De Ingenieur januari 2018

T EC H N I E K M A A K T J E W E R E L D

DE INGENIEUR nummer 1 | jaargang 130 | januari 2018

Zwaartekrachtlab Limburg Neutrinodetector KM3NeT Square Kilometre Array Neutronenbron ESS Deeltjesversnellers Fusiereactor ITER

Big Science

De mega-experimenten van komende jaren

DE ONLINE PROFESSIONAL DEVELOPMENT TOOL Met trots introduceert KIVI de Online Professional Development (OPD) tool. Met deze tool krijgen KIVI-leden de mogelijkheid om op eenvoudige wijze hun professionele ontwikkeling bij te houden. De OPD-tool biedt een flexibel framework, geschikt voor ingenieurs in alle fasen van hun loopbaan. Je kan de tool op verschillende manieren gebruiken. Hij geeft handvatten of het nu gaat om projectplanning, het plannen van een carrièrestap, om je professionele ontwikkeling vast te leggen of wanneer je aan de slag gaat met je Chartership-kwalificatie.

De mogelijkheid om competenties te benoemen helpt je om gebieden waar je sterk in bent te identificeren, en ook de gebieden die wellicht meer ontwikkeling nodig hebben. De tool geeft inzicht en voorbeelden over hoe je jezelf professioneel verder kunt ontwikkelen. Ook kan je ermee je werk naar anderen toe zichtbaar maken. Je kunt eenvoudig naar eigen smaak diverse rapportages maken, voor jezelf of voor anderen. Tenslotte biedt de OPD-tool een ideale oplossing om alles op één plek te bewaren.

Binnenkort op www.kivi.nl/ opd

Engineer your career • Improve our society Stel doelen

Presenteer je werk

Helpt bij je strategie voor persoonlijke- en bedrijfsdoelstellingen.

Chartership

Een krachtig hulpmiddel om anderen de waarde van je werk en prestaties te tonen.

Hou je vooruitgang bij

Geïntegreerd met het Chartershipproces in alle fasen: IPD, aanvraag en CPD.

Maakt het gemakkelijk om jouw voortgang bij te houden en te evalueren.

De OPD-tool is geschikt voor alle carrièrefasen en -paden

charteredengineer.nl

BELANGRIJKSTE VOORDELEN Professionele planning CV-ontwikkeling Portfolio-ontwikkeling Rapportages voor jezelf, klanten of werkgever Chartershipproces Bijhouden van je continue professionele ontwikkeling

foto ITER

12 WETENSCHAP XL Een radiotelescoop die bestaat uit honderden schotels en meer dan honderdduizend antennes, de grootste kernfusiereactor ooit gebouwd, en een detector voor zwaartekrachtgolven met armen van 10 km: welkom in de wereld van big science, met zijn enorme technische installaties en dito budgetten.

28 OOSTERSE HOTSPOT Zuid-Korea staat te boek als de innovatiefste economie ter ­wereld. Maar om écht baanbrekende technologieën te kunnen ontwikkelen, kijkt het land nu toch naar het Westen.

38 SCHIPHOL OP HOL De focus op de groei van Schiphol is achterhaald, vindt econoom Walter Manshanden. ‘We zeggen nu tegen de wereld: kom maar bij ons met je vliegtuig, want wij heffen geen btw en accijns. Die benadering is niet ­houdbaar.’

48 VIRTUELE PROTOTYPES Met wat voor storingen krijgt een nieuwe machine te maken?

Dat is uit te vogelen met de 3D-simulaties van het Nederlandse bedrijf Unit040.

T EC H N I E K M A A K T J E W E R E L D

DE INGENIEUR nummer 1 | jaargang 130 | januari 2018

Zwaartekrachtlab Limburg Neutrinodetector KM3NeT Square Kilometre Array Neutronenbron ESS Deeltjesversnellers

Lees het laatste technieknieuws op www.deingenieur.nl facebook.com/deingenieur.nl @de_ingenieur DeIngenieur

Fusiereactor ITER

Big Science

De mega-experimenten van komende jaren

42 SLIM WIELTJE Het Amerikaanse WheelTug maakt aan­ komende vliegtuigen op een luchthaven stukken sneller gereed voor vertrek dankzij een elektrisch neuswiel.

Ook in Eureka: een fietsenrek dat onder de grond verdwijnt als het niet wordt ­gebruikt, een afsluitbare doos voor postpakketjes en meer.

Artist’s impression van een deel van de Square Kilometre Array. illustratie SKA bewerking Mieke Roth

EUREKA

jaargang 130 nummer 1 januari 2018

In grote lijnen zien auto’s er al decennialang hetzelfde uit.

De opkomst van technologieën als autonoom rijden biedt ­ont­werpers de mogelijkheid om nieuwe wegen in te slaan.

illustratie Peter Welleman

INHOUD

34 AUTOMOTIEFJES

2 Geknipt 3 Punt 4 Focus 5 Giesen 12 Big Science 27 Möring 28 Zuid-Korea 33 To do 34 Auto-ontwerpen 38 Quote 41 Podium 41 Inbox 42 Eureka 47 Rolf zag een ding 48 Virtuele prototypes 52 Aldus 54 Media 58 Voorwaarts 60 Kopstuk 62 Het nieuwe werken 64 Passie

COLOFON

GEKNIPT

ABONNEMENTEN Leden van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) ontvangen De Ingenieur uit hoofde van hun lidmaatschap.

Abonnement voor niet-leden (inclusief btw): • magazine € 128,50 per jaar • digitaal € 69,- per jaar • losse nummers € 15,- (inclusief verzending) Abonnementen worden tot wederopzegging aangegaan en ten minste voor de vermelde periode. Het abonnement kan na deze periode per maand worden opgezegd. U kunt uw opzegging het beste via onze website doorgeven: www.deingenieur.nl/lezersservice ABONNEESERVICE DE INGENIEUR Ga voor (cadeau)abonnementen, adreswijzigingen en het laten nazenden van niet ontvangen nummers naar het webformulier op de site, te vinden onder het kopje ‘Abonneeservice’. www.deingenieur.nl adres Postbus 30424, 2500 GK Den Haag e-mail abonneeservice@ingenieur.nl tel. 070 39 19 850 (bereikbaar op maandag, ­dinsdag, donderdag en vrijdag van 9 tot 14 uur)

DE INGENIEUR ALS PDF Abonnees die De Ingenieur willen downloaden als pdf-bestand, ­kunnen daarvoor terecht op de website: www.deingenieur.nl/pdf

REDACTIE ir. Frank Biesboer (hoofdredacteur), ir. Jim Heirbaut, drs. Jean-Paul Keulen (eindredacteur), ir. Judith Robbe-Oomen (eindredacteur), Marc Seijlhouwer MSc VORMGEVING Hannie van den Berg Grafische Vormgeving & DTP, Houten

ADVERTENTIES KIVI Barbara Gemen tel. 070 391 9875 e-mail barbara.gemen@kivi.nl Delia Appelman, tel. 070 391 9851 e-mail delia.appelman@kivi.nl

REDACTIEADRES Prinsessegracht 23 2514 AP Den Haag Postbus 30424 2500 GK Den Haag tel. 070 391 9885 e-mail redactie@ingenieur.nl website www.deingenieur.nl

DRUK Bariet Ten Brink, Meppel

De Ingenieur verschijnt 12 maal per jaar. © Copyright 2018 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, via internet of op welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Niet in alle gevallen is na te gaan of er op de illustraties in dit nummer nog copyright rust.

Waar er nog verplichtingen zijn tot het betalen van auteursrecht is de uitgever bereid daar alsnog aan te voldoen.

­

‘Blockchain is nuttig als buzzword, niet als technische term.

Het is even hol als zeggen dat je in de cloud werkt.’

Stefan Thomas, Chief Technology Officer van de Amerikaanse blockchainontwikkelaar Ripple, laat zich kritisch uit over de blockchain-hype (Het Financieele Dagblad).

‘Landen waar techniek meer wordt omarmd, blijken succes­ voller bij het bereiken van duurzaamheids- en innovatiedoelen.’

De Delftse hoogleraar Arno Smets signaleert dat Nederland te weinig ­techniek-minded is en mede daardoor slecht presteert op het gebied van duurzame energie (Fugro Info).

‘Hoeveel robots werken er momenteel als tuinman of onderhoudsmedewerker? Nul. Hoeveel realistische demonstraties zijn er geweest van robots die dit soort werk doen? Nul.’ Rodney Brooks, voormalig directeur van het Computer Science and ­Artificial Intelligence Laboratory van het MIT, zet vraagtekens bij de voorspelling dat 95 procent van de Amerikaanse tuinmannen en onderhouds­ werkers binnen tien tot twintig jaar hun baan aan een robot kwijtraken (MIT Technology Review).

‘Het enthousiasme voor de hyperloop – van een kabinet dat ­verder nauwelijks beleid heeft geformuleerd voor innovaties en de ingrijpende (gevolgen van de) digitalisering van de ­wereld – doet vreemd aan. Niet alleen omdat de techniek nog niet is ­b ewezen, maar vooral omdat in Nederland bijna ­niemand meer dan 50 km van zijn werk woont.’

Silicon Valley-correspondent Klaas Broekhuizen vermoedt dat het ­enthou­siasme van de Nederlandse politiek voor de Hyperloop vooral heeft te maken met het willen binnenhalen van de Europese Teslafabriek (Het Financieele Dagblad).

ISSN 0020-1146

LIDMAATSCHAP KONINKLIJK INSTITUUT VAN INGENIEURS Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) is de beroepsvereniging voor hoger opgeleide technici in Nederland. Iedereen die hoger technisch onderwijs volgt, heeft gevolgd of een sterke affiniteit heeft met techniek, kan lid worden van KIVI. Leden ontvangen vanuit het lidmaatschap technologietijdschrift De Ingenieur. Kijk voor meer lidmaatschapsvoordeel op www.kivi.nl/lidmaatschap.

CONTRIBUTIE 2018 Regulier lidmaatschap: € 137,50 Afgestudeerd in 2017/2018: € 69,Studentlidmaatschap: € 44,Seniorlidmaatschap: € 108,De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland.

Een lidmaatschapsjaar loopt van 1 januari tot en met 31 december.

Bij lidmaatschappen die in de loop van het jaar ingaan, wordt de ­contributie naar rato berekend. Aanmelden voor het lidmaatschap kan via www.kivi.nl/lidworden.

OPZEGGEN LIDMAATSCHAP Het lidmaatschap wordt jaarlijks automatisch verlengd. Beëindiging van het lidmaatschap kan per het einde van het kalenderjaar. Er geldt een opzegtermijn van ten minste één maand; een schriftelijke opzegging per brief of e-mail dient uiterlijk 1 december in ons bezit te zijn. Na ontvangst van de opzegging en eventueel verschuldigde contributie verstuurt de ledenadministratie een bevestiging.

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

‘De weerstand groeit tegen bedrijven die rotzooi in je mond stoppen. Laten we ons ook verzetten tegen techbedrijven die rotzooi in ons hoofd stoppen.’

Franklin Foer, journalist en auteur van het boek Ontzielde wereld, vindt dat burgers in het geweer moeten komen tegen bedrijven als Google en Facebook (de Volkskrant).

‘Deze bedrijven hebben producten gemaakt die zo aantrekkelijk en innovatief zijn dat we er ontzettend veel tijd aan spenderen.

Moeten ze dan producten maken die mínder aantrekkelijk zijn?’

Andrew McAfee, hoogleraar aan het Massachusetts Institute of Technology en auteur van het boek The Second Machine Age, verdedigt Google en Facebook (NRC Handelsblad).

‘Als menselijke controle echt een ethische voorwaarde is bij het inzetten van killer robots, zou hetzelfde moeten gelden voor ­andere machines die kunnen doden, zoals zelfrijdende auto’s.’

Patrick Lin, filosoof aan de California Polytechnic State University, vindt dat we moeten waken voor een dubbele moraal op het gebied van autonoom opererende machines (New Scientist).

Nu robots een eigen, sociale rol krijgen in onze samenleving, moeten ze ook rechten krijgen, meent emeritus hoogleraar Giep Hagoort. Slimme robots handelen immers autonoom. Hij ­voorziet zelfs kiesrecht voor robots.

‘ROBOTSTEM MOET WORDEN GEHOORD’

Prof.mr.dr. Giep Hagoort is emeritus hoogleraar kunst en economie aan de Universiteit Utrecht/Hogeschool voor de Kunsten Utrecht. In 2017 verscheen van zijn hand het essay Geef robots kiesrecht!.

vraagt ook om het precies benoemen wanneer er sprake is van een slimme robot.

Argumenten als ‘robots hebben geen menselijk bewustzijn’ spreken wellicht aan, maar raken hier niet de kern. Ik ga nog een stap verder. Als onze complexe samenleving slimme robots accepteert als zelfstandige, zelfdenkende rechtspersonen, dan dienen deze ook vertegenwoordigd te zijn in onze democratische organen. Het kiesrecht is verleend aan land­ adel, onroerend goedeigenaren en vermogende burgers, daarna grondwettelijk aan alle mannelijke en vrouwelijke personen. Niet vanwege hun ‘bewustzijn’, maar vanwege hun feitelijke sociale aandeel in het functioneren van de samenleving. Het is derhalve anno 2018, zo’n honderd jaar later, gewenst dat de stem van de slimme robot ook via een systeem van vertegenwoordiging in onze democratie wordt gehoord. Het enige alternatief is slimme robots de toegang tot onze samenleving ontzeggen.

illustratie Joost Stokhof

PUNT

We willen dat robots gaan samenwerken met ­mensen, dat ze zelfstandig optreden, hulp kunnen bieden aan ouderen en zo meer. Maar zodra daar de consequentie aan wordt verbonden dat die robots rechten moeten krijgen, schrikken we terug. Psychologen missen een menselijk bewustzijn bij robots.

Filosofen erkennen een dierlijk bewustzijn, maar ­biologen stellen dat robots geen dieren zijn. Het grote publiek lijkt slechts in de ban van de angst voor robots als banenverslinders.

En wat hebben we gemeesmuild om de marketinggrap met Sophia als de eerste chatrobot met staatsburgerschap in Saoedi-Arabië. En dat in zo’n auto­ cratisch en vrouwonvriendelijk land! Nee, robots zijn dingen en hoe slim we ze ook maken, het blijven dingen, die we met een signaal aan- en uitzetten.

Dus hoezo rechten?

Het gaat mij om robots die slim worden genoemd: door toedoen van kunstmatige intelligentie zijn ze zelflerend, waarbij de menselijke origine zich niet meer duidelijk doet gelden. De gewone regels omtrent aansprakelijkheid, te weten ‘oorzaak en gevolg’, zijn niet meer terug te brengen tot de positie van de individuele ontwerper, producent, programmeur, opleider, verkoper, tussenpersoon of gebruiker. De slimme robot handelt autonoom en dan voldoet het bestaande rechtstelsel niet meer.

In de nabije toekomst zal het lachen ons snel vergaan als wordt vastgesteld dat de juridische machine is vastgelopen en niemand meer weet hoe schade is te verhalen. Inmiddels heeft ook het Europees parlement zich uitgesproken voor de invoering van een ‘elektronische rechtspersoonlijkheid’ voor slimme robots om redenen die hierboven zijn genoemd.

Het voorstel is om aansprakelijk­heden van slimme robots te regelen via een ­speciaal verzekeringsfonds, waarop een getroffene een beroep kan doen als die vindt dat een slimme robot schade heeft toegebracht. Zo’n rechtspositie

januarari 2018 | de ingenieur 1 | 3

3D - echo’s met één sensor

Scheepsschroef kan efficiënter

foto Andy Kelly/Unsplash

VW gaat voor e - diesel

Lees het laatste ­technieknieuws op www.deingenieur.nl

FOCUS

DIGITALE COACH IN AANTOCHT Over tien tot vijftien jaar krijgen de meeste leerlingen hulp van een persoonlijke digitale leerassistent. Dat voorspelt de Stichting Toekomstbeeld der Techniek (STT) in een ­r­apport over onderwijstechnologie.

Maar liefst 90 % van de ruim vijftig bestuurders en topmanagers van de overheid, onderwijsinstellingen, technologiebedrijven en maatschappelijke organisaties die STT ondervroeg voor het rapport Lang leve leren! vindt de persoonlijke digitale ­leerassistent een wenselijke en ook heel waarschijnlijke ontwik­keling.

Deze digitale coach geeft op basis van kunstmatige intelligentie feedback op het leerproces en helpt bij het leren. ‘Zulke digitale leerassistenten bestaan al, maar zijn nog app-gebonden’, vertelt projectleider dr. Dhoya Snijders van STT. ‘Zo leer ik Spaans via de app Duolingo. Die heeft een chatbot; een kunstmatig ­intelligent systeempje dat mij helpt leren door interactief vragen te stellen. Over tien tot vijftien jaar is zo’n assistent niet meer gebonden aan één vakgebied en ook niet aan één onderwijsinstelling. Die gaat een leven lang leren faciliteren en be­ geleiden. ‘Je Spaans is wat weggezakt. Zou je niet een extra lesje volgen?’, krijg ik dan bijvoorbeeld te horen als ik een tijd niets met de taal heb gedaan.’

onder redactie van Marc Seijlhouwer MSc redactie@ingenieur.nl m.m.v. ir. Frank Biesboer, ir. Jim Heirbaut, ir. Judith Robbe-Oomen en Judith Stalpers

4 | de ingenieur 1 | januari 2018

Biometrische gegevens De rol van technologie in het onderwijs zal sowieso flink toe­ nemen, denkt de overgrote meerderheid van de ondervraagde bestuurders en managers. ‘Opvallend is dat ze al op korte termijn, binnen tien à vijftien jaar, gigantische transformaties voorzien’, zegt Snijders. ‘Zo zullen big-data-analyses van eerder opgedane kennis worden ingezet om volledig gepersonaliseerde lesprogramma’s op te stellen. En voor 2040 zullen biometrische gegevens als hartslag, zweetproductie en oogbeweging realtime feedback geven op het leerproces. Daarnaast worden

persoonlijke data over het leven van leerlingen, zoals dieet en slaapritme, meegenomen in leeranalyses.’

Verder zal nog voor 2030 het papieren lesmateriaal verdwijnen, wordt programmeren een standaardvak op de basis- en middelbare school, en zullen onderwijsinstellingen serious games inzetten als educatief ­instrument.

Gevolg van deze ontwikkelingen is dat leerlingen meer tijd online in digitale leeromgevingen doorbrengen dan off­ line; volgens 22 % van de ondervraagden gebeurt dat al de komende jaren.

Toch zullen klaslokalen en scholen niet verdwijnen. ‘Fysieke scholen dienen een hoger doel dan enkel het leerproces. Je maakt er vrienden en leert er omgaan met anderen’, aldus een respondent. Wel zal de meerderheid van de fysieke leerruimtes, naar verwachting voor 2040, ­interactieve muren en vloeren krijgen.

Ook komen er meubels vol sensoren, die reageren op de omgeving en feedback geven op de manier van leren.

Leerkrachten hoeven echter niet te ­vrezen voor hun baan; slimme robots ­zullen hun taken niet overnemen. Wel verandert hun rol: straks zijn ze vooral leercoach en niet langer kennisexpert. ­‘Kennis wordt steeds meer algemeen toegankelijk. Een leraar kan helpen het kaf van het koren te scheiden en duiding bieden.’ (JR)

PLUG-IN EVENAART ELEKTRISCHE AUTO

Dat blijkt uit een onderzoek dat het Duitse Fraunhofer-Gesellschaft uitvoerde samen met het Karlsruher Institut für Technologie. De onderzoekers gebruikten ­gegevens van 73 000 Amerikaanse en Duitse plug-in hybriderijders.

De Duitse data waren afkomstig van enthousiastelingen die hun elektrische kilometers bijhouden via een website, de Amerikaanse gegevens kwamen van onderzoeksinstituten uit de VS. Wat bleek? Als de plug-in hybride een elektrisch bereik heeft van 60 km of meer, maakt hij minstens evenveel elektrische kilometers als een auto die volledig op batterijen rijdt. Daarnaast hebben de plug-ins een kleinere batterij nodig, waardoor de CO2-kosten voor de productie van de elektrische opslag lager

Scheutiger met benzine De conclusie van het Duitse onderzoek staat haaks op een rapport van The International Council of Clean Transportation dat in november verscheen. Dat stelde namelijk dat plug-in hybrides juist desastreus zijn voor het milieu. In dit rapport stond bijvoorbeeld dat in Nederland hybride wagens 2,5 maal zoveel brandstof verbruiken als is toegestaan volgens de typegoedkeuring.

Het verschil tussen dat onderzoek en het nieuwe rapport verklaart eerste auteur ir. Patrick Plötz door te wijzen op het verschil in onderzochte gebruikers. ‘De gegevens waar de Council zich op baseerde, zijn voor een groot deel afkomstig van zakelijke gebruikers. Die krijgen vaak een vergoeding voor de brandstof, waardoor ze misschien scheutiger zijn met benzine.’ Plötz weet dat de particuliere hybriderijders er juist vaak een

HENK OVINK ERELID KIVI

foto DY5W-Sport

liggen. Er zijn op dit moment overigens maar weinig plug-in hybrides met een bereik van 60 km of meer.

De Mitsubishi Outlander PHEV is een voorbeeld van een plug-in hybride met een relatief groot elektrisch bereik. Dit soort auto’s maakt evenveel elektrische kilometers als een volledige batterijwagen.

sport van maken om zo zuinig mogelijk te rijden en zoveel mogelijk elektrische kilometers te maken.

Hoewel dat de conclusies van het rapport kleurt, laat het onderzoek volgens Plötz in ieder geval zien dat het negatieve imago van hybrides niet per se terecht is.

‘Ze kunnen zich meten met volledig elektrische auto’s. Daar focust nu iedereen op, maar als je hybride een goed bereik heeft, kan dat voor het milieu net zo voordelig uitpakken.’ (MS)

GIESEN illustratie Matthias Giesen

Plug-in hybride auto’s, die via een stekker hun batterij opladen, blijken in veel gevallen milieutechnisch net zo goed te presteren als volledig elektrische auto’s doordat ze relatief weinig benzinekilometers maken.

Ir. Henk Ovink is benoemd tot erelid van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs. Ovink, die wiskunde, landschapsarchitectuur en bouwkunde studeerde, was onder meer Directeur Nationale Ruimtelijke Ordening. Hij kreeg vooral bekendheid toen hij vijf jaar geleden na de verwoestende uitwerking van orkaan Sandy op New York en omgeving werd gedetacheerd als adviseur van de Hurricane ­Sandy Rebuilding Task Force van de regering-Obama. Indertijd verwoordde hij in De ­Ingenieur de essentie van de door hem bepleitte werkwijze: ‘Waterbescherming niet als een geïsoleerd project aanpakken, maar daar uitdrukkelijk andere ­onderwerpen als stedelijke ontwikkeling, natuur­ bescherming en toerisme aan koppelen. En de plannen maken in samenspraak met de stakeholders in het betrokken gebied.’

In 2015 werd hij door de regering benoemd tot de eerste Nederlandse Watergezant. Zijn voornaamste taak is internationaal op te treden als boegbeeld van de Nederlandse watertechnologie. In die functie kreeg hij toegang tot podia als de Verenigde Naties en de Asian Infrastructure Investment Bank. (FB) januari 2018 | de ingenieur 1 | 5

FOCUS

Forse groei investeringen nieuwe automobiliteit De autowereld ondergaat ingrijpende veranderingen, met onder andere de opkomst van elektrische aandrijving, autonoom rijden, communicatie met andere weggebruikers, slimme verkeersadviezen en de deelauto. Al die veranderingen zijn gebaseerd op een verzameling van nieuwe technologieën, die zijn te groeperen in een tiental clusters. Aan de hand van data-analyses van investeerders, van de technische portfolio’s van bedrijven en van start-ups creëerde het advies- en consultancybureau McKinsey een soort landkaart van die opkomende automobiliteit.

Technologieclusters

Investeringen

In deze technologieclusters zijn bedrijven actief:

Investering in miljarden euro’s, per cluster in 2010-2013 en 2014-2017

Back end/cybersecurity Gebruikersinterface

Sensoren/halfgeleiders Autonome oplossingen

Telematica Gebaar- en stemherkenning Parkeer- en reisoptimalisatie

Elektrificatie/energie-opslag Autoverhuur/vlootbeheer Autodelen

2010-2013

2014-2017

0,0

0,1

0,1

0,1

0,0

0,2

0,3

0,3

0,3

1,4

0,3

1,6

1,6

1,3

0,6

3,0

0,1

5,4

0,3

8,2

De meer dan duizend bedrijven waarin sinds 2010 is geïnvesteerd, verdeeld over de technologieclusters (grootte van de cirkel is een maat voor het investeringsbedrag).

Het totale investeringsbedrag:

AUTONOMIE

CONNECTIVITEIT

SLIMME MOBILITEIT

2010-2013: 3,6

2014-2017: 21,5

ELECTRIFICATIE

Top tien landen die investeerders trekken Aantal nieuwe automobiliteitsbedrijven Investering sinds 2010 in miljarden euro’s

Canada VS

Duitsland 59

46 0,5

0,9

China

Israël 36 14,9

60 20,7

Zuid-Korea 500

47,3

VAE

illustratie Ymke Pas

1 0,5

6 | de ingenieur 1 | januari 2018

India 25 1,6

Singapore

11 3,3

24 0,5

Japan 22 0,8

FOCUS

VW ZET IN OP DUURZAME DIESEL Volkswagen kiest voor vervanging van fossiele brandstoffen, zonder zijn verbrandingsmotoren en met name zijn in opspraak geraakte dieselmotoren in de ban te doen. tekst Judith Stalpers

Dat valt op te maken uit het opmerkelijke pleidooi van VW-CEO Matthias Müller om subsidies op de huidige diesel af te bouwen en de betrokkenheid van VW-dochter A ­ udi bij de productie van synthetische diesel met duurzame elektriciteit in de power-to-liquid-fabriek die het Duitse bedrijf Ineratec dit jaar in gebruik neemt. De geplande installatie draait op stroom uit een waterkracht­ centrale in Laufenburg en gebruikt CO2 uit de lucht en water om de synthetische diesel te genereren.

De eenheid heeft een jaaropbrengst van 400 000 liter. Bij verbruik in een auto komt evenveel CO2 in de atmosfeer als bij de productie wordt geabsorbeerd. Het gaat dus om een CO2-neutrale cyclus.

Een ander belangrijk voordeel is dat de brand­stof veel schoner is dan de op fossiele olie gebaseerde diesel: bij verbranding ontstaat geen fijnstof noch nitraatof zwaveluitstoot.

De fabriek heeft de afmeting van een scheepscontainer en is modulair opgebouwd. Hij bestaat uit een ingekochte

CO2-adsorptie-eenheid en compacte c­ hemische proceseenheden van Ineratec.

Dat zijn een elektrolyser voor de productie van waterstof en een zogeheten ­Reverse Water Gas Shift-reactor die de CO2 omzet in CO. De waterstof en de CO worden vervolgens in een andere reactor omgevormd tot lange koolwaterstof­ ketens: de synthetische diesel.

Merkwaardige opmerking Een van de partners in het project is het groene energiebedrijf Energiedienst dat de waterkrachtcentrale beheert en een veertigtal locaties voor uitbouw op het oog heeft. De andere partner is Volks­ wagen-dochter Audi, die de zogeheten ‘e-diesel’ aan zijn klanten doorverkoopt.

Die betrokkenheid van Audi, en daarmee moederbedrijf Volkswagen, is bijzonder.

Volgens de woordvoerder van Audi wacht het bedrijf de resultaten in Laufenburg af voordat het zich verder wil ­binden aan projecten die Ineratec en Energiedienst gaan opzetten. Maar ondertussen is Audi ook op andere ­locaties betrokken bij duurzame power­­-to-X-projecten, allemaal in de pilotfase. Het heeft een e-dieselinstallatie in Dresden­-Reick, overigens met een andere technologie dan die in Laufenburg, een e-­benzine­fabriek in Leuna en een e-gas­-installatie in Werlte. In de VS is Audi partner in een e-diesel- en e-benzineproject dat gebruikmaakt van fotosynthese.

E-diesel productie 1. Hernieuwbare elektriciteit Hernieuwbare elektriciteit afkomstig van waterkracht.

2. Elektrolyse Elektrolyse splitst water in waterstof en zuurstof.

De zuurstof verdwijnt in de lucht.

Bij enkele van die projecten zijn opschalingen aangekondigd.

De betrokkenheid van Audi bij power­­to-X­-projecten verklaart de in Duitsland als uiterst merkwaardig beoordeelde opmerking van VW-CEO Müller. Voor de Kerst zei hij in een interview in het tijdschrift Handelsblatt: ‘Subsidie op diesel kan worden ­afgebouwd.’ Hij ziet liever dat dit geld wordt gebruikt voor de alternatieve sys­temen die in ontwikkeling zijn. De Duitse media noemden Müller daarom ‘hypocriet’; een ‘diesel-judas’ die miljoenen Duitse dieselrijders niet alleen een smerige auto had verkocht, maar ze nu ook nog eens met dure brandstof wil opzadelen, zo viel te lezen.

Een mogelijke verklaring voor Müllers uitlatingen is dat de brandstofstrategie van Audi/Volkswagen is gericht op vervanging van fossiele brandstoffen zonder dat de autofabrikant zijn verbrandingsmotoren in de ban hoeft te doen. Synthetische diesel is nu nog duur, maar onder andere elektronica­concern Bosch verwacht dat de literprijs binnen afzienbare tijd tussen de 1,00 en 1,40 euro komt te liggen, zo meldde een rapport van dit najaar. ­Verdwijnen de bestaande Duitse belastingvoordelen voor conventionele diesel ten opzichte van benzine, dan kan e-diesel de concurrentieslag winnen. En kan de autobouwer voortgaan met zijn verbrandingsmotoren.

Chemische synthese In de eerste stap worden waterstof en CO2 omgezet in synthesegas (H2 en CO).

Het Fischer-Tropsch-proces maakt er vervolgens e-diesel van.

O2 Past in bestaande infrastructuur De e-diesel past in de bestaande infrastructuur en motortechnologie, en is vrijwel CO2-neutraal.

CO2

CO2 van biomassa of uit de lucht.

e-diesel 3. Omzetting Een tweestapsproces zet CO2 en waterstof om in koolwaterstofketens.

januari 2018 | de ingenieur 1 | 7

FOCUS

BOREN MET MONDRIAAN Het lijkt haast abstracte kunst, maar u kijkt toch echt naar de kop van een ­tunnelboor. Dit gevaarte gaat vanaf ­januari in Den Haag aan de slag voor de aanleg van de Victory Boogie Woogie­ tunnel, die onder de Vliet, Voorburg en een stukje van de wijk Binckhorst door gaat.

De boor zal een tunnel van 1640 m gaan boren die onderdeel wordt van de Rotterdamsebaan, een nieuwe weg die de bereikbaarheid van de stad moet ver­ beteren. De uiteindelijke tunnel krijgt twee tunnelbuizen met een diameter van 10 m, met in elke buis twee rij­ stroken.

‘Het boren moet altijd beheerst verlopen, zeker als de tunnel onder woningen doorloopt’, vertelt ir. Paul Janssen, ­projectdirecteur van de Rotterdamsebaan. ‘Gelukkig hebben we veel ervaring met dit soort projecten, onder andere dankzij de Noord/Zuidlijn in Amsterdam.

Die ervaring helpt om dit soort operaties veilig uit te voeren.’ Ook de boring van de Haagse Hubertustunnel, uitgevoerd door het­zelfde team dat nu de Victory Boogie Woogietunnel maakt, had veel weg van dit project.

‘We houden het maaiveld boven de tunnel goed in de gaten’, vertelt Janssen verder. ‘Langs het hele tracé loopt een netwerk van sensoren die precies bijhouden wat er aan het oppervlak ­gebeurt ­tijdens de werkzaamheden.’

De felle kleuren op de boorkop zijn overigens niet toevallig gekozen. Niet alleen is de tunnel vernoemd naar Piet Mon­ driaans onvoltooide schilderij Victory Boogie Woogie, dat in het Haagse Gemeente­museum hangt, ook denkt men erover na hoe bij de tunnel een kunstzinnige verwijzing kan komen naar het wereldberoemde abstracte werk.

tekst Marc Seijlhouwer MSc foto Jurriaan Brobbel

8 | de ingenieur 1 | januari 2018

FOCUS

januari 2018 | de ingenieur 1 | 9

FOCUS

De vier technische universiteiten van Nederland, verenigd in de 4TU.Federatie, hebben 19 miljoen euro vrijgemaakt voor nieuwe, duurzame onderzoeksprogramma’s. Die moeten de samenwerking tussen de instellingen bevorderen en jonge talenten kans bieden op een vaste aanstelling.

Het gaat om de drie traditionele TU’s (Delft, Eind­ hoven, Twente) en Wageningen University & ­Research, dat zich in 2016 aansloot. Een eerste voorwaarde voor honorering van onderzoeksgeld is dat binnen het programma wordt samengewerkt met minstens drie van de vier instellingen. ‘Natuurlijk weten onderzoekers van deze universiteiten elkaar vaak al te vinden, maar met dit initiatief willen we voor jonge talentvolle wetenschappers vaste tenure-track-posities creëren’, vertelt ir. IJsbrand Haagsma, secretaris van de 4TU.Federatie. Daarmee lijken deze nieuwe subsidies wat op de Veni- en ­Vidi-beurzen van NWO, maar dan met meer nadruk op ­samenwerking tussen de TU’s.

Het nieuwe programma, getiteld High tech for a ­sustainable future, bevat onderwerpen als ­robotica, materialen, sensoren, en energie-omzetting en

-­ opslag. Hiermee sluit de 4TU.Federatie aan bij het topsectorenbeleid van de overheid en bij de duurzaamheidsdoelen van de VN. Nieuwe contacten Over de periode 2018-2021 komt in totaal 19 miljoen euro beschikbaar. Daarvan komt 14 miljoen euro uit het budget dat de universiteiten op centraal niveau hebben gereserveerd voor samenwerking in 4TU-­ verband. De overige 5 miljoen euro moet komen van de faculteiten waarvan voorstellen worden ­gehonoreerd.

Naar verwachting zullen vijf of zes onderzoeksvoorstellen worden beloond, waarvoor dus per jaar tussen de 0,5 en de 1 miljoen euro beschikbaar is. Dat geld mogen de deelnemers besteden aan salarissen voor onderzoekers, labfaciliteiten en materiaalkosten.

In november kwamen al 150 belangstellende onderzoekers bij elkaar om te brainstormen over mogelijke onderwerpen. ‘Je zag daar dat sommigen elkaar al kenden, maar ook dat er nieuwe, nuttige contacten ontstonden’, zegt Haagsma. De tijdens de brainstorm ontstane ideeën worden momenteel verder

foto Alfen

4TU-GELD VOOR JONG TALENT

Energieopslag is een van de onder­werpen waarover onder­zoekers voorstellen bij de ­ 4TU.Federatie kun­nen indienen.

3D-ECHO’S GEMAAKT MET ÉÉN SENSOR

foto Pieter Kruizinga

Bestaande echoapparaten die 3Dbeelden maken zijn duur, mede doordat ze duizenden sensoren aan boord hebben. Met een slimme truc laten Nederlandse onderzoekers een goedkoop echoapparaat met maar één sensor toch redelijke 3D-beelden maken.

10 | de ingenieur 1 | januari 2018

Bij de experimenten gebruikten de onderzoekers van het Erasmus MC in Rotterdam en de TU Delft een enkele sensor, die tegelijk fungeert als zender. Die verstuurt korte pulsen ultrageluid met een frequentie van 5 MHz. Vóór deze sensor staat een kunststof plaatje dat vol zit met putjes van 1 mm groot en verschillende

Dit kunststof plaatje, dat vol zit met putjes van verschillende dieptes, zorgt ervoor dat een 2D-echokop 3D-beelden kan maken.

dieptes. Deze putjes zorgen ervoor dat de uitgezonden geluidsgolven allemaal door plastic van een andere dikte gaan. Hierdoor loopt elke geluidsgolf net een andere vertraging op. Op de terugweg, na weerkaatsing tegen het af te beelden voorwerp, gebeurt hetzelfde. De locatie van alle putjes is precies bekend, dus een krachtige computer kan uitrekenen waar de geluidsgolven vandaan kwamen en wat de vorm is van het af te beelden ­object. Doordat de informatie over het beeld in de tijd uit elkaar wordt getrokken, heb je aan één enkele sensor ­genoeg. De ruimtelijke data komen nu ­immers ná elkaar binnen. Bij de conventionele, dure manier van 3D-beeldvorming is een rooster nodig van duizenden sensoren die het beeld punt voor punt scannen.

Om een goed beeld te vormen, moesten de onderzoekers nog wel een extra trucje uithalen. ‘Eén meting is niet genoeg’, zegt dr. Pieter Kruizinga van het Erasmus MC. ‘Daarom draaien we het ribbelplastic een paar graden tussen twee pulsen. Zo gaat er

FOCUS

STILLERE SCHEEPSSCHROEF

uitgewerkt. Voorstellen kunnen nog tot half februari worden ingediend. Kort daarna maken de rectoren van de vier ­instellingen samen de selectie. (JH)

Endoscoop ‘In deze demonstratie wilden we zo ver mogelijk gaan door slechts één enkele sensor te gebruiken, maar de crux is dat je toe kunt met minder sensoren in de echokop.’ Met die kennis wordt het mogelijk om een echokop in te bouwen in een endoscoop; een lange, smalle slang waarmee artsen in het lichaam kijken.

Voorlopig focussen de onderzoekers ­echter op 3D. Kruizinga en collega’s passen de gebruikte truc voor het eerst toe voor echo­ grafie, maar de techniek werd al eerder ­gebruikt in bijzondere camera’s die met één pixel op de beeldsensor toch prima beelden maken. Ook die maken gebruik van het uitzenden van golven, lichtgolven in dit geval, door een willekeurig rooster van gaatjes, waarna uit de terugkerende golven het beeld wordt ­berekend. (JH)

foto TU Delft

steeds een ander geluidsveld uit en haal je meer infor­matie binnen.’

Voor het eerst zijn metingen ge­ daan aan de vervorming van de bladen van een werkende scheepsschroef van composietmateriaal.

Deze schroeven beloven een efficiëntere aandrijving en zorgen dat een schip minder goed te detec­ teren is door de vijand.

Het lastigste van de metingen was om scherpe foto’s te schieten van een schroef die met honderden ­toeren per minuut draait. ‘Hiervoor hadden we heel korte sluitertijden nodig en die konden we alleen realiseren door extra kunstlicht te gebruiken’, aldus Maljaars.

Promovendus ir. Pieter Maljaars van de TU Delft richtte samen met collega’s van MARIN enkele camera’s op een schroef die een duikondersteuningsvaartuig van de Marine aandrijft. De schroef die Maljaars en collega’s bekeken, heeft een diameter van 1 m en bestaat uit vier bladen gemaakt uit met vezels versterkte hars.

Het eerste wat opvalt, is het spikkel­ patroon op het witte materiaal.

Dat is geen versiering, maar speelt een centrale rol binnen het nieuwe meetsysteem. De camera’s brengen namelijk eerst de schroef in onbelaste toestand in beeld. Wanneer ze vervolgens beelden maken van de schroef die het schip aandrijft, zijn de spikkels een beetje verschoven en daaruit is de doorbuiging van het blad te berekenen. De exacte getallen zijn nog niet vrijgegeven, maar het gaat om een doorbuiging van enkele centimeters.

Defensiedoeleinden De Delftse onderzoekers, die voor dit NWO-TTW-project ook samenwerkten met de Koninklijke Marine en de bedrijven Solico en Wärtsilä, gaan de metingen gebruiken om hun rekenmodellen te valideren. De grote belofte is dat een schroef van composietmateriaal dankzij de (verder) doorbuigende bladen een schip efficiënter aandrijft dan een conventionele scheepsschroef, gemaakt van metaallegeringen met staal of brons.

Ook is composiet stiller; harde geluiden zijn niet goed voor zeedieren in de omgeving van een schip.

Bijkomende voordelen van composietmateriaal zijn dat het niet roest, minder weegt en nauwelijks het magnetisch en elektrisch veld verstoort. Die laatste eigenschap is interessant voor defensiedoeleinden, in scenario’s waarbij een onder­ watervaartuig beter onopgemerkt kan blijven. (JH)

Onderzoekers namen deze scheepsschroef van composiet­ materiaal onder de loep. De kleurverdeling is een maat voor de doorbuiging van de schroef bij belasting.

januari 2018 | de ingenieur 1 | 11

BIG SCIENCE

DE GROTE WETENSCHAPSPROJECTEN VAN DE KOMENDE JAREN

Big science, big business Of ze nu de geheimen van het heelal proberen te doorgronden of energie willen opwekken met kernfusie: wetenschappers hebben nogal eens de behoefte aan complexe technische installaties die vaak meer dan een miljard euro kosten. Wat staat er zoal op stapel?

foto Kim Steele/ICRAR

En wat draagt Nederland daaraan bij? tekst drs. Jean-Paul Keulen

12 | de ingenieur 1 | januari 2018

BIG SCIENCE

14

Einstein Telescope: zwaartekrachtgolven meten met armen van 10 km ... in Limburg?

16

European Spallation Source: de sterkste neutronenbron komt in Zweden

18

KM3NeT: een kubieke kilometer aan neutrinodetectoren

20

ITER: bouw van 830 m3 grote kernfusiereactor is halverwege

22

Square Kilometre Array: meer dan honderdduizend antennes meten radiostraling

24

De volgende versneller: wat komt er na de Large Hadron Collider?

De Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) is een voorloper van de Square Kilometre Array, een radiotelescoop die zal bestaan uit meer dan honderdduizend antennes en honderden schotels. januari 2018 | de ingenieur 1 | 13

BIG SCIENCE

Einstein in Limburg Het kleine Nederland lijkt niet erg voor de hand te liggen als locatie voor een big-science­project. Toch zou het zomaar kunnen dat over een jaar of vijftien de grootste detector ter wereld voor zwaartekrachtgolven, de Einstein Telescope, te vinden is onder het glooiende landschap van onze meest zuidelijke provincie.

D

onderdag 11 februari 2016 was een grote dag voor de natuur- en de sterrenkunde.

Toen werd bekend dat het Amerikaanse experiment LIGO een zwaartekrachtgolf had waargenomen: een trilling in de ruimtetijd, veroorzaakt door twee zwarte gaten die op 1,5 miljard lichtjaar afstand waren samengesmolten. En het bleef niet bij één detectie; op het moment van schrijven staat de teller op zes. Daarmee hebben astronomen een volledig nieuw middel tot hun beschikking om het heelal te bestuderen. Over een jaar of vijftien moet de Einstein Telescope (ET) hen in staat stellen om dat middel nog veel beter te benutten dan nu het geval is.

Om daarvoor te zorgen, wordt ET nog een maatje groter dan de huidige zwaartekrachtgolfdetec-

tors. Waar de twee LIGO-detectors en hun Europese tegenhanger Virgo armen hebben van respectievelijk 4 en 3 km, krijgen die van ET een lengte van maar liefst 10 km. De reden: hoe langer de armen zijn, hoe gevoeliger de telescoop is voor zwaartekrachtgolven. Daardoor zal ET golven kunnen waarnemen van minder zware en verder weg gelegen objecten dan de huidige generatie detectors.

Bovendien krijgt ET volgens de huidige plannen de vorm van een driehoek, waar LIGO en Virgo een L-vorm hebben. Door die driehoekvorm kan ET zwaartekrachtgolven uit alle richtingen waarnemen en in zijn eentje bepalen waar ze vandaan komen. Verder komt ET onder de grond te liggen om de hoeveelheid seismische ruis te verminderen en krijgt elk hoekpunt van de driehoek niet één, maar twee detectors: een bij kamertemperatuur voor zwaartekrachtgolven met hoge frequenties, en een bij -263 °C voor de lage frequenties. En het zou zomaar kunnen dat straks op zijn hoogst een paar uur in de trein genoeg is om deze

foto Christopher Berry/CC BY-SA 4.0

JAPAN EN INDIA OOK OP ZOEK De Einstein Telescope (ET) hoeven we pas op zijn vroegst ­begin jaren dertig te verwachten. Vóór die tijd voegen zich nog minstens twee andere detectors bij de internationale jacht op zwaartekrachtgolven.

Ten eerste is in de voormalige zink- en loodmijnen onder de Japanse berg Ikeno de Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA) al jaren in aanbouw. Deze detector is met armen van 3 km kleiner dan de Amerikaanse LIGO-detectors en even groot als de Europese Virgo-detector. Grote verschil – naast de ondergrondse locatie – is dat waar LIGO en Virgo werken bij kamertemperatuur, sommige onderdelen van KAGRA straks worden gekoeld tot -253 °C (20 K) om minder last te hebben van warmtetrillingen. Eind dit jaar moet KAGRA van start gaan; eerder is er al een test gedaan bij kamertemperatuur.

Ten tweede zet India stappen richting LIGO-India. Een wat saaie, maar wel toepasselijke naam, want het betreft hier min of meer een kopie van de LIGO-detectors, grotendeels gebouwd met onderdelen uit de VS. Als alles goed gaat, ­begint LIGO-India rond 2022 met zijn werk.

De Japanse zwaartekracht­golfdetector KAGRA in aanbouw.

14 | de ingenieur 1 | januari 2018

BIG SCIENCE

illustratie Marco Kraan/Nikhef

Impressie van de Einstein Telescope, een geplande detector voor zwaartekrachtgolven die mogelijk in de Limburgse bodem wordt gebouwd.

ambitieuze installatie te bezoeken. Ons eigen Limburg is namelijk een van de mogelijke locaties.

Wat maakt Limburg zo geschikt voor de Einstein Telescope? Sowieso is een groot deel van de provincie met het oog op toerisme uitgeroepen tot stiltegebied. Daardoor is er weinig zware industrie te vinden, waardoor er ook weinig trillingen zijn. Bovendien is uit proefboringen gebleken dat de Limburgse bodem een gunstige opbouw heeft: harde rots met daarboven zachtere lagen grond die trillingen afkomstig van het oppervlak dempen. Een groot voordeel, want een zwaartekrachtgolfdetector is extreem gevoelig voor dat soort trillingen. Wel staat er nog een proefboring tot een diepte van 300 m op de rol, vertelt prof.dr.

Frank Linde, programmaleider van het Nederlandse zwaartekrachtgolfonderzoek. ‘Dat is lastiger dan we dachten en het geld daarvoor heeft het nationale instituut voor subatomaire fysica Nikhef niet een, twee, drie beschikbaar. Maar ik verwacht dat we eind 2018 weten of de Limburgse bodem echt voldoet aan alle ­criteria.’

Finetunen Intussen haalt Nederland de banden aan met Duitsland en België, waarmee nauwe samenwerking nodig is om ET straks in de grensregio Zuid-Limburg te kunnen bouwen. Eind deze maand vindt er bovendien een evenement van twee dagen plaats voor beleidsmakers, wetenschappers en de industrie. Het zal overigens nog wel even duren voordat die laatste sector echt aanhaakt, zegt Linde. ‘Daarvoor moet toch eerst de financiering goed op orde zijn.’

Een belangrijke deadline voor het plan om de Einstein Telescope naar Limburg te halen, is 2019. Dan wil het Europese ET-consortium zijn bouwplan indienen bij het European Strategy Forum on Research Infrastructure (ESFRI), en in dat plan moet het de mogelijke locaties

Naam: Einstein Telescope (ET) Prijs: 1 miljard euro Locatie: mogelijk Limburg (andere opties zijn Hongarije en Italië) Start in: 2032-2034?

Deelnemers: Nederland, België en Duitsland, in samenwerking met andere Europese landen Nederlandse bijdrage: ontwerp, financiën, hardware en data-analyse

voor de detector vermelden. Vervolgens beslist ESFRI in 2020 of het voorstel van het ET Consortium wordt aangenomen. Zo ja, dan kiest de organisatie naar verwachting in 2021 een locatie. De bouw van de tunnels gaat rond 2025 van start, schat Linde, waarna de eerste ET-metingen tussen 2032 en 2034 zullen plaatsvinden. ‘Al zal de detector het dan niet gelijk perfect doen; daarvoor moeten we wel een paar jaar finetunen.’

En hoe groot is de kans dat de keuze op Limburgse valt? ‘Als de bodem aan alle criteria voldoet, minstens 50 %’, denkt Linde. Daarbij is het nog wel de vraag of het echt een driehoekige detector wordt. Een andere, goedkopere optie is een L-vorm, net als LIGO en Virgo. Dat zou een grote teleurstelling zijn voor de ambitieuze wetenschappers achter het huidige plan, maar ach, de L van Limburg heeft ook wel wat. januari 2018 | de ingenieur 1 | 15

foto Roger Eriksson/ESS

BIG SCIENCE

Monsterdoorlichter In Zweden komt een neutronenbron die het neusje van de zalm moet worden op het gebied van materiaalonderzoek. Heel wat Europese landen dragen een steentje bij, maar Nederland houdt de boot af. Blijft dat zo? Of haken we op het laatste moment toch nog aan?

H

emelsbreed op zo’n 650 km afstand van Nederland, bij het Zweedse Lund, wordt hard gebouwd aan een project waar we hier nauwelijks iets over horen: de European Spallation Source (ESS).

Ergens vreemd, want deze machine is met een budget van tegen de 2 miljard euro bepaald geen niemendalletje. Bovendien is ESS straks niet louter bedoeld voor fundamenteel onderzoek waarvoor met name theoretici warmlopen. Tal van praktijkgerichte vakgebieden kunnen profiteren van wat de krachtigste neutronenbron voor materiaalonderzoek ter wereld moet worden.

Nederland hoort echter niet tot de founding members van ESS: de landen die er tijdens de bouw geld, materieel en mankracht in investeren en straks op de eerste rang zitten om het apparaat te

16 | de ingenieur 1 | januari 2018

gebruiken. Dat kán nog veranderen – maar dat moet dan wel snel gebeuren, want in april verstrijkt de uiterste deadline.

Wiel met blokjes ESS verricht zijn materiaalonderzoek door neutronen op allerlei monsters af te sturen, zodat daarvan de structuur en de dynamica in kaart zijn te brengen. Het kan gaan om van alles en nog wat: van cosmetica tot computerchips, en van schoonmaakmiddelen tot supergeleiders.

Ook biologische samples zijn een optie. Met neutronen is bijvoorbeeld de structuur van DNA verder uit te pluizen en zijn eiwitten in drie dimensies te modelleren. En ESS zal dankzij nieuwe technologie en een grotere hoeveelheid neutronen per seconde tot honderd keer beter presteren dan de huidige koplopers in Japan en de VS. De eerste component van het apparaat is een lineaire deeltjesversneller van 500 m lang, waarin 155 trilholtes zijn opgenomen. Protonen die door deze buis schieten, krijgen in elke trilholte een perfect getimed zetje van een elektrisch veld, zodat ze uiteindelijk met bijna de licht-

BIG SCIENCE

Naam: European Spallation Source (ESS) Doel: materialen onderzoeken met neutronen Prijs: 1,8 miljard euro Locatie: Lund, Zweden Start in: 2023 Deelnemers: Denemarken, Duitsland, Estland, Frankrijk, Hongarije, Italië, Noorwegen, Polen, Tsjechië, Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland Nederlandse bijdrage: hardware

menten installeren; in 2023 moeten er twaalf klaarstaan voor gebruik.

Uiteindelijk is er ruimte voor circa 35 stuks.

Bij de Zweedse stad Lund wordt hard gebouwd aan de European Spallation Source (ESS), een neutronenbron voor materiaalonderzoek.

snelheid reizen. ‘Dat versnellen is superspecialistisch werk’, zegt ir. Toon Verhoeven, de Nederlandse Industrial Liaison Officer van het project.

‘Er zijn in de hele wereld maar een paar locaties waar genoeg expertise is om dat voor elkaar te krijgen.’

In totaal nemen twaalf Europese landen deel aan ESS, maar Nederland is er daar dus niet een van; wij zijn slechts een observer state. Hoe zit dat precies? ‘Nederland is bij alle voorgaande stappen betrokken geweest, maar nu er een serieuze financiële bijdrage moet komen, stokt het. ESS is weliswaar opgenomen in de Nationale Roadmap Grootschalige Wetenschappelijke Infrastructuur die wetenschaps­ financier NWO vorig jaar vaststelde, maar het lijkt erop dat het project te groot is om daar goed in te passen.’

Graantje meepikken Toch overweegt Nederland nog steeds om lid te worden. Lukt dat op de valreep, dan kan ons land een technische bijdrage aan het project claimen. ‘Dan moet je bedenken wat het beste past bij de Nederlandse industrie en de financiering regelen.’ Nadeel van ons getwijfel is dat de interessantste klussen inmiddels zijn vergeven.

Het is de vraag in hoeverre wij straks kunnen profiteren van ESS

De versnelde protonen slaan vervolgens in op een doelwit van wolfraam om neutronen vrij te maken – of liever gezegd: op een van de vele doelwitten. ESS werkt namelijk met een wiel van 5 ton waarop 36 segmenten zijn bevestigd die gevuld zijn met duizenden blokjes wolfraam.

Doordat dit wiel draait, treft elk groepje protonen een ander blokje. ‘Als je steeds hetzelfde blokje zou treffen, wordt dat veel te heet.’ Desondanks is er extra koeling nodig; daarom bevat elk blok kanaaltjes waar helium doorheen gaat. Ook dat is een technisch kunststukje, zegt Verhoeven.

‘Wolfraam is heel lastig te bewerken. En het koelen ervan is een uitdaging op zich.’

Ook als Nederland zich niet bij ESS voegt, valt er nog wel een graantje mee te pikken, stelt Verhoeven. ‘Er zijn wat opdrachten voor onder­ delen waar alle bedrijven naar kunnen meedingen, onafhankelijk van de deelname van hun land.’ Het gaat dan bijvoorbeeld om het leveren van transfer­leidingen, vacuümkleppen en andere componenten die supergeleiding bij een temperatuur van -269 °C mogelijk maken. ‘We hebben in Nederland een aantal bedrijven dat daar goed in is, zoals Demaco en Cryoworld. Die zijn daar nu al volop bij betrokken.’

Bij de botsingen tussen de protonen en het wolfraam worden kleine stukjes wolfraam losgeslagen (iets wat in het Engels spallation heet, vandaar de naam van het project). Daarbij komen de neutronen vrij waar het allemaal om gaat. Die gaan vervolgens via zogenoemde beamlines naar de verschillende experimenten, waar onderzoekers ze gebruiken om allerlei materialen door te lichten. In 2019 zullen ze de eerste van die experi-

Het is de vraag in hoeverre Nederland straks als niet-deelnemend land kan profiteren van de mogelijkheden die ESS biedt. ‘Het is niet helemaal duidelijk hoe dat gaat lopen. Aan de ene kant wil ESS de beste onderzoeksvoorstellen honoreren, ongeacht het land van herkomst.

Aan de andere kant zijn de deelnemende landen toch enorm in het voordeel als ze een voorstel indienen.’ Oftewel: het is zeker mogelijk dat er straks ook Nederlandse samples met Zweedse neutronen worden gebombardeerd – maar dan moeten er wel heel goede ideeën op tafel komen. januari 2018 | de ingenieur 1 | 17

BIG SCIENCE

Net voor neutrino’s In de Middellandse Zee is het eerste beginnetje gebouwd van een kubieke kilometers ­grote detector voor neutrino’s. Glazen bollen gevuld met instrumenten gaan over vijf jaar deze deeltjes vastleggen. En daar komt meer dan één Nederlandse innovatie aan te pas.

H

et is een paradox die wel vaker de kop opsteekt binnen de deeltjesfysica: als je iets heel kleins wil vinden, zul je iets heel groots moeten bouwen. Dat geldt zeker voor neutrino’s. Deze extreem lichte deeltjes trekken zich zó weinig aan van andere materie dat ze vrijwel ongehinderd overal doorheen schieten.

Wil je ze toch waarnemen, dan moet je een enorm volume van bijvoorbeeld water of ijs in de gaten houden. Want alleen dan kun je er zeker van zijn dat je af en toe een van de schaarse botsingen tussen een neutrino en een atoomkern waarneemt.

De Cubic Kilometre Neutrino Telescope ofwel KM3NeT, de nieuwste toevoeging aan het arsenaal van neutrinodetectoren, is dan ook bepaald geen kleine installatie. Als deze detector in de Middellandse Zee straks af is, bestrijkt hij een paar kubieke kilometers aan water. Vanaf de zeebodem steken lijnen met lengtes van enkele honderden meters omhoog, elk voorzien van achttien glazen bollen die tekenen van neutrinobotsingen in het omringende water moeten registeren. En hoewel de installatie zelf bij de Franse, Siciliaanse en Griekse kust wordt gebouwd, is de technische inbreng uit Nederland enorm.

Maar eerst de vraag: waarom willen we überhaupt neutrino’s waarnemen? De voornaamste

Naam: Cubic Kilometre Neutrino Telescope (KM3NeT) Doel: lichtflitsen veroorzaakt door neutrino’s waarnemen Prijs: 125 miljoen euro Locatie: in de Middellandse Zee bij de Franse, de Italiaanse en later de Griekse kust Start in: 2023 Deelnemers: instituten in Cyprus, Duitsland, Frankrijk, Georgië, Griekenland, Ierland, Italië, Marokko, Nederland, Polen, Roemenië, Rusland, Spanje, Verenigd Koninkrijk en Zuid-Afrika Nederlandse bijdrage: ontwerp, financiën, hardware en data-analyse

18 | de ingenieur 1 | januari 2018

reden is om een heel scala aan verschijnselen in het heelal te kunnen bestuderen. ‘De zon, de sterren en allerlei astronomische verschijnselen geven ­neutrino’s af’, vertelt prof.dr. Maarten de Jong van het Nationaal Instituut voor Subatomaire Fysica Nikhef. ‘En doordat neutrino’s zo weinig interactie hebben met andere materie, kun je dankzij deze deeltjes in het hart van zo’n object kijken in plaats van alleen maar naar de ­buitenkant.’

Een groot deel van KM3NeT zal dan ook gericht zijn op neutrino’s met hoge energieën uit het heelal. Een ander deel richt zich echter op neutrino’s met een veel lagere energie die afkomstig zijn uit onze eigen atmosfeer. Niet om daarmee die atmosfeer te bestuderen, maar om meer te weten te komen over de neutrino’s zelf. Daar is namelijk nog maar weinig over bekend, zegt De Jong. ‘Wat hun massa is, weten we bijvoorbeeld niet. Ook is het mogelijk dat neutrino’s zich anders ge­­

De kabels zijn gevuld met olie om tegendruk te bieden aan het water dragen dan hun antideeltjes, de antineutrino’s. Is dat inderdaad het geval, dan zou dat kunnen verklaren waarom ons heelal vooral uit materie en niet uit antimaterie bestaat.’ Dit terwijl je zou verwachten dat er na de oerknal van beide evenveel is ontstaan.

Nu is het niet zo dat KM3NeT direct neutrino’s gaat waarnemen. Dat gaat via een omweg: als een neutrino op een atoomkern botst, ontstaan er nieuwe deeltjes. Als die deeltjes vervolgens met grote snelheid door het water schieten, zenden die zogenoemde tsjerenkovstraling uit. Die straling wordt opgepikt door de glazen bollen. Of, beter gezegd: door de fotobuizen in de bollen, die de opgevangen fotonen omzetten in een elektrisch signaal.

Aluminium bal Daarmee zijn we aangekomen bij de eerste grote Nederlandse ontwerpbijdrage aan KM3NeT: de manier waarop de bollen zijn gevuld.

‘Voorheen was het gebruikelijk om in zo’n bol één zo groot mogelijke fotobuis te plaatsen’, zegt De Jong. ‘Daardoor hield je echter veel lege ruimte over. Toen kwam het idee op om de bollen te vullen met zo veel mogelijk kleine fotobuizen. Grote voordeel daarvan is dat je per bol een

foto KM3NeT

BIG SCIENCE

drie keer zo groot lichtgevoelig oppervlak hebt, dus heb je ­minder bollen nodig. Bovendien hebben we na lang onderhandelen de prijs van de kleine fotobuizen flink omlaag gekregen. Dat maakt deze aanpak een stuk goedkoper.’

Ook de bekabeling van de bollen is een Nederlandse vinding. De fotobuizen en de andere instrumenten in de bollen hebben stroom nodig; daarnaast moeten ze hun data kunnen versturen en commando’s kunnen ontvangen. Daarom lopen er langs de lijnen stroom- en glas­ vezelkabels, die vertakken naar elke bol. ‘Dat klinkt misschien eenvoudig, maar als zo’n kabel op enkele kilometers diepte moet functioneren, moet hij aan heel wat specificaties voldoen.’ De oplossing bleek de slang waar de glasvezel- en stroomkabels doorheen lopen, te vullen met olie die tegendruk biedt aan het zeewater. Deze kabels worden nu in het Brabantse Raamsdonksveer geproduceerd, door het bedrijf MCAP. Tot slot bedacht het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) het systeem om de lijnen, samen met de ‘olieslangen’ en de detectors, in het water te brengen. Die worden als een kluwen wol gewikkeld om een aluminium bal met een diameter van 3 m. ‘Door dat

Medewerkers van het Nederlandse onderzoeksinstituut NIOZ laten een aluminium bol in de Middellandse Zee zakken waar een lijn met neutrinodetectors omheen is gewikkeld.

relatief kleine formaat is zo’n bal veilig overboord te zetten’, zegt De Jong. ‘Vervolgens is hij met een nauwkeurigheid van 1 m op de zeebodem te plaatsen. Dan wordt de lijn op afstand uitgerold, waarna hij door zijn eigen drijfvermogen recht overeind gaat staan.’

Vooralsnog is er pas één lijn met neutrinodetectors op die manier uitgezet, maar als het aan De Jong ligt, gaat dat snel veranderen. ‘Alles voldoet aan de specificaties of overtreft die zelfs, dus we hebben er het volste vertrouwen in dat we verder kunnen bouwen. Tien lijnen aan het eind van 2018 moet te doen zijn.’ Daarna zal het tempo overigens wel flink omhoog moeten, want in 2023 hoort KM3NeT van start te gaan met maar liefst 345 lijnen. januari 2018 | de ingenieur 1 | 19

BIG SCIENCE

Een donut van 800 kuub Meer dan dertig jaar geleden zetten de VS en Rusland de eerste stap richting kernfusiereactor ITER. Inmiddels is de helft van de bouw voltooid. Eind 2025 moeten de eerste reacties plaatsvinden. ‘Als er niet te veel gekke dingen ­gebeuren, gaat het lukken.’

H

et wordt wel de meest complexe technische krachttoer genoemd die de mens tot nu toe heeft ondernomen: ITER. Deze proefreactor, die verrijst bij het Zuid-Franse Cadarache, moet met kernfusie gedurende twintig minuten tien keer zoveel energie gaan opwekken als nodig is om de fusiereacties op gang te brengen. Dat gaat gebeuren in de grootste tokamak die ooit is gebouwd: een donutvormige ruimte met een inhoud van 830 m3.

Frustrerend begin Wel is ITER een project van de lange adem. Al in 1985 smeedden de Amerikaanse president Ronald Reagan en Sovjetleider Michail Gorbatsjov de eerste plannen, terwijl het minimaal tot december 2025 duurt voordat de eerste fusiereacties plaatsvinden in de reactor. En Science Engineering Officer dr. Akko Maas, die adviseert op wetenschappelijk en technisch gebied, zal alles doen wat binnen zijn mogelijkheden ligt om ervoor te zorgen dat die deadline wordt gehaald.

Eén mijlpaal kon de ITER-organisatie al claimen: begin december was de bouw halverwege.

20 | de ingenieur 1 | januari 2018

Gevraagd naar de moeilijkste momenten tijdens de eerste helft van de bouw kan Maas niet direct iets groots noemen. ‘Wel bleek op een ge­­ geven moment dat het systeem voor de koelvloeistof niet goed zou werken; daar moesten we dus iets beters voor verzinnen. Ook hadden we bedacht dat we het vacuümvat op een bepaalde manier in elkaar wilden zetten, totdat de fabrikant zei: ‘Maar zo kun je die lassen helemaal niet maken.’ Dan moet je om tafel gaan zitten om te bedenken hoe het wel kan. Maar er is nooit iets geweest waarvan we geen idee hadden wat we ermee aan moesten.’

‘Als een onderdeel van 400 ton 2 mm te groot is, pak je niet even de schaafmachine’ Wel was het frustrerend om te merken hoe langzaam de bouw op gang kwam. ‘In 2005 viel de beslissing dat ITER in Cadarache zou komen. Dan denk je in eerste instantie: oké, dan beginnen we volgend jaar met bouwen. Uiteindelijk konden we pas in 2010 van start gaan. Dat was ook wel nodig, want aan heel wat ontwerpen moest nog het nodige gebeuren. Bovendien moesten we de site eerst helemaal vlak maken.’

foto ITER

BIG SCIENCE

Naam: ITER Doel: netto energie opwekken met kernfusiereacties Prijs: 18 miljard euro Locatie: Caderache, Frankrijk Start in: 2025 Deelnemers: China, EU, India, Japan, Rusland, VS en Zuid-Korea Nederlandse bijdrage: ontwerp, financiën, hardware en data-analyse

Op de ring waar deze man nu op zit, komt straks de tokamak van ITER te staan: een donutvormige ruimte gevuld met een plasma waarin kernfusiereacties plaats­ vinden.

Een lastig punt bij ITER is verder dat de deel­ nemende landen redelijk wat vrijheid hebben bij het ontwerpen en produceren van de reactorcomponenten. Dat gaat bijvoorbeeld heel anders bij CERN, het Europese deeltjesinstituut dat onder meer deeltjesversneller LHC bedrijft, ­vertelt Maas. ‘CERN krijgt geld van de lidstaten en beheert zelf het grootste deel van de contracten. Bij ITER zijn de lidstaten verantwoordelijk voor hun eigen contracten en tja, die hebben soms toch andere ideeën over hoe je dingen moet doen dan wij. Dat maakt het niet altijd even makkelijk.’

Mandarijn Tegelijkertijd heeft die manier van werken ook wel een voordeel, vindt Maas. ‘Als wij een be­­paalde oplossing voor een probleem voor ogen hebben, betekent dat niet automatisch dat het ook de beste oplossing is. Doordat de lidstaten veel vrijheid hebben, kijken er meer mensen met een verschillende blik naar hetzelfde probleem. En dat kan goede ideeën opleveren.’

De iconische momenten van de bouw liggen nog in het verschiet. Zo wordt het hart van de reactor, de tokamak, de komende jaren in elkaar gezet. Die bestaat uit negen segmenten, geproduceerd in Europa en Zuid-Korea, die als de partjes van een mandarijn tegen elkaar worden geschoven. ‘Probleem is alleen dat die ‘partjes’ 400 ton wegen en zo’n 15 m hoog zijn, en dat we ze met een precisie van millimeters in elkaar moeten zetten. Daarna moeten ze naar hun plek – óók weer met een precisie van millimeters. Als er daarbij ­eentje 2 mm te groot blijkt, pak je niet even de schaafmachine.’

Achter de oren krabben Toch verwacht de Science Engineering Officer ook hier geen onoverkomelijke problemen. ‘Wel blijft het een first-of-its-kind-­ installatie. Er ­zullen dus geheid dingen gebeuren waarmee we geen rekening hebben gehouden. Dan moeten we ons even achter de oren krabben en ­verder gaan.’

En lukt het dan inderdaad om eind 2025 een plasma in de tokamak te brengen om daar vervolgens reacties in te laten plaatsvinden?

‘Dat is een hele uitdaging, maar als er niet te veel gekke dingen gebeuren, moet het kunnen. Om dat voor elkaar te krijgen, werk ik er zelf ook ’s avonds en in het weekend aan, met een houding van ‘aan mij zal het niet liggen’. En zo staat meer dan 99 % van het team hier er ook in.’

januari 2018 | de ingenieur 1 | 21

foto ASTRON

BIG SCIENCE

Uitgestrekte telescoop Bijna tweehonderd schotels en meer dan honderdduizend antennes moeten van SKA de grootste radiotelescoop ter wereld maken. Qua antennes heeft Nederland de nodige knowhow op zak. Maar een enorme telescoop bouwen in een afgelegen gebied brengt wel zo zijn eigen uitdagingen met zich mee.

B

ij het woord ‘telescoop’ zullen de meesten een ouderwetse sterrenkijker voor zich zien, bij het woord ‘radiotele­scoop’ een enorme schotel. De grootste telescoop ter wereld zal echter aan geen van beide omschrijvingen voldoen. De Square Kilometre Array (SKA) is namelijk niet één constructie, maar een enorme hoeveelheid antennes en schotels verspreid over West-Australië en ZuidAfrika. Samen vormen die een radiotelescoop met een verzameloppervlak van om en nabij een vierkante kilometer.

Met zo’n enorme telescoop kunnen astronomen radiogolven waarnemen die miljarden jaren ge­­ leden werden uitgezonden. Daardoor kunnen we bijvoorbeeld meer te weten komen over de periode zo’n honderd miljoen jaar na de oerknal, toen de eerste sterren, sterrenstelsels en zwarte gaten ontstonden. Ook hopen onderzoekers met SKA zwaartekrachtgolven te meten door precisie­metingen te doen aan snel rondtollende neutronen­sterren.

Hoewel SKA zich letterlijk aan de andere kant van de wereld bevindt, speelt Nederland een

22 | de ingenieur 1 | januari 2018

grote rol bij de totstandkoming van dit megaproject. Dat is ook niet zo vreemd, want met radiotelescoop LOFAR hebben we hét grote voorbeeld voor het Australische deel van SKA in handen. Het Nederlandse instituut voor radioastronomie ASTRON leidt dan ook het consortium dat ervoor moet zorgen dat er in Australië straks meer dan 130 000 antennes zullen staan.

Testveldje LOFAR, voluit de Low-Frequency Array, bestaat uit veel minder radioantennes dan SKA: zo’n twintigduizend stuks. Ongeveer de helft daarvan bevindt zich in Drenthe, de andere helft is verdeeld over andere locaties in Nederland, Duitsland, Frankrijk, Zweden, Groot-Brittannië en Ierland. Via een netwerk zijn deze antennes verbonden met een supercomputer, waardoor ze samen feitelijk één enorme telescoop ­vormen voor radiostraling met lage frequenties.

‘Het principe en de structuur van SKA-Low, het Australische deel van SKA, zijn hetzelfde als die van LOFAR’, zegt Pieter Benthem BEng, ­projectleider bij ASTRON. ‘Er komt een kern van antennes met een hoge dichtheid en een aantal uitwaaierende spiraalarmen met antennes.’ Hij is net terug uit de Australische outback, waar enkele weken eerder een ­eerste demonstrator van SKA is voltooid. Dit station met 256 antennes is bedoeld om de technologie te testen en proefmetingen te doen.

De afgelegen locatie van dit ‘testveldje’, en dus straks van SKA-Low, heeft aan de ene kant een groot voordeel: er is weinig menselijke

BIG SCIENCE

Naam: Square Kilometre Array (SKA) Doel: astronomische waarnemingen door middel van radiostraling Prijs: 674 miljoen euro voor de eerste fase (2018-2024) Locatie: Australië en Zuid-Afrika Start in: 2020 Deelnemers: Australië, Canada, China, India, Italië, Nederland, Nieuw-Zeeland, Verenigd Koninkrijk, Zuid-Afrika en Zweden Nederlandse bijdrage: ontwerp, financiën, hardware en data-analyse

Een eerste prototype van een antennestation van radiotelescoop SKA.

Leidende rol Een ander aandachtspunt vormen de grote hoeveelheden data die SKA gaat produceren: zo’n 250 petabyte (250 miljoen gigabyte) per jaar. De gegevens komen binnen in de vorm van een ­analoog signaal, dat ter plekke digitaal wordt

gemaakt. ‘Dat levert ruwe data op, waar je als wetenschapper nog maar weinig mee kunt’, zegt Benthem. Daarom worden de gedigitaliseerde gegevens verdeeld over allerlei Science Data Centres, die de data aanbieden op zo’n manier dat astronomen ermee aan de slag kunnen. Nederland speelt internationaal een leidende rol in de ontwikkeling van deze datacenters en heeft ook zijn zinnen gezet op zo’n centrum, dat ergens in het noorden van het land zou moeten komen.

SKA-Mid, het gedeelte van SKA dat in Zuid-Afrika komt, richt zich op hogere radiofrequenties en maakt daarom gebruik van geheel andere technologie: bijna tweehonderd schotelantennes. ‘Die schoteltechnologie, daar zitten we maar beperkt in’, vertelt Benthem. ‘Maar de computers die het signaal van deze schotels moeten verwerken, zijn wel mede door ons ontworpen.’ Kortom, als klein, dichtbevolkt landje ­dragen we behoorlijk wat bij aan zo’n enorm uitgestrekt project.

illustratie L. Calçada/ESO

radiostraling die de metingen kan verstoren. Aan de andere kant zijn er ook de nodige uitdagingen.

‘Waar vroeger niets was, komen nu ­duizenden antennestations, waar allemaal glasvezelkabels naartoe moeten. Ook is er stroom nodig, die van ver moet komen. En voordat we die telescopen überhaupt kunnen bouwen, moeten we eerst wegen aanleggen.’

GROOT, GROTER, GROOTST Hoe groter de spiegel van een telescoop, hoe meer licht die opvangt en hoe kleiner de details die ermee zijn te zien. Probleem is alleen dat het met de huidige techniek niet mogelijk is om spiegels te bouwen met een diameter groter dan 8,4 m. Toch wordt er gewerkt aan maar liefst drie telescopen die daar flink overheen gaan: de Giant Magellan Telescope (GMT) van 24,5 m, de Thirty Meter ­Telescope (TMT) van 30 m en de European Extremely Large Telescope (E-ELT) van 39 m, overigens de enige van de drie waar Nederland bij is betrokken.

Bij de TMT en de E-ELT is het probleem van het maximale spiegelformaat opgelost door de grootste spiegels op te bouwen uit honderden zeshoekige segmenten. De GMT doet het anders: daar bestaat de hoofdspiegel uit zeven ronde spiegels van het maximale formaat van 8,4 m.

De reuzentelescopen worden alle drie op grote hoogte gebouwd. De E-ELT en de GMT komen in Chili, respectievelijk op de berg Cerro Armazones (ruim 3000 m hoog) en bij het Las Campanas Observatory in de Atacamawoestijn (2500 m).

De beoogde locatie van de TMT is de Hawaiiaanse berg Mauna Kea (ruim 4000 m). Wel kwam daar de lokale bevolking tegen in opstand, omdat deze berg binnen de H ­ awaiiaanse religie als heilig wordt gezien. Afgelopen najaar werd echter bekend dat The Hawaii Board of Land and Natural Resources de bouw alsnog had goedgekeurd.

De European Extremely Large Telescope (E-ELT) is met een spiegel van 39 m de grootste van de drie megatelescopen waar momenteel aan wordt gewerkt.

januari 2018 | de ingenieur 1 | 23

BIG SCIENCE

De volgende versneller Verschillende deeltjesversnellers liggen op de tekentafel, stuk voor stuk met een miljarden­ budget. Het is nog de vraag voor welke van deze megamachines straks daadwerkelijk geld wordt vrijgemaakt. ‘We moeten keuzes maken.’

H

ét big-science-project van de afgelopen jaren was zonder enige twijfel de Large Hadron Collider (LHC), de cirkelvormige deeltjesversneller van CERN bij Genève. En voorlopig gaat deze megamachine met een omtrek van 27 km niet met pensioen.

Integendeel, in 2026 krijgt hij een grote upgrade, waarna hij als de High Luminosity LHC nog tot 2036 deeltjes op elkaar zal laten botsen.

Toch denken wetenschappers verspreid over de wereld al hard na over de volgende stap. We mogen namelijk ook van de opgewaardeerde LHC niet verwachten dat hij alle openstaande vragen uit de deeltjesfysica gaat beantwoorden.

Op een gegeven moment moet een nog krachtigere of verfijndere machine het stokje over­ nemen. Maar wat voor machine wordt dat?

En waar komt hij?

Die volgende machine is niet noodzakelijk een versneller die ­opereert volgens hetzelfde principe als de LHC. CERN’s kolos laat ­protonen op elkaar botsen: de deeltjes die samen met de neutronen de bouwstenen vormen van alle atoomkernen. Daar is nuttig ­onderzoek mee te doen, zo bewees de ontdekking van het higgs­ deeltje wel. Maar protonen laten botsen is ook ‘rommelig’. Een proton is als het ware een zakje gevuld met andere deeltjes. Wanneer twee van die zakjes tegen elkaar aan worden gegooid, is niet te ­voorspellen hoe zo’n botsing precies ­verloopt en wat voor energie erbij vrijkomt.

Schone botsingen Een alternatief is om elektronen te laten botsen op hun antideeltjes, de positronen. Dat zijn namelijk beide elementaire, niet verder op te splitsen deeltjes en die leveren een ‘schone’ botsing op: de twee deeltjes ver­nietigen elkaar volledig, waarbij hun massa’s in energie worden om­­gezet. Daardoor is bij een elektronen-positronen-versneller precies te bepalen welke energie er beschikbaar komt bij een botsing – en daarmee welke deeltjes er ontstaan.

illustratie ILC

De International Linear Collider is een rechte deeltjesversneller die elektronen laat botsen op hun antideeltjes.

Japan is het beoogde gastland.

24 | de ingenieur 1 | januari 2018

Naam: International Lineair ­Collider (ILC) Doel: fundamenteel onderzoek door elektronen op anti-elektronen te laten botsen Prijs: 5 miljard euro Locatie: Kitakamihoogvlakte, ­Japan Start in: nog niet bekend Deelnemers: CERN-lidstaten, ­Japan, Rusland, VS en meer Nederlandse bijdrage: nog niet bekend

foto Maximilien Brice/CERN

BIG SCIENCE

Een blik in de tunnel van de Large Hadron Collider (LHC), momenteel de grootste deeltjesversneller ter wereld.

Een optie voor zo’n versneller is de International Linear Collider (ILC).

Zoals de naam al zegt, is dit een lineaire versneller, met een rechte in plaats van een cirkelvormige tunnel. Aanvankelijk moest die tunnel een lengte krijgen van 33,5 km en zouden de botsingen een maximale energie hebben van 500 GeV (giga-elektronvolt, de gangbare eenheid binnen de deeltjesfysica). Afgelopen november besloot het Inter­ national Committee for Future Accelerators (ICFA) echter om zich te scharen achter een bescheidener plan: de versneller moet in een tunnel van ‘slechts’ 20 km komen en energieën halen tot 250 GeV.

Supergeleidende onderdelen Die stap terug heeft vooral financiële redenen, zegt deeltjesfysicus prof.dr. Jorgen D’Hondt, voorzitter van de Europese afdeling van het ICFA. ‘Een versneller van 500 GeV kost zo’n 8 miljard euro, een ­versneller van 250 GeV 5 miljard.’ Dit besparingsvoorstel is afkomstig van Japan. Niet zo vreemd, want daar zou de ILC volgens de huidige plannen moeten komen – en doorgaans draait het gastland op voor 50 tot 60 % van de kosten.

Uiteraard maakt het halveren van de maximale energie wel uit voor het onderzoek dat met de machine is te doen. Met 250 GeV is het higgsdeeltje goed in bulk te produceren, maar dat geldt niet voor een ander elementair deeltje, de in 1995 ontdekte topquark. Nauwgezet onderzoek daarnaar zal dus moeten wachten totdat de ILC langer en krachtiger wordt gemaakt, waardoor hij alsnog 500 GeV haalt. Die upgrade zou zo’n tien jaar na de start van de 250 GeV-ILC kunnen plaatsvinden, aldus D’Hondt.

Naam: Circular Electron-Positron Collider (CEPC) Doel: fundamenteel onderzoek door elektronen op anti-elektronen te laten botsen (later protonen op protonen) Prijs: nog niet bekend Locatie: Qinhuangdao, China Start in: 2028?

Deelnemers: China en andere landen Nederlandse bijdrage: nog niet bekend

Als grootste technische uitdaging noemt D’Hondt de supergeleidende onderdelen die nodig zijn om de deeltjes te versnellen. ‘Eén zo’n element kun je wel bouwen in een onderzoekslab. Maar als je er tweeduizend van nodig hebt, moet de industrie die kunnen leveren. Gelukkig is onlangs gebleken dat dit kan: voor de nieuwe versneller XFEL van het Duitse nationale instituut voor hoge­energiefysica DESY zijn zo’n honderd versnellermodules gebouwd die vergelijkbaar zijn met wat er voor de ILC nodig is.’

Grote cheque Ondertussen heeft China zo zijn eigen plannen.

Dat land wil een cirkelvormige versneller bouwen met een omtrek van 55 km bij Qinhuangdao, waar ook het beginpunt is te vinden van een januari 2018 | de ingenieur 1 | 25

BIG SCIENCE

illustratie Rey Hori/KEK

Ontwerp voor de detector om deeltjesbotsingen in de International Linear Collider mee te bestuderen.

Naam: Future Circular Collider (FCC) Doel: fundamenteel onderzoek door elektronen op anti-elektronen te laten botsen (later protonen op protonen) Prijs: nog niet bekend Locatie: Genève, Zwitserland Start in: nog niet bekend Deelnemers: onder meer de CERN-lidstaten Nederlandse bijdrage: nog niet bekend

gemeenschap daarin meegaat, zegt D’Hondt. ‘De Chinezen moeten ook laten zien dat ze wetenschappers en ingenieurs kunnen samenbrengen en dat ze een goed internationaal samenwerkingsverband kunnen opzetten. Alleen een grote cheque is niet genoeg.’

Minder happig andere megaconstructie, de Chinese Muur. In zijn eerste vorm, wanneer hij elektronen en positronen op elkaar laat botsen met energieën tot 250 GeV, heet deze versneller de Circular Electron-Positron Collider (CEPC). Zo’n vijftien jaar later wordt in dezelfde tunnel dan de Super proton-proton Collider (SppC) gebouwd, die net als de LHC protonen en andere zware deeltjes op elkaar laat botsen. Dat levert dus weer van die ‘rommelige’ botsingen op, maar daarmee is wel een veel hogere energie te bereiken. In het geval van de SppC maar liefst 100 TeV, meer dan zeven keer de maximale energie van de LHC (en zo’n vierhonderd keer de energie van de ILC).

CERN droomt van een versneller met een omtrek tot 100 km Voordeel van een cirkelvormige versneller is dat de deeltjes er continu in kunnen blijven rondgaan. Nadeel is dat lichte, geladen deeltjes, zoals elektronen en positronen, behoorlijk wat straling uitzenden als ze de bocht om gaan, wat in een cirkelvormige versneller als deze continu het geval is. Daardoor ver­liezen ze energie, en dus snelheid.

Onoverkomelijk is dat probleem waarschijnlijk niet, zeker niet als China er vol voor gaat. Het land heeft al bewezen daartoe in staat te zijn. Zo voltooide het onlangs de grootste radiotelescoop ter wereld, de FAST, met een diameter van 500 m, en lanceerde het kort daarna een satelliet bestemd voor quantummechanische experimenten. Daar staat tegenover dat de Chinese overheid in 2016 geen geld vrijmaakte voor het versnellerplan. Het is dus onduidelijk hoe ver de ambities van het land écht gaan op dit vlak.

Ook als China er uiteindelijk voor kiest om miljarden in het CEPC/ SppC-project te steken, is overigens niet gezegd dat de internationale 26 | de ingenieur 1 | januari 2018

Verder droomt CERN van wat nu nog de Future Circular Collider (FCC) heet. Deze machine lijkt op de Chinese: een cirkelvormige versneller die eerst elektronen op positronen laat botsen, en in een later stadium protonen op protonen. Verschil is dat de FCC nog een maatje groter is; de plannen spreken van een omtrek tussen 80 en 100 km.

‘De komende twintig jaar zal die machine nog niet operationeel zijn’, zegt D’Hondt. ‘Daarvoor is eerst nog innovatie nodig, met name op het gebied van de magneten. Die moeten een veldsterkte van minstens 16 T kunnen opwekken.

Dat kan dankzij supergeleidende materialen, maar daar zijn wel zeer specifieke grondstoffen voor nodig. De grote vraag is of er genoeg van die grondstoffen beschikbaar zijn voor een ­magneetsysteem in een tunnel van 100 km.’

En dit zijn nog niet eens alle ontwerpen die circuleren in de versnellergemeenschap. Welke er ooit daadwerkelijk worden gebouwd, is niet te zeggen. Het enige wat zeker is, is dat ze er niet allemaal zullen komen. ‘We moeten keuzes maken’, zegt D’Hondt. ‘We hebben wereldwijd noch de financiële middelen noch het personeel voor al deze versnellers.’

Op de korte termijn is dan vooral van belang: wat doen Japan en China? Mocht een van beide groot investeren, dan verschuift het zwaartepunt van de deeltjesfysica een flink eind naar het oosten.

Maar beide landen lijken wat minder happig dan eerst. Het zou dus ook goed kunnen dat de volgende grote deeltjesversneller straks weer gewoon bij Genève staat. |

VERDWENEN EENVOUD

T

MÖRING

oen een jonge begrafenisondernemer mij een paar jaar geleden vertelde over begrafenissen met multimedia en PowerPoint, verzuchtte ik inwendig: ‘Ook dat nog.’ Qua rituelen van leven en dood ben ik van de soberheid. Toen een paar jaar later een oom ten grave werd gedragen en de ruwhouten kist versierd bleek met graffiti en handafdrukken, had mijn mond dus ook niet zuiniger kunnen staan. Maar afgelopen week zette een begrafenisfilmpje me toch aan het denken.

We waren bijeengekomen in een twaalfde-eeuws dorpskerkje. Het was een ijskoude winterdag, mist hing tussen de bomen en boven de velden, het ‘daar zou hij van genoten hebben’ was niet van de lucht. Nou weet ik dat niet zo zeker, van dat genieten. De man was dood, overleden op de rijpe leeftijd van 91, en de constatering dat hij het allemaal ook mooi zou hebben gevonden, leek me speculatief en overbodig.

De muziek en de toespraken werden gelardeerd met beeld en geluid. Net toen ik berustte in het besef dat de wereld blijkbaar onherstelbaar is afgegleden naar het format van een televisie­ programma, werd een filmpje vertoond waarin de overledene een van zijn laatste visites als veearts aflegde. Het was in een winterse stal, hij had net een plastic werkschort aangetrokken en zeepte nu zijn armen in. Wie het platteland kent, weet wat er dan gaat gebeuren. Terwijl hij met de boer kletste, stak hij zijn arm in de koe. De hele kerk keek ademloos naar het scherm. Toen zagen we hem fronsen, hij trok zijn arm terug en haalde een fles whiskey tevoorschijn. Zelden zoveel gelach gehoord in een kerk, maar dat kan ook komen doordat ik daar alleen bij begrafenissen kom.

Marcel Möring is schrijver, bekend van romans als In Babylon (1997), Dis (2006), Louteringsberg (2011) en Eden (2017).

boeren die zij bedienden er een van liefde en ­respect voor het dier en het boerenbedrijf.

Is dit nou nostalgie? Misschien wel, maar er is ook iets van oprecht gemis. De techniek is beter geworden en de resultaten zijn dat misschien ook, maar er is een soort directheid en simpelheid verdwenen.

Ik herinner me nog dat de huisarts bij ons thuis kwam. Tegenwoordig moet je je met een slagaderlijke bloeding naar de huisartsenpost slepen. ‘Knijpt u de wond maar goed dicht.’

Een wijkverpleegster was er vroeger. Nu is er een overwerkte verzorgster die een schema volgt dat tot op de seconde is ingedeeld. Wat blijft liggen, is voor mantelzorgers die baan, gezin en een ziek familielid in balans proberen te houden. Ja, er zijn vormen van compensatie. Ik hoorde dat je van de gemeente Assen waardebonnen krijgt van honderd euro als je voldoende uren aan mantelzorg hebt besteed.

In te wisselen bij lokale winkels. Het is vast goed bedoeld, maar wie iemand verzorgt, is al gauw een paar honderd euro kwijt aan reiskosten en dan hebben we het nog niet over zzp’ers die inkomen ver-

Vroeger was niet alles beter, maar het menselijke komt ­tegenwoordig wel makkelijk in het gedrang

‘Dat kun je tegenwoordig niet meer doen’, zei ik tegen mijn buurvrouw, die jarenlang de assistente was geweest van de veearts. Ze schudde spijtig haar hoofd. Nee, die tijd was voorbij. ‘Er zijn nu zoveel regeltjes’, zuchtte ze. We knikten en zwegen een tijdje.

liezen door niet-gemaakte uren. Dat hele idee van mantelzorg is een economische maatregel die ons wordt verkocht als iets dat familieleden en buren nu eenmaal voor elkaar horen te doen. Ik dacht dat we daarvoor juist de verzorgingsstaat hadden bedacht, want zelf hadden we de tijd en de kennis niet meer, omdat we per slot van rekening de economie draaiende moesten houden.

Het was zelfs ondenkbaar dat er nog veeartsen zouden zijn als onze dierbare overledene. Hij kwam in veel opzichten nog het dichtst bij de James Herriot die ik ken uit de boeken en de BBC-serie. Ondanks het gebrek aan sentimentaliteit en de bonkigheid was het bestaan van dat soort veerartsen en de

Ik wil niet zeggen dat het vroeger beter was. Maar tussen de voortgeschreden techniek en toegenomen complexiteit van de samenleving die daarbij hoort, komt het menselijke makkelijk in het gedrang. Dan zijn we alleen nog maar bezig om al die ingewikkeld­heid in de hand te houden. januari 2018 | de ingenieur 1 | 27

foto Christian Jongeneel

Digital Media City, een complex dat met zijn futuristische architectuur weergeeft hoe Zuid-Korea zichzelf graag ziet.

KOREA ALS WESTERS BRUGGENHOOFD IN AZIË

Van micro-innovator tot game-changer Zuid-Korea is de afgelopen dertig jaar in een onvoorstelbaar tempo uitgegroeid tot een industriële grootmacht. Dat is goeddeels het werk van megabedrijven als Samsung, Hyundai en LG die, voortbouwend op andermans ideeën, net iets slimmere en goedkopere auto’s, beeldschermen en mobieltjes produceren.

Om écht innovatief te worden, kijkt het land nu naar Europa en de VS. tekst dr.ir. Christian Jongeneel

D

e rokers staan op straat buiten de hippe koffietenten van Digital Media City, een complex van enkele tientallen futuristische gebouwen aan de rand van de Zuid-Koreaanse hoofdstad Seoul. Een van die gebouwen is het Korea Virtual Reality-Augmented Reality Complex, dat bestaat uit twee torens van twintig verdiepingen: eentje voor onderzoek, eentje voor business. Onderin zit een theater waar populaire Koreaanse popgroepen holografisch optreden. Ertegenover be­

28 | de ingenieur 1 | januari 2018

vindt zich het Korean Film Archive, aan hetzelfde plein zit het hoofdkwartier van mediabedrijf MBC, dat naadloos overgaat in een winkelcentrum.

Digital Media City geeft weer hoe Zuid-Korea zichzelf graag ziet. Imposante architectuur, innige samenwerking tussen overheid en bedrijfsleven om het land technologisch vooruit te stuwen, en burgers die vooraan staan om nieuwe dingen te proberen.

Het is vandaag de dag moeilijk voorstelbaar dat dit allemaal in ruwweg dertig jaar tot stand is gekomen.

Tot de Olympische Spelen van Seoul in 1988 was het land min of meer ge­­ sloten. De industriële productie was lowtech en in handen van een beperkt aantal conglomeraten, de chaebols (zie ‘De almachtige chaebols’ op pagina 30).

Burgers mochten alleen naar het buitenland reizen als ze daar een heel goede reden voor hadden. Taal en cultuur vormden een grote barrière voor buitenlanders om er een voet tussen de deur te krijgen. Maar toen ging de deur open. Dertig jaar later zijn er weer Olympische Spelen, in de tweede helft

van februari in Pyeongchang. Een mooi moment om de balans op te maken van een land dat veel gemeen heeft met Nederland: geografisch ingeklemd tussen grootmachten, maar trots genoeg om economisch op eigen benen te willen staan.

Rennen Sinds het land in 2014 de hoogste plaats veroverde op de Bloomberg Inno­vation Index heeft Zuid-Korea die plek niet meer prijsgegeven. In 2009, toen de Boston Consulting Group de International Innovation Index samenstelde, eindigden de Koreanen eveneens een straatlengte voor de concurrentie.

Op die mooie noteringen valt echter het nodige af te dingen, zegt consultant Peter Underwood MBA, een Amerikaan wiens familie al meer dan een eeuw in Zuid-Korea woont. Zijn bedrijf International Recruiters and Consultancy helpt al bijna dertig jaar buitenlandse

Al jaren staat Zuid-Korea bovenaan Bloombergs prestigieuze lijst van de meest innovatieve economieën ter wereld. Tijdens de Olympische Winterspelen van Pyeongchang moet dat eens te meer duidelijk worden, onder andere door de lancering van ’s werelds eerste 5G-telecomnetwerk. De Ingenieur ging op reportage en doet in drie afleveringen verslag.

De bobsleebaan van Pyeongchang voor de komende Olympische Winterspelen, waarmee Zuid-Korea zich wil profileren als technologiekampioen.

bedrijven met marktonderzoek, juridisch advies, handelsovereenkomsten en andere dingen die om de hoek komen kijken wanneer je als westers bedrijf de Koreaanse markt op wilt. ‘Zuid-Korea is een homogeen, confucianistisch land’, aldus Underwood. ‘Hiërarchie en loyaliteit staan centraal. Dat is geen goede voedingsbodem voor innovatie. Daarbij gaat het immers om ontevreden­heid met de bestaande situatie, bereid zijn het oneens te zijn, het conflict aangaan. Creatief denken wordt in het onderwijs niet aangemoedigd. De regelgeving is excessief. En er rust een groot taboe op falen. Dus nee, game-changing innovatie zul je hier niet zien. Men is vooral goed in micro-­ innovatie.’

‘Kijk, als Duitsers iets nieuws willen, maken ze een nauwkeurig plan dat ze daarna uitvoeren’, vervolgt Underwood. ‘Koreanen gaan gewoon rennen. Stuiten ze op een obstakel, dan werken ze eromheen. Het eindresultaat is vaak dat de Koreanen als eerste het doel bereiken. Maar ik weet niet of je dat een innovatiestrategie kunt noemen.’

Underwoods analyse wordt ondersteund door een nadere blik op de index van Bloomberg. Die combineert zes indicatoren, waarbij de Koreanen januari 2018 | de ingenieur 1 | 29

DE ALMACHTIGE CHAEBOLS De Koreaanse economie wordt gedomineerd door enkele tientallen chaebols: conglomeraten van bedrijven, bestierd door kleine clubs aandeelhouders die meestal tot één familie behoren. Maar hun invloed neemt af.

Na de desastreuze Koreaanse oorlog, die in 1953 eindigde met een wapenstilstand langs wat nu ’s werelds zwaarst bewaakte grens is, lagen beide ontstane landen in puin. Het noorden werd economische overeind gehouden door Rusland en China, het zuiden was aan zichzelf overgeleverd. Tot halverwege de jaren zestig was Zuid-Korea een van de armste landen ter wereld – iets waar nog veel mensen herinneringen aan hebben. Toen besloot de militaire regering om het potentieel aan goedkope arbeidskrachten aan te boren voor een door export gedreven industrialisering.

Daarbij besloot men dat het land zich moest concentreren op een aantal sectoren: staal (inclusief scheepsbouw en automobielindustrie), elektronica en chemie. Daarvoor werd een reeks onderzoeksinstituten opgezet en buitenlandse financiering gezocht. Japan, de VS en Nederland werden de grootste investeerders. De uitvoering kwam in handen van een beperkt aantal ambitieuze ondernemers, die zo een machts­ basis opbouwden waar ze nu nog op teren.

Enkele tientallen zogeheten chaebols (een samenvoeging van de Koreaanse woorden voor ‘bezit’ en ‘clan’) domineren de Koreaanse economie. Het zijn conglomeraten van bedrijven die niet altijd juridisch met elkaar zijn verbonden, maar

Bottom-up-beleid Traditioneel is het de overheid die in Zuid-Korea de koers van de economie bepaalt. Door subsidies voor R&D te verstrekken, maar ook door de banken te vertellen welke investeringen de voorkeur hebben. De huidige regering wil een cultuur­ omslag, maar ingesleten gewoontes verander je niet zomaar. Zeker niet als die gewoontes het land 30 | de ingenieur 1 | januari 2018

Belangenverstrengeling De bekendste chaebol is Samsung, dat goed is voor 20 % van de Koreaanse export. Vanuit de wijk Gangnam bestiert de f­amilie Lee een imperium in elektronica, scheepsbouw, constructie, levensverzekeringen, pretparken, advertenties en nog veel meer. Zijtakken van dezelfde familie zijn groot in winkelcentra (Shinsegae), consumentenproducten (CJ) en p ­ apier/logistiek (Hansol), maar die tellen als aparte ­chaebols. Ander bekende namen zijn LG, Hyundai Kia, ­ SK Group en Lotte.

De verwevenheid van politiek, ambtenarij en chaebols leidt geregeld tot beschuldigingen van corruptie en belangen­ verstrengeling. Voor de jongste Koreanen, opgegroeid na de overgang naar democratie, is dat steeds minder acceptabel.

In 2017 verdween de hoogste baas van Samsung in een rel rond de afgezette president Geun-hye Park, iets wat voorheen ondenkbaar was. De chaebols zijn nog altijd machtig, maar hun invloed loopt terug. De nieuwe regering wil meer dynamiek en minder economische afhankelijkheid van een paar families.

in ruim dertig jaar hoog de wereldeconomie in hebben gekatapulteerd.

‘Uiteraard kunnen we niet om Samsung en Hyundai heen, maar die kunnen slechts een klein deel van de jaarlijkse afstudeerders absorberen’, zegt dr. Gitae Shim van het Korea Institute for Advancement of Technology (KIAT), een overheidsdienst vergelijkbaar met de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland. ‘Daarom heeft de regering besloten in te zetten op start-ups. Dat vergt een heel ander beleid; meer bottom-up georiënteerd. Vroeger hadden we als KIAT top-down-­ beleid. We pikten een onderwerp op en zetten vervolgens projecten uit. Nu leggen we bredere vragen neer bij de markt en zien we wie daarop reageert. Bij de beoordeling van R&D-voorstellen letten we vervolgens sterk op het perspectief van werkgelegenheid.’

Op Jeju Island is in een replica van de Oost-Indiëvaarder Sperwer een tentoonstellingsruimte ingericht voor Guus Hiddink, met onder andere deze bronzen plaquette. In 2002 bracht Hiddink het Zuid-Koreaanse voetbalteam tot de halve finale van de wereldbeker.

foto JanMicky

op drie punten bovenaan eindigen: investeringen in research and development (R&D), gemiddeld opleidingsniveau van de beroepsbevolking en aantallen patenten. Minder sterk zijn de toegevoegde waarde van de productie, het percentage hightechbedrijven en het percentage R&D-­ personeel op de totale beroepsbevolking. Wie nog wat verder inzoomt, ziet in eerste instantie vooral Samsung. Het conglomeraat dat internationaal met name bekend is vanwege zijn elektronica investeert jaarlijks 9 miljard dollar in R&D. De hoge score op het opleidingsniveau van de beroepsbevolking legt, in combinatie met het relatief lage aandeel R&D-personeel, echter ook iets anders bloot: een enorm potentieel aan slimme jongeren die dreigen niet op hun niveau aan de bak te komen. De jeugdwerkloosheid ligt rond de 10 %. Het bestrijden daarvan heeft voor de regering topprioriteit.

binnen de invloedssfeer vallen van een kleine club aandeelhouders; meestal een familie. In verhouding tot hun economische gewicht hebben de chaebols relatief weinig mensen in dienst. Dat komt omdat veel werk wordt uitbesteed aan onderaannemers die volledig afhankelijk zijn van één opdrachtgever.

foto Samsung

De Nano City van Samsung, ten zuiden van Seoul. Samsung is het bekendste voorbeeld van een zogenoemde chaebol.

De top-down-aanpak past ook niet bij de internationale insteek van het R&D-beleid. Zuid-Korea kijkt voor samenwerking met name naar Europa en de VS, waarmee diverse overeenkomsten bestaan.

En in die overeenkomsten is voor overdreven overheidsbemoeienis weinig plek.

Marktkansen Van de internationale contacten wordt veel werk gemaakt. Shim woonde bijvoorbeeld drie jaar in Brussel om de banden tussen KIAT en Europese evenknieën te onderhouden. KIAT heeft een speciaal programma om Koreaanse bedrijven te ondersteunen die willen deel­ nemen aan Horizon 2020, het onderzoeksprogramma van de EU. Meer dan de helft van de projecten gaat over ICT, maar ook op het gebied van materialen, energie en biotechnologie draaien de Koreanen mee. ‘Daarbij gaat het om universiteiten en kleinere bedrijven’, zegt Shim. ‘De grote bedrijven hebben hun eigen R&D en kloppen niet bij ons aan voor ondersteuning.’

Zuid-Koreaanse bedrijven draaien bijvoorbeeld met 27 projecten volop mee in Eurostars, een onderdeel van Horizon 2020 dat zich richt op innovatie door het midden- en kleinbedrijf. Zo werkt het Koreaanse YMK Photonics samen met het AMC aan een chip voor optische co­­he­ rentietomografie, een techniek waarmee dwarsdoorsnedes van materialen in beeld zijn te brengen. Dergelijke projecten leveren directe innovaties op, maar er is ook een breder doel, legt Shim uit. ‘Onze kleinere bedrijven bezitten niet de communicatievaardigheden om zich op de internationale markt te begeven. Zo blijven ze toeleveranciers van Samsung en Hyundai, terwijl ze ook andere klanten kunnen hebben.

Dat zou goed zijn voor de werkgelegenheid hier. Daarom moedigen we ze aan om in internationale onderzoeksprojecten mee te draaien. Uit die contacten komen hopelijk ook marktkansen voort.’

Die marktkansen lopen tegenwoordig ook de andere kant uit. Sam­ sung is bijvoorbeeld een van de grootste klanten van het Nederlandse paradepaard ASML. De ambassade in Seoul heeft twee attachés aan het werk om zicht te houden op wat zich op technologisch gebied in Zuid-Korea afspeelt en welke kansen dat oplevert voor Nederland.

‘Veel kleine Nederlandse bedrijven proberen technologie te verkopen aan Koreaanse bedrijven’, zegt Senior Officer ir. Peter Wijlhuizen. ­‘Koreanen redeneren vanuit wat ze willen maken. Daar ontwikkelen ze dan de technologie bij of ze kopen die in. Van dat laatste kunnen Neder-

landse bedrijven en organisaties als TNO ­profiteren.’

Noem Nederland in Zuid-Korea en het duurt niet lang of de naam Guus Hiddink valt. De coach leidde zijn gastland in 2002 naar de vierde plek op het wereldkampioenschap voetbal. Dat was reden voor feest, maar het leidde ook tot waardering voor de manier waarop Hiddink zijn team had samengesteld. Hij stelde gewoon de beste spelers op, in plaats van spelers te selecteren op

‘Koreanen zijn bereid tot snelle verandering’ basis van eerdere verdiensten en een evenwichtige ver­deling over clubteams. Toen hem te verstaan werd gegeven dat die manier van werken niet paste in de Koreaanse cultuur boog hij niet, maar ging de confrontatie aan.

‘Natuurlijk was Hiddink niet de enige die de Koreanen vertelde dat ze meer moesten kijken naar de individuele kwaliteiten van mensen in plaats van naar hun achtergrond’, zegt Underwood. ‘Maar het succes dat hij ermee haalde op het wereldkampioenschap heeft indruk gemaakt.

De kracht van Korea boven Japan is een enorme bereidheid tot snelle verandering.’

Nieuwe generatie Underwood ziet net als Wijlhuizen een nieuwe generatie opkomen, die het roer wil omgooien en daar ook toe in staat is. Veel jongeren hebben als student enige tijd in het buitenland doorgebracht en zijn in staat om outside the box te denken. januari 2018 | de ingenieur 1 | 31

illustratie ESA

BOUWEN OP DE MAAN Korea heeft zijn ogen op de maan gevestigd. Het land wil eromheen vliegen, erop landen én erop bouwen.

De grond is beschikbaar, de fondsen zijn geregeld, dus ­binnen afzienbare tijd verrijst op het terrein van het Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) een vacuümkamer van 50 m3 waarin de omstandigheden op de maan in detail zijn na te bootsen. Het ultieme doel: een robot ontwerpen en testen die uit maanstof een ­gebouw optrekt.

‘Dit is nog heel fundamenteel onderzoek’, zegt onderzoeker dr. Jangguen Lee bijna verontschuldigend over de ­vacuümkamer van 1 m3 waarover hij nu beschikt. ‘We gaan proberen de omstandigheden op de maan exact na te bootsen: temperatuur, luchtdruk, en de precieze samen­ stelling en deeltjesgrootte van het stof.’

Het is een ambitieus project voor een land dat pas in december 2018 zijn eerste satelliet, de Korea Pathfinder Lunar Orbiter, in een baan om de maan wil hebben. In 2020 moet de eerste lander op de maan staan. Toch is het niet on­logisch dat civiele ingenieurs zich er nu al tegenaan bemoeien, zegt onderzoeksleider dr. Hyu-Soung Shin. ‘We praten hier veel over met ESA en NASA. Zij hebben de kennis van de ruimte, wij van bouwtechnologie en robotica. Er bestaat nog weinig onderzoek naar bouwen op de maan.’

Grote doos Zodra de omstandigheden perfect zijn nagebootst, kan het onderzoeksteam aan de slag met verschillende bouwmethodes. Eén mogelijkheid, ook al door ESA geopperd, is 3D-printen. Daarvoor is echter een hechtmiddel nodig om het losse maanstof te binden. Cement is geen optie door

Impressie van een gebouw op de maan.

het gebrek aan water, dus zijn polymeren in beeld. Die lijm zou echter voor ieder project afzonderlijk vanaf de aarde moeten worden aangevoerd.

Doordat maanstof rijk is aan ijzer, is sinteren mogelijk een alternatief. Sinteren is het verhitten van materiaalkorrels totdat ze nét niet smelten, waardoor een hard materiaal ontstaat. Dat kost veel energie, die alleen ter plekke door zonnepanelen is op te wekken. Die panelen moeten ook worden aangevoerd, maar slechts eenmalig. Wel moet je ze dan stofvrij kunnen houden, iets wat in de nieuwe ­vacuümkamer ook zal worden getest. KICT ontwikkelt ­verder een grondboor om de bodemgesteldheid in kaart te kunnen brengen.

Wat er precies naar de maan gaat en wanneer, is afhankelijk van de beschikbaarheid van ruimte en gewicht op een komende maanmissie. Shin: ‘Denk aan een grote doos waarmee we ter plekke op kleine schaal kunnen testen of het sinteren lukt.’ En als het niet lukt? ‘Dan hebben we in elk geval veel kennis verworven over bouwen onder extreme omstandigheden’, zegt Lee. ‘Die kennis komt ook op aarde van pas, bijvoorbeeld in de woestijn of op Antarctica.’

Underwood: ‘Er is een start-up-cultuur aan het ontstaan, gedreven door slimme, jonge mensen die niet hun hele leven voor een chaebol willen werken. Dat geldt vooral voor vrouwen. Die krijgen weinig promotie­­­­ kansen omdat men verwacht dat ze gaan trouwen en kinderen krijgen.

Bij de goed opgeleide vrouwen ligt overigens ook een enorme kans voor buitenlandse bedrijven die zich in Korea willen vestigen.’

De vraag is echter of investeren in start-ups die zo snel mogelijk banen moeten opleveren op de lange termijn de beste strategie is. De echte vernieuwing komt van fundamenteel onderzoek. Dat besef begint langzaam door te dringen bij de overheid, met name in de internationale projecten, bijvoorbeeld voor bouwtechnologie op de maan (zie ‘Bouwen op de maan’). De eenvoudige productie waarmee het Zuid-Koreaanse wonder begon, is zo onderhand verdwenen naar China. Willen de Koreanen niet op een dood spoor belanden, dan ­moeten ze hun economische model omgooien.

5G-telefonie Maar eerst is er nog een feestje. De Olympische Spelen van Pyeongchang (van 9 tot 25 februari) worden door Zuid-Korea aangegrepen om zichzelf te presenteren als technologiekampioen. Bezoekers van de ‘ICT Olympics’ mogen genieten van 5G-telefonie, ultrahoge-resolutie­video, augmented reality die hun plaats in het stadion aangeeft en robots om de weg te wijzen.

32 | de ingenieur 1 | januari 2018

Zuid-Korea kan met trots terugkijken op de stormachtige opmars die het land in de afgelopen dertig jaar gemaakt heeft. In 1980 was het GDP per inwoner 2300 dollar. In 2016 was het 27 500 dollar. Het is het enige land ter wereld dat zich heeft ontwikkeld van een netto-ontvanger van ontwikkelingsgelden tot een betaler.

‘De afgelopen tien jaar hebben we veel ver­ gelijkingen gemaakt tussen onze economische aanpak en die van andere landen’, zegt Shim van KIAT. ’Er was zoveel om van te leren. Nu komen anderen naar óns toe om te benchmarken en kunnen we op gelijke voet samenwerken met Duitsland. Dat was tien jaar geleden anders.’

Ook consultant Underwood is ondanks zijn kritiek positief gestemd over het land dat hij thuis noemt: ‘De Koreanen hebben zelf nog wat moeite te geloven dat ze zo snel zo ver gekomen zijn. Als ze erachter komen welke weg ze moeten inslaan om te hervormen, dan gaan ze het redden. Wanneer ze vastbesloten zijn, halen Koreanen het altijd, tegen iedere verwachting in. Dan werkt die groepsmentaliteit uitstekend.’ |

TO DO

GASGEVAAR | Hij zou niet misstaan in onze rubriek Passie: oud-Philips-­ medewerker Frans Wilbrink.

Eind jaren zeventig kwam hij voor het eerst in aanraking met oude Philips-reclames, en vervolgens ging hij verwoed oude posters, folders en andere uitingen van het elektronicaconcern verzamelen. Op 10 februari geeft hij hier een lezing over in het Science ­Center van de TU Delft, mede georganiseerd door de KIVI-­ afdeling Geschiedenis der Techniek.

Volgens de aankondiging ­beslaat de lezing de periode 1891-1941. De vroegste reclames voor de bekende gloeilampen stammen echter pas uit 1908; daarvóór waren deze lampen nog geen consumentenproduct en hoefde Philips ze dus niet bij het grote publiek aan te prijzen. In de jaren daarna toonden de lampreclames vooral mensen in klederdracht, maar vanaf 1916 kreeg af en toe een kunstenaar de opdracht om een affiche te ontwerpen. In de jaren twintig werd bij Philips zelfs een afdeling Artistieke Propaganda opgericht, met de nodige reclame-ontwerpers in vaste dienst.

Uiteraard zal Wilbrink zijn lezing illustreren met het nodige beeldmateriaal. Voorbeelden hiervan zijn ook te bekijken op de site philipsreclamekunst.nl, waar verder biografieën van de reclamekunstenaars en andere achtergrondinformatie zijn te vinden.

Lezing Kunst in de Philips-reclame, Science Center, Delft, za 10 februari. ­Inschrijven t/m 3 februari via www.kivi.nl/philips-kunst

1 februari

Er is al jaren veel te doen rond de gas­ winning in Groningen en het bijbehorende aardbevingsrisico. Maar wat zegt de wetenschap er nu precies over? Die vraag staat centraal tijdens het symposium The Science Behind the Groningen Gas Field, mede ­georganiseerd door KIVI-afdeling Olie- en Gastechnologie.

Onderwerpen als de geologie van het ­Groningse gasveld, het meten van de ­seismiciteit en natuurlijk de stand van ­zaken met betrekking tot door de gas­ winning veroorzaakte bevingen passeren de revue. De middag eindigt met een ­paneldiscussie over de vraag hoe dit soort complexe o ­ nderwerpen het best zijn te communiceren naar het grote ­publiek.

Symposium The Science Behind the Groningen Gas Field, Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen, TU Delft, donderdag 1 februari. ­ Inschrijven via www.kivi.nl/gronings-gas

NEPNIEUWS OP DE KORREL | t/m 24 juni

foto Jorrit Lousberg

Fake news is natuurlijk de term waarmee de huidige Amerikaanse president berichtgeving die hem niet aanstaat, af­ serveert op Twitter. Maar in de media en op internet duiken ook geregeld verhalen op die écht onwaar zijn. Het Nederlandse ­Instituut voor Beeld en Geluid, onlangs gefuseerd met het Persmuseum, wijdt er een tentoonstelling aan: Nieuw of Non-

sens: #demediamindfuck. Het hart van de tentoonstelling is de Nieuwsarena. Hier nemen bezoekers van de tentoonstelling deel aan een spel: ze krijgen een rol toebedeeld (bijvoorbeeld onderzoeksjournalist, politicus, vertegenwoordiger van een bedrijf of internet-troll) en moeten vervolgens vanuit die rol het nieuws manipuleren. Andere bezoekers hebben vervolgens de taak om uit te vogelen welke speler welke rol heeft – een beetje zoals in het populaire gezelschapsspel Weerwolven.

Verder is er een zaaltje gewijd aan clickbait: internetkoppen die zo zijn geformuleerd dat mensen er zo vaak mogelijk op klikken (‘... en je raadt nooit wat er toen gebeurde!’). Ook de filter bubble komt uitgebreid aan bod: het gegeven dat Face-

book en dergelijke bepalen welk nieuws een gebruiker te zien krijgt op basis van zijn klik- en like-gedrag. Hier biedt de tentoonstelling overigens wat broodnodig historisch perspectief: radicaal verschillende krantenkoppen van De Telegraaf en Het Vrije Volk over hetzelfde nieuwsfeit laten zien dat men in de tijd van de verzuiling ook al in zijn eigen ­bubble leefde.

Ietwat ironisch is dan weer dat bezoekers van Beeld en Geluid bij aankomst een ring meekrijgen met een RFID-chip. Die ring ­bepaalt vervolgens op basis van de leeftijd van een bezoeker welke beelden hij of zij in het museum te zien krijgt. Ook een soort filter bubble dus.

Tentoonstelling Nieuw of Nonsens: #demediamindfuck, Beeld en Geluid, ­Hilversum, t/m zo 24 juni 2018

tekst drs. Jean-Paul Keulen

januuari 2018 | de ingenieur 1 | 33

De conceptauto Symbioz van Renault. Het autobedrijf voorziet een toekomst waarin gedeeltelijk autonoom rijden mogelijk is. Daarom zijn de voorstoelen om te draaien, zodat de bestuurder beter met de inzittenden kan praten.

HOE NIEUWE TECHNOLOGIE AUTO-ONTWERPEN VERANDERT

Wendingen in het wagenpark Elektrisch en autonoom rijden hebben niet alleen invloed op de manier waarop we straks achter het stuur zitten. Ze geven ontwerpers ook meer vrijheid. Staan we op het punt van een design-revolutie van de automobiel? tekst Marc Seijlhouwer MSc en ir. Jim Heirbaut

H

et is niet zo dat het ontwerp van de auto nooit veranderde. Maar sinds de jaren vijftig is de basisvorm goeddeels hetzelfde gebleven. Dat komt door twee factoren. Allereerst is er de technologie die nodig is voor een auto: motor, brandstoftank, pedalenbox enzovoort. Deze onderdelen dwingen de ontwerper tot een bepaalde vorm.

En ten tweede zijn er de wensen van de klant; die wil genoeg zitruimte voor een gezin of een ruime kofferbak. Dat zorgt ervoor dat auto’s nog steeds lijken op de tekeningen die kinderen ervan maken; de klassieke coupé en sedan domineren de markt.

Maar nu verschijnt er plotseling allemaal technologie die het auto­ontwerp wagenwijd opengooit. Elektrische wagens hebben bijvoorbeeld geen grote motor of brandstoftank meer nodig; de benodigde batterijen kunnen in de bodem. En als auto’s

34 | de ingenieur 1 | januari 2018

gedeeltelijk zelfrijdend worden, zullen de wensen van de autokoper ook veranderen. Die wil dan bijvoorbeeld meer beweegruimte, zodat hij of zij niet altijd maar vooruit hoeft te kijken als de auto zelf rijdt. Of een ander dashboard, met meer entertainmentopties.

Dutje op de snelweg Deels is deze verandering al aan de gang. Tesla’s zijn bijvoorbeeld gedeeltelijk zelfrijdend. Maakt dat het autorijden al fundamenteel anders? Maurice Geraets, directeur van NXP Nederland en Tesla-rijder, is in elk geval onder de indruk van zijn auto. ‘Hij kon de Ring van Antwerpen al zelf rijden. Een in­­ gewikkeld, druk stuk weg met veel afslagen doet hij met weinig moeite.’

Ondertussen erkent Geraets dat het systeem nog niet perfect is: de uitzonderingssituaties kan het niet aan. ‘Stel je voor dat een vrachtwagen rondrijdt met een stuk staal dat uitsteekt. De

radar of camera’s in de Tesla herkennen zoiets niet, dus moet je alsnog zelf ingrijpen als bestuurder.’ Zolang een auto niet met dat soort situaties kan omgaan, blijft de impact van autonoom ­rijden op het design klein.

Hebben we eenmaal een volledig betrouwbare autopilot, dan wordt het een ander verhaal. ‘Dan kun je de snelweg op rijden en vervolgens een dutje doen of een boek lezen’, zegt Geraets.

Die toekomst zal het ontwerp echt veranderen. Symbioz, een conceptauto van Renault, heeft bijvoorbeeld een nieuw ontwerp voor de autostoelen: die kunnen draaien als de wagen autonoom rijdt. ‘Dan kun je bijvoorbeeld vergaderen tijdens het rijden. En als je bijna bij de afslag bent, krijg je een seintje, draai je terug en pak je het stuur weer.’

Elmer van Grondelle MBA BA, auto-ontwerper en expert op het gebied van advanced automotive design

foto Groupe Renault

aan de TU Delft, denkt dat de zogenoemde brains-off-fase van autonoom rijden op de snelweg redelijk dichtbij is. ‘De studenten hier ­ontwerpen al met die filosofie in gedachten. Hoe bouw je een auto waar je gedachteloos in kunt rijden, maar zorg je toch dat de mens op tijd kan ingrijpen?’

‘De pedalen definiëren de vorm van de auto al decennialang’ Hoewel draaistoelen interessant klinken, zal het niet snel veel ­ ekker worden met het interieurontwerp. ‘Loungebanken haaks op de g rij­richting zijn bijvoorbeeld vooralsnog niet mogelijk omdat de hele veiligheids­structuur is ontworpen op vooruitrijden’, zegt Van Grondelle. ‘Je zou dan echt de hele auto vanaf de grond opnieuw moeten ontwerpen.’

Onnodige grille De grootste verandering van de komende jaren zit hem in de aan­ drijving van de auto. De overstap van benzinetank naar batterijen betekent dat bijna alles anders moet en kan. De elektromotor is bij-

voorbeeld veel kleiner, dus je houdt meer ruimte over. Een designer kan daarmee spelen. De Tesla­ wagens hebben bijvoorbeeld bergruimte aan de voor- en achterkant.

En dat is nog maar het begin, denkt Van Grondelle. ‘Je kunt straks alles met draadjes ­verbinden en aansturen, in plaats van hydraulisch of mechanisch. De pedalen definieerden als rigide aanstuurpunt decennialang de vorm van de auto. Nu er echter nog slechts een elektrisch ­signaal naar de remmen en de stuur­ inrichting gaat, kun je die componenten gaan verplaatsen.’

Ook zijn een boel auto-onderdelen niet meer nodig. De grille aan de voorkant van (duurdere) auto’s bijvoorbeeld. ‘Grappig genoeg hield Tesla lange tijd toch vast aan de grille; het paste bij het imago van een dure, luxe auto.’

Daarmee kaart Van Grondelle meteen het probleem aan van vernieuwend autodesign: het mag allemaal niet té snel veranderen of té veel afwijken van wat de klanten al kennen. ‘De vorm van een auto is verbonden met techniek, maar ook met bepaalde merken. De typische vorm van een januari 2018 | de ingenieur 1 | 35

illustratie BMW

Toekomstbeeld van het dashboard van autofabrikant BMW. Het stuur ziet er anders uit en de auto projecteert nuttige informatie op de voorruit.

BMW komt doordat de wagens achterwielaandrijving hebben. Nu kun je die vorm niet meer zomaar veranderen, ook al geeft elektrisch rijden meer vormvrijheid. Wat dat betreft, hebben ­merken als KIA of Hyundai een voordeel: hun identiteit is niet aan één autovorm gebonden, dus kunnen ze helemaal losgaan.’

Er speelt nog iets mee: te ver van de norm afwijken, leidt tot mislukkingen in autoland. ‘Kijk naar een wagen als de NSU Ro 80. Een ontwerp uit de jaren zestig dat zelfs nu nog redelijk modern oogt. Maar in die tijd was het veel te vooruitstrevend en werd het een flop. Auto­ makers willen dat niet laten gebeuren.’

Niet te sexy Verder is het de vraag of het in de toekomst überhaupt nog sociaal acceptabel is om een auto te bezitten. Ze zijn duur, slecht voor het milieu en staan het grootste gedeelte van de dag stil. Daardoor ligt het voor de hand dat een auto delen steeds populairder gaat worden.

Op dit moment is het nog een kleine markt waar vooral idealisten gebruik van maken. ‘Die mensen dragen het autodelen een warm hart toe, dus zorgen ze goed voor de wagen’, zegt Van Grondelle. ‘Als het meer mainstream wordt, krijg je ook mensen die misschien slordiger omgaan met de auto.’ En dat heeft invloed op het design.

Bekleding moet vuilafstotend zijn, zodat er geen vieze vlekken op de stof achterblijven. Er moeten niet te veel verborgen vakjes zijn waar mensen spullen in kunnen laten slingeren. En de vloer moet ook makkelijk schoon te maken zijn. ‘Nu is het nog best een klus om je auto te reinigen’, zegt Van Grondelle. ‘Dat moet veranderen.’

De deelauto zal qua hardware zo generiek mogelijk zijn. Via software kan iedereen dan van alles personaliseren. ‘Via een app voer je bijvoorbeeld in wat je lievelingskleur is, welke muziek je leuk vindt enzovoort. De auto zorgt vervolgens dat alles in de auto precies naar jouw smaak of 36 | de ingenieur 1 | januari 2018

stijl is.’ Prof.ir. Matthijs van Dijk, hoogleraar Mobility Design aan de TU Delft, denkt ook dat de deelauto’s er niet zo uit zullen zien als privé­ wagens. ‘Een deelauto moet aan de buitenkant als zodanig herkenbaar zijn, want de gebruiker wil uitstralen dat hij aan het collectief denkt; dat hij geeft om het terugdringen van uitstoot of het verminderen van drukte. Het auto-ontwerp dat bij die gedachtegang hoort, is wat anders dan een stoere of sexy auto.’

Hond of kat Dat is precies het concept dat de Eindhovense start-up Amber Mobility voor ogen heeft. Op dit moment is het vooral een autodeelservice voor bedrijven, maar er zijn grootse plannen. Allereerst moeten de wagens autonoom naar parkeerplaatsen rijden, zodat er altijd overal genoeg auto’s klaarstaan. Maar Amber Mobility werkt ook aan een nieuw auto-ontwerp: een witte auto met enorme ruiten die verder nauwelijks onderscheidende eigenschappen heeft. Zo kan iedereen erin rijden, terwijl hij van binnen wel voelt als ‘je eigen wagentje’. Van Grondelle merkt wel op dat ook de autodeelmarkt uiteindelijk verschillende soorten auto’s zal hebben. ‘Duurdere merken zullen zich gaan onderscheiden, bijvoorbeeld met meer ruimte, luxere bekleding of meer opties om te customizen.’

‘Deelauto’s moet je robuust en hufterproof maken’ Ook bij Renault denken ze hard na over een goede deelauto. ‘Auto­ delen, dat voelt toch een beetje alsof je je hond of kat deelt. Je doet het niet graag. Bovendien wil je niet rijden in een ding dat lijkt op een skicabine op wielen’, vertelde ir. Laurens van den Acker, vicepresident Design bij Renault, tijdens een masterclass over auto-ontwerp die hij vorig jaar gaf aan de TU Delft. ‘Maar mensen gaan slecht om met deelauto’s. Hoe maak je iets dat robuust is en toch uitnodigt om te rijden?’

Hij moet dus hufterproof worden, denkt van den Acker.

Van Dijk ziet dat anders. ‘De deelauto moet juist niet te veel uit­ stralen dat hij tegen een stootje kan. Als iets er goedkoop en hufter­ proof uitziet, gaan mensen er onverschillig mee om; geven ze er juist sneller een trap tegenaan. Kijk naar leaseauto’s, waarvan bekend is dat mensen er gemiddeld ruw mee omspringen.’

illustratie Amber Mobility

De deelauto van de toekomst zoals de Eindhovense start-up Amber Mobility hem voor zich ziet: een generieke wagen met zo min mogelijk tierlantijnen aan de buitenkant. Het interieur is via software aan te passen, zodat verlichting, muziek en stoelinstellingen aansluiten op de wensen van de gebruiker.

Het dashboard is het auto-onderdeel dat de bestuurder het meest ziet.

Het is ook het onderdeel dat al het langst aan het veranderen is. Nu auto’s steeds meer opties en snufjes krijgen, neemt het aantal knopjes in rap tempo toe. Tot op het punt dat het praktisch onmogelijk is om voor elke optie een knopje te maken. Tesla heeft de fysieke knoppen zelfs al in de ban gedaan. Deze auto’s hebben alleen een touchscreen in het midden van het dashboard waar je via menu’s naar alle mogelijkheden navigeert.

Gebundeld ultrageluid Steeds meer merken schuiven richting dat systeem. De essentiële dingen, zoals ruitenwissers, richtingaanwijzers en lichten, blijven natuurlijk rond het stuur zitten, maar al het andere gaat voortaan via een tablet. Is dat gevaarlijk? Geraets ervaart dat niet zo. ‘Ik rijd al een paar jaar in een Tesla en ben nog nooit door het touchscreen in een gevaarlijke situatie terechtgekomen.’ Onderzoek laat echter zien dat al die extra opties wel degelijk een risico vormen. Minstens 10 % van de ongelukken in de Verenigde Staten komen geheel of gedeeltelijk door afleiding door schermen. Een navigatiesysteem instellen duurt het langst en zorgt daardoor voor de meeste afleiding. Spraakbesturing kan hierbij uitkomst bieden. Dan hoef je je ogen minder lang op de schermen te houden.

In de toekomst gaat het nog anders, denkt Van Grondelle. ‘Die schermen krijgen haptische feedback, zoals sommige telefoons nu ook al hebben.

Dan heb je alsnog dat fysieke gevoel van een knop, zonder dat die extra ruimte inneemt op het dashboard.’

Ook is het mogelijk om vlak voor het dashboard in de lucht met geluidsgolven voelbare knoppen te creëren. Dat klinkt als sciencefiction, maar Britse onderzoekers en het bedrijf Ultrahaptics werken er echt aan, in opdracht van grote autobouwers.

Ultrageluid wordt hierbij zodanig gebundeld dat het lokaal een intensiteit bereikt waarbij de trillende lucht de huid van de vingers prikkelt. Mocht dat niets worden, dan kan de auto misschien uit de voeten met eenvoudige handgebaren.

En hoe kan het dat we al die nieuwe techniek nog niet hebben? ‘De eisen voor techniek in auto’s zijn retestreng’, zegt Van Grondelle. ‘De elektronica moet bijvoorbeeld temperaturen aankunnen tot 120 °C. Voor de techniek ver genoeg is om aan alle eisen te voldoen, ben je een paar jaar verder.’ | januari 2018 | de ingenieur 1 | 37

WALTER MANSHANDEN PLEIT VOOR ANDERE VISIE OP LUCHTHAVEN

‘Schiphol groeit gew Hoe vinden we ruimte om Schiphol verder te laten groeien? Die vraag domineert de discussie over de toekomst van onze nationale luchthaven, maar volgens econoom Walter Manshanden is hij helemaal verkeerd.

‘Maak het kunnen vliegen van en naar Schiphol schaars

QUOTE

en geef het een prijs.’

tekst ir. Frank Biesboer foto Danny Cornelissen

38 | de ingenieur 1 | januari 2018

G

oed voor het Nederlandse vestigingsklimaat: zo luidt het veelgehoorde argument om Schiphol verder te laten groeien. De discussie spitst zich dan vooral toe op vragen als: waar is ruimte te vinden voor de luchthaven? ‘Een volledig verkeerde vraagstelling’, zegt econoom dr. Walter Manshanden. ‘Het hele idee dat Schiphol moet groeien, is achterhaald.’

Manshanden is gespecialiseerd in regionaal economische ontwikkeling. In het verleden was hij verbonden aan de Stichting Economisch Onderzoek en TNO, nu werkt hij bij het mede door hem opgerichte Netherlands Economic Observatory. Een van de ­recente ­publicaties van dat bureau is de RANDSTAD Monitor 2017, over de top twintig van de Europese grootstedelijke regio’s. Manshanden betoogt: stop met het najagen van groei van de luchthaven en leg de prioriteit bij de versterking van de nieuwe eco­nomie.

Hoezo is een verdere groei van de luchthaven verkeerd?

‘Het probleem van Schiphol is dat de groei veel te hard gaat. Dat is het echte vraagstuk waarmee de overheid aan de slag moet. Waar die hoge groei door komt? Doordat de luchtvaart de enige bedrijfstak is waarbinnen geen btw en accijns betaald hoeven te worden. Ik heb geen andere sectoren kunnen vinden die soortgelijke cadeautjes krijgen. De eerste prioriteit van de overheid zou dus moeten zijn om de luchtvaart op dezelfde manier te belasten als an-

dere vormen van vervoer. Binnen Europa is dat met name het snelle treinverkeer. De spoorbedrijven zoeken nu terecht een gelijk speelveld om concurrerende prijzen aan te kunnen bieden. Zeker de intra­Europese luchtvaart zou moeten worden belast, ­inclusief een milieuheffing en een geluidsbelasting.

De EU biedt ook het raamwerk om dat te kunnen doen. Dan heb je een prijs die maatschappelijk correct is en dan gaan we kijken hoeveel passagiers we overhouden. De luchtvaart is nu veel te goedkoop.

Heeft niemand last van de groei van de luchtvaart, dan zou je nog kunnen zeggen: het zij zo. Maar vliegen richt veel schade aan, in de vorm van geluidsoverlast en uitstoot van broeikasgassen. Het leidt tot een overdaad aan toeristen en legt een enorm beslag op schaarse ruimte. Groei van Amsterdam voorbij Badhoevedorp zou bijvoorbeeld voor de hand lig-

oon te hard’ Bovendien: hoe uniek is dat vestigingsvoordeel door luchtvaart nog? Een regio moet veel meer soorten voordelen bieden; pas dat alles samen maakt het verschil. Zo begrijp je ook dat er steden en regio’s zijn die prima kunnen groeien zonder zo’n buitensporige luchthaven. Ik zie dat ook terug in onze RANDSTAD Monitor. We hebben daarin de assets aangewezen die bepalend zijn voor het vestigingsklimaat. Dan moet je denken aan zaken als aantrekkelijk woongebied, goede ontsluiting, aanwezigheid van een haven en universiteiten, maar ook het aanbod van kunst en cultuur. En wat is dan de stad in Europa met de meeste van die assets? Amsterdam.

Schiphol speelt dus wel een rol, maar hooguit als een van de vele factoren. Kort en goed: de noodzaak van luchtvaart als trekker van economische groei is er niet meer, dus moet je anders naar je vestigingsklimaat kijken.’

gen, maar kan niet vanwege Schiphol. Dat er nu bedrijven uit het westelijk havengebied moeten verhuizen om plaats te maken voor woningbouw heeft deels te maken met de groeistrategie van Schiphol. De groei van de ene mainport (een knooppunt van belangrijke transportroutes – red.) gaat zo ten koste van de andere.’

Maar groei van Schiphol betekent toch extra werkgelegenheid en een beter vestigingsklimaat?

‘Die argumentatie gold toen het mainportbeleid werd bedacht, in de jaren tachtig van de vorige eeuw. Er heerste hoge werkloosheid; mainports boden nieuwe werkgelegenheid. De opbouw van een netwerk van internationale verbindingen was ook gunstig voor bedrijven en het internationale vestigingsklimaat van de regio. Groei van de luchtvaart bracht dus op verschillende manieren extra welvaart. Maar dat verhaal gaat niet meer op.

De werkloosheid die er nu nog is, los je niet op met meer luchtvaart. En het vestigingsklimaat wordt allang niet meer evenredig beter met de groei van het aantal passagiers.

En met dat vestigingsklimaat zit het wel goed?

‘Toch niet. Uit onze vergelijking blijkt dat Nederland zijn bakens moet verzetten als het om het vestigingsklimaat gaat. We zitten met onze groei nu ­onder die van de Europese topregio’s. Groei op basis van de ligging van Nederland alleen, dus van onze handels- en transportfunctie, is aan het eroderen.

Ook het voordeel van de uitbreiding van de Euro­ pese Unie is zo langzamerhand uitgewerkt en datzelfde geldt voor de flexibilisering van de arbeid die ons een voorsprong gaf. We hebben dus iets anders nodig, maar dat verhaal is er nu niet. De ministeries houden in feite vast aan het oude verhaal in de ­veronderstelling dat we daarmee de 21ste eeuw ­succesvol kunnen doorkomen.’

Waar moet de overheid dan wel in investeren?

‘Kijk naar sectoren waar Nederland sterk in is: de creatieve sector, reclame en architectuur, voedselen genotmiddelen, de machine-industrie, en deelgebieden van de farmacie, elektronica en hightech.

Zorg voor goed opgeleide mensen en laat de markt verder zijn werk doen. Daarnaast zijn er de maatschappelijke behoeftes die de markt niet oppakt.

Traditioneel is dat in ons land de waterbouw, waar we een duidelijk competitief voordeel hebben.

Daar komt nu de energietransitie bij.

Verreweg het beste wat de overheid kan doen, is het opruimen van factoren die sommige sectoren tot januari 2018 | de ingenieur 1 | 39

foto Marco van Middelkoop luchtfotografie/Hollandse Hoogte

Doordat de lucht­ vaart geen btw en accijns hoeft te betalen, groeit Schiphol veel te hart, stelt econoom Walter Manshanden.

zeepbellen hebben gemaakt. Zo was de financiële sector een zeepbel en dat geldt nu voor de energie­intensieve landbouw en industrie, en voor ­de luchtvaart. We zien daar een stapeling van problemen.’

Los van het effect op het vestigingsklimaat kun je stellen dat Schiphol een bedrijf is dat gewoon de vraag naar zijn product bedient, namelijk het mogelijk maken van vliegreizen.

‘Maar dan wel een bedrijf waarvan het product ­gepaard gaat met de al genoemde negatieve maatschappelijke effecten, en die zijn groot en talrijk.

Met de oriëntatie op transferpassagiers zeggen we nu tegen de wereld: kom maar bij ons met je vliegtuig, want we heffen geen btw en accijns en de ­geluidsoverlast nemen we voor lief. Die benadering is niet houdbaar. Je merkt dat bijvoorbeeld ook aan de discussie over vliegveld Lelystad. We hebben in ons dichtbevolkte land gewoonweg de ruimte niet om op de oude voet verder te gaan.’

Die goedkope vliegtickets worden nog steeds aangeboden. Wat wilt u daartegen doen?

‘Ik noemde al het heffen van belasting, net zoals dat bij andere vormen van transport gebeurt. Verder is er niets op tegen om op een gegeven moment te zeggen: dit is het maximale aantal beschikbare slots.

Dat is nu ook het geval voor de luchthaven London-­ Harwich. Maak het kunnen vliegen van en naar Schiphol schaars en geef het een prijs. En laat de luchtvaartmaatschappijen onderling maar uitmaken wie er het meest voor wil betalen. Dan krijg je vooral zakelijke reizigers en dat is precies wat we voor het vestigingsklimaat willen hebben. Tickets zullen duurder worden, maar dan heb je wel een prijs die beter past bij de maatschappelijke kosten die ­vliegen nu eenmaal veroorzaakt.

Het merkwaardige is dat het Ministerie van Infrastructuur er nog steeds van uitgaat dat vliegen zo 40 | de ingenieur 1 | januari 2018

goedkoop mogelijk moet zijn. Die doctrine lokt pervers gedrag uit: het nut voor de een gaat zwaar ten koste van de ander. Als je vreest dat mensen bij een duurder ticket niet meer komen, ben je kennelijk van mening dat je verder niets hebt te bieden. Dat klopt niet en lijkt me ook een erg armoedig perspectief. Wil je in trek zijn, dan moet je zorgen dat je veel hebt te bieden. En daar kun je dan best een prijs voor vragen, want jij bent immers the place to be.

Verder pleit ik ervoor dat de luchtvaart aansluit bij de nieuwe economie die duurzaam en circulair is, en gebruikmaakt van big data, kunstmatige intelligentie, slim produceren, 3D-printen, robotica en dergelijke. Zoek die aansluiting vooral via de technologie van de vliegtuigen zelf, door voorrang te geven aan toestellen die stiller zijn en minder effect hebben op het klimaat. En ga na welke steden belangrijk zijn om er een verbinding mee te hebben. Is dat Gran Canaria, New York of Shanghai? Maak die analyse.’

Oriënteert Schiphol zich op die nieuwe economie?

‘Ik merk er niets van. Rotterdam doet dat veel beter. Daar is het besef: met die afhankelijkheid van het vervoer naar het achterland krijgen we niet de extra welvaart die we nodig hebben. Je moet dus anders omgaan met die mainport; daarover heb ik indertijd met de Erasmus Universiteit ook de ­studie Van mainport naar wereldstadhaven geschreven. Daarnaast moet de haven af van zijn afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Daar denkt men over na, als onderdeel van een bredere heroriëntatie, en dat verklaart deels het huidige succes van Rotterdam als trekpleister, met zijn architectuur en dergelijke.

In Amsterdam is er te veel zelfgenoegzaamheid: het komt allemaal toch wel op ons af, dus waar zouden we ons zorgen over maken? En op dit ogenblik is dat ook zo. Daardoor wordt de vraag wat voor economie Amsterdam wil zijn niet dwingend genoeg gesteld. Kennelijk is het wijzigen van beleid alleen mogelijk als er pijn wordt gevoeld, zoals in Eindhoven is gebeurd na het verdwijnen van de werkgelegenheid bij DAF en Philips.’

Een veelgehoord argument is: zonder groei kwijnt Schiphol weg.

‘Nogmaals: Schiphol groeit op basis van verkeerde stimulansen. En voor het vestigingsklimaat is die groei ook niet doorslaggevend. Zo kreeg Zaventem met het faillissement van de Belgische luchtvaartmaatschappij Sabena weliswaar een klap, maar gaat het nu slecht met Brussel? Mensen vinden wel een andere manier om er te komen. Zolang er maar een reden is om erheen te gaan. Dát is waar de discussie over zou moeten gaan.’ |

CARLO VAN DE WEIJER

VANESSA EVERS

FELIENNE HERMANS

PETER-PAUL VERBEEK

PODIUM

FRANKENSTEIN

Prof.dr.ir. Peter-Paul Verbeek is hoogleraar Filosofie van Mens en Techniek aan de Universiteit Twente.

2018 wordt het Frankensteinjaar. Precies tweehonderd jaar geleden verscheen de beroemde roman van Mary Shelley, over de geleerde doctor Victor Frankenstein die uit dode materie een levend wezen maakt dat vervolgens aan het moorden slaat en zijn schepper in het ongeluk stort.

‘Frankenstein’ staat vaak symbool voor techniek die niet meer is te beheersen. En daarom is het verhaal een voortdurende bron van inspiratie voor de ethiek van technologie. Tot voor kort gebeurde dat vooral in discussies over biotechnologie en ‘mensverbetering’. Als we gaan knutselen aan de mens, zoals Frankenstein deed met dode mensenlichamen, creëren we dan uiteindelijk geen monsters? Kunnen we de gevolgen van ons ingrijpen nog wel beheersen?

Frankenstein is in deze discussies vooral een waarschuwing voor de menselijke overmoed: als je voor God speelt, kun je zomaar je hand overspelen. Technologie lijkt de menselijke almacht te tonen, maar ontdekken we daardoor niet juist ook de grenzen van onze macht? Een interessante paradox, waar menig conservatief kerkgenootschap een les uit kan leren: als leven en dood maakbaarder worden, worden tegelijkertijd de grenzen van de maakbaarheid steeds duidelijker zichtbaar, en daarmee ook het wonder en de menselijke verantwoordelijkheid.

De hedendaagse variant van Frankenstein is digitaal. Techniek komt tegenwoordig niet alleen tot leven via vlees en bloed, maar ook via algoritmes en robots. Computers kunnen sommige vormen van kanker al beter herkennen dan pathologen. Nieuwssites worden niet alleen gevuld door journalisten, maar ook door algoritmes.

Rond de angst dat techniek de mens verdringt, heeft het verhaal van Mary Shelley ons veel te vertellen. Want het is uiteindelijk de angst van Victor Frankenstein die zijn creatie tot monster maakt. Hij raakt in paniek als hij zijn schepsel ziet, vlucht weg en laat het aan zijn lot over. ­Vervolgens wil het monster maar één ding en dat is onderdeel worden van de mensenwereld. Juist de voortdurende afwijzingen zetten hem aan tot geweld.

Vrij vertaald: als we willen voorkomen dat algoritmes en robots ontsporen, dan moeten we ze niet vrezen, maar een goede plek geven in de samenleving.

Het Europese Parlement heeft in 2017 een belangrijke stap in deze richting gezet door electronic personhood toe te kennen aan digitale systemen. Door kunstmatige intelligentie als elektronische personen te benaderen, kunnen we er rechten en verantwoordelijkheden aan toekennen.

Dat lijkt misschien de omgekeerde wereld, maar alleen door techniek actief op te nemen in de samenleving ­kunnen we er een goede plek aan geven.

In plaats van de algoritmes te vrezen, moeten we ze opvoeden. Letterlijk. De crux van kunstmatig intelligente systemen is namelijk dat ze kunnen leren. Ze ontwikkelen zich zelfstandig in interactie met hun omgeving en gaan dingen doen die hun ontwerpers er nooit zelf in hebben gestopt. Uiteindelijk is daardoor niet meer de ontwerper of de omgeving verantwoordelijk, maar het systeem zelf.

En dus moet ethiek zich ook op die systemen zelf richten.

We hebben niet alleen een ethiek van mensen, maar ook een ethiek van algoritmes nodig. Want wat er gebeurt als de techniek haar eigen ethiek maar uit moet vinden, wist Mary Shelley al tweehonderd jaar geleden.

foto Jeff Dutton/Free Images

INBOX

Huisdieren Met belangstelling heb ik het stuk in het decembernummer van De Ingenieur gelezen over de impact van ons dage-

lijks gebruik, gebaseerd op het boek De verborgen impact van Babette Porcelijn.

Goed om ons bewust te worden van de gevolgen van ons gedrag. Wat ik echter mis in deze infographic is de invloed van huisdieren in Nederland. Elke keer als ik terugkeer uit het buitenland valt mij op hoeveel honden (en katten) er in Nederland gehouden worden. Op internet zijn er nauwelijks gegevens te vinden over de omvang en impact hiervan. Denk aan het verbouwen van voedsel voor deze beesten, de ontlasting en uitstoot van CO2 en methaan.

Drs.ing. Tony Bostelaar

Correcties • In het artikel over elektronisch afval in het novembernummer van De Ingenieur staat dat magnesium schaars is.

Dat is niet zo; wel staat het element vanwege leveringsonzekerheid op de lijst van kritieke materialen van de Europese Unie (zie ook pagina 6 van dezelfde editie).

• In het bericht ‘TU/e krijgt lange windtunnel’ (december 2017) schreven we dat de lucht in de nieuwe windtunnel van de TU Eindhoven snelheden kan bereiken tot 33 km/s. Dat had 33 m/s moeten zijn.

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

januari 2018 | de ingenieur 1 | 41

illustraties Tesla

EUREKA

DE PRODUCTONTWERPEN VAN MORGEN

TESLA-TRUCK

tekst ir. Jeroen Akkermans en ing. Paul Schilperoord

42 | de ingenieur 1 | januari 2018

Vrachtwagens zijn een doorn in het oog van veel automobilisten. Als ze langzaam inhalen, vermindert dat de doorstroming en ongevallen kunnen een verkeersinfarct veroorzaken. De elektrische truck kan daar weleens verandering in brengen.

Tesla’s eerste elektrotruck, de Semi, is in vergelijking met een dieseltruck sneller, veiliger en ­goedkoper per kilometer.

De vier elektromotoren van de Semi leveren vanuit stilstand direct het maximale koppel. Daardoor ­accelereert een onbeladen trekker razendsnel in ruim 5 s van 0 naar 100 km/h. Met vol beladen aanhanger duurt dat ongeveer 20 s; vijf keer zo snel als de gemiddelde dieseltruck. Volgens Tesla houdt de Semi op een weg met een hellingsgraad van 5 % probleemloos zijn maximumsnelheid van 105 km/h aan, terwijl een dieseltruck al snel ­terugzakt naar rond de 70 km/h.

De Tesla Semi heeft een goed gestroomlijnde vorm waarbij de cabine bijna naadloos aansluit op de aanhanger en de achterwielen van de trekker zijn afgedekt. Bovendien is hij uitgerust met het autonome besturingssysteem Autopilot, dat omge­ vings­camera’s omvat voor een 360-gradenzicht rondom de vrachtwagen, ultrasone sensoren voor objectherkenning en een radarsysteem. Hierdoor kunnen meerdere Semi’s in elkaars slipstream in een treintje rijden.

De chauffeur zit voor optimaal zicht in het midden van de cabine. Aan weerszijden kan hij op een touchscreen camerabeelden van zijn dode hoek zien en heeft hij toegang tot de routenavigatie.

Autopilot houdt onder meer de vrachtwagen in de rijbaan en remt in noodsituaties automatisch.

Scharen van de vrachtwagen – een oorzaak van lange files – wordt voorkomen door sensoren die

instabiliteit detecteren, waarna het systeem ingrijpt door de wielen individueel af te remmen en het koppel bij te sturen.

Inclusief lading weegt de Semi maximaal 36,3 ton; het laadvermogen is nog niet bekend. Vol beladen heeft de Semi een bereik van 800 km – ruim voldoende voor de meeste vrachtwagenritten – en verbruikt hij minder dan 2 kWh per 1,6 km. Bovendien heeft een elektrische truck door het veel kleinere aantal bewegende onderdelen minder onderhoud nodig dan een dieseltruck.

Opladen van het accupakket kan bij de begin- of eindbestemming of bij een van de Tesla Supercharger-laadstations. De Supercharger-oplader ­levert met een halfuur laden voor de truck een ­bereik van bijna 650 km. Verder zet het regeneratieve rem­systeem 98 procent van de kinetische energie om in elektriciteit voor de accu, waardoor de remmen nauwelijks slijten.

Nog voor de start van de productie van de Tesla Semi in 2019 dingt de eerste concurrentie zich al aan: het Amerikaanse Thor Trucks introduceerde kort na ­Tesla de ET-One. Deze elektrotruck heeft een soortgelijk laadgewicht en maximumsnelheid als de ­Semi, maar een kleiner bereik van 480 km. (PS)

foto’s BoxLock

SCANSLOT Mensen bestellen steeds vaker via internet, maar voor het afleveren van die producten is nog altijd geen ideale oplossing. Wanneer de ontvanger niet thuis is, wordt het pakket in Nederland vaak afgeleverd bij de buren of een afgiftepunt. In de Verenigde Staten daarentegen legt de bezorger het pakket vaak gewoon voor de deur neer, waardoor zogenaamde porch pirates in de afge­lopen jaren al meer dan 25 miljoen pakketjes hebben gestolen. Het Amerikaanse bedrijf BoxLock ontwikkelde een slim hangslot dat een eenvoudige en logische oplossing vormt: een afsluitbare opbergdoos die alleen jij en de pakketbezorger kunnen openen.

De bewoner moet zelf zorgdragen voor een stevige, verankerde opbergdoos bij de voordeur die met het hangslot BoxLock Home kan worden ­afgesloten. Wanneer de pakketbezorger langskomt, kan hij met een ­bar­codescanner onderin het hangslot het pakketje scannen. Het slot maakt vervolgens via het wifi-thuisnetwerk contact met internet om de adresen aflevergegevens te checken. Kloppen die, dan springt het slot open en kan de bezorger het pakketje in de opbergdoos doen. Het is zijn verantwoordelijkheid om het slot vervolgens weer netjes dicht te klikken.

BoxLock Home blijft gesloten tot de volgende levering of tot de bewoner thuiskomt. Die laatste kan het hangslot openen met een app op zijn smartphone. De app stuurt bovendien een notificatie elke keer dat het slot wordt geopend als bevestiging dat het pakketje is geleverd.

Op dit moment werkt BoxLock Home met zendingen van de Amerikaanse pakketbezorgers Amazon, ­FedEx, UPS en USPS. De vraag is of er ook een potentiële markt voor is in Nederland, of dat wij liever ­onze buren voor postbode laten spelen. (PS) januari 2018 | de ingenieur 1 | 43

foto Thomas de Bruijne

EUREKA

Kerkhoven van staal noemt Milou Bergs BA ze: de pleinen die zijn overwoekerd door lege fietsenstallingen. Ze maakte er voor haar afstuderen een treurig stemmende fotoserie over.

‘Zo troosteloos en niet nuttig. Bij elk nieuw kiekje dacht ik: hoe krijg je die dingen onder de grond?’

Dat lijkt haar nu na vallen en opstaan te zijn gelukt. De Eind­ hovense ontwerper wil fietsen vastzetten met een in de vloer verzonken wip. Door de fiets eroverheen te rijden, zinkt het voorwiel naar beneden en komt er een beugel voor het ­achterwiel omhoog. ‘Zo wordt zowel het voor- als het achterwiel stabiel vastgezet. Het geheel draait bij het verwijderen van de fiets automatisch terug doordat de beugel zwaarder is dan de staaf’, aldus Bergs, die onlangs aan de Design Academy afstudeerde op onder meer het verzonken fietsenrek.

Bergs heeft lang op de zogeheten Align zitten puzzelen. De wip is bij het kantelpunt opgehangen in een betonnen bak en bestaat uit twee verschillende armen: een staaf die naar beneden kan kantelen en een U-vormige beugel die is verzonken in het beton en dus alleen naar boven kan draaien.

De grootste uitdaging was het bepalen van de positie van het kantelpunt, verklaart ze. ‘Het kantelen moet niet te snel en niet te langzaam gebeuren. Hoewel ik geen ingenieur ben, heb ik dat allemaal zitten berekenen.’

Align is nog niet perfect, maar voor Bergs zelf zit het rekenwerk erop. Sinds ze haar ontwerp presenteerde tijdens de Dutch D ­ esign Week in Eindhoven in oktober 2017, willen ­diverse ingenieursbureaus haar dat uit handen nemen.

44 | de ingenieur 1 | januari 2018

foto Milou Mergs

WIPSTALLING

Een van deze bureaus gaat de wip binnenkort volledig doorrekenen. ‘Daarnaast moet een mechanische vergrendeling de beugel vastzetten. Hij mag alleen ontgrendelen als er een voorwiel overheen rijdt. Dit voorkomt dat simpelweg drukken op de staaf zorgt voor kantelen.’

Verder strijden producenten en gemeenten om haar aandacht. ‘Groningen was er het snelste bij; de gemeente belde mij vlak na mijn presentatie’, vertelt Bergs. Waarschijnlijk komt daar de eerste pilot met tien tot twintig ‘wipstallingen’. (JA)

EUREKA

Met de lucht in huizen en kantoren is het soms bar slecht ­ esteld. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) g sterven er wereldwijd jaarlijks 4,3 miljoen mensen door een belabberd binnenklimaat, waarvan 120 000 in Europa. De EU trekt zich dat kennelijk aan, want die investeerde onlangs ­bijna 2 miljoen euro in Clairy, een luchtzuiverende Italiaanse plantenbak van een gelijknamige start-up.

De stijlvol ogende, handgemaakte Venetiaanse pot grijpt ­terug op een NASA-studie waaruit blijkt dat sommige planten vuile stoffen uit de lucht kunnen halen. Alleen doen ze dat vooral via hun wortels, waar nauwelijks of geen lucht langs stroomt. Een ventilator in de wand van de plantenbak zorgt er nu voor dat dat wel gebeurt: de lucht uit de huiskamer trekt langs de aarde en wortels, en wordt vervolgens teruggeblazen. Toxische stoffen als benzeen, formaldehyde, xylene en ammonia zouden zo uit de huislucht verdwijnen.

Het effect van een enkele plantenbak is onder meer gemeten door het Italiaanse PNAT, een denktank van designers en biologen, en het International Laboratory for Plant Neurobiology LINV, een onderdeel van de Università degli Studi Di Firenze.

Uit de onderzoeken zou blijken dat Clairy binnen 30 uur 80 tot 85 % van de toxische stoffen in een zwaar vervuilde ruimte van 36 m3 opruimt. Dit percentage is op te krikken tot 93 procent door speciale aarde te gebruiken; daar doen de ontwerpers van Clairy momenteel onderzoek naar.

foto’s Clairy

ZUIVERENDE PLANTEN

De pot is verder voorzien van een sensor die vluchtige orga­ nische stoffen meet, volgens Clairy de voornaamste vervuilende gassen binnenshuis. Via een app zijn ook de temperatuur en luchtvochtigheid te meten. De app combineert de para­meters voor een oordeel over het binnenklimaat.

Een plantenbak kost rond de 200 dollar en wordt geleverd zonder plant en aarde. Wel geven de ontwerpers de tip om de Sansevieria trifasciata (sanseveria of vrouwentongen) in de pot te stoppen. Die zou over uitstekende luchtzuiverende wortels beschikken. (JA)

ECHOKOKERTJE

foto Philips

Wie een echo wil laten maken, moet nu noodgedwongen naar het ziekenhuis.

Daar wordt een apparaat tegen het ­lichaam gedrukt dat is gekoppeld aan een karretje met apparatuur. Een specialist beoordeelt vervolgens de met ultrasoon geluid gemaakte beelden.

Met de Philips Lumify, een klein kokervormig echosysteem, is het sinds kort

mogelijk om ook buiten het ziekenhuis een scan te maken, bijvoorbeeld bij de huisarts. Vrijwel alle technologie die nu op zo’n ziekenhuiskarretje staat, is verwerkt in het handvat van de scanner.

Het apparaat hoeft alleen maar te worden aangesloten op een smartphone of tablet. Daarop verschijnen dan haarscherpe beelden van het inwendige.

‘­Artsen kunnen zo na het downloaden van een speciale app snel en accuraat een scan maken. De beelden sturen ze dan eventueel door naar het ziekenhuis’, vertelt Business Manager Echografie ir. Carmen Silverstandt, die nog niet veel kwijt wil over de technologie achter de miniaturisering.

De Lumify is al ‘ontdekt’ door de sportwereld. Zo wordt hij gebruikt door sport­ artsen van PSV. ‘We kunnen nu veel vlugger een eerste diagnose stellen en een prognose maken, waardoor alle betrokkenen sneller kunnen handelen’, zegt medisch manager drs. Wart van Zoest.

De kleine scanner wordt mogelijk ook een vast onderdeel van de uitrusting van ambulances en traumahelikopters, vertelt Silverstandt. ‘Smartphones of ­tablets zijn al standaard aanwezig, dus er is ­weinig extra ruimte voor nodig. En onderweg beelden maken en opsturen naar het ziekenhuis maakt gerichtere zorg mogelijk.’ (JA) januari 2018 | de ingenieur 1 | 45

foto’s WheelTug

EUREKA

SLIM NEUSWIEL Wereldluchtvaartorganisatie IATA voorspelt dat het aantal luchtvaartpassagiers de komende twintig jaar zal verdubbelen. Dat betekent een toenemende druk op luchthavens om steeds meer vluchten te accommoderen – en op luchtvaart­ bedrijven om binnen de harde concurrentiestrijd winstgevend te zijn. Beide zijn gebaat bij een kortere turn-around-time, door vliegtuigen na aankomst sneller weer gereed te hebben voor vertrek. ­Volgens het Amerikaanse bedrijf WheelTug is er tijdswinst te boeken door een vliegtuig te laten taxiën met een elektrisch neuswiel.

In de standaardprocedure op luchthavens wereldwijd wordt een vliegtuig vanaf de gate door een pushback truck richting de taxibaan gereden. Daar start het vlieg­­tuig de motoren om vervolgens op ­motorkracht naar de startbaan te taxiën.

Aankomende vliegtuigen taxiën op eigen kracht tot aan de gate of worden deels geholpen door een pushback truck. De 46 | de ingenieur 1 | januari 2018

t­ otale pushbackoperatie, inclusief aanen afkoppelen, duurt gemiddeld zo’n vijf ­minuten, maar kan door verschillende vertragende factoren oplopen tot ­bijna een kwartier. Met WheelTug duurt een gemiddelde pushback slechts een minuut.

Het elektrische neuswiel krijgt zijn energie uit een accupakket dat wordt opge­ laden door de auxiliary power unit van het vliegtuig. Hiermee kan de piloot zelfstandig van de gate naar de taxibaan rijden. Dit bespaart tijd en vermindert het brandstofverbruik en de luchtvervuiling tijdens het taxiën op de grond. Daarnaast vermindert WheelTug het probleem dat vliegtuigen op de grond last hebben van de luchtverplaatsing van elkaars straal­ motoren.

Na jaren van ontwikkeling en testen heeft de Federal Aviation Administration (FAA) onlangs de certificeringsplannen goedgekeurd voor het inbouwen van WheelTug in Boeing 737NG-toestellen.

WheelTug wordt aangeboden als retrofitonderdeel voor bestaande vliegtuigen.

Inmiddels hebben zich al zo’n twintig luchtvaartmaatschappijen aan het systeem gecommitteerd, waaronder de KLM. (PS)

AIRBAGHELM Nederland is een fietsland, maar fietshelmen dragen we hier maar weinig.

Volgens de Fietsersbond lopen fietsers naar verhouding ook niet meer hoofdletsel op dan voetgangers of auto­­ mobilisten. Wie toch wat extra be­ scherming zoekt zonder in het oog te springen, kan kiezen voor de Zweedse Hövding Airbag. Bij een ongeval blaast deze fietsairbag zich razendsnel op om nek en hoofd te beschermen.

De Hövding Airbag is bij normaal gebruik alleen zichtbaar als een kraag rond de nek. Hierin zitten de airbag, sensoren, een batterij en een capsule met heliumgas ingebouwd. De sensoren registreren tweehonderd keer per seconde de bewegingen van de fietser.

Ontwaren ze afwijkende bewegings­ patronen – die typerend zijn voor een ongeval – dan wordt de airbag binnen 0,1 s opgeblazen.

De airbag omvat de gehele nek en de zijkanten en bovenkant van het hoofd.

Doordat hij van nylon is gemaakt, kan hij over het asfalt schuren zonder kapot te gaan. Na het ­opblazen blijft de druk enkele seconden constant, zodat de airbag meerdere klappen kan opvangen; daarna wordt hij langzaamaan zachter.

Bij een aanrijding met een auto biedt de Hövding Airbag evenveel ­bescherming als een zogenoemde voetgangers­airbag, die onder de ­motorkap vandaan schiet, een systeem dat de Fietsersbond wel als heel ­effectief ­beschouwt.

Volgens tests gedaan aan Stanford ­University levert de ­Hövding Airbag tot acht keer betere bescherming dan een ­gewone fietshelm. Hierdoor is de kans op een hersenschudding ook acht keer kleiner en is het risico op een schedel­ fractuur vrijwel nul. (PS)

KABELKLEM ‘Wat is dat?’ Collega Anna kijkt vol afschuw in mijn tas.

Op alles voorbereid heb ik altijd alle mogelijke oplaad­ kabels voor verschillende apparaten bij me: usb-micro voor Android, Apple Lightning voor iPhones en usb-c voor de ­GoPro. Dan nog een paar geluidskabeltjes voor mijn kop­telefoon, alsmede de verloopstukjes en een adapter voor mijn laptop. En, zoals losse kabels graag doen, ­vormen ze in mijn tas een grote bal van niet uit elkaar te ­krijgen snoerspaghetti.

Anne zucht en haalt een voor een, supernetjes, kabels uit haar eigen tas. Elke kabel bij elkaar gehouden door een raar zwart klemmetje dat, alsof het ervoor is gemaakt, om de opgerolde kabel heen grijpt. ‘Waar haal je die? Die zijn geweldig!’ Ze kijkt me verbaasd aan. ‘Bij Kruitvat.’ Dan pas zie ik wat het zijn: haarklemmen. Briljant.

In mijn Einsteinachtige haar zitten geen haarklemmen. ­Logisch dat ik ze niet op mijn netvlies had als manier om kabelkluwens beter te organiseren. Überhaupt heb ik in mijn toch vooral mannelijke vrienden- en collegagroep ­niemand eerder haarklemmen zien gebruiken. Niet in hun haar en zeker niet voor hun kabels.

Anna gebruikt iets uit haar dagelijks leven om een simpel technisch probleem op te lossen. Ik zou nooit op dat idee zijn gekomen, maar omdat we in Delft een divers team aan ingenieurs hebben, krijg ik input van mensen met heel gevarieerde ­levenslopen. Bij Anna was het een manier om kabels uit elkaar te houden. Volgende keer is het misschien een Spaanse stagiair die een nieuwe constructiemethode ­bedenkt op basis van de menselijke torens die ze daar ­tijdens festivals maken. Verschillende achtergronden brengen verschillende ideeën met zich mee.

Diversiteit toevoegen aan een team ingenieurs is niet ­alleen eerlijk, maar maakt het team ook beter in staat om problemen op verschillende manieren te bekijken en op te lossen. Dat hoeft niet per se diversiteit te zijn langs de ­gebruikelijke verdelingen. Een jongen die opgroeit in een gezin met een vuilnisman en een verpleger als ouders voegt meer diversiteit toe en heeft nieuwere ideeën dan een meisje met een advocaat en een hoogleraar als ­ouders.

Anna brengt haar Tsjechische achtergrond, haar vrouwzijn, haar nerd-hobby’s, alles wat zij is, mee ons team in Delft in en daarmee verrijkt ze dat team. Met de handvol haarklemmen die ik van haar kreeg, is mijn tas nu eindelijk geen kabelspaghetti meer.

Kan iemand Kruitvat (en Apple stores?) vertellen om wat haarklemmen in het schap bij de usb-kabels te leggen?

Misschien dat bij langslopende klanten dan ook het ­kwartje valt.

ROLF ZAG EEN DING

beeld Hövding Airbag

EUREKA

Dr.ir. Rolf Hut is assistant professor aan de TU Delft, maker, spreker en schrij­ver. In zijn column kijkt hij naar dingen die misschien geen hoogwaardig inge­nieurs­werk uitstralen, maar wel getuigen van denken als een ingenieur.

januari 2018 | de ingenieur 1 | 47

Een simulatie van een nieuwe, nog te bouwen machine kan de ontwerpers veel leren over de knelpunten waar de fysieke versie mee te maken krijgt.

Het Nederlandse Unit040 specialiseert zich in dergelijke virtuele prototypes, waarin onderdelen levensecht bewegen. tekst ir. Jim Heirbaut

UNIT040 BRENGT APPARATEN TOT LEVEN MET SIMULATIES

Virtueel proefdraaien I

k loop behoedzaam door een grote fabriek. Voor mijn neus doemt een grote kast op. Ik steek mijn hand uit naar een handgreep, geef er een ruk aan en een kap draait omhoog.

Ineens kijk ik diep in het binnenste van een assemblagemachine, waar het gonst van de bedrijvigheid. Vlak voor mijn neus bewegen de printplaten langzaam voorbij op een carrousel; een stukje verderop zet een robotarm chips

op groene platen. Ik pak een printplaat van de bewegende carrousel en laat hem op de grond vallen. Hij stuitert een paar keer op de vloer. Ik pak er nog een en slinger hem weg alsof het een frisbee is. ‘Ja, stop maar. Zo is het wel genoeg!’, klinkt een harde stem.

Ik zet mijn virtual-reality-bril af en ben weer in de kantoortuin waar ik mijn bezoek begon. We zijn op een Eindhovens industrieterrein, op

SPELLENMOTOR De technologie die wordt gebruikt om virtuele prototypes van m ­ achines mee te maken, komt uit de game-industrie. ‘Voor zo’n virtueel prototype gebruiken wij een game engine, omdat daarmee realistisch aandoende voorwerpen in real time kunnen bewegen’, vertelt Guido van Gageldonk BSc, een van de oprichters van Unit040. ‘Toen wij een paar jaar geleden begonnen met dit werk, hebben we nog even gedacht dat we zelf zo’n engine zouden programmeren, maar dat heeft geen zin. De gemeenschap achter de Unity-engine (een naam die overigens niets te maken heeft met de bedrijfsnaam Unit040 – red.) is zo groot en de software wordt zo snel beter; het is handiger om daar gebruik van te ­maken.’

48 | de ingenieur 1 | januari 2018

bezoek bij Unit040. Dat maakt tech­ nische animaties voor bedrijven die bijvoorbeeld ingewikkelde technologie aan hun klanten willen uitleggen.

Sinds een paar jaar heeft Unit040 zich ook gespecialiseerd in virtual prototyping: het bouwen van een gesimuleerde draaiende machine.

Eigenlijk is wat Unit040 aanbiedt een logisch vervolg op het ontwerpen van producten met de computer, ook wel ­computer-aided design (CAD) genoemd; iets wat al sinds de jaren zeventig van de vorige eeuw gebeurt.

Alleen functioneren de ingewikkelde machines die vastliggen in kleurrijke 3D-tekeningen nu ook echt. De onderdelen bewegen, verslijten en kunnen zelfs op elkaar botsen.

Files in de machine Unit040 werd elf jaar geleden opgericht door vijf studenten industrial design aan de Technische Universiteit Eindhoven. Het bedrijf begon met het maken van animaties om ingewikkelde apparaten of industriële proces-

Alle onderdelen van de virtuele ­machine gedragen zich volgens de wetten van de natuurkunde.

illustratie Unit040/bewerking De Ingenieur

3D-CAD-tekeningen vormen de ­basis voor een virtuele machine.

De virtuele machine is zelfs te koppelen aan echte apparaten, zoals controllers, ­motoren en sensoren.

Ook de software die het uiteindelijke­ ­fysieke apparaat gaat aansturen, wordt getest op de virtuele machine.

sen beter inzichtelijk te maken. Dat doet het nog steeds, maar dankzij de technologie uit de wereld van de computerspellen (zie ‘Spellenmotor’ op pagina 48) en de toenemende rekenkracht van processoren bleek het mogelijk om verder te gaan en zaken als materiaalgedrag en massatraagheid in de animatie te stoppen.

Een beoogde machine wordt helemaal in het virtuele model nagebouwd, met alle onderdelen die erin komen, inclusief al hun relevante fysische eigenschappen. Dus een zware slede die steeds heen en weer beweegt, heeft de juiste massa, waardoor hij langzaam op gang komt en een bepaalde remweg heeft. En onderdelen die elkaar in de weg zitten, komen virtueel daad­ werkelijk in botsing.

Vervolgens is het de vraag bij een productiemachine of overal steeds de ­producten goed blijven doorstromen. Zijn de buffers goed ontworpen of ontstaan er ergens files? Zulke vragen zijn uitstekend te tackelen met het virtuele model.

‘Dat kan al draaien op een krachtige huis-tuin-enkeuken-pc, maar hoe krachtiger de computer, hoe

complexer en mooier de simulatie kan worden’, zegt Guido van Gagel­ donk BSc, een van de oprichters van Unit040.

Tweelingbroer Daardoor lijken de mogelijkheden onbegrensd. Als een technologie­ bedrijf een complexe machine wil bouwen, kan het aankloppen bij Unit040 voor een virtueel prototype. Tijdens het ontwerpen van een machine kunnen de bouwers dit model gebruiken om bepaalde principes alvast te testen, zonder dat daarvoor een fysiek prototype nodig is.

Zo komen problemen al vroeg aan het licht en zijn ze op te lossen door een herontwerp, nog voordat een bedrijf echt aan het bouwen slaat.

‘De ontwerpers van een machine hebben van tevoren bepaalde aannames over hoe die zal werken’, vertelt Van Gageldonk. ‘Bijvoorbeeld hoeveel producten er door de machine kunnen, of de softwarecode het gewenste systeemgedrag oplevert en of de machine goed reageert bij foutmeldingen. Onze ervaring is dat je acht van de tien aannames al kunt testen met een virtueel prototype.’

Dat betekent dat een bedrijf minder fysieke prototypes hoeft te bouwen, en dat bespaart tijd en geld. De ontwerpfase is goedkoper en er zijn minder faalkosten wanneer versie 1 van de uiteindelijk machine bij de klant staat. Bovendien kan een nieuwe machine eerder op de markt worden gebracht, zodat de producent eerder begint met geld verdienen.

‘Voor de echte tijdwinst moet je het bouwen van het virtuele prototype januari 2018 | de ingenieur 1 | 49

foto Grendelkhan/CC BY-SA 4.0

Een zelfrijdende auto van Waymo op straat in Mountain View, Californië. Achter de schermen laat Waymo virtuele auto’s samen miljarden kilometers ‘afleggen’.

wel parallel doen met de echte machine.’ Dingen die je leert van het virtuele prototype kun je dan meteen toe­passen in het echte prototype. Dit heet virtual twinning; de echte machine heeft een tweelingbroer, maar dan in het virtuele domein.

Het mooie van zo’n virtueel prototype is dat je er dingen mee kunt die in de werkelijkheid onmogelijk zijn. Zo kun je de tijd versneld vooruitspoelen. ‘Als een bedrijf een gloednieuwe machine bij een klant neerzet, gaat dat vaak maanden goed. Maar bijvoorbeeld na ruim een jaar gaat er ineens iets mis, doordat twee componenten een onvoorziene interactie met elkaar hebben.’ Met een virtueel model kun je sneller vooruit in de tijd – maar dat kost natuurlijk wel extra rekenkracht.

Risico’s identificeren Niet alle onderdelen zijn even gemakkelijk te modelleren. Met name lastig zijn fysische verschijnselen als thermodynamica, quantumeffecten en vloeistofgedrag. Daar komt ook een beperking om de hoek kijken. Hoe realistischer je een machine modelleert, hoe meer beslag dat legt op de rekenkracht van de computer die alle toestanden van de machine moet berekenen.

Het model in de computer kan zelfs samenwerken met fysieke onderdelen, zoals een con50 | de ingenieur 1 | januari 2018

troller of een motor. Van Gageldonk: ‘Zo’n echte controller merkt geen verschil als hij communiceert met de virtuele machine. Die ‘denkt’ dat die virtuele machine echt bestaat. Ik vergelijk het wel eens met Neo, de hoofdpersoon uit de klassieke film The Matrix. Die beseft ook niet dat hij leeft in een gesimuleerde versie van de werkelijkheid.’

En dan is er veel mogelijk met zo’n virtuele machine. Zoals gezegd is hij erg geschikt om vroeg in de ontwerpfase bottlenecks te ontdekken, maar hij is ook te gebruiken om monteurs te trainen. Met een virtual-­ reality-bril op hun neus kunnen die naar hartenlust oefenen op een model van de uiteindelijke machine. Ook kan het model helpen om veiligheidsrisico’s mee te identificeren. ‘Denk aan de operator die in de

GESIMULEERDE KILOMETERS Het Eindhovense bedrijf Unit040 is niet het enige dat virtuele machines laat draaien. Een recent voorbeeld aan de overkant van de oceaan is Waymo, de autonoom-rijdentak van Alphabet, het moederbedrijf van Google. In deze zelfrijdende autootjes zit een besturing die werkt met machine learning; die wordt dus steeds beter naar gelang hij meer kilometers maakt en meer lastige situaties meemaakt. En dus rijden er niet alleen fysieke auto’s van Waymo over de wegen van Californië en Arizona, maar maken ook virtuele wagens hun kilometers. Ze leggen samen zelfs een duizend keer zo grote afstand af als de fysieke wagentjes en testen alle mogelijke lastige scenario’s die kunnen voorkomen.

buurt staat van bewegende onderdelen, bijvoorbeeld waar mensen samenwerken met robots.’

Als eerste valt het zichtbare deel van het model op, maar de software die de machine ­aanstuurt, is minstens zo belangrijk. Die is bij grote apparaten, zoals de chipmachine van ASML of een productielijn voor zonnecellen, zo omvangrijk geworden dat het cruciaal is om die berg software te testen op een virtueel model. Zo worden niet alleen eenvoudige errors snel ontdekt, maar ook de onverwachte fouten, zoals een zogeheten deadlock; een impasse. ‘Het komt bijvoorbeeld voor dat twee controllers precies tegelijk een motor aanroepen’, zegt Van Gageldonk. ‘Dat kan ertoe leiden dat de machine vastloopt.’

Maar kan een ervaren ontwerpteam alle problematische scenario’s dan niet voorzien door een middagje te brainstormen? Dat blijkt in de praktijk tegen te vallen. ‘Machines worden zo complex dat er altijd dingen gebeuren die je niet had voorzien. Dat komt doordat zoveel verschillende onderdelen op elkaar inwerken.’

Het is daarom ook belangrijk dat een team van ingenieurs uit verschillende disciplines innig met elkaar samenwerkt bij deze zoektocht naar mogelijke problemen bij de aansturing van de machine, meent Van Gageldonk. ‘Heel vaak – té vaak – zie ik bij het ontwerpen van machines nog de hiërarchie van vroeger, waarbij de werktuigbouwer bovenaan staat en de softwareontwikkelaar onderaan bungelt. Het idee lijkt te zijn: we bouwen een machine en aan het eind moet er ook nog software op. Dat kan echt niet meer. In het ontwerpproces moet een multidisciplinair team samen optrekken. Dus terwijl de virtuele machine draait, kijken werktuigbouwers, mechatronici, elektronici en programmeurs ­ge­­zamenlijk kritisch toe en analyseren ze ook samen de knelpunten.’

Bagageafhandeling Het moge duidelijk zijn dat het principe van het virtuele prototype potentie heeft. Toch is het geen silver bullet, benadrukt Van Gageldonk. ‘Het blijft natuurlijk een benadering van de werkelijkheid, zoals bij alle simulatietools. Maar het is wel een stuk gereedschap dat steeds belangrijker wordt.’

Unit040 heeft al in twaalf projecten een vir­ tueel prototype gemaakt voor een klant, zoals printerbedrijf Océ en Vanderlande, dat grote systemen maakt voor bagageafhandeling en andere logistieke stromen. Maar het concept kan zijn waarde veel breder bewijzen. Zo gaat Unit040 nu een tunnel in de geplande Rijnland­ route bij Voorschoten eerst virtueel bouwen.

foto Solliance

Een voorbeeld van een complexe productiemachine; dit exemplaar maakt zonnecellen met perovskiet. Het Nederlandse Unit040 levert simulaties van dergelijke machines.

‘Dit is nuttig omdat grote tunnelprojecten in de afgelopen jaren hebben laten zien dat installaties onverwachte kuren vertonen, waardoor de tunnel steeds een tijdje dicht moet. Dat is voor de overheid – de opdrachtgever van deze projecten – niet langer acceptabel.’

Flexibele software Als het ontwerp van een machine klaar is – of dat nu een assembleermachine is of een auto – dan gaan er exemplaren van die machine de wijde wereld in. In de filosofie van Unit040 houdt het dan echter niet op met virtual twinning. Ook van die productiemachine gaat een virtuele kopie draaien, terwijl hij bij de klant al producten uitspuwt. Dat is nodig omdat bij het bouwen van het productiemodel regelmatig onderdelen van een ander merk worden ingebouwd dan waarmee is ontwikkeld en getest, met nét andere eigenschappen.

‘Met de virtual twin is ook te voorspellen wanneer er preventief onderhoud nodig is’ ‘De gesimuleerde machine kun je vervolgens weer versneld laten verouderen, zodat slijtage van lagers of motoren eerder wordt ­herkend. Zo kan een virtual twin ook predictive maintenance onder­ steunen; het voorspellen wanneer er onderhoud nodig is’, legt Van Gageldonk uit.

Unit040 ziet de vraag naar de virtuele machines duidelijk toenemen. Voor de grotere projecten werkt het bedrijf, onder de naam Softwareport, samen met bedrijven in de buurt die elkaars expertise aanvullen. Naast Unit040 zitten daarin Cordis, dat is gespecialiseerd in modelgebaseerde software voor het aansturen van systemen, en Festa, dat modelgebaseerde tooling maakt voor hele fabrieken.

Deze bedrijven lopen daarbij voor op de grote aanbieders van 3D-CAD-software, zoals Dassault Systèmes en Siemens. Die hebben namelijk last van legacy; miljoenen regels oude software waarop hun softwarepakketten nog steeds draaien, zegt Van Gageldonk. ‘Zij gebruiken geen snelle game engine zoals wij, dus dit is voor ons een grote kans om dé standaard te zetten met software voor virtuele machines. Onze software is flexibel genoeg om samen te werken met de 3D-ontwerpsoftware van verschillende merken. Ons doel is om over een jaar of drie de standaard hierin te zijn.’ | januari 2018 | de ingenieur 1 | 51

EEN HOOG RENDEMENT IS NIET ZALIGMAKEND

‘Bouw een slimme zonneplantage’ Bij de bouw van zonnecentrales worden nog erg veel fouten ­gemaakt, constateert meet- en regeltechnicus Jan Brugman. Hoe

ALDUS

het beter kan? Streef niet naar een zo hoog mogelijk rendement, maar naar elektriciteit tegen de laagst mogelijke kosten.

W

Ing. Jan Brugman is meet- en regeltechnicus. Hij heeft gewerkt bij de Centrale School voor Tuinbouwtechnologie, waar hij lesgaf in automatisering en cursussen ontwikkelde.

52 | de ingenieur 1 | januari 2018

at moet er gebeuren om de klimaatverandering tegen te gaan? Het zou het mooiste zijn wanneer er gebieden komen waar CO2 wordt afgevangen en veel energie wordt opgewekt zonder CO2-uitstoot. Dat kan bijvoorbeeld met zonnecentrales die het produceren van elektriciteit combineren met het benutten van warmte om van zeewater zoet water te maken. Met dat zoete water is vervolgens tuinbouw te bedrijven.

De stroom wordt zonder CO2-uitstoot opgewekt, de groeiende planten nemen CO2 op.

Er zijn wel voorbeelden op kleine schaal die in die richting gaan, maar daar worden tot op heden nog erg veel fouten bij gemaakt. Zo is er in een Golfstaat in de woestijn een zon-thermische centrale met trogspiegels, met ernaast een watergekoelde koeltoren. Wat ging daar fout? De centrale staat onbeschermd in de woestijn en heeft last van vervuiling met zand. Bovendien wordt er zoet water verspild voor de koeltoren.

Ook heb ik een Amerikaanse ingenieur uitleg zien geven van een zon-thermische centrale, waarbij hij vol trots vertelde dat alleen een Duitse fabriek de spiegels kon maken. Deze spiegels ­reflecteerden namelijk 99,99 % van de straling naar de absorber: de buis met daarin een gas of vloeistof die wordt verhit. Wat ging hier mis? De ervaring leert dat de laatste 0,1 % onevenredig veel geld kost. Misschien was er met spiegels die maar

99 % terugkaatsten voor hetzelfde geld wel 40 % meer oppervlak aan spiegels te ­plaatsen.

In Spanje zijn er verder zonneparken met een grote kring spiegels en een hoog geplaatste collector. Het idee daarachter is dat een hoge temperatuur het rendement van de stoomproductie en de turbine verhoogt. Dat klopt helemaal, maar de ­besturing van de spiegels is duur en complex, en dus minder geschikt om bijvoorbeeld in Afrika op grote schaal toe te passen.

Tot slot is in Marokko een zon-thermisch project van start gegaan waarbij de boeren in de omgeving klagen dat er met het project goede landbouwgrond verloren is gegaan. Hier werd de omgeving te weinig bij het project betrokken, de keuze van de ligging van de zoncentrale was verkeerd en er wordt onnodig water verbruikt.

Autokoplampen Hoe zou het wel moeten? Mijn voorstel gaat niet uit van nieuwe technologie, maar van een com­ binatie van bestaande technieken en nieuwe ­uitgangspunten. Ga bij het ontwerp van de zon­thermische centrale met trogspiegels niet uit van het hoogste rendement, maar van elektriciteit ­tegen de laagste kosten.

Maak bijvoorbeeld de spiegels van hetzelfde materiaal als de reflectors van de koplampen uit een auto, laat het vacuüm rond de absorberbuis achterwege en zorg voor eenvoudige besturing

foto Masenfoto

De Noor 2-zonnecentrale in Marokko gebruikt zoet water, in plaats van dat zelf uit zeewater te produceren.

van elke trog die de gespiegelde zon op de absorberbuis richt en wegdraait wanneer de temperatuur te hoog wordt. Vul de collectorbuizen met CO2 en geef elke collectorbuis zijn eigen pomp die, wanneer het gas heet genoeg is, de CO2 in het net van de centrale pompt. Dat net ligt in de grond en staat zijn warmte af aan een tweede net, waar water in gaat en oververhitte stoom uit komt. De oververhitte stoom gaat naar een turbine die er stroom mee opwekt. Dat is een eenvoudige tegendrukturbine, waarbij de druk van de laatste trap atmosferisch is in

Dorpen die de ‘zonneplantages’ exploiteren, krijgen nieuwe welvaart en schoon drinkwater

plaats van vacuüm. Zo’n turbine heeft weliswaar een lager rendement, maar levert veel restwarmte. Die restwarmte is te gebruiken om ­zeewater om te zetten in zoet ­water met behulp van destillatie en membraantechnologie.

Het terrein rondom de zonnecentrale is bestemd voor tuinbouw.

De planten worden tegen de felle zon beschermd met schermdoek, tropenkassen of een combinatie van bomen en palmen. De zonne­ centrale levert het water voor de planten, bij voorkeur op een zuinige manier, bijvoorbeeld via druppelbevloeiing.

Alles bij elkaar ontstaat zo een ‘zonneplantage’ voor de productie van elektriciteit en voedsel. Een oppervlak van 10 ha voor de trogspiegels ­levert ongeveer 80 GWh per jaar, met eromheen een gebied van 20 ha voor tuinbouw. Dorpen die de plantages exploiteren, krijgen zo nieuwe welvaart en kunnen zelf ook van de zon profiteren met zonnepanelen op de daken van hun woning en koeling op zonnewarmte. Bovendien krijgen ze de beschikking over schoon drinkwater. De opgewekte elektriciteit is via koppeling aan het nationale elektranet te verspreiden of wordt ­omgezet in ­waterstof die vervolgens op transport gaat.

Begrijpelijke taal Er zijn dus voordelen genoeg. De vraag is: hoe dit van de grond te krijgen? Er zou een team moeten komen met ingenieurs op het gebied van werktuigbouw, technische natuurkunde, procestechniek, elektrotechniek en bestuurskunde, aangevuld met een econoom, een socioloog en een gezaghebbende politicus. Dit team schijft een projectplan, in begrijpelijke taal en onderbouwd met cijfers, om er politiek draagvlak voor te creëren. Als demonstratieproject kunnen studenten van mbo en hbo met schaalmodellen van spiegels, warmteopslag en tropische landbouw de principes testen. En de financiering hoeft geen probleem te zijn. Met de opbrengst van de zonneplantage valt immers goed geld te verdienen. | januari 2018 | de ingenieur 1 | 53

DE PRIJS VAN SUPERINTELLIGENTIE Een kosmoloog lijkt niet de meest voor de hand liggende persoon om de problematiek rond kunstmatige intelligentie aan de kaak te stellen.

Toch heeft Max Tegmark daar met Life 3.0 een prima leesbaar boek over afgeleverd, waarbij ook zijn eigen vakgebied niet onbesproken blijft.

MEDIA

Tot voor kort stond de Zweeds-Amerikaanse wetenschapper Max ‘Mad Max’ Tegmark vooral bekend als een kosmoloog die mind boggling theorieën bedacht over parallelle universums en dergelijke.

Een paar jaar geleden nam zijn carrière echter een nieuwe wending: in 2014 richtte hij het Future of Life Institute op, dat zich onder meer bezighoudt met de risico’s die de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie met zich meebrengt. In Life 3.0 diept hij dat onderwerp uit.

Allereerst die titel: wat bedoelt Tegmark met Life 3.0? Onder Life 1.0 verstaat hij organismen als bacteriën die niet in staat zijn om tijdens hun leven hun ‘hardware’ en hun ‘software’ te veranderen: die liggen beide vast in hun DNA. Alleen evolutie over meerdere generaties kan ervoor zorgen dat ze nieuwe vormen en nieuwe mogelijkheden krijgen.

Life 2.0 slaat op levensvormen die niet hun hardware, maar wel hun software kunnen aanpassen.

Daar vallen wij onder; wij ‘programmeren onze hersenen door het proces dat we leren noemen’. Life 3.0, tot slot, is leven dat zowel zijn hardware als zijn software kan ontwerpen en aanpassen; technologisch, kunstmatig intelligent leven dus, dat op een gegeven moment misschien zelfs wel slimmer wordt dan wij. De vraag waar dat toe kan leiden en hoe we daarmee om moeten gaan, staat centraal in zijn boek.

onder redactie van ir. Frank Biesboer m.m.v. drs. Herbert Blankesteijn, drs. Jean-Paul Keulen, drs. Timo Können en Marc Seijlhouwer MSc

54 | de ingenieur 1 | januari 2018

In de gaten gehouden Aanvankelijk begeeft Tegmark zich op redelijk bekend terrein. Onderwerpen die de revue passeren, zijn AlphaGo, het algoritme dat het bordspel go op topniveau onder de knie wist te krijgen, de discussie over autonome wapens, en de vraag in hoeverre robots banen van mensen gaan overnemen. Helaas gebruikt de kosmoloog het grote aantal pagina’s dat hij tot zijn beschikking heeft niet overal om echt diep op de materie in te gaan. Wie bijvoorbeeld eindelijk eens hoopte te lezen hoe deep learning nu precies werkt, komt van een koude kermis thuis.

In dit gedeelte van het boek toont Tegmark zich vooral nog een beschrijver die de huidige stand van zaken behandelt en de standpunten van verschillende deskundigen op het gebied van kunstmatige intelligentie weergeeft. Zo ongeveer halverwege het boek trekt hij echter een andere mantel aan: die van

de futuroloog. In een aantal scenario’s beschrijft hij welke kanten het allemaal op kan gaan met de wereld wat betreft kunstmatige intelligentie.

Zo zou het kunnen dat intelligente machines en mensen naast elkaar leven in een ‘libertair utopia’.

Maar we kunnen ook proberen kunstmatige intelligentie aan banden te leggen, bijvoorbeeld door een 1984-achtige samenleving te creëren waarin iedereen in de gaten wordt gehouden om te voorkomen dat iemand een superintelligent algoritme ontwikkelt. Prijs daarvoor is dat we onze technologische vooruitgang flink aan banden leggen. Tot slot is er een aantal scenario’s waarin kunstmatige intelligentie de overhand krijgt: de mensheid wordt uitgeroeid, of – iets prettiger – gaat zijn kunstmatig intelligente planeetgenoten zien als waardige opvolgers.

Afwijzen of omarmen?

Dan maakt Tegmark de futuroloog plaats voor Tegmark de kosmoloog. In het volgende gedeelte van het boek beschrijft hij namelijk hoe een toekomstige beschaving zich over het heelal kan verspreiden.

Daarbij komt onder meer de versnelde uitdijing van het universum aan bod, de manieren waarop dat universum aan zijn einde kan komen, alsmede verschillende methodes om van ster naar ster te reizen.

Kunnen we bijvoorbeeld kernbommen achter onze ruimteschepen laten ontploffen om vooruit te

De Zweeds-Amerikaanse kosmoloog Max Tegmark richtte in 2014 mede het Future of Life Institute op, dat zich onder meer bezighoudt met vraagstukken rond kunstmatige intelligentie.

BELEVINGSBIOS

Kerkbezoek stimuleren Met die grootse gedachte had het boek prima kunnen eindigen, maar Life 3.0 tackelt ook nog even een paar hete hangijzers binnen het AI-wereldje, zoals de vraag of kunstmatige intelligentie doelstellingen moet krijgen en zo ja welke.

Een interessant punt dat Tegmark hier aanroert, is dat een kunstmatig intelligent algoritme dat een bepaald doel moet verwezenlijken, waarschijnlijk als vanzelf een aantal secundaire doelstellingen ontwikkelt, met onvoorziene gevolgen. Bijvoorbeeld zelfbehoud: als het algoritme niet meer draait, kan het zijn hoofddoel niet meer bereiken, dus zal het proberen te voorkomen dat het door mensen wordt stopgezet.

Ook zal een algoritme om zijn doelstelling zo goed mogelijk te bereiken, streven naar een steeds beter begrip van de wereld.

Dat betere begrip kan er vervolgens echter toe leiden dat de oorspronkelijke doelstelling juist wordt afgeserveerd. Stel dat een algoritme ervoor moet zorgen dat zo veel mogelijk mensenzielen naar de hemel gaan. Aanvankelijk zal het misschien kerkbezoek stimuleren of mensen proberen aan te zetten tot beter gedrag. Maar wat als het op een gegeven moment concludeert dat zielen niet bestaan? Kan het dan zijn doelstelling nog wel verwezenlijken of is die betekenisloos geworden?

Met dat soort overwegingen zet Life 3.0 zijn lezers zeker aan tot nadenken over de gevolgen van almaar slimmer wordende kunstmatige intelligentie. Dat de auteur daarbij af en toe wat ver afwijkt van zijn onderwerp of zijn fantasie wat veel de vrije loop laat, zij hem vergeven. Want de ontwikkelingen op het gebied van kunstmatige intelligentie volgen elkaar momenteel in rap tempo op, en dan kan het zeker geen kwaad om alvast een idee te hebben van waar die allemaal toe kunnen leiden. (JPK) LIFE 3.0. MENS ZIJN IN HET TIJDPERK VAN KUNSTMATIGE INTELLIGENTIE |

In Amsterdam en Rotterdam kunnen bioscoopbezoekers sinds kort naar de 4DX-zaal. Daar bewegen de stoelen, spuiten geuren en water in je gezicht en worden zelfs stormen nagebootst.

foto Pathé

komen? Of kunnen we ons onttrekken aan de verplichting brandstof mee te nemen door onderweg in de ruimte deeltjes op te scheppen?

Waarschijnlijk zal menig lezer op een gegeven moment denken: reuze interessant allemaal, maar wat heeft het precies met de opkomst van kunstmatige intelligentie te maken? Gelukkig is dat verband er wel: Tegmark stelt dat superintelligente machines veel meer mogelijkheden hebben dan mensen om het heelal te verkennen en te koloniseren – en dat is wel nodig, als we op de lange termijn willen overleven. ‘Zonder technologie is op de kosmische tijdschaal het einde van de mensheid nabij’, schrijft hij op een gegeven moment zelfs. ‘Als we technologie echter niet afwijzen, maar juist omarmen, wordt de inzet hoger: bij winst bieden we onszelf de kans te overleven en ons verder te ontplooien; bij verlies lopen we het risico op een versnelde uitroeiing van de mens door zelfvernietiging.’ Zelf kiest Tegmark voor het omarmen van technologie. Daarbij moeten we wel opletten dat we ‘ons niet door blind vertrouwen in onze scheppingen laten leiden, maar met de nodige behoedzaamheid en beleid en een vooruitziende blik te werk gaan’.

Een rustig avondje naar de film kunt u wel vergeten als u in de 4DX-zaal zit. Twee zalen van Pathé-bioscopen De Munt in Amsterdam en De Kuip in Rotterdam zijn omgebouwd om ruimte te bieden aan schuddende en schommelende stoelen. In de rugleuning van elke stoel zitten luchtgaten, waar water en synthetische geuren uit komen.

De bioscoopketen hoopt met de innovaties meer mensen te trekken.

De techniek bestaat al lang. Het 4DX-idee komt uit Zuid-Korea, waar het bedrijf CJ (een entertainmentgigant in het Aziatische land) al sinds 2009 bezig is met de ontwikkeling. In het thuisland was Avatar, de film van James Cameron over blauwe, natuurminnende aliens, de doorbraak voor de techniek. ‘Wekenlang kon je geen kaartjes krijgen; de 4DX-zalen waren constant uitverkocht’, vertelt Theodore Kim van CJ. Vanaf dat moment verkoopt CJ het concept aan het buitenland. Nederland is het 51e land waar 4DX bestaat; België en Spanje volgen binnenkort.

Tijdens een demonstratie van de techniek bij Pathé de Kuip in Rotterdam werd de trailer van de film Jumanji: Welcome to the Jungle vertoond. Waterspetters maken de gezichtten van de bezoekers nat, terwijl enorme ventilatoren aan de muren een storm nabootsen. De stoel schudt ondertussen woest heen en weer om de door de jungle tuimelende hoofdrolspelers na te bootsen. Een vage geur van nat bos maakt de ervaring compleet. Al die toeters en bellen moeten mensen nog meer ín de film brengen.

Een kaartje voor een 4DX-film kost vijf euro extra. Is dat het waard? Dat ligt helemaal aan de wensen van de bioscoopganger. Wilt u in uw bioscoopstoel lui hangend van een romantische comedy genieten? Dan is 4DX wellicht wat te druk. Hebt u zin in een soort pretparkattractie, maar dan in de lokale bios? Dan is er nu eindelijk een bioscoopzaal voor u. Of het een succes wordt, zal de tijd leren.

Wel laat Pathé weten dat er, afhankelijk van de prestaties in Amsterdam en Rotterdam, al plannen zijn voor drie extra 4DX-zalen. (MS)

496 Blz. | € 24,50 (ebook € 10,-)

januuari 2018 | de ingenieur 1 | 55

MEDIA

HOLLANDS PLASTICWONDER In de jaren zestig was Nederland een van de grootste producenten van plastic ter wereld. Over die gouden periode gaat The Plastic Revolution.

Het is altijd leuk om te zien hoe slecht de ontwikkeling van wetenschap en techniek de logische op­ bouw van de schoolboekjes volgt. In 1907 vond de Belgische Amerikaan Leo Baekeland het bakeliet uit, de eerste volledig synthetische kunststof. Dat hij de molecuulstructuur ervan niet kende, stond massa­ productie niet in de weg. Toen de Duitse chemicus Hermann Staudiger in 1920 stelde dat moleculen zich aan elkaar konden rijgen tot polymeren, waaronder bakeliet, geloofden zijn collega’s hem niet. Dat weerhield de industriële laboratoria van de jaren dertig er niet van om polyethyleen en nog een reeks andere nieuwe kunststoffen uit te vinden – en toen pas kreeg Staudiger zijn gelijk. Dertig jaar later zou de productie van plastics die van hout, glas, zink en koper overvleugelen.

Voor de Tweede Wereldoorlog stelde de Nederlandse chemie niet zoveel voor. Dankzij Shell in Pernis en de Dutch State Mines (DSM) in Limburg hadden ‘we’ echter wel toegang tot de grondstoffen, wat het mogelijk maakte om nog snel op de kunststoftrein te springen toen die na 1945 vaart kreeg.

Het boek The Plastics Revolution – verschenen ter gelegenheid van het twintigjarig bestaan van het Dutch Polymer Institute (DPI) – getuigt van het

grote, onvoorziene succes dat daarvan het gevolg was. De bedrijven maakten zich de benodigde ­kennis snel eigen door met zijn allen een informeel platform voor kennisuitwisseling te vormen, dat ook nieuwkomers verwelkomde. De universiteiten speelden daarbij geen rol.

Goedbedoelde vrijblijvendheid In de topjaren, van 1963 tot en met 1968, groeit de Nederlandse plasticindustrie met 33 % per jaar. Uiteindelijk wordt het kleine land de nummer zes van de wereld in productievolume. Rond 1970 maken de sterkere buitenlandse concurrentie en de verzadiging van de markt een eind aan die gouden periode. De fabrieken weten desondanks te overleven, maar als Shell, DSM en AkzoNobel zich vanaf de jaren tachtig specialiseren en de productie van bulkplastics en vezels afstoten, komen deze fabrieken wel grotendeels in buitenlandse handen terecht. De gunstige ligging en de goede Nederlandse kennis­infrastructuur hebben ze tot op heden behoed voor opdoeken.

Toch is de toekomst, door milieuperikelen en toenemende concurrentie uit andere werelddelen, verre van zeker. The Plastics Revolution eindigt met een diplomatiek opgeschreven vraagteken. Dat ‘het’ anders moet is duidelijk, maar de presentatie van ideeën als cradle-to-cradle en biomaterialen ademt een sfeer van goedbedoelde vrijblijvendheid. Grootschalige toepassing lijkt nog ver weg. (TK) THE PLASTIC REVOLUTION. HOW THE NETHERLANDS BECAME A GLOBAL PLAYER IN PLASTICS | 223 Blz. | € 40,- (ebook gratis via www.polymers.nl)

De jaren zeventig: publiciteitsfoto van DSM om het gebruik van melamine (‘formica’) aan te prijzen.

56 | de ingenieur 1 | januari 2018

Productie van vezels voor kunstgras bij TenCate (2007).

MEDIA

NAAR DE MAAN? foto Gage Skidmore/CC BY-SA 2.0

Als Amerikaanse presidenten grootse ­­plannen bekendmaken voor de bemande ruimtevaart, gaat het ze meer om de PRwaarde dan om de haalbaarheid.

President Trump wil weer astronauten naar de maan sturen, zo kopten vele media vorige maand. Zulke plannen zijn echter gedoemd om in een la te verdwijnen.

Hoe kunnen we plannen van een Amerikaanse president voor bemande ruimtevaart nog serieus nemen? Half december kondigde Donald Trump aan dat wat hem betreft NASA weer op reis moet naar de maan om daar een springplank te maken voor expedities naar Mars.

Bill Clinton was de laatste president die zo verstandig was over dit onderwerp zijn mond te houden. Verder wilden alle recente presidenten voor Kennedy spelen. George H.W. Bush kwam in 1989 met het Space Exploration Initiative, dat voorzag in een permanente bemande basis op de maan, met mensen op Mars als doel voor de lange termijn. Zijn zoon deed dit in 2004 dunnetjes over met zijn Vision for Space Exploration. Barack Obama vond dat de maan best kon worden overgeslagen; hij wou meteen naar Mars. Trump draait dit nu weer om.

Genoeg media kopten hierover ‘Trump wil weer astronauten naar de maan sturen’ of woorden van die strekking.

Heel wat minder media herinnerden aan die bijna drie decennia van presidentiële grootspraak. In Nederland deden bijvoorbeeld de Volkskrant en de website Scientias dat wel, in de Amerikaanse pers waren Time, Ars Technica en The Verge kritisch.

Bemande ruimtevaart naar andere hemellichamen kost ontzettend veel geld. Het Congres heeft geen zin meer om NASA vijf hele procenten van het nationale budget te geven zoals in de jaren zestig. Het gevolg is dat alle visionaire plannen in een la verdwijnen. Zo krijgen we min of meer vanzelf ruimtevaart die de meeste bang for a buck oplevert, bijvoorbeeld prachtige robotmissies naar bestemmingen als de dwergplaneten Ceres en Pluto, en natuurlijk de planeet Mars.

Ruimte voor de Rivier laat zien hoe waterbouwkundige werken werden gecombineerd met ­verbetering van het landschap. Daarmee bevat het boek ook belangrijke lessen voor de toekomst.

RUIMTE VOOR DE RIVIER. VEILIG EN MOOI ­LANDSCHAP | 320 Blz. | € 49,50

Een nieuw seizoen van de inktzwarte serie Black Mirror. Ook dit jaar verkent het programma de meest duistere gevolgen van hedendaagse technologie via zes slim geschreven en goed geacteerde afleveringen.

BLACK MIRROR SEIZOEN 4 | Nu te zien op Netflix

Licht, lucht en efficiëntie waren de trefwoorden waarmee de Van Nellefabriek werd ontworpen. Dit boek behandelt de hele geschiedenis van ‘het Glazen Paleis aan de Schie’, van de bouw in 1926 tot de huidige status als Werelderfgoed.

VAN NELLEFABRIEK ROTTERDAM | 98 Blz. |

Sorry Amerika De presidenten weten ook wel dat hun voorstellen veel te duur zijn. Het gaat vooral om de PR-waarde. Voor geen enkele president geldt dit sterker dan voor Donald Trump, die zoals bekend weinig op heeft met wetenschap of zelfs maar met feiten, en des te meer met uiterlijke schijn en aandacht voor hemzelf. Trumps plan neemt niet eens de moeite over geld te beginnen.

De beste reactie was van astrofysicus en auteur Ethan Siegel, die bij Forbes schreef: ‘Sorry Amerika, we gaan niet naar de maan.’ Hij maakte duidelijk dat Trumps voorstel geen formulering is van een duidelijk doel en een coherente strategie om dat doel te bereiken, maar, voor zover het serieus is, als een poging toepassingen te vinden voor spullen die toch al in ontwikkeling zijn, zoals de raket SLS.

€ 12,95

Biotechnologie kan oplossingen bieden voor heel wat problemen waar de mensheid mee worstelt, van klimaatverandering tot voedselvoorziening.

Deze nieuwe site van NEMO Kennislink behandelt de ontwikkelingen én de discussies.

BIOTECHNOLOGIE.NL

Circulaire economie gaat niet alleen over het anders ontwerpen van producten, maar ook over onszelf. Blijven we quasi-zorgeloos jagen op het nieuwste van het nieuwste of zien we producten als onderdeel van een groter systeem dat we ook moeten onderhouden en verzorgen?

4’33’’ TIME FOR CIRCULAR ECONOMY | 260 Blz. |

Technologiejournalist drs. Herbert Blankesteijn schrijft in De Ingenieur elke maand over wat hem opvalt op internet. Dit is zijn laatste bijdrage.

€ 24,33 (ebook € 14,99)

januuari 2018 | de ingenieur 1 | 57

VOORWAARTS

Diep in gedachten

In de jaren zestig dook het idee op om woonruimte te creëren op de bodem van de zee. Koloniën en luxe hotels onder ­water laten echter nog steeds op zich wachten. Waar gingen de ­denkers van toen de mist in? tekst Fanta Voogd

H

ydropolis, Poseidon Underwater Resort, Water Discus Hotel, Planet Ocean Underwater Hotel … Als het gaat om onderwaterhotels, is het verschil tussen droom en werkelijkheid enorm.

Enerzijds zijn er de James Bond-achtige beloftes in Dubai, Rio de Janeiro of de Malediven: ruime, moderne, luxueuze hotelkamers met een enorm blauw venster en zicht op een school vissen, koraal, pijlstaartroggen, haaien of zelfs orka’s. Anderzijds is er de ontnuchterende werkelijkheid. Het enige onderwaterhotel dat de fase van artist’s impressions is ontgroeid, Jules’ Undersea Lodge in Florida, heeft twee piepkleine cilindervormige kamers, met elk een patrijspoort waar vast wel eens een vis voorbij zwemt.

Technologische voorspellingen uit het ­ver­leden zijn soms griezelig accuraat; een andere keer slaan ze de plank op vermakelijke wijze mis. De rubriek Voorwaarts ­verdiept zich in de geschiedenis van de toekomst.

58 | de ingenieur 1 | januari 2018

De inrichting is van een aandoenlijke knulligheid: een beddensprei met schelpenmotief en kussens in de vorm van tropische vissen. De roestige radiator verraadt dat dit onderwaterhotel al in de vroege jaren zeventig dienst deed als onderwaterlaboratorium.

Schuilkelders De fantasie om de menselijke biotoop uit te breiden naar de zeebodem is opmerkelijk jong: het idee om de mens onder water te laten wonen, dook pas voor het eerst op in de tweede helft van de vorige eeuw. In The New York Times van 16 augustus 1964 gaf de Amerikaanse schrijver Isaac Asimov zijn visie op de technische stand van zaken in 2014. Een van zijn voorspellingen betreft de overbevolking, waardoor de mens zal moeten uitwijken naar woestijnen, poolgebieden én ‘de ondiepe continentale plateaus’. Asimov zag er de voordelen wel van in. ‘Onderwaterhuisvesting zal aantrekkelijk zijn voor watersportliefhebbers en ongetwijfeld een stimulerend effect hebben

illustratie Planet Ocean Underwater Hotel

KOLONISATIE VAN ZEE LAAT OP ZICH WACHTEN

Het Planet Ocean Underwater Hotel moet een verplaatsbaar, modulair onderwaterhotel worden. Maar doorgaans komen dit soort project niet verder dan grootse plannen en mooie artist’s impressions.

op een efficiëntere exploitatie van de rijkdommen van de oceaan, zowel voedsel als mineralen.’ Zijn collega ­Arthur C. Clarke had twee jaar eerder al iets vergelijkbaars voorzien. In Profiles of the Future schreef hij: ‘Eens zullen onze kolonies op de maan en Mars zelfvoorzienend zijn, maar als we op zoek gaan naar levensruimte voor de overtollige bevolking zal die veel goedkoper te vinden zijn op de Zuidpool of zelfs op de bodem van de Atlantische Oceaan.’

Het is geen toeval dat Asimov en Clarke juist in deze jaren het visioen van een bewoonde zeebodem op­­ riepen. In 1960 bereikte de door August Piccard ontworpen bathyscaaf Trieste in de Marianentrog het diepste punt op aarde (-10 911 m). ­Jacques-Yves Cousteau’s ontdekking van voorheen on­­bekend zeeleven had niet alleen het publieke, maar ook het wetenschappelijke enthousiasme aangewakkerd.

VOORWAARTS

‘D

e bevolkingsdruk zal leiden tot een toenemende bewoning van woestijn- en poolgebieden.

Verrassender, en in sommige opzichten geruststellend, is dat er in 2014 een stevig begin zal zijn gemaakt met de kolonisatie van de ondiepe continentale plateaus.’

Isaac Asimov blikt in ‘The New York Times’ van 16 augustus 1964 vooruit op het jaar 2014.

Daar komt bij dat het grenzeloze optimisme over de toekomst van de ruimtevaart het besef had gevoed dat we nauwelijks weet hebben van wat zich afspeelt onder 72 % van het oppervlak van onze eigen planeet.

Het zwaartepunt van het wetenschappelijk onderzoek naar de mogelijkheid van langdurig verblijf onder water ligt in de jaren zestig. In wereldwijd meer dan een dozijn onderwater­ laboratoria werden telkens weer nieuwe duur- en diepterecords gebroken. In 1962 bracht de Belgische onderwaterarcheoloog Robert Sténuit in een onderzeeverblijf 24 uur door op de bodem van de Middellandse Zee (-62 m); hij wordt daarom wel gezien als de eerste aquanaut. Op 15 april 1969 keerden vier wetenschappers terug op het droge na een recordverblijf van 58 dagen in en rond het Tektite-laboratorium op de bodem van de Caraïbische Zee. De techniek voor het langdurig verblijf onder water is sinds 1969 niet stil blijven staan. De Amerikaanse aqua­ naut Ian Koblick verklaarde in 2013 tegenover de BBC dat er geen technologische belemmeringen zijn voor de verwezenlijking van onderwaterkolonies.

‘Als er geld voor zou zijn en behoefte

aan, zou je er vandaag nog aan kunnen beginnen.’ Die urgentie is evenwel een stuk minder dan in de jaren zestig.

Gedurende de Koude Oorlog werden toekomstige onderwaterkolonies ook gezien als mogelijke schuilkelders in geval van een atoomaanval of -ramp.

In de hoogtijdagen van de bemande ruimtevaart werden onderwater­ laboratoria ingezet voor de training van astronauten en voor onderzoek naar de gevolgen van langdurig verblijf in de ruimte. De door Asimov aangestipte mogelijkheden van voedselproductie op zee en grondstofwinning op de zeebodem zijn in de afgelopen halve eeuw inderdaad realiteit geworden. Maar hij zag over het hoofd dat je voor aquacultuur juist niet de diepte in hoeft en dat diepzeemijnbouw geen enkele baat heeft bij de aanwezigheid van mijnwerkers op de zeebodem.

Olievlek De voorspellingen van Asimov en Clarke weerspiegelen in de eerste plaats de aanzwellende bezorgdheid over wat destijds de ‘bevolkingsexplosie’ heette. Men hield nog geen rekening met de afvlakking van de groei vanaf het begin van de jaren zeventig

en ging ervan uit dat wereldbevolking zich iedere 35 jaar zou verdubbelen, tot 24 miljard in 2070. De verwachting dat de mensheid zich als een olievlek zou verspreiden tot de meest onherbergzame uithoeken van het aard­ oppervlakte – en dus ook over de ­zee­bodem – mag gerust worden bestempeld als een misrekening. Het tegendeel is immers gebeurd. Aan­ houdende verstedelijking is wereldwijd nog altijd het antwoord op de bevolkingsgroei en de ontvolking van het platteland treft nu ook de ontwikkelingslanden.

Wat blijft, is de ‘onderwaterhuis­ vesting’ voor recreatieve doeleinden.

Maar ook dat wil dus niet vlotten. Het met fotorealistische computerillustraties aangekondigde onderwaterhotel Hydropolis in Dubai had bijvoorbeeld in 2006 al moeten zijn geopend. Het al even ambitieuze Water Discus Underwaterhotel-project van de Poolse firma Deep Ocean Technology zit sinds 2015 zonder geldschieters. We zullen het nog even moeten doen met een paar spectaculaire submariene restaurants, zoals de Red Sea Star in het Israëlische Eilat en het Ithaa Undersea Restaurant in de Indische Oceaan. | januari 2018 | de ingenieur 1 | 59

KOPSTUK

Opvallen, ongerustheid opwekken en zijn beesten zelfstandig laten overleven op het strand: dat wil Theo Jansen. Hij wordt vergeleken met Leonardo Da Vinci vanwege de manier waarop hij kunst en techniek weet te verbinden. Ingenieur mag hij zich niet noemen, wel is hij Kunstenaar van het jaar 2018. tekst drs. Desiree Hoving illustratie Marcel Groenen

Creatieve schepper ‘A

ls student wilde hij vooral beroemd worden’, zegt ­Helma van Tiggelen, de buurvrouw van Theo Jansen in het Delftse ­studentenhuis OD 231. Nog steeds ontmoet ze hem weleens op feestjes. ‘Wat ik altijd wilde, is gelukt, want ik ben beroemd, zegt hij als ik hem nu spreek. Maar als mensen roepen: ‘Hé, Theo, je gaat goed, hè?’ Dan antwoordt hij: ‘Ik doe mijn best.’ Na al die ­jaren is hij nog heel bescheiden en best verlegen, waardoor hij vrij zacht praat.’

Jansen maakte zijn studie technische natuurkunde niet af. In plaats daarvan begon hij met tekenen en schilderen. Ook ontwierp hij een schilderrobot en bouwde hij een vliegende schotel die in de vroege avond daadwerkelijk boven Delft vloog, compleet met lichtsignalen en

‘Theo weet je zijn wereld in te slepen met zijn overtuiging’ piepende geluiden. De Volkskrant vroeg hem in 2014 wat hij met dat laatste project hoopte te bereiken. ‘Ik wilde een soort van ongerustheid opwekken’, antwoordde Jansen. ‘Het leven is snel zo ... normaal. En als het even op zijn kop staat, als je maar heel even denkt dat er wellicht buitenaards leven is, dan zie je weer hoe bijzonder het is dat je er bent.’

Houterige zanger In 1990 begon Jansen met het bouwen van strandbeesten; beesten die zijn opgebouwd uit elektriciteitsbuizen van pvc en voortbewegen door de wind. En dat doet hij met verve. Zijn creaties zijn wereldwijd te zien geweest in musea. Onlangs verkoos Stichting Kunstweek hem boven60 | de ingenieur 1 | januari 2018

Naam Theo Jansen | Leeftijd 69 | ­Opleiding technische natuur­kunde, TU Delft (niet afgemaakt) | Functie ­kunstenaar

dien tot Kunstenaar van het jaar 2018. ‘Theo ­Jansen is als Leonardo da Vinci; hij verbindt kunst en techniek en heeft nog niet de waardering gehad die hij daarvoor verdient’, zei een van de ­juryleden.

Zelf meent Jansen dat hij een nieuwe diersoort toevoegt aan de wereld. ‘Mijn strandbeesten kun je zien als een soort kinderen, waarvan ik hoop dat ze gaan overleven op het strand. Ik heb alleen een paar miljoen jaar nodig om dat echt voor ­elkaar te krijgen’, zegt hij in de documentaire A Boy’s Dream uit 2015. ‘Ik doe net alsof ik god ben. Vreemd genoeg vinden mensen het leuk om in die fantasie mee te gaan.’

Prof.ir. Jeroen van Erp vindt het een van Jansens meest bijzondere eigenschappen. ‘Theo vertelt een verhaal over de evolutie van die strandbeesten, maar op een gegeven moment denk je: wacht even, het zijn gewoon plastic buizen. Wat nou hersenen? Toch weet Theo je zijn wereld in te slepen met zijn overtuiging.’

Diezelfde eigenzinnige manier van handelen zag Van Erp al eerder. ‘In de eerste helft van de ­jaren tachtig werd in Delft de band Kuomboka

THEO JANSEN

­ pgericht. Het fascinerendste was hun lange, o slungelige, houterige zanger, die op papier kansloos leek. In de praktijk bleek Theo juist erg overtuigend en maakte hij de band enorm succesvol.

Iedereen zag dat hij geen swingende voorman was, maar dat wekte eerder verbazing op dan ­kritiek. Het maakte hem ook niet uit wat mensen van hem dachten. Dat geeft aan hoe vrijgevochten, ongebonden en onafhankelijk hij is.’

Atelier op het strand Op een dag kwam Jansen bij strandtent De Fuut in Den Haag en vroeg of hij daar een keer mocht komen knutselen. ‘Theo bleef een week of vier,

De rubriek Kopstuk presenteert een portret van een ingenieur die bijzondere prestaties op zijn of haar naam heeft staan.

terwijl het stormde en regende, waardoor er geen gasten waren’, her­ innert Leo van der Vegt zich, de eigenaar van De Fuut. ‘Ik had helemaal niet opgezocht wie hij was. Natuurlijk vond ik het oké toen hij vroeg of hij een openbare demonstratie mocht geven voor hij weg ging.

Toen de dag daar was en hij er stond met een enorm strandbeest, had ik twee of drie personeelsleden. Ik zag honderden mensen aankomen van links en recht en dacht: als die allemaal naar binnen moeten, hebben we een probleem. Toen kwam ik er pas achter wie hij was. Het jaar erna heb ik een container naast mijn strandtent gezet en sindsdien heeft Theo hier zijn vaste zomeratelier. Deze plek ligt uit de loop, niet bij een strandopgang, dus Theo kan hier uren in stilte werken.’

Over Jansens karakter zegt Van der Vegt: ‘Hij is een van de vriendelijkste mensen die ik ken. Hij neemt altijd de tijd voor je en is een dankbaar mens.’ Dat beaamt oud-buurvrouw Van Tiggelen: ‘Het is een schat; iemand die een enorme hekel heeft aan conflicten. Soms zorgt dat voor onduidelijkheid, omdat hij niet over onderwerpen kan praten waarover we botsen. Zo vergat hij me een keer uit te nodigen voor een etentje. Daarover was ik in eerste instantie een beetje geïrriteerd, ­omdat hij vroeger ook vaak bij mij kwam eten. Maar ik vergat het snel weer. Theo niet; hij kan van zoiets nog heel lang last hebben.’ | januari 2018 | de ingenieur 1 | 61

AUTOMATISERING IS IN STROOMVERSNELLING TERECHTGEKOMEN

Boekhouder wordt bot land: 760 000 Nederlanders zijn werkzaam in deze sector. En die ­hebben een probleem, want robots en kunstmatig intelligente ­computerprogramma’s kunnen hun werk vrijwel helemaal overnemen.

tekst Marc Seijlhouwer MSc

62 | de ingenieur 1 | januari 2018

zal het zich waarschijnlijk niet realiseren, maar wat je tegenwoordig met een paar klikken regelt, moest vroeger via een briefwisseling gebeuren.

Maar het kan nog veel verder gaan. Zo is er al software op de markt die facturen kan analyseren met behulp van beeldherkenning. Dit programma ziet van wie de factuur komt, ontdekt waar de regel met het totaalbedrag staat en kan vervolgens automatisch betalen. Software kan zelfs de afzender van de factuur opzoeken in het systeem en koppelen aan een order of andere document, zodat er geen facturen onterecht worden betaald.

Een ander voorbeeld is de reisverzekering.

Wie die nu afsluit, heeft binnen een paar minuten de polis binnen. Vroeger duurde het dagen voordat alle informatie was gecontroleerd en een klant kon worden goedgekeurd. Algoritmes hebben nu alle informatie die nodig is voor goedkeuring in een database zitten. Het duurt

ROBOTISERINGSKANS Hoe groot is de kans dat een beroep binnen twintig jaar wordt geautomatiseerd? Onderzoekers van de Britse Oxford University kwamen tot deze cijfers: Administratief medewerkers (algemeen)

96 %

Secretaresses (algemeen)

96 %

Accountant of boekhouder

98 %

Administratief medewerker rechtbank of advocatenkantoor In een Japanse en een Taiwanese bank vervult deze robot dezelfde taken als de menselijke medewerkers achter de balie.

64 %

Administratief service manager

73 % 0

20

40

60

80

100 %

bron The Future of Employment

‘V

eertig jaar geleden had de Postbank nog enorme hallen vol mensen die ­alle veranderingen in klantenbestanden doorvoerden. Nu kan dat met één computer’, verzucht Fred Polhout, bestuurder bij FNV ­Finance. Hij heeft de automatisering en digitalisering van het administratieve beroep de afgelopen decennia zien gebeuren. En door de snelle ontwikkeling van kunstmatige intelligentie of slimme software is die ontwikkeling in een stroom­versnelling terechtgekomen.

Veel bleek er namelijk niet nodig om een groot deel van het administratieve werk te digitaliseren. Een goede database en een website waar klanten wijzigingen of wensen zelf door kunnen geven is genoeg. De jongere generatie

foto Tokumeigakarinoaoshima

HET NIEUWE WERKEN

Administratief personeel vormt de grootste beroepsgroep van het

foto Pixabay/tmeier1964

Veel administratieve beroepen lopen een grote kans om te worden geautomatiseerd.

minder dan een seconde om die informatie op te halen, te controleren of de klant aan de eisen voldoet, en vervolgens een akkoord te geven.

Heel af en toe zullen er uitzonderingssituaties zijn waarbij er iets misgaat – en dan is er een mens nodig om het probleem te verhelpen. De software vervangt echter een heleboel werk­ nemers: hij verwerkt de aanvraag, hij controleert hem en keurt hem goed, én hij informeert de klant. Bovendien doet een computer dit alles zonder noemenswaardige extra kosten voor duizenden klanten.

Sombere toekomst Het wachten is op het moment dat bedrijven deze techniek massaal toe gaan passen. Banken doen dat nu al, maar misschien denken andere werkgevers dat de software nog niet betrouwbaar of snel genoeg is. Het zal een kwestie van tijd zijn, in ieder geval volgens de onderzoeken.

Het rapport The Future of Employment van Oxford University kent allerhande administratieve beroepen een grote kans toe op robotisering in de komende decennia. Administratief medewerkers hehebben bijvoorbeeld 96 procent kans om te verdwijnen, net als secretaresses. Administratief personeel op advocatenkantoren en bij rechtbanken heeft het iets beter

In Het nieuwe werken beantwoordt De Inge­nieur elke maand voor een andere beroepsgroep de vraag: moet je bang zijn dat een robot je baan afpakt?

vanwege de complexe materie: 64 procent. En accountancymedewerkers en boekhouders? 98 procent kans op robotisering. De toekomst van de kantoormedewerker ziet er dus somber uit.

Dat heeft de vakbond ook door. Onder de financiële tak van FNV, waar Fred Polhout bestuurder is, vallen relatief veel administratieve banen. En daarvan verdwenen er de afgelopen tijd al zoveel; denk aan de massaontslagen bij de grote banken. Polhout: ‘Het gaat geen vijftien jaar meer duren voordat bijna al die banen zijn verdwenen.

Die ontwikkeling is nu al begonnen en zal over drie jaar groot worden. Dus moeten we nú iets doen.’ Daarmee bedoelt Polhout niet dat hij de robotisering tegen denkt te kunnen houden. ‘In plaats daarvan moeten we kijken wat de mogelijkheden zijn voor deze mensen. Met bijscholing kunnen we een deel helpen, maar niet iedereen.’

Mooie nieuwe wereld Dus is FNV nu bezig met een techniekpact dat werkgevers, werk­ nemers en overheid bij elkaar moet brengen om de klap van robotisering op te vangen. ‘In die zin is het een voordeel dat we de grote verandering nu al aan zien komen. We kunnen afspraken maken om de overgang soepel te laten verlopen. Dat is ook voordelig voor de bedrijven: die hebben niets aan een grotendeels werkloze bevolking.

Die kan immers niets kopen, waardoor zo’n bedrijf niets verkoopt.’

De plannen van FNV voor de administratieve sector (en het havenbedrijf) zijn een voorbode van wat er op grotere schaal zal gebeuren. Hoewel weinig sectoren zo kwetsbaar zijn als de administratieve sector, is het waarschijnlijk dat er minder banen zijn in de toekomst. ‘Terwijl ons hele stelsel is gebaseerd op zoveel mogelijk werkenden. Die zorgen voor sociale zekerheid voor niet-werkenden, voor belasting en dus onderhoud van wegen, natuur, noem maar op’, benadrukt Polhout nog even. Toch houdt hij de moed erin. ‘De robotisering is een ingrijpende maatschappelijke verandering. Ik ga niet ontkennen dat die effect gaat hebben. Maar als we nu iets doen, kunnen we er in ieder geval voor zorgen dat we met zijn allen een mooie nieuwe wereld creëren.’ | januari 2018 | de ingenieur 1 | 63

PASSIE

M

artijn Roos (47) is liefhebber van voertuigen die ­worden gebruikt in het openbaar vervoer, met een voorliefde voor metrorijtuigen. ‘Ik vind de technische ­achtergrond ervan interessant, hoe ze worden aangedreven, en het prachtige geluid dat ze produceren.’

Voor het interview met Martijn begon, wilde hij eerst dit kwijt: ‘Ik ben een groot voorstander van het tijdschrift De Ingenieur. Eigenlijk sinds 2014, toen er een interessant achtergrondverhaal over Rotterdamse trams in stond. Ik heb ook drie maanden een gratis proefabonnement genoten, maar dat is helaas afgelopen. Ik ben zelf ook ooit geïnterviewd over de Rotterdamse tram voor het Algemeen Dagblad, door de heer Herman van Roosmalen. Is dat familie?’

Toen dat was gezegd, zei Martijn dat zijn liefde voor voertuigen van het openbaar vervoer ontstond doordat hij vanaf zijn zevende dagelijks met de bus vanaf de Amsterdamse Westermarkt naar zijn school in Amsterdam-Noord reisde. ‘Dan ging ik met die heerlijke harmonicabussen; kent u die? Achttien meter genot, met zo’n mooie knik in het midden. Ik zorgde dat ik altijd bij de knik zat en kon het geluid van de motor perfect imiteren.

Nog steeds. Wilt u dat horen?’

Martijn deed de motor na. Toen hij daarmee klaar was, zei hij dat zijn interesse later verschoof naar metrotreinstellen.

Martijn heeft ontelbaar veel foto’s gemaakt van metrorijtuigen, bussen en trams, en reist in zijn vrije tijd zoveel mogelijk met het openbaar vervoer.

‘Lijn 54 van Amsterdam Centraal naar Gein en dan weer

64 | de ingenieur 1 | januari 2018

t­ erug, en dan nog een rondje. Heerlijk. De nieuwe rijtuigen, de M5, zijn 116 m lang. Van de Franse fabrikant Alstom. Wat vindt u ervan? O, niets? Ik vind ze overzichtelijk ingericht en behoorlijk robuust voor Amsterdam. Een mooi, zoemend geluid; ik heb daar ook opnames van gemaakt. Ik moet wel de kanttekening maken dat ik de beroemde Zilvermeeuw, van Duitse, beter ­gezegd Hamburgse makelij, meteen enorm mis. Je mist iets pas als het er niet meer is; heel gek.’

Martijn is ook zeer te spreken over de Brusselse metro, in het bijzonder de treinstellen van het Spaanse Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles (CAF). ‘Dezelfde fabrikant heeft overigens ook de M4-serie voor de Amsterdamse metro ontwikkeld, maar dit terzijde. Ze worden in Brussel in 2019 in gebruik genomen.

Ik zeg u eerlijk: ik kan niet wachten. Ze zijn lekker sportief. ­Gestroomlijnd; daar houd ik van. Op sommige metrolijnen rijden identieke voertuigen, wist u dat? In Boedapest en Moskou rijden dezelfde Russische voertuigen. Ik ben daar geen fan van; mij te robuust. Je hebt robuust en robuust, maar Boedapest en Moskou vind ik te ver gaan. Amsterdam heeft ook robuuste voertuigen, maar die zijn toch soepel. Ze passen bij de stad.’

Het interview stopte.

Hij moest die middag nog een paar keer met lijn 54 naar Gein en terug. |

tekst Marcel van Roosmalen foto Elmer van der Marel

21 MAART

2018 Op woensdag 21 maart 2018 organiseert het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) de Dag van de Ingenieur. Met deze dag wil KIVI zichtbaar maken welke meerwaarde ingenieurs hebben voor de maatschappij. Tijdens deze dag wordt de Prins Friso Ingenieursprijs uitgereikt aan de Ingenieur van het Jaar. Naast deze prijs wordt ook de KIVI Academic Society Award uitgereikt aan een hoogleraar die op zeer aansprekende wijze de verbinding weet te leggen tussen wetenschap en maatschappij.

Meer informatie: www.kivi.nl/dagvandeingenieur

ENGINEER YOUR CAREER KIVI helpt je verder in je carrière. Als beroepsvereniging van ingenieurs biedt KIVI carrièreservices. Leden kunnen onder meer gratis gebruikmaken van een cv-check, sollicitatietraining en loopbaancoaching. Ook brengt KIVI aantrekkelijke vacatures onder de aandacht.

ROTTERDAM

TIEL

LEAD ENGINEER PROJECTEN

STRATEGISCH TECHNISCH MANAGER

Internationale fabrikant elektromechanische schakelaars Ambitieuze organisatie. De grootste in de zonne-energiemarkt en hard op weg om deze positie ook in andere industrieën te bemachtigen. Dat vraagt om een strakke projectplanning en focus en alertheid van het engineering team (9 fte).

Als lead engineer weet jij continue wat er speelt, wat de vervolgstappen zijn en hoe je een project binnen tijd en budget aflevert.

Je kunt het team motiveren en als het werk daarom vraagt ook zelf een project uitwerken in Solidworks.

HTS-opleiding richting werktuigbouwkunde/elektrotechniek.

Aantoonbaar succesvol in het afleveren van projecten. Plezierige werkomgeving waar vrijheid en ruimte voor ontwikkeling vanzelfsprekend is.

Nieuwsgierig? Zie www.buildingcareers.nl / Sanna Willebrands / 06 4241 1612 BuildingCareers is dé arbeidsmarkt­specialist voor HBO-/WO-ingenieurs en technologen. Voor hoogwaardige specia­ listische functies alsmede commerciële en managementposities.

LANDELIJK

YOUNG – SENIOR PROFESSIONALS Verbeter leven. Begin bij jezelf!

Arcadis biedt uitdagend werk voor mensen die het verschil willen maken.

Van klimaatverandering tot razendsnelle verstedelijking. Onze ­wereld wordt steeds complexer. De ruimte in steden moet optimaal worden benut en onontgonnen land moet bewoonbaar ­worden gemaakt. Juist op deze terreinen creëren wij buiten­ge­ wone en duurzame oplossingen. Onze mensen werken gezamenlijk aan het creëren van meerwaarde door gebouwde en natuurlijke elementen naadloos in te passen in hun omgeving.

Arcadis. Improving quality of life.

Kijk voor informatie én vacatures op www.werkenbijarcadis.nl

Weet jij de ontwerptechnische samenhang tussen projecten te bewerkstelligen, aansluiting met andere processen te bereiken én je vakinhoudelijke keuzes helder te verdedigen? Dan heeft Waterschap Rivierenland een heel mooi aanbod aan dijk- en kadever­ beteringen.

Heb je een universitaire opleiding op het gebied van waterbouw, geotechniek of civiele techniek en kennis van en ervaring met alle fasen van dijk- of kadeverbeteringsprojecten? Dan zoeken wij jou!

Meer informatie op: www.waterschaprivierenland.nl/vacatures

TIEL, FULLTIME

TECHNOLOOG BEDRIJFSVOERING Ben jij de man/vrouw die de zuiveringskringen efficiënt weet te laten functioneren?

De afdeling Technische Installaties draagt zorg voor het beheer van de zuiveringsinstallaties en het onderhoud van installaties, kunstwerken en gebouwen in het beheergebied van het waterschap Rivierenland.

Als technoloog houd je je bezig met adviseren, controleren en optimaliseren en met technologische begeleiding tijdens de bouw en de opstart van zuiveringsinstallaties of onderdelen ervan.

Beschik jij over hbo-werk- en -denkniveau aangevuld met specifieke relevante opleidingen op het gebied van de procestechnologie en/of milieukunde? En brede theoretische kennis van waterzuivering en milieu, kennis van stikstof- en fosfaatverwijdering, slibverwerking en voortgezette kennis van zuiverings- en rioleringstechniek? Dan zoeken wij jou!

Als je belangstelling hebt voor deze functie bekijk dan de onderstaande site voor meer informatie. www.waterschaprivierenland.nl/ vacatures

Ook uw vacature op deze pagina? Neem contact op met Delia Appelman via 070 3919 851 of delia.appelman@kivi.nl of met Barbara Gemen via 070 391 9875 of barbara.gemen@kivi.nl