatst. Maar ook dit bracht de nodige uitdagingen met zich mee.

De volgende uitdaging was geleiding. De aangeschafte motor (de zwaarste die ze hadden) bleek een nogal beperkt koppel te hebben dus was het zaak dat de wijzerplaten met zo min mogelijk weerstand ronddraaiden.

Onze eerste poging dit te realiseren bleek een praktijkles in constructieprincipes. Er was gekozen voor meubelwieltjes die waren gemonteerd om een rond gebogen buis die weer aan de wijzerplaten was gelast. Wat volgde was een schoolvoorbeeld van overbepaaldheid, dat ook nog eens bijzonder stroef liep. Dit was een groot probleem aangezien de onthulling nog maar weken verwijderd was. Om toch iets te hebben om te onthullen in de lustrumweek, werd na dagen en zelfs nachten beunen (in de op dat moment lege W-hal) de buitenkant van de klok daarom afgemaakt.

Voor de onthulling hadden wij alle commissies, disputen en andere aan Simon gerelateerde clubjes gevraagd om een onderdeel van een ‘incredible machine’ te maken: Een veredelde knikkerbaan waarin het omvallen van het ene object leidt tot het bewegen van het volgend onderdeel,

Op een regenachtige voorjaarsochtend in 2007 kwam de heftruck van de TU/e ons in het Automotive-lab (de W-hal was inmiddels geëvacueerd) verlossen van de stalen gigant waar wij in meer dan een jaar werk onze ziel in hadden gestopt. Het aanblik van de gammele heftruck deed ons twijfelen over het slagen van deze laatste herlocatie, maar veel keus hadden we niet. De tocht over het enorm rechte wegdek voor W-hoog verliep gelukkig vlekkeloos, maar juist bij de laatste meter ging het fout. De heftruck met daarop ons meesterwerk zakte natuurlijk meteen weg in het drassige gras en was niet meer in beweging te krijgen. Na een paar telefoontjes en de komst van een hoogwerker was ons werk gelukkig toch voltooid.

44

Philips Consumer Lifestyle

From Mechanical Engineering to Personal Care

Even before he studied Mechanical Engineering at university, vehicle engineering figured prominently among Martijn Bonte’s interests. Today, as Senior Development Project Manager for shaving and grooming products at Philips Consumer Lifestyle’s Innovation Center in Drachten, the products he works on may be smaller but the engineering challenges he faces every day are just as great.

At Philips Consumer Lifestyle, Drachten, The Netherlands After receiving his degree in Mechanical Engineering, Martijn Bonte did what a lot of top graduates do. He remained at university to do a PhD. Following its completion in 2007, he then had to decide whether to stay in academia or move into industry. For Martijn, it was not a difficult decision.

“What I knew for certain was that I wanted to do something practical where I could apply the theory that I had learned and developed,” says Martijn.

As a result, he explored many different companies, one of which was Philips.

Challenge and reward “One of the first things Philips suggested was that I apply for their European Business Course - Technology,” he says. “It turned out to be a fantastic experience, because the course allows you to demonstrate your business, technical and leadership skills in a simulated business environment that’s as close as you can get to running a real business.”

Joining Philips in Drachten Having emerged as one of the top candidates, Martijn was immediately offered a job at Philips Consumer Lifestyle’s Innovation Center in Drachten, the North of The Netherlands, as a process engineer.

“I always wanted a job in a large company where I could work in multi-disciplinary teams to broaden and deepen my experience.

What Philips in Drachten was offering me that other companies hadn’t was the opportunity to develop tangible products, plus job diversity and the freedom to set my own objectives.”

His job now involves him in leading multi-disciplinary teams of around 15 people, including product developers, function developers, application engineers, process engineers and production engineers.

“The biggest challenge is that you not only have to build highly multi-disciplinary teams, you also have to be multi-disciplinary yourself,” says Martijn. “One minute you’re diving into technical detail. Another minute you’re collaborating with people in marketing or supply chain management.”

Ask Martijn what he gets out of the job at Drachten and you don’t have to wait long for the reply.

“What gives me the greatest satisfaction is that I’m helping to produce a world-beating product that you can see in high-street stores around the world,” he says. “Plus the fact that Philips Consumer Lifestyle in Drachten continues to offer me exciting challenges and excellent career opportunities.”

The challenges he was given meant that it wasn’t long before Martijn was taking on even greater responsibility.

“After leading several small projects and studying for a Six Sigma Black Belt course in product development, I was given the opportunity to manage new innovation projects for shavers,” he says.

“Little more than a year after that I became group leader of my innovation group in Drachten, and a year and four months later I became senior project manager there.”

For more information on engineering jobs at Philips Consumer Lifestyle in Drachten, visit www.philips.com/engineers

45

Simon Ster 42.4 | april 2011

46

Tweedaagse Excursie

Techniek, cultuur en gezelligheid

Graafmachines van 13.500 ton, 240 meter lang en 96 meter hoog.

Tijdens de Tweedaagse Excursie naar Duitland kregen we de kans een kijkje te nemen bij de grootste graafmachines ter wereld. Aangevuld met een bezoek aan de Fordfabriek in Keulen kon dit uitje niet meer stuk.

Harm Vos RWTH Aachen Na een uur gewacht te hebben op de busjes, minstens één keer fout gereden te zijn en de snelheidslimiet van de busjes eens flink getest te hebben komen we tien minuten te laat aan in Aken. We worden op de universiteit door een lid van de Fachschaft Maschinenbau, een soort studievereniging, begeleid naar het juiste gebouw. De opleiding werktuigbouwkunde heeft hier jaarlijks zo’n 1000 eerstejaars. Daarnaast is van de 260.000 inwoners van Aken ongeveer een vijfde deel student en is 50% van alle banen in Aken gerelateerd aan de universiteit.

Eerst gaan we naar de sectie Verbrennungskraftmaschinen, ofwel: verbrandingsmotoren. Het gaat hier niet om normale verbrandingsmotoren. Er staat een motor waar je letterlijk in kan kijken en een motor die een druk van 2000 bar aan kan in de verbrandingskamer.

47

Simon Ster 42.4 | april 2011

De volgende rondleiding is bij het Energy Research Center, waar onderzoek wordt gedaan naar onder andere energieneutrale gebouwen. Een nieuw gebouw voor deze sectie is in aanbouw; het gebouw wordt verwarmd met aardwarmte, krijgt een lading zonnecellen op het dak en gebruikt een ingenieus ventilatiesysteem.

Na drie uur Aken wordt onze gastvrouw bedankt met een fles wijn en wordt koers gezet naar het tweede en misschien wel vetste onderdeel van de excursie; de Garzweiler II.

Garzweiler Op cover van Ster 42.2 staat de Bagger 288, een grote stalen graafmachine waar menig werktuigbouwer opgewonden van wordt. Wat wellicht nog opwindender is, is het feit dat in de bruinkoolafgraving, de Garzweiler II, drie van deze graafmachines staan. Tijdens de Tweedaagse Excursie namen we een kijkje in de 48 km2 grote mijn.

De grootste graafwielbagger kan 240.000 m3 grond of kolen per dag afgraven. Deze machine van 96 meter hoog, 240 meter lang en 13.500 ton wegend heeft natuurlijk energie nodig: per dag gebruikt hij zo’n 200.000 kWh.

De mijn blijkt nog indrukwekkender dan aanvankelijk verwacht. Vergeleken met het grote gapende gat, waarvan we tot aan de rand mogen komen, stellen de graafmachines niet zoveel meer voor.

Alles wat de machines afgraven, moet worden afgevoerd. Dit gebeurt door middel van transportbanden en treinen. De transportbanden, met een breedte van bijna drie meter, bewegen met 27 km/u. Dit transportsysteem wordt aangedreven door twee motoren aan ieder uiteinde, met een vermogen van 2000 kilowatt.

Deze banden transporteren het materiaal naar een

48

bunker vanwaar het wordt geladen in treinen. Deze treinen brengen het naar onder andere de energiecentrales. Voor dit transport worden 30 elektrolocomotieven, 14 diesellocomotieven en 700 wagons gebruikt.

Deze treinen transporteren jaarlijks 60 miljoen ton ruwe kolen.

Deze indrukwekkende hemel kent ook haar keerzijde.

Om zulke hoeveelheden kolen af te graven heeft alles in de het pad van de mijn moeten wijken. Zo zijn complete dorpen met de grond gelijk gemaakt en zijn alle bewoners ergens anders gaan wonen. Ook worden grote stukken natuur weggevaagd. Wel biedt RWE, de organiserende energiemaatschapij, de oorspronkelijke bewoners van de dorpen de kans in een ‘nieuw’ dorp te gaan wonen en wordt het afgegraven gebied gerecultiveerd.

Verderop in het proces worden steeds meer taken door arbeiders uitgevoerd. Het gaat hierbij vaak om het plaatsen van onderdelen op moeilijke, bijna onmogelijke plaatsen.

Na ongeveer een uur bereiken we het einde van het proces. Hier krijgen we de kans even in een afgebouwde auto te zitten, welke dan ook binnen no-time vol zit.

Fordfabriek Na een ietwat wilde nacht in Keulen, vertrekken we naar de Fordfabriek. In chronologische volgorde rijden we met een treintje langs het productieproces.

Eerst wordt het plaatmateriaal klaar gemaakt voor gebruik. Schijnbaar moeiteloos staan een aantal persen metalen platen af te snijden en in de gewenste vorm te persen. Al snel wordt duidelijk waarom dit zo moeiteloos gaat; de machines leveren een neerwaartse kracht gelijk aan 3000 ton!

In de volgende stappen worden de auto’s geassembleerd. Honderden robots komen voorbij, ieder met hun eigen, zeer specifieke taak. Er staan robots te lassen, objecten vast te houden voor andere robots, schroeven aan te draaien, etcetera.

Keulen Op vrijdagmiddag krijgen de deelnemers de kans zelf Keulen te verkennen. Ik besluit samen met een paar anderen allereerst de Dom te bekijken. Na een rondje door het immense gebouw beklimmen we de toren.

Met veel pijn en moeite gaan we de trappen op van de kerk, die in maarliefst 632 jaar gebouwd is. Ons volgende bezoek is aan de bekende eau-de-colognewinkel, waar vooral de parfumkraan leuke situaties teweeg brengt. De middag sluiten we af met een biertje bij een bruin café, waarna we weer in de busjes stappen en terugrijden naar Nederland.

Hoewel we geen één keer meteen goed gereden zijn en op tijd komen ook een probleem was, was de tweedaagse excursie zeer geslaagd. Met bezoeken aan de grootste graafmachines ter wereld, een wereldleidende autofabrikant en de vierde grootste stad van Duitsland, kan dat ook bijna niet anders.

49

Column

Simon Ster 42.4 | april 2011

Knip de elektronische sociale navelstreng los

Onze generatie is opgegroeid met sociale media en continue bereikbaarheid. Wie heeft er nu nooit MSN, Facebook, Hyves, Twitter of een smartphone gehad? Inmiddels kan men echter wel stellen dat velen van ons zijn vergroeid met het constant elektronisch bereikbaar zijn.

Bram Berkien Het punt is waarschijnlijk dat geen van bovengenoemde zaken echt kwaad kunnen. Internet op je telefoon is hartstikke handig, je regent nooit meer onverwacht nat en kunt wanneer je dat maar wil nog een keer het filmpje van de pratende luierdragende baby’s terugkijken, net als dat het delen van wat jou bezighoudt met je vrienden, via Twitter of Facebook, een handige manier is om mensen die je niet zo vaak kunt zien toch op de hoogte te houden.

Het gaat echter fout op het moment dat mensen het nodig achten de wereld te laten weten dat zij boodschappen gaan doen of op het punt staan gepenetreerd te worden, zoals een bekende Nederlandse rondborstige Haagse blondine deed. Hoewel daar ook wel weer iets voor te zeggen valt.

Dit zijn dan nog de mensen die zelf iets meemaken (al is het nog zo onbetekenend), maar de grote grijze massa wordt gevormd door de gluurders. Deze tieners en twintigers zijn massaal geabonneerd op een sociale live-feed, waarop constant updates verschijnen van wat anderen aan het doen zijn. Harm heeft twintig nieuwe foto’s geplaatst van zijn superkekke, niet meer normale, moeilijk patente roadtrip door Azië; Marianne heeft nu een open relatie; Martin heeft een Youtube-video geplaatst waarin een schattig katje uit een kartonnen doos probeert te komen maar daar niet in slaagt; Nadine gaat naar de partnerruil in een of ander duister Vlaams gehucht. De grote vraag is waarom deze gluurders niet gewoon zelf iets gaan doen in plaats van te volgen wat anderen ervaren.

Ik kan me niet aan de illusie onttrekken dat mijn generatie naast zuurstof ook

constant in contact moet staan met de wereld, niet door te horen, voelen, zien, ruiken of proeven, maar via bits. Een geheel nieuwe en intense ervaring die ik iedereen aan kan raden is om op vakantie ’s ochtends je telefoon in je tent te laten liggen en daar pas ’s avonds weer achteloos een blik op te werpen om te zien of er misschien iemand overleden is. Mocht je je laptop hebben meegenomen dan geef ik je sowieso al op. Mocht je het ongedierte al voelen kriebelen onder je kleren bij de gedachte aan het slapen in een tent, dan raad ik je aan gewoon met je beautycase in te checken bij een luxe hotel.

Verder is mijn voorstel heus niet het verwijderen van je Facebook-profiel, het inwisselen van je iPhone voor een oerdegelijke Nokia uit 1999 en het laten ophopen van al je emails om één keer per maand te beantwoorden. Ik denk simpelweg dat het voor veel leeftijdsgenoten niet slecht zou zijn om zo nu en dan wat minder elektronisch te communiceren en meer IRL (nerds voor ‘in real life’, d.w.z. ver weg van alle computers) te participeren.

Overigens moet ik hier aan toevoegen dat ik zeker een keer mijn mail had gecontroleerd en via Twitter, Facebook en MSN de wereld zou hebben laten weten dat ik een column aan het schrijven ben over de nutteloosheid van het constant het internet opslingeren van totaal niet boeiende mededelingen, als de computer waarop ik dit op dit moment schrijf geen problemen had gehad met internet.

Maar erkennen dat je een probleem hebt is een van de eerste en belangrijkste stappen van het afkicken, zo schijnt het.

50

Graduation project

The last part of your master study

This is the first time this year that an article is written about graduation projects. A student from the section Systems Engineering and one from Process Technology tell you all about their final assessment. Irma Bouwman already graduated and Rudy hopes to complete his master’s thesis during the summer holiday. The next time projects from other sections will be placed.

Irma Bouwman en Rudy Helmons Systems Engineering One year ago, I started my graduation project. In this article I’ll tell you something about my final project which is a project within the European project Multiform.

The Multiform project [1] focuses on the development, the integration and the inter-operation of techniques and tools in order to achieve integrated tool support for the design of complex systems.

For that purpose, the Compositional Interchange Format (CIF) [1] has been defined, which is used as the intermediate format within the Multiform project by means of model transformations to and from the CIF. A miniature pipeless plant for the production of colored multi-layered plaster sticks is chosen as case study to evaluate tools and techniques developed in the Multiform project. In a pipeless plant, tanks holding materials are transported between workstations by autonomous vehicles. The plant considered contains three color-dosing stations where colored water is added. Beside, this a mixing station, where plaster is added and the layer is mixed at the same time. Furthermore a storage station, where the new layer of plaster on top of the stick will harden for a few minutes.

The objective of my final project is to design a supervisory controller for the pipeless plant using tools and techniques developed in the Multiform project and to use the controllers derived for simulation-based system analysis and for real-time control. Supervisory control assures that a machine correctly performs its function by determining and executing an allowed sequence of tasks on (in) dependent resources.

Model-Based Systems Engineering The Model-Based Systems Engineering (MBSE) [2] approach has been applied to the case study of the miniature pipeless plant. MBSE uses models and model-based analysis techniques in the development process. Hardware components are represented by models if these components are not yet physically available. Subsequently, early analysis of the integrated system is performed using a combination of models and realizations, which enables early detection and prevention of problems.

Safety and performance analysis The χ language is intended for modeling, simulation, verification, and real-time control of discreteevent, continuous or combined, so-called hybrid, systems. In this project, models are developed at different levels of abstraction. To simulate the basic behavior of the pipeless plant, a timed- χ model with separate processes for the controller and the uncontrolled workstations is developed.

The performance of the current design of the plant is examined on the basis of this timed- χ model.

From this performance analysis, it can be concluded that the performance is improved by building two mixing stations and three paint stations or one mixing station and two paint stations. Subse-

51

Simon Ster 42.4 | april 2011

quently, the timed model is refined to a hybrid- χ model of the physical behavior. The controllers of this hybrid model can serve as a basis for real-time control of the station behavior when the hardware components are physically available.

Both χ models are validated in order to check if these models represent the intended behavior. This is done by simulating the behavior of the model. However, unless exhaustive, simulation can only show that the system might has correct behavior and cannot guarantee correctness of the model, since it is usually not possible to analyze all behaviors using simulation. In other words, some problems can be discovered and solved during simulation, but simulation does not prove the correctness of a model.

Therefore, the model has to be verified. Subsequently, the χ models are manually transformed to CIF models to be able to translate the models to other tools developed in the Multiform project.

After analysis of the χ and CIF models, the controllers modeled in CIF serve as a basis for real-time control of the station behavior. No real components of the pipeless plant exist so far. All components are represented by models that substitute the realizations. The resulting early representation of the plant is tested to detect and solve problems at an early stage of the design process. As soon as a component is realized, the model of that component has to be substituted by its realization and tested.

Process Technology Hi, my name is Rudy Helmons and I am a student of Mechanical Engineering, within the master track of Thermo Fluids Engineering, at Process Engineering to be more specific. My graduation project is commissioned by MTI Holland (Mineral Technological Institute), a business unit of IHC Merwede that focuses on the research and development for dredging, dredge mining and dredging equipment.

My first contact with IHC Merwede was during an excursion of W.S.V. Simon Stevin at the site of Kinderdijk. During the tour on the shipyard, I became more and more interested in the shipbuilding and dredging process.

I knew that it was possible to do the graduation project in industry, which I had discussed with my graduation professor, prof.dr.ir. Brouwers. With his approval I submitted an application letter and my resume to IHC for a graduation project. After an interview, IHC offered me this chance; the research for my master’s thesis would be on vertical hydraulic transport of solid particles.

The Model-Based Systems Engineering approach

In my final project, I have applied the MBSE development process to the pipeless plant. However, the current design process can be further optimized.

For example, the design process is optimized, when models are automatically translated from χ to CIF. Irma Bouwman

First an overview of the bigger picture of the research. During the last decades, the worldwide demand for raw materials has increased enormously. To meet this growing demand, mining companies have to search constantly for new locations. Many of these new locations have been found at the bottom of the sea, at water depths of 2.000 meters.

The ore deposits found there, so-called ‘Seafloor Massive Sulphide’ (SMS) deposits and manganese nodules, contain relatively high concentrations of

52

CFD simulation of settling sand in water

valuable metals and minerals and it is therefore becoming more economically viable to mine these deposits.

To allow large scale mining of SMS deposits, some major technological challenges have to be overcome. IHC’s business units MTI Holland and Deep Sea Dredging and Mining are currently performing research on deep sea mining. One of the main objectives is to better understand the principles of hydraulic transportation in a long vertical riser. A one-dimensional model already showed that high solid concentrations might arise inside the riser.

It is possible that these high solid concentrations clog the riser, which might lead to hazardous situations due to failure of the riser system. Therefore more insight on the increase of the solid concentration involved in vertical hydraulic transport is desired.

The driving mechanism of the fluctuations in the solid concentration is the difference in the (hindered) settling velocity of the particles within the riser. The settling velocity is based on the equilibrium of buoyancy and drag forces. Therefore larger particles tend to settle at a higher velocity compared to smaller particles. Due to this mechanism, smaller particles tend to overtake larger particles, which may lead to an increase of the solid concentration.

My research objective is to obtain more insight on the hydraulic transport of solid particles. Several students before me have already derived a onedimensional model for the hydraulic transport, which I am now extending into a two dimensional axi-symmetric model. The model is basically a multiphase flow, in which the solid particles are considered as a continuum. In order to do this, the flow consists of one carrier phase (water) and multiple particle phases, each particle phase having its own characteristic particle size. The goal of this extension is to find out whether a correction is needed on the one dimensional model and what the effect of the radial distribution of the particles might be on the local solid concentration.

Therefore I am developing a code to implement the model, along with the relevant physics, in CFD (Computational Fluid Dynamics). The numerical model will be verified with experiments in a settling column. Finally several test cases that might lead to clogging will be tested with the code.

I am working for four months now on my master’s thesis. Currently I am busy with the development of the CFD code, which I hope to finish within one to two months. After that I will verify the results by experiments that a colleague is working on for his doctorate. Eventually I hope to complete my master’s thesis during the summer holiday.

Rudy Helmons

References [1] http://www.multiform.bci.tu-dortmund.de [2] N.C.W.M. Braspenning J.M. van de Mortel - Fronczak, J.E. Rooda.

Modeling, analysis, and implementation of infrastructure for model-based integration and testing, Systems Research Forum, 2007(2), 3-10, (2008).

53

Excursie ASML

Simon Ster 42.4 | april 2011

De ‘Air Pulse’

Zoals elke student werktuigbouwkunde in Eindhoven weet, ontwerpt en produceert ASML waferscanners. Maar wat voor uitdagingen zitten er achter deze chipmachines? De studenten van Simon Stevin, Newton en Leeghwater nemen een kijkje achter de schermen.

Mike Hu Wanneer we bij de bushalte uitstappen, zien we gelijk het terrein van ASML. Mooi, we zijn er. Echter komen we bedrogen uit, want het terrein is enorm. Na tien minuten lopen komen we aan op de locatie, waar we nog zeker een half uur moeten wachten op onze vertraagde Delftse vrienden.

Na een hartelijk ontvangst begint het programma met een aantal lezingen, een rondleiding en een case. Het is de uitdaging voor bedrijven zoals ASML om te blijven voldoen aan de exponentiële stijging van Moore’s Law. Deze schrijft voor dat het aantal chips per vierkante meter elke twee jaar verdubbeld. Chips worden gemaakt door met licht door een soort mal te schijnen, wat een afdruk achterlaat op een silicium schijf. Meerdere van deze schijven worden over elkaar geplaatst om zo een minuscuul driedimensionaal netwerk te creëren. Om kleinere chips te maken, moet de golflengte steeds kleiner worden en moet de wafer steeds sneller en nauwkeuriger bewegen. Echter zorgt een te kleine golflengte ervoor dat deze niet meer door de lucht of zelfs de lenzen komt.

In huidige waferscanners zit er daarom een laagje water tussen de lens en de wafer. In het nieuwste ontwerp, de EUV, Extreme Ultra Violet, is de golflengte zo klein dat er in vacuüm en met spiegels gewerkt moet worden. Dit zorgt ontwerptechnisch voor compleet andere uitdagingen dan bij eerdere generaties.

In de rondleiding krijgen we te zien hoe de waferscanners geassembleerd worden in de cleanrooms. Helaas mogen we de cleanrooms niet betreden. Dit is ondoenbaar gezien we met een groep van zeventig man zijn en de luchtkwaliteit essentieel is voor de fabricage. Voor elke verdieping cleanrooms is één verdieping installaties nodig die de juiste luchtvochtigheid, temperatuur en aantal deeltjes per kubieke meter waarborgt. De markt is erg variabel en dit zorgt ervoor dat er op het ene moment gebouwen leeg staan en het andere moment meerdere gebouwen uit de grond gestampt moeten worden om aan de vraag te voldoen.

Vervolgens wordt onze kennis en creativiteit op de proef gesteld met een case. Een bestaand probleem met waferscanners is dat de wafer bij elke inklemming, die met vacuüm wordt bereikt, net iets anders gedeformeerd wordt. Aan elke groep de uitdaging hier een oplossing voor te vinden zonder dat dit ten koste van de fabricagesnelheid gaat. Er worden veel originele ideeën gepresenteerd. Een oplossing is om de wafer af te rollen of met sprieten, denk aan constructieprincipes, in het horizontale vlak vrij te laten uitdijen. De uiteindelijke winnaar is de ‘Air Pulse’. Deze zuigt de wafer in het midden aan en blaast de buitenste rand omhoog. Dit zorgt voor een snelle inklemming zonder ongewilde deformaties.

De dag wordt afgesloten met een presentatie over een werkdag van een werktuigbouwkundige werknemer en een gezellige borrel.

54

Prijsvraag Ook deze jaargang zal elke Ster een prijsvraag bevatten. De prijs die je kunt winnen is een bierkaart te gebruiken in de Weeghconst.

Wil je kans maken op deze bierkaart? Lever dan je antwoord in de Simonkamer in of e-mail naar redactie@simonstevin. tue.nl. Vermeld hierbij duidelijk je naam. De prijs wordt verloot onder de correcte inzendingen en de winnaar zal bekend worden gemaakt in de volgende uitgave van de Simon Ster.

Prijsvraag Ster 42.4 De nieuwe prijsvraag is weer een wiskundige, maar iets minder eenvoudig. Van een boek zijn een aantal opeenvolgende bladzijdes verdwenen. De som van de paginanummers van het verdwenen gedeelte is 9808. Welke pagina’s zijn het?

Onder de goede inzendingen zal een bierkaart worden verloot.

Prijsvraag Ster 42.3 Het plaatsen van een minder moeilijke puzzel was een succes. Velen hebben het MATLABcommando gevonden dat meteen de oplossing geeft. Onder de goede inzendingen is geloot en de winnaar is Lex van As. Hij kan zijn bierkaart op komen halen in de Simonkamer.

Sterrenhoekjes Harm bij de rondleiding over de universiteit van Aken: Als ik hier zou komen studeren, mis ik dan basiskennis? De rondleidster resoluut: Ja! Yuri tegen Jaap: Wat heb je witte handen! Jaap: Dat komt omdat ik een blanke man ben.

Johan tegen Marco over het pasje voor de deur in de hotelkamer: Gewoon er in en eruit, dat lukte mij vannacht ook nog.

Jesper: Ik ga ervan uit dat dit komt omdat je niet helemaal weet hoe de vork in de keel steekt.

Ewoud op de Japanavond: Wasabi op je vinger en dan uitsmeren in die gleuf.

Jeroen W. bij lasergamen: Wij gaan jullie inmaken! Man van de Laserquest: Je weet wel dat je een kapot pak aan hebt?

Jochem: Is badzout zout dan?

Jeremy tijdens het bottelen van de BBCie: Ruudie is de langzaamste schakel, hij is de bottleneck.

Simon: Denk je dat iemand met Parkinson een mobiel kan bedienen? Jordy: Dan zet je hem op trilfunctie, dat compenseert.

Jeremy tijdens het plakken van de bieretikketten: Wie komt er mee tosti’s maken? Jaap: Ik niet, ik zit onder de plak!

Caroline: Ik heb hoofdpijn gekregen van al dat werken en niks doen tegelijk.

OFAC en de Webcie samen ’s avonds in de Simonkamer. Stefan: Gaan de OFAC en de Webcie samen werken? Sven: Ja, de OFAC gaat alleen met enen en nullen rekenen.

Sanne (beetje verbaasd) op het W-Hoogfeest: Sandra, je hebt kleren aangetrokken?!

Stefan: Ik haal gewoon links en rechts door de war.

Edward: Sanne, wat zie je er normaal uit vandaag.

Jeroen: Je moet er niet van uit gaan dat ik iets weet.

Diana op de Japanavond: Waarom is Nagasaki belangrijk voor Nederland? Rik B: Ja, de Olympische Spelen! Ik weet het zeker!

Rob van Thor: De hoofdstad van Overijssel, dat is toch Flevoland?

Jos bij de verkoop van het honingbier van de BBCie: Hebben ze het duur bierder gemaakt?

Jaap: Ach das toch maar vijf minuten, in die tijd kan jij net één keer naar de wc. Jesper: Vind je het gek, als ik één keer geweest ben, kan ik niet nog een keer.

55

Titel

Simon Ster 42.4 | april 2011

Subtitel

56

Titel

Subtitel