De Ingenieur juni 2019

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

DE INGENIEUR nummer 6 | jaargang 131 | juni 2019

Extra dimensie 3D-techniek verovert het ziekenhuis

An engineer’s career is never straightforward, but their professional development should be. new company

patent

new job internship

portfolio

big project

new team new role

curriculum vitae

new client self-employed

need new job skills learning searching experience

budgets portfolio update

staff training

cancelled project

EXCLUSIEF VOOR KIVI-LEDEN Een efficiĂŤnte, flexibele en professionele plannings-, strategie- en rapportagetool voor ingenieurs.

Omdat hij geschikt is voor alle functies en loopbaanstadia, is de tool ideaal om uw ontwikkeling te plannen, vast te leggen en te analyseren, en uw portfolio op te bouwen.

Met minimale inspanning en maximaal resultaat kunt u vandaag nog de controle overnemen en uw ontwikkeling stroomlijnen!

Meer info: www.kivi.nl/opd

THE OPD TOOL

ONLINE PROFESSIONAL DEVELOPMENT

foto Radboudumc

22 ARTSEN OMARMEN 3D Chirurgen die operaties oefenen op de computer. 3D-prints van lichaamsdelen die een beter inzicht geven in de anatomie. Mallen die naadloos op het lichaam van de patiënt aansluiten. Het behoort allemaal tot de mogelijkheden nu ziekenhuizen 3D-labs krijgen.

12 HOOGVLIEGERS Teams uit de hele wereld proberen met hun eenpersoons­ vliegtuigjes de GoFly-wedstrijd te winnen. De Ingenieur presen­ teert zes kanshebbers, waaronder twee Delftse studententeams.

30 NACHTWEER Tot nu toe concentreert weer- en klimaatonderzoek zich op wat er overdag gebeurt. Ten onrechte, vindt natuurkundige Bas van de Wiel: voor een compleet beeld kunnen we de nacht niet negeren.

49 SUPERPOMP Met een minimum aan energie kan de nieuwe warmtepomp van het Belgische Qpinch de temperatuur van restwarmte met meer dan 100 °C opkrikken. En daar hebben grote spelers in de procesindustrie wel oren naar.

Geknipt Vooraf Focus Giesen GoFly-wedstrijd Möring Folie voor schepen 3D in het ziekenhuis Kitepower To do Nachtelijk weer Beton printen Quote Inbox Eureka Rolf zag een ding Podium Inbox Warmtepomp Qpinch Punt Media Kopstuk Voorwaarts Groene bedoelingen Passie

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

DE INGENIEUR nummer 6 | jaargang 131 | juni 2019

Extra dimensie 3D-techniek verovert het ziekenhuis

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

42 MAAGBALLON Singaporese onderzoekers ontwikkelden de EndoPil: een capsule van maar een paar centimeter die in de maag is op te blazen tot een ballon die de eetlust vermindert.

Ook in Eureka: een nieuwe sport bedacht door algoritmes, een wolkenkrabber die afval omzet in elektriciteit en meer.

foto Radboudumc

EUREKA

jaargang 131 nummer 6 juni 2019

Dankzij een flinterdun luchtlaagje blijft een nieuwe folie droog als je hem onderdompelt in water. En daarmee zijn schepen stukken zuiniger te maken.

illustratie Peter Welleman

INHOUD

19 DUURZAAM LAAGJE

2 3 4 5 12 18 19 22 26 29 30 34 38 41 42 47 48 48 49 53 54 58 60 62 64

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 drs. Pancras Dijk (hoofdredacteur), ir. Jim Heirbaut, drs. Jean-Paul Keulen (eindredacteur), Marc Seijlhouwer MSc

VORMGEVING Hannie van den Berg Grafische Vormgeving & DTP, Houten

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

ADVERTENTIES Delia Appelman tel. 070 391 9851 e-mail delia.appelman@kivi.nl

DRUK Bariet Ten Brink, Meppel

De Ingenieur verschijnt 12 maal per jaar. © Copyright 2019 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, via internet of op welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Niet in alle gevallen is na te gaan of er op de illustraties in dit nummer nog copyright rust.

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

ISSN 0020-1146

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 2019 Regulier lidmaatschap: € 137,50 Afgestudeerd in 2018/2019: € 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

­

‘Energie zonder uitstoot vervangen door fossiel met uitstoot. En dan opgetogen zijn. Dat kan dus.’

Energie-onderzoeker Remco de Boer reageert op het nieuws dat België vier gascentrales wil gaan bouwen ter vervanging van kerncentrales (Twitter).

‘Stel je voor dat het om bananen gaat. Ik wil een stevige banaan, iemand anders heeft liever een rijpe. Hoe laat je een robot de ­juiste kiezen?’

Scott Anderson, directeur robotisering bij Amazon, schetst waarom het nog wel tien jaar zal duren voordat robots alle werknemers in de maga­ zijnen van de online winkel kunnen vervangen (Business Insider).

‘We moeten geen arbitraire drempel opwerpen om het repareren van onze eigen spullen moeilijker te maken.’

Kyle Wiens, medeoprichter van reparatieplatform iFixit, naar aanleiding van het torpederen van een Californische wet die eigenaren van appa­ raten als iPhones en iPads het recht zou geven ze zelf te repareren (The Verge).

‘We draaien het even om: de techindustrie is niet toekomst­ bestendig, want onethisch, ondemocratisch en ongelijkheid ­vergrotend, en moet op de schop.’

Geschiedenisleraar en auteur Jelmer Evers reageert op TomTom-topvrouw Corinne Vigreux, die stelt dat het Nederlandse onderwijs niet toekomst­ bestendig is en op de schop moet (Twitter).

‘Het zou prettig zijn als de publieke discussie over nieuwe ­deeltjesversnellers zou worden gevoerd door mensen met een goed begrip van de technische en wetenschappelijke ­kwesties. Maar dat is niet zo.’

Theoretisch fysicus Nima Arkani-Hamed vindt dat de tegenstanders van een nog grotere deeltjesversneller dan de Large Hadron Collider niet met erg sterke argumenten komen (CERN Courier).

‘De gedachte leeft dat we nu zoveel gegevens en technologie ­hebben dat we straks alle problemen kunnen oplossen. Die ­naïeve verhalen vind ik gevaarlijk.’

Francien Dechesne, universitair docent aan het Centrum voor Recht en Digitale Technologie, verzet zich tegen het idee dat onze samenleving is gebaseerd op kennis van data en patronen, in plaats van op afspraken over wat we goed en rechtvaardig vinden (Leidraad).

‘Regeltjes die vaak als symbool van krankzinnige bemoeizucht en bureaucratie worden opgevoerd, kunnen meer innovatie en vooruitgang veroorzaken dan de meest hippe start-ups van de wereld.’

Journalist Jesse Frederik constateert dat één EU-richtlijn over stofzuigers evenveel CO2-besparing oplevert als een kwart van het hele Klimaat­ akkoord (De Correspondent).

LANGE ADEM

V

Drs. Pancras Dijk is hoofd­ redacteur van De Ingenieur.

Het enthousiasme betrof de vernieuwende, chemische warmtepomp van het Belgische bedrijf Qpinch.

De pomp kan op extreem zuinige wijze restwarmte van industriële processen recyclen, zodat die opnieuw in de fabriek is in te zetten. De techniek heeft volgens Können wereldwijd een enorme potentie om energie te besparen. De bal lijkt eindelijk

Als je het mij vraagt, duurt het nog heel lang voor we onszelf in onze eigen, kleine vliegtoestellen verplaatsen

buitelen. Andere blijven nuchter. ‘Ik beschouw ons toestel vooral als een ding waar mensen lol mee kunnen hebben’, zegt een van de deelnemers over zijn ontwerp (pagina 12).

Verder schrijven we deze maand onder meer over het gebruik van 3D-technieken in de zorg, over het printen van beton, en over vliegers die energie kunnen oogsten uit de wind. Heeft u daar nog niet genoeg aan? Schrijft u zich dan in voor onze digitale nieuwsbrief via www.deingenieur.nl. Wekelijks ontvangt u dan de interessantste technieuwtjes in uw mailbox.

Afgelopen maand noteerden we overigens de tienduizendste inschrijving van onze nieuwsbrief.

Mocht u de nieuwsbrief nu nog niet ontvangen, dan kunt u ons op weg helpen naar de volgende mijlpaal. Laten we hopen dat we die bereiken voor we allemaal naar ons werk vliegen.

te gaan rollen voor Qpinch, schrijft hij in zijn verhaal (pagina 49). De gebruikte methode werd namelijk al in 2014 getypeerd als een grote doorbraak, maar het heeft tot afgelopen jaar geduurd eer de eerste grootschalige toepassing van de grond kwam, bij kunststofproducent Borealis in het Antwerpse havengebied.

Die lange adem is misschien wel typerend voor veel ingenieurswerk. Hoe lang zal het bijvoorbeeld duren voordat we ons allemaal in onze eigen, kleine vliegtoestellen zullen verplaatsen? Nog heel lang, als je het mij vraagt, maar dat weerhoudt honderden ontwerpers en technici er niet van om deel te nemen aan de Amerikaanse GoFly-wedstrijd, waarbij een miljoen dollar ligt te wachten op het beste ontwerp van een dergelijke vliegmachine. Sommige van de deelnemers gaan helemaal mee in de toekomstvisie van de organisatie, waarin woorden als toekomst, mobiliteit en disruptie over elkaar

foto Inge van Mill

VOORAF

orige week stuurde freelance auteur Timo Können, die al jaren geregeld voor dit blad schrijft, zijn jongste artikel naar de redactie.

‘De superlatieven die erin staan, zijn gemeend’, schreef hij in een begeleidende e-mail. ‘Volgens mij is het echt een geweldige technologie.’ Kijk, met een dergelijke aanbeveling ga je zo’n stuk toch met wat extra belangstelling lezen.

juni 2019 | de ingenieur 6 | 3

Drone bestudeert bos

Lekkende chips

foto SkyNRG

Vrouwelijke tech-helden

Lees het laatste ­technieknieuws op www.deingenieur.nl

SkyNRG bouwt in Delfzijl een fabriek voor duurzame kerosine die dit soort instal­laties zal gebruiken.

FOCUS

DUURZAMERE KEROSINE

onder redactie van ir. Jim Heirbaut m.m.v. drs. Pancras Dijk en Marc Seijlhouwer MSc

4 | de ingenieur 6 | juni 2019

Om de luchtvaart milieuvriendelijker te maken, moet er in 2022 een fabriek komen in het Groningse Delfzijl die jaarlijks 100.000 ton kerosine duurzaam produceert.

‘Daar is een goede markt voor, dus die kunnen we verkopen. Daardoor is er een businesscase voor de fabriek.’

De fabriek gebruikt daarvoor olieachtige reststromen zoals ­frituurvet als grondstof. Dit vet wordt in installaties gekraakt; vervolgens worden de lange ketens van de moleculen extra verkort. Zo ontstaat kerosine. ‘Die is op moleculair niveau niet te onderscheiden van gewone kerosine’, vertelt Maarten van Dijk MSc, directeur van SkyNRG, dat de fabriek gaat bouwen.

Vanuit Delfzijl gaat de brandstof per boot naar pijpleidingen, die uitkomen in het brandstofdepot van Schiphol.

De fabriek kost ongeveer 250 miljoen euro, waarvan KLM een onbekend deel betaalt. Voor de luchtvaartmaatschappij is de investering in de fabriek een manier om haar voetafdruk te verkleinen. De luchtvaart is een van de grotere vervuilers en een goede oplossing om de CO2-uitstoot te reduceren is er nog niet.

Duurzame kerosine uit de voorgenomen fabriek levert volgens berekeningen van SkyNRG 85 % minder CO2 op dan fossiele kerosine. Dat zit hem niet alleen in het hergebruik van vet, maar ook in het inzetten van groene waterstof tijdens het maakproces. Om die groene waterstof te produceren met behulp van water en (duurzaam opgewekte) elektriciteit zullen Gasunie en Nouryon een waterstofelektrolyzer van 60 MW ­bouwen. ‘We gaan ervan uit dat die af is als onze fabriek er staat, zodat we meteen kunnen produceren.’

Het proces om duurzame kerosine te maken, is niet nieuw: in Los Angeles staat al een vergelijkbare fabriek. ‘We moeten de techniek inkopen, maar we weten dat hij werkt. Een fabriek bouwen is niet makkelijk, maar technisch kan het gewoon’, zegt Van Dijk.

Bij de productie ontstaan nafta en propaan als bijproducten.

Grote berg De fabriek zou genoeg opleveren om 1,4 vliegtuig per dag duurzaam van Schiphol te laten vertrekken. ‘Een druppel op een gloeiende plaat’, zegt dr. Adelbert Goede van onderzoeksinstituut DIFFER, dat onder andere met het Karlsruher Institut für Technologie samenwerkt om duurzame kerosine te maken uit CO2 en water. Dat is een nieuwer, experimenteel proces dat nog niet op grote schaal is toe te passen.

Wel komt op Rotterdam The Hague Airport een proefopstelling van 1000 l. ‘Die wordt gebouwd met de techniek die nu voorhanden is’, zegt Goede. ‘Ondertussen werken wij door om het proces efficiënter te maken en de opbrengst te vergroten.’

Van Dijk geeft toe dat de fabriek in Delfzijl niet de hele luchtvaart zal veranderen. ‘De verduurzaming van de luchtvaart is een heel grote berg; dat zie ik ook wel.

Maar als je nooit een eerste stap zet om boven te komen, kom je nergens. En dit is een belangrijke stap.’

En waarom wordt de fabriek niet groter?

‘Daar is niet genoeg grondstof voor. Daarom zullen volgende fabrieken misschien ook andere grondstoffen gebruiken.’

(MS)

NEDERLANDSE FUNDERING VOOR TURKSE BRUG Eind mei heeft bouwbedrijf Strukton in Turkije de laatste van twee grote caissons afgezonken. Die vormen de fundering van wat ’s werelds langste hangbrug moet worden.

foto Strukton

van Strukton Immersion Projects.

De caissons zijn gebouwd in een naburig droogdok; Strukton sleepte ze met vier sleepboten naar de uiteindelijke locatie. Het precies positioneren was een huzarenstukje. Voor het grovere werk gebruikten de ingenieurs een extra nauwkeurige variant van gps, maar voor de laatste centimeters was een slimme truc nodig. Van tevoren zijn naast de definitieve locatie van het caisson vier geleidingsconstructies op de millimeter nauwkeurig in een L-vorm op de bodem gezet. De sleepboten trokken het caisson

EUROPESE PRIJS VOOR MELKROBOT?

vervolgens voorzichtig in de hoek van de L. Hydraulische vijzels op het caisson, waarvan steeds de exacte verplaatsing bekend was, duwden het caisson gecontroleerd naar zijn plek. ­Resultaat: het caisson staat nu op 1 cm van de beoogde plek op de zeebodem. ‘Deze techniek is voor het eerst op deze schaal toegepast’, zegt Van Westendorp.

Inmiddels bouwt de hoofdaannemer op de caissons 318 m hoge pylonen, waaraan de tuien van de brug komen te hangen. De Çanakkale 1915 moet in 2023 opengaan voor verkeer. (JH)

GIESEN illustratie Matthias Giesen

In het Çanakkale 1915 Bridge Project bouwt een Turks-Koreaanse aannemerscombinatie een brug over de Dardanellen, een zee-engte bij de stad Çanakkale in het noordwesten van Turkije. Met een vrije overspanning van 2023 m wordt de nieuwe brug de langste hangbrug ter wereld. De brug gaat bovendien nog twee keer 800 m verder boven land en wordt in totaal dus zo’n 3600 m lang.

Het aanleggen van de fundering voor de brug is geen sinecure. Die bestaat uit twee 20 m hoge betonnen caissons van elk 75 bij 85 m, met daarop twee schachten van 25 m hoog. ‘Deze ongewoon grote caissons moesten we met een tolerantie van 15 cm afzinken. En dat op een plek waar het water 42 m diep is en stroomsnelheden van 1,5 m/s geen uitzondering zijn’, vertelt Director of Operations ing. Peter van Westendorp

Bovenop elk van de caissons voor de langste hangbrug ter wereld staan twee schachten.

Een geautomatiseerde, diervriendelijke melkrobot die in veertig landen wordt gebruikt, ­levert twee Nederlandse ingenieurs wellicht een Europese Uitvindersprijs op. De uitvinding van familie­bedrijf Lely in Maassluis laat zien ‘hoe hightech robotica de verduurzaming van de landbouwsector kan ondersteunen’, stelde het ­Europees Octrooibureau toen het afgelopen maand de nominatie bekendmaakte. Topman Alexander van der Lely en innovatiedirecteur Karel van den Berg werkten meer dan dertig jaar aan de melkrobot, waarvan ze in 1992 een eerste prototype lanceerden. De huidige ­versie, Astronaut A5, bestaat uit een box met aan één kant metalen stangen en een flexibele robotarm. De koe kan zelf bepalen wanneer ze de box in loopt om volautomatisch te worden gemolken. Dankzij sensoren sluit de melkmachine naadloos aan op de spenen, ook als de koe niet wil blijven stilstaan. Ook verzamelt de Astronaut tijdens het melken tal van gegevens over de koe. Melkveehouders hebben zo eerder in de gaten wanneer er iets mis is met hun vee. De uitvinders­ prijzen worden op 20 juni in Wenen uitgereikt. (PD) juni 2019 | de ingenieur 6 | 5

FOCUS

Nederlandse bouw voorop in gebruik robots De Nederlandse en Belgische bouw gebruiken aanzienlijk meer robots dan andere landen, blijkt uit een rapport van ING. Toch blijft het aantal robots in de bouw erg achter in vergelijking met de industrie.

Meer robots dan in China ...

Zelfs robotminnend China gebruikt gemiddeld minder robots voor de bouw van kantoorpanden en woonwijken dan de Benelux.

Het verschil heeft volgens ING drie oorzaken:

Aantal robots per 10.000 medewerkers in 2017:

Nederland kent veel seriebouw zoals rijtjeshuizen.

Nederland en België China

Bouw 0,1

De loonkosten in Nederland en België zijn relatief hoog.

Sinds het einde van de crisis groeit de bouw hier hard. In andere landen blijft de groei achter.

Bouw 1,5

... maar minder dan in de industrie Aantal robots per 10.000 medewerkers in Nederland en België in 2017:

Industrie 192

Toch kent de bouw uitzonderlijk weinig robots in vergelijking met de industrie.

Ook dit heeft drie oorzaken: De structuur van de bouw is anders: meer kleine, variabele klussen.

Bouw 1,5

De bouw heeft een volatiele markt, waarin grote investeringen zoals robots moeilijk te realiseren zijn.

illustratie Ymke Pas

Buiten werken in een chaotische omgeving is lastig voor robots.

6 | de ingenieur 6 | juni 2019

Toch denkt ING dat de bouw baat kan hebben bij robotisering. Projecten waar vaak hetzelfde moet gebeuren, zoals rijtjeshuizen, kunnen bijvoorbeeld een metselrobot gebruiken voor de lange, rechte stukken muur. Dat betekent niet dat metselaars meteen werkloos worden: er zijn talloze kleine hoekjes of lastige plekken waar een robot niet kan tippen aan de mens.

FOCUS

HELDINNEN VAN DE TECHNIEK Decennia aan campagnes ten spijt blijft de techniek een mannenbolwerk. Het afgelopen maand gelanceerde platform Female Tech Heroes moet daar verandering in brengen.

In mei vond op de High Tech Campus Eindhoven de lance­ ring van het platform Female Tech Heroes plaats.

Nog altijd zijn er schrikbarend weinig vrouwen werkzaam in de technische sector. Volgens de Emancipatiemonitor 2018 van het Centraal Bureau voor de Statistiek en het Sociaal Cultureel Planbureau ligt het aandeel vrouwen in technische beroepen op 12,6 %. Een stijging ten opzichte van tien jaar eerder (toen stokte de teller al bij 10,6 %), maar te gering om de vele campagnes die vrouwen voor de techniek moeten winnen een klinkend succes te mogen noemen.

Volgens Ingelou Stol BA, communicatiemanager van de High Tech Campus ­Eindhoven, moet er nu echt verandering in komen. Diversiteit op alle vlakken, dus ook wat betreft de man-vrouw­ verhouding, is de sleutel tot succes, zegt ze. ‘Telkens weer blijkt: de aanwezigheid van meer vrouwen leidt tot meer innovaties en betere resultaten.’

Met haar collega Hilde de Vocht zette Stol daarom Female Tech Heroes op, een platform dat vrouwen en techbedrijven met elkaar in verbinding brengt. ‘Nog voor de lancering hadden zich al vijftienhonderd vrouwen bij het platform aangesloten.

Dat geeft wel aan hoe groot de behoefte is. De tijd is er rijp voor’, zegt Stol.

Ook veel grote bedrijven doen mee. Niet alleen bedrijven die zijn gevestigd op de High Tech Campus in Eindhoven, maar ook uit de Randstad. Zelfs vanuit Duitsland is er al belangstelling getoond.

Rolmodellen De vrouwen die zich hebben aangemeld bij het nieuwe netwerk zijn voor het merendeel al werkzaam in de techsector. Zij zullen echter voortaan als ambassadeurs ook andere meiden en vrouwen ertoe proberen te verleiden om een technische loopbaan te overwegen. ‘De techniek heeft een Lieke Martens ­nodig’, zegt Stol.

‘En in dit netwerk zitten vele vrouwen die voor de techniek kunnen doen wat

foto House of Yellow

tekst drs. Pancras Dijk

Martens voor het vrouwenvoetbal doet.’

Ook vanuit het onderwijs was er direct veel belangstelling voor de Female Tech Heroes. Dat biedt kansen, zegt Stol. ‘Ondanks alles heerst er nog altijd heel sterk een vooroordeel dat techniek iets voor mannen is. We moeten al op de basisschool gaan uitdragen dat techniek niet alleen draait om dingen in elkaar zetten of chips bouwen, maar dat technici ook miljoenen mensen met gezondheids­ problemen kunnen helpen, het voedselprobleem kunnen bestrijden of zich met andere grote maatschappelijke vraagstukken kunnen bezighouden.’

Dr.ir. Maja Rudinac, eerder dit jaar ge­ kozen tot Ingenieur van het Jaar, is positief over het initiatief. Al op de basisschool wordt vaak de kiem voor een aankomend ingenieurschap g ­ elegd, zegt ze, dus daar moeten de meiden extra

worden aangesproken. ‘We moeten ze ­zeker laten zien hoe divers de techniek is en wat voor fantastische dingen je ermee kunt maken en bereiken. In mijn eigen vakgebied hebben we de ­RoboCup Junior.

Met die robotica- en programmeer­ wedstijd bereiken we veel jongeren. Maar er zijn meer van derge­lijke initiatieven nodig.’

De inzet van vrouwelijke rolmodellen ­zoals Female Tech Heroes die voor zich ziet, is ook ontzettend belangrijk, stelt Rudi­nac. ‘Vrouwen zijn net zulke com­ petente ingenieurs als mannen. Het mooie is dat wij soms net even anders denken. Daarom zorg ik er altijd voor in brainstorm­sessies zowel mannen als vrouwen aan tafel te hebben. Dan profiteer je van beide denkwijzen en weet je zeker dat onderwerpen van alle kanten worden belicht.’

STIMULANS VOOR VROUWEN De Delftse ingenieurs Andrea Mangel Raventos MSc en Hanneke Stenfert MSc hebben afgelopen maand een Marina van Damme-beurs ontvangen. Raventos doet promotieonderzoek aan de faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek & Technische Materiaalwetenschappen, terwijl architect Stenfert voor een eigen bedrijf werkt, OpenKaart, dat zich richt op co-creatie.

De beurs is bestemd voor getalenteerde vrouwelijke alumni die zijn afgestu-

deerd of gepromoveerd aan een van de technische universiteiten in Nederland.

Hij werd in 2001 in het leven geroepen door dr.ir. Marina van Damme, sinds 2017 erelid van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI), en bestaat uit een geldbedrag van 9000 euro. De beurs is bedoeld om jonge vrouwelijke ingenieurs in de wetenschap of het bedrijfsleven te stimuleren om zich verder te verdiepen of te verbreden, in de vorm van een studie, stage of project.

juni 2019 | de ingenieur 6 | 7

FOCUS

PSYCHEDELISCH WOUD Dit surrealistische puntenpatroon toont het Zwarte Woud in Duitsland door de ogen van een infraroodsensor aan boord van een drone. Deze sensor laat precies zien hoe gezond alle bomen en planten zijn.

De planten absorberen zichtbaar licht via het chlorofyl in hun bladeren en infrarood licht via de celwanden in de bladeren. Dat laatste is hier weergegeven, in valse, overdreven kleuren. Hoe meer ­activiteit de plant vertoont, hoe intenser de kleur.

Deze vervreemdende natuurfoto won ­onlangs een fotoprijs van de Swiss ­National Science Foundation. De ‘fotograaf’ is Adrian Meyer, een onderzoeker aan de Fachhochschule Nordwestschweiz in ­Basel. Meyer wilde kijken of hij een ­algoritme kon trainen om de kleuren van het bos te analyseren. En hoe meer contrast er in een foto zit, hoe makkelijker een computer die klus kan klaren.

Met een algoritme als dat van Meyer kunnen onderzoekers een bos fotogra­ feren en volautomatisch kijken welke ­delen gezond zijn en welke niet. Meyer is nog steeds bezig met het trainen van het algoritme, maar ondertussen probeert hij het ook al toe te passen.

De techniek is daarnaast te gebruiken om de gezondheid van gewassen op boerderijen te controleren of te voorspellen hoeveel ze zullen opleveren. Voor precisielandbouw is zoiets onmisbaar.

Eerder probeerde Meyer al de activiteit van herten in het bos te bepalen aan de hand van de gezondheid van planten: minder gezonde planten waren mogelijk aangevreten door de dieren. De herten zelf zijn niet te zien met deze sensoren; daarvoor zijn sensoren nodig die ver het infrarode spectrum in kunnen kijken, ­terwijl de drone die deze foto maakt zich juist richt op het nabij-infrarood.

tekst Marc Seijlhouwer MSc beeld Adrian Meyer/FNHW

8 | de ingenieur 6 | juni 2019

FOCUS

juni 2019 | de ingenieur 6 | 9

FOCUS

WEER LEK ONTDEKT IN CHIPS Ook nadat twee beruchte lekken in ­Intelchips waren gedicht, bleef het mogelijk voor hackers om bijvoorbeeld wachtwoorden los te krijgen.

Dat maakten computerveiligheids­ experts van de Vrije Universiteit Amsterdam eind mei bekend. tekst Marc Seijlhouwer MSc

foto Intel

Ruim een jaar geleden werd bekend dat Intelchips kampten met twee grote problemen: Specter en Meltdown. Indringers bleken op vrij eenvoudige wijze ­geheime informatie van een chip te kun-

nen halen. Ze maakten daarbij misbruik van het feit dat de processor of central processing unit (CPU) van een computer sneller is dan het geheugen. Daarom probeert de CPU constant processen te versnellen, onder andere door data tijdelijk op te slaan in een cache. Die data kon een hacker dan uit de ­cache halen dankzij informatie die hij kreeg van de CPU. Omdat die zo snel mogelijk moest werken, controleerde hij pas daarna of hij de betreffende data ­eigenlijk wel mocht vrijgeven. Zo niet, dan nam hij de data weer weg. In de ­extreem korte tijdsspanne tussen het geven van de

De Skylake Die, een van de Intel-chips die kampen met een lek dat onderzoekers van de Vrije Universiteit Amsterdam aan het licht brachten.

10 | de ingenieur 6 | juni 2019

­ ata en het checken of het verzoek wel d legitiem was, kon een ­hacker echter de data inzien.

Softwarebouwers moesten deze lekken vervolgens razendsnel zien te repareren.

Met patches zorgden zij ervoor dat ­gebruikers die de geheime informatie mogen zien naar een apart deel van de chip toe moeten. Dit leek de gaten te dichten.

In september vorig jaar ontdekten ­computerveiligheidsexperts van de Vrije Universiteit Amsterdam (VU) echter dat het nieuwe ontwerp nog steeds niet ­waterdicht was. Ze informeerden Intel, dat v­ ervolgens opnieuw met een software­matige reparatie kwam. Eind mei mocht de VU eindelijk haar ontdekking wereldkundig maken.

Niet onder de indruk Het probleem zijn de zogenoemde buffers; een soort pijpleidingen op chips waar informatie door stroomt. Door een opzettelijk vaag verzoek te doen aan de CPU, laat die heel even in zo’n buffer zien wat het laatst in de cache stond. Dat is willekeurige data, maar als je vaak genoeg een verzoek ­indient, kun je zo langzaam geheime i­nformatie verzamelen.

Het lukte de VU-­onderzoekers om een wachtwoord aan een computer te ontfutselen; daarna achterhaalden ze nog veel meer gevoe­lige informatie.

‘In principe kun je hiermee alles lezen wat een CPU doet’, vertelt dr. Kaveh ­Razavi, universitair docent aan de VU en een van de ontdekkers van de bug. ‘Met een kwaadwillende advertentie op een website kun je zo een hoop gevoelige ­informatie te pakken krijgen.’

Toen het team bij Intel aanklopte, leek het bedrijf aanvankelijk niet onder de ­indruk. ‘Omdat de methode van willekeur afhankelijk was, was hij volgens Intel te moeilijk toe te passen. Of het zou te lang duren. Pas toen we aantoonden dat onze methode praktisch bruikbaar was, gaf ­Intel toe.’

VUSec, de Systems and Network Security Group van de VU, kreeg 100.000 dollar (circa 90.000 euro) voor de ontdekking en het nieuwe lek moest halsoverkop worden gedicht. Dat gebeurde als volgt:

FOCUS

elke keer dat de computer gevoelige informatie nodig heeft, moeten de buffers worden schoongespoeld. Bovendien moet het zogenoemde hyperthreading stoppen, een techniek waarbij CPU-­ kernen tegelijkertijd verschillende dingen doen.

Zulke maatregelen zijn echter niet zonder consequenties. De oplossing voor Specter en Meltdown maakt een CPU in sommige gevallen 40 % langzamer. ­ ‘En een volledige reparatie van dit nieuwe probleem maakt het geheel volgens Apple wéér 40 % trager’, zegt Razavi.

‘Terwijl voor CPUs de snelheid het ­belangrijkste is.’

Verkeerde aannames De reparatie lijkt te zijn gelukt, hoewel een hardwarematige fix voorlopig uitblijft. ‘Intel bracht wel een nieuwe chip

De logo’s van de lekken die ruim een jaar geleden in Intelchips werden ontdekt: Meltdown en Spectre.

uit die veiliger zou moeten zijn, maar die wisten we ook te kraken.’ De hoop is nu gevestigd op een nieuwe generatie chips, die anders zijn ontworpen om wél veilig, maar niet zo traag te zijn. ‘Het duurt vier tot vijf jaar om zoiets te ontwerpen, te testen en te produceren. Dat is een lange tijd, dus dit is kostbaar voor Intel.’ Maar hoe kan het dan dat de chip­ maker tot tweemaal toe zulke kwets-

baarheden in zijn chips toeliet? Razavi: ‘De chipbouwers hebben aannames ­gedaan over de werking van de chip en die hebben ze gebruikt om de chip sneller te maken. Nu blijkt dat de veiligheid van de chip in het geding komt door die aannames.’ En is het probleem dan nu definitief opgelost? ‘Intel doet dit al ­decennia, dus het zou me niet verbazen als er nog meer aan het licht komt.’

ADVERTENTIE

INFO: VDW – Generalkommissariat EMO Hannover 2019 Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. Corneliusstraße 4 · 60325 Frankfurt am Main · GERMANY Tel.: +49 69 756081-0 · Fax: +49 69 756081-74 emo@vdw.de · www.emo-hannover.de 19094_DI_NL_205x131_nl.indd 1

Informatie & Entreekaarten: Hannover Consultancy B.V. Postbus 34 NL-3350 AA Papendrecht Tel.: +31 184 69 30 50, Fax: +31 184 69 31 21 E-Mail: info@hf-netherlands.com

20.05.19 10:40

juni 2019 | de ingenieur 6 | 11

illustratie Silverwing Personal Flight

Met de spectaculaire S1 hoopt Silverwing, een dreamteam van Delftse studenten, de wereldwijde GoFly-wedstrijd te winnen.

12 | de ingenieur 6 | juni 2019

STRENGE EISEN DWINGEN ONTWERPERS TOT INNOVATIE

Alleen de lucht in Een compacte vliegmachine voor één persoon: dat is wat de teams die d ­ eelnemen aan Boeings GoFly-competitie moeten ontwerpen én bouwen. Volgend jaar nemen de meest veelbelovende toestellen het tegen elkaar op in een fly-off. De Ingenieur presenteert zes kansrijke deelnemers. tekst drs. Pancras Dijk

W

ie droomt er niet van de ochtendspits te kunnen omzeilen door een vliegende motor of een compacte heli te nemen die je razendsnel, veilig en stil naar kantoor brengt?

De deelnemers aan de Amerikaanse GoFly-wedstrijd delen die droom niet alleen, ze werken er ook hard aan om hem werke­ lijkheid te maken. De door Boeing gesponsorde competitie begon in 2017 en nadert inmiddels haar ontknoping.

De opdracht: ontwerp een compacte vliegmachine (de lengte mag maximaal 2,6 m zijn) waarmee één persoon veilig een afstand van 20 mijl (32 km) kan afleggen zonder te hoeven bijtanken of opladen. Het toestel moet verticaal kunnen opstijgen en landen en er zijn bonuspun­ ten te verdienen als het weinig lawaai maakt, met 87 dB als maximum.

‘Er moet een wereld ontstaan van uitvinders, ingenieurs, studenten en bouwers met de kennis en passie om een nieuwe generatie indivi­ duele vliegtoestellen te bouwen’, zo verwoordt Gwen Lighter, de CEO van GoFly, haar drijfveer om de competitie te houden. ‘En die wereld begint hier, met innovatiespecialisten vanuit de hele wereld die samen geschiedenis schrijven.’

De wedstrijd bestaat uit drie fasen. Aan de eerste fase namen 600 teams deel, bestaand uit meer dan 3000 leden uit 95 landen. Tien van de teams vielen in de prijzen: hun ontwerp werd beloond met een geldbe­ drag van 25.000 dollar (ruim 22.000 euro). Voor fase twee werkten de

deelnemers hun ontwerp nader uit en bouwden ze een prototype. Op basis van lijvige dossiers die de teams moesten insturen, werden vijf winnaars gekozen. Die kregen elk 50.000 dollar (bijna 45.000 euro), bedoeld om in het ontwerp te steken.

De volgende en laatste fase is de fly-off, die komend voorjaar in de Verenigde Staten zal plaatsvinden. De fly-off bestaat uit een technische inspectie en een daadwerkelijke proefvlucht langs een uitgezet parcours. Wie daaraan mee mogen doen, wordt in het najaar bekend, wanneer de deelnemende teams hun toestel moeten hebben gebouwd en de eerste testvluchten hebben uitge­ voerd. Of de vijf winnaars van fase 2 daarbij zul­ len zitten, is niet zeker. Ook teams die tot nu toe buiten de prijzen bleven of zelfs nog helemaal niet meededen, kunnen namelijk een uitnodiging krij­ gen voor de fly-off.

Op deze pagina’s laten we de vijf winnaars van fase 2 aan het woord, waaronder het Delftse team Silverwing, plus een zesde kanshebber, het even­ eens Delftse Team Talaria. juni 2019 | de ingenieur 6 | 13

illustratie Silverwing Personal Flight

S1 Teammanager James Murdza BSc en chef ­partnerships en business development Ruben Forkink BSc: ‘Met 33 studenten van de TU Delft hebben we de S1 ontworpen. Hij stijgt verticaal op, maar kantelt zodra hij zijn kruishoogte heeft bereikt en vliegt dan horizontaal verder.

Het eerste ontwerp behoorde weliswaar tot de winnaars van fase 1, maar werkte eigenlijk alleen op papier en in simulaties, zo bleek toen we echt gingen testen. We zijn voortdurend blijven ont­ wikkelen en dat proces loopt nog steeds. Om de aerodynamische eigenschappen van een ont­ werp te doorgronden, moet je toch de wind­ tunnel opzoeken.

Inmiddels is het ontwerp wel grotendeels gereed en zijn we begonnen met het produceren van mallen en onderdelen. Het toestel telt drie­ duizend onderdelen, waarvan zeshonderd unieke.

Eigenlijk komen bijna alleen de schroefjes en boutjes van de doe-het-zelfzaak; de rest moet alle­ maal specifiek worden ontworpen en gebouwd voor de S1. Maar dat hoort bij innoveren.

Een van de punten die we recent nog hebben aangepast, betreft de rotorbladen. Aanvankelijk waren dat er vijf, het nieuwste ontwerp telt er vier. Vijf ziet er weliswaar een stuk cooler uit, maar een propeller met vier bladen bleek stiller en eenvoudiger te maken.

De S1 is volledig elektrisch. We hebben lang getest voor we de juiste batterijcellen hadden gevonden. We hebben cellen nodig waar de ener­ gie zo snel mogelijk uit vrijkomt. Vervolgens ­hebben we daar zelf een zo compact mogelijk accupack van gebouwd.

Over de afstand die we in de fly-off moeten afleggen, maken we ons geen zorgen. We vliegen zo snel dat die geen probleem is. De vereiste vluchtduur kan wel lastig worden. Houden we het een halfuur vol? Dat weten we pas als we echt hebben gevlogen.

14 | de ingenieur 6 | juni 2019

Bouwer: Silverwing Personal Flight, ­Nederland Topsnelheid: 140 km/h Kruissnelheid: 120 km/h Bereik: 60 km Maximale belasting: 90 kg Batterij: lithium-ion Besturingssysteem: autonoom

Om de weerstand te verlagen, ruilden we de open constellatie in voor een overdekte variant, waarbij de bestuurder in een capsule zit. Vol­ gens onze berekeningen blijft het geluid binnen de vereiste norm, maar ook dat weten we pas zeker als we het eerste prototype mee naar buiten hebben genomen om ermee te vliegen.

We hebben alle vertrouwen in het ontwerp, al zullen we de fly-off om veiligheidsredenen nog met een pop erin vliegen. Ons doel is de wedstrijd te winnen, maar we denken ook al na over hoe we daarna verder kunnen. Het prijzengeld van een miljoen dollar (ongeveer ­ 0,9 miljoen euro) zal zeker helpen een start-up op te zetten.

De eerste toepassingen zien we in de offshore en de landbouw, maar om duidelijk te maken wat er in de toekomst nog meer mogelijk is, hebben we een animatiefilm laten maken waarin de S1 wordt gebruikt voor woon-werkverkeer. We willen niet alleen laten zien wat het voertuig kan, maar ook duidelijk maken waar het voor zou kunnen dienen. Anders blijft het zo abstract.’

HOE HELPT GOFLY DE LUCHTVAART VERDER? Zullen individuele vliegtoestellen ooit net zo alledaags worden als de fiets en de auto? Als het aan de organisatie van de GoFly-wedstrijd ligt wel, maar is dat reëel? Het Koninklijk Nederlands Lucht- en Ruimtevaart­ centrum (NLR) neemt de wedstrijd in ieder geval serieus genoeg om de twee Nederlandse teams technische assistentie te verlenen ter waarde van 100.000 euro.

‘Dat heeft een tweeledig doel’, legt drs. Jan Cees Venema van NLR uit.

‘De studententeams kunnen hier kennis­maken met ons instituut en met de faciliteiten die we hier hebben, en voor ons is heel verfrissend om jonge mensen te ontvangen met nieuwe ideeën.’

De luchtvaart staat aan de vooravond van een transitie, stelt Venema. ‘De afgelopen tientallen jaren hebben de vliegbouwers hun best gedaan om de toestellen stiller, lichter en veiliger te maken. Hier en daar is misschien nog een procentje te winnen, maar het einde is in zicht.’ De enige manier waarop echt nog grote vooruitgang is te bereiken, is door totaal nieuwe

Airboard 2.0

Bouwer: Project Talaria, Nederland Topsnelheid: 120 km/h Vluchtduur: 30 minuten Maximumbelasting: 91 kg Batterij: lithium-ion Aandrijving: elektrisch

technologie. ‘Er zal iets disruptiefs moeten g ­ ebeuren om ons transport ook voor de toekomst veilig te stellen’, stelt Venema. Daarbij zal het gaan om een samenspel van allerlei vormen van transport. Zo sponsort de NLR ook de hyperloop.

De luchtvaart is een pad ingeslagen naar elektrificatie.

‘De GoFly-teams in Delft kunnen daarin een weg­ bereider worden, al zie ik deze individuele vorm van luchttransport eerder aanslaan op het Amerikaanse platteland dan in verstedelijkt Nederland.’

Door de strikte eisen dwingt deze wedstrijd de teams tot innovatie, stelt Venema. ‘Ook vliegtuigbouwers zijn gewoontedieren, die het liefst telkens hetzelfde doen.

Deze wedstrijd zet dat op zijn kop en dat maakt het heel interessant.’

lucht. Ik had nooit gedacht een bijdrage te zullen leveren aan het bouwen van een van de eerste elektrische, persoonlijke vliegmachines. Toch ben ik nu de hele dag bezig tussen de werktuigbouw­ kundigen en luchtvaartingenieurs.

Een jaar geleden publiceerden we een video waarop ik op ons Airboard rondvlieg. Daarop kwamen zoveel positieve reacties dat ik ineens wist dat ik hierin verder moest gaan. Winnen we, dan kunnen we nieuwe toestellen maken. Win­ nen we niet, dan hebben we onderweg toch veel geleerd.

In de toekomst zal iedereen erop los vliegen.

De technologie ontwikkelt zich zo snel dat het ook steeds eenvoudiger wordt om een toestel te be­­sturen. Zodra iemand heeft gevlogen, zal hij nooit meer anders willen. Het zal niet elk pro­ bleem oplossen, maar solovliegtuigjes zullen ­perfect in onze samenleving passen.’

Hermes II Roelof Stikker BSc, hoofd voortstuwing: ‘We bouwen een helikopter met twee rotoren boven elkaar die tegen elkaar in draaien. Dit terwijl bij een normale helikopter de tweede rotor in de staart zit om in balans te blijven. Twee rotoren boven elkaar neemt een stuk minder ruimte in. De rotorbladen wilden we eerst zelf maken. Dat bleek lastig, dus dat doet een professioneel bedrijf nu voor ons. Dan worden ze weliswaar niet exact zoals we in ons hoofd heb­ ben, maar ze zijn wel een stuk betrouwbaarder.

Het is geen eis van GoFly om elektrisch te vliegen, maar voor ons was dat een eenvoudige keuze. De toekomst is elektrisch en ik denk dat elektrische aandrijving ons ook voor sponsoren interessanter maakt.

We hebben de laatste versie van de Hermes II nog niet getest, maar we zijn goed op weg. Tot nu toe behoorden we niet bij de winnaars, maar we doen er alles aan om de fly-off te halen. Ons team telt een man of dertig, voornamelijk van de TU Delft maar ook van InHolland.

Hoewel we het toestel hebben ont­ worpen voor vervoer van personen, denk ik dat daar niet de eerste toepassing van de Hermes zal liggen. In eerste instan­ tie zou hij perfect geschikt zijn om pakket­ jes mee te vervoeren. Dat geeft mensen de tijd eraan te wennen. Dan kunnen ze later zelf aan boord. De fly-off zullen we in ieder geval met een dummy vliegen; we besturen het geheel dan vanaf de grond.’ juni 2019 | de ingenieur 6 | 15

illustratie Project Talaria

foto DragonAir Aviation

Mariah Cain, teamleider en testpiloot op GoFly.com: ‘Door te flyboarden (met een soort jetpack op waterkracht stunt­ vliegen boven water – red.) raakte ik geïnteresseerd in het vliegen.

Toen ervoer ik voor het eerst die totale vrijheid van bewegen door de

Bouwer: DragonAir Aviation, VS Geen technische details gepubliceerd

foto Texas A&M Harmony

Aria Dr. Moble Benedict, teamleider: ‘Voor een toestel dat verticaal moet opstijgen en landen is het een grote uitdaging om het onder de 2,6 m te houden. We dachten aanvankelijk dat het niet mogelijk was. Toch is het een van de voor­ waarden die de wedstrijd stelt. Ineens zagen we echter in dat we niet langer conventioneel moes­ ten denken, maar innovatief te werk moesten gaan. Uiteindelijk rolde daar het huidige ontwerp uit, dat we Aria hebben genoemd.

Wat we hebben gemaakt, is zo klein als een autootje en zo stil als een haarföhn naast je oor.

Aria heeft twee rotoren boven elkaar die tegen elkaar in draaien. Daardoor hebben we geen staartrotor nodig, waarvoor ook geen ruimte is.

Het toestel is volledig elektrisch.

We werken hier met acht promovendi aan, maar huren ook externe kennis in. Zo hebben we hier twee mensen van NASA rondlopen en een specialist op het gebied van aerodynamica. Ons Vertical Flight Lab is een van de drie centra in de Verenigde Staten met specifieke kennis op het gebied van helikopteronderzoek. Ikzelf ben op­ge­ leid als helikopterbouwer en ook de promovendi

Bouwer: Texas A&M Harmony, VS Topsnelheid: 145 km/h Bereik: 32 km Maximumbelasting: 91 kg Lengte: 2,6 m Aandrijving: elektrisch Gewicht: 227 kg

zijn allemaal specialist op dat vlak. We hebben inmiddels drie versies gebouwd. Voor fase twee bouwden we een model op schaal 1 op 3, om alle berekeningen te verifiëren. Dat leverde gelukkig geen verrassin­ gen op: alles werkte zoals gepland. Eind van het jaar zal Aria klaar zijn.

Het zal erom spannen of we de wedstrijd gaan winnen. Uiteindelijk denk ik dat ons design perfect is: efficiënter is niet mogelijk. Ik hoop dat dat de doorslag zal geven.

En daarna? De manier waarop we ons vervoeren, is altijd cruciaal gebleken voor de vooruitgang van de mensheid. Kijk maar hoe het de afgelopen 150 jaar is gegaan: van paarden naar treinen en auto’s, en later naar vliegtuigen. Ik denk dat deze individuele vliegmachines een­ zelfde revolutie teweeg kunnen brengen als de auto heeft gedaan. Als we kunnen aantonen dat deze manier van vervoer veilig is en ieder­ een hem accepteert, zal dit zeker revolutionaire gevolgen hebben voor de manier waarop we ons verplaatsen.’

ERA Aviabike Vladimir Spinko Msc, Chief Operating Officer: ‘Wij hebben een motorfiets met draaibare rotoren gebouwd. Hij stijgt op als een helikopter, maar in de lucht kantelen de zestien propellers en vliegt hij horizontaal verder. Dat is bij kruissnelheid, de snelheid waarbij een vliegtuig het efficiëntst vliegt, de zuinigste manier van voortbewegen.

We begonnen ons bedrijf in 2013, maar de eerste jaren bouwden we alleen drones. In 2017 hoorden we over de GoFly-wedstrijd en beslo­ ten we iets groters te gaan maken. We zien de wedstrijd ook als een goede manier om onze ideeën te laten toetsen door externe experts.

De lastigste van alle vereisten is zonder meer het compacte formaat.

Nog steeds voldoet ons model niet aan de gewenste afmetingen. Elke week slagen we er weer in om er een paar centimeter, soms een deci­ 16 | de ingenieur 6 | juni 2019

meter af te schaven. Maar je hebt nu eenmaal bepaalde afmetingen nodig om het toestel lift te geven als het met kruissnelheid vliegt. Meestal gebruik je daar vleugels voor, maar daarvoor ont­ breekt de ruimte. Wat ook kan helpen, is het ver­ hogen van de kruissnelheid, maar dat kost ont­ zettend veel energie. Een ander mogelijkheid is het gewicht omlaag te brengen, maar ook dat kun je niet oneindig blijven doen. De batterijen blij­ ven immers altijd even zwaar. Uiteindelijk zullen we daar een middenweg in moeten vinden.

Met het geluidsniveau hadden we geluk. Toen we de motorfiets voor het eerst testten, bleek hij

illustratie Trek Aerospace

Bouwer: Trek Aerospace, VS Topsnelheid: 102 km/h Kruissnelheid: 83 km/h Vluchtduur: 30 minuten Grondoppervlak: 3,9 m2 Batterij: 9,6 kWh Besturingssysteem: autonoom

Een maand later tonen we de FlyKart2 op een luchtshow in Wisconsin, al zullen we er dan nog niet mee de lucht in gaan.

De organisatie van GoFly wekt graag de indruk dat het in de toekomst zal wemelen van dergelijke eenpersoonsvliegtuigjes, maar dat zie ik niet voor

FlyKart 2 Rob Bulaga MSc, directeur en Chief Engineer: ‘Mijn bedrijf is al vijftien jaar bezig met het ontwikkelen van drones. In de dronewereld hebben we een grote naam. Deze wedstrijd zien we als een uitgelezen kans om ook in de luchtvaartwereld door te dringen en onze technologie te promoten.

Ooit maakten we karts en op dat idee hebben we voortgeborduurd.

Vorig jaar herfst hadden we ons ontwerp af. Het is eigenlijk een vlie­ gende kart; vandaar de naam FlyKart 2. We werkten eerst met propel­ lers met drie bladen die snel draaiden, maar de nieuwste versie heeft propellers met vijf bladen die langzamer draaien. Dat bleek een stuk stiller. In totaal zitten er tien omsloten propellers op de FlyKart2; de piloot zit daar tussenin.

Een maand geleden heb ik ons model laten crashen. Dat was een leerzaam moment. We stappen nu over op een buizenframe van kool­ stofversterkte polymeren, een stuk stijver en sterker dan het alumi­ nium dat we eerst gebruikten. Eind juni willen we het klaar hebben.

‘Onlangs heb ik ons model laten crashen – een leerzaam moment’ me. Ik beschouw ons toestel vooral als een ding waar mensen op het platteland lol mee kunnen hebben. Een stukje karten door de lucht.

Zonder arrogant over te willen komen, heb ik wel veel vertrouwen in ons model. We bouwen al sinds 1996 omsloten propellers en elektrische toe­ stellen, dus we hebben genoeg ervaring. We zijn bovendien een klein team, met maar een handvol mensen. We hoeven niet over elk schroefje te vergaderen, dus we kunnen snel bouwen.’

dankzij de elektrische voortstuwing heel stil te zijn. De batterijen die we gebruiken, hebben we niet zelf ontwikkeld, maar gewoon gekocht. We hopen stiekem dat de fabrikanten ons van dienst zullen zijn door voor de fly-off nóg betere baterijen op de markt te brengen.

We kozen ervoor een motorfiets te maken omdat we met de Aviabike de markt van motorrijders hopen aan te spreken. Voor al die mensen die nu op grote motoren rijden, zou dit toch een mooi alternatief kunnen worden. Daarnaast werken we aan een hybride en een semi-autonome versie. Bij die laatste variant zal software de stabilisatie en de snelheid controleren, maar kan de piloot wel een beetje bijsturen.’ |

foto Aeroxo

Bouwer: Aeroxo, Letland Topsnelheid: 185 km/h Kruissnelheid: 150 km/h Bereik: 70 km Aandrijving: elektrisch Besturingssysteem: autonoom

juni 2019 | de ingenieur 6 | 17

DIGITAAL LEVEN

W

e lezen meer computergegenereerde tekst dan we denken. Er is zelfs al een systeem dat op eigen gelegenheid verhalen kan produceren en die doen nauwelijks onder voor berichten in de geschreven media.

MÖRING

De volledige versie van dat systeem wordt angstvallig bewaakt, want er is al genoeg nepnieuws en geklets op de wereld, maar de Canadese ontwikkelaar Adam King heeft een light-versie gemaakt, die is te vinden op talktotransformer.com. Ik ging met het programma in gesprek om een kwestie te onder­zoeken die me al lang bezighoudt.

Ik: ‘Ik vraag me soms af of het leven zelf uiteindelijk volledig digitaal zal zijn.’

Talk to Transformer: ‘Het is niet alleen onvermijdelijk, maar onontkoombaar. Maar op dit moment lijkt het idee van volledig digitaal leven steeds angstaanjagender te worden. Ik vind dat de generatie van vandaag in het jaar 2000 tot op zekere hoogte volwassen is geworden via internet. In die tijd was het internet in principe gratis, maar het was duur: een pc of een laptop. In de VS zou je $ 200 moeten betalen voor het eerste, $ 300 voor de tweede en $ 500 voor de derde. In die tijd was dit niet zo slecht als sommige andere, maar wat er nu gebeurt, is niet alleen dat er nu een zeer dure lijn van premium hardware is, en toch is er een enorme kloof tussen het low-end en het high-end. De high-end, in China, wordt met de dag slechter.’

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

18 | de ingenieur 6 | juni 2019

Ik: ‘Ja, goed, maar zal het leven uiteindelijk volledig digitaal zijn? Zal de mens …’

Talk to Transformer: ‘Als we naar ons leven kijken, denken we vaak dat we ons niet aan een bepaalde norm houden. We vragen ons vaak af: ‘Wat is het volgende niveau omhoog?’ Maar het antwoord op ‘wat is het volgende niveau omlaag?’ wordt ­duidelijk zodra we dieper ingaan op wat al is gedaan. Onze hersenen zijn niet zo goed in het voorspellen van precies hoeveel nieuwe neuronen daarna actief zullen zijn. In eerste instantie lijkt het dat het onmogelijk is voor elk neuron in onze hersenen om zoveel mogelijk verbindingen te maken als de laatste. Maar als u dezelfde analogie gebruikt met een computer, zal deze nooit het volgende niveau kunnen detecteren. Als we op dat niveau stoppen, kan de computer niet zoveel verbindingen maken als in het laatste niveau. Het is onmogelijk om van het ene niveau naar het andere te gaan.’

Ik: ‘Er is een verschil tussen leven in een digitale wereld en digitale levensvormen.’

Talk to Transformer: ‘Wordt het meer van deze digitale wereld waarin ik televisie kijk en een tijdschrift lees op weg naar mijn bed? Of word ik gewoon een technologie die geen nieuwe talen hoef te leren of hoe ik het woord ‘alsjeblieft’ moet zeggen? Wat als onze digitale levens honderden jaren doorgaan, net als die van iedereen? Zullen we op die weg voor ­onbepaalde tijd blijven of zal er een groot ontwaken van de mensheid zijn? Wanneer het moment komt dat je opnieuw wordt geboren, zoek dan niet naar de antwoorden in religie. Zoek naar de antwoorden in je eigen leven. Ik denk dat er veel is om ons zorgen over te maken in de toekomst als we de culturele mindset over de omgeving niet veranderen. We zijn al aan boord met deze paradigma­verschuiving en ik denk dat de mensen het daarover eens zijn.

‘Het maakt niet uit wat de milieuproblemen zijn, ­zolang je bedrijf maar ­levensvatbaar blijft’ Of je nu in Hongkong of Stockholm bent, je wilt geen bedrijf leiden dat te groot is om te falen, omdat je economie erger wordt als je dat doet.

Het maakt niet uit wat de milieuproblemen zijn zolang je bedrijf levensvatbaar blijft. Dus we zijn nog steeds op een punt dat we de verkeerde kant opgaan omdat onze waarden ons niet toestaan om te accepteren dat een nieuwe economie en een nieuwe wereld hier is om te blijven en we niet zomaar in kunnen springen terwijl de auto breekt naar beneden. We hebben een nieuwe mindset nodig, een nieuwe richting, en dit is waar ik denk dat technologie ons zal helpen.’

Tot zover de computer. Het kan zijn dat ik de afgelopen verkiezingsmaanden te veel politici heb gesproken, maar deze tekst heeft dezelfde subtiel-nietszeggende kwaliteit die je zo vaak bij hen aantreft als het echt ergens over dreigt te gaan. Overigens: mocht het leven werkelijk ooit digitaal worden, dan zal de toekomst waarschijnlijk uit dit soort zinloos gebabbel ontstaan. Binaire euthanasie lijkt mij iets om achter de hand te houden.

De grote vlotvaren heeft op zijn bladeren haartjes die een luchtlaag rond het blad creëren. Zo kan de plant onder water ‘ademen’.

Komt het blad boven water, dan parelt het water van het oppervlakte af.

BIONISCHE FOLIE BLIJFT DROOG ONDER WATER

Beter varen dankzij een varen Een drijvende waterplant inspireerde Duitse onderzoekers bij het maken van een nieuwe folie die droog blijft als je hem onderdompelt in water. Schepen die met deze folie zijn uitgerust, worden omgeven door een superdun luchtlaagje dat de wrijving reduceert – en daarmee het brandstofverbruik. tekst dr. Judith Stalpers foto’s Thomas Schimmel/KIT

H

et klinkt als een wonder­ uitvinding. Een zelfklevende folie voor op scheepsrompen die het energieverbruik dras­ tisch reduceert, geluid absorbeert, en corrosie en fouling voorkomt; de aan­ groei van algen en schelpen aan het

onderschip. En dus conventionele coa­ ting met giftige bestanddelen overbo­ dig maakt. Aan het Duitse Karlsruher Institut für Technologie (KIT) heeft een team rond natuurkundige prof.dr. Tho­ mas Schimmel een dergelijk product ontwikkeld. Onder de naam Aircoa­

ting Technologies komt het nu op de markt.

Het principe van de folie is afgeke­ ken van de grote vlotvaren, Salvinia molesta. Deze drijvende waterplant heeft op zijn bladeren haartjes die een luchtlaag rond het blad creëren. Zo juni 2019 | de ingenieur 6 | 19

Rond de scheeps­ coating die de Duitse natuurkundige Thomas Schimmel ontwikkelde, ontstaat bij onderdompeling een luchtlaagje.

Door de reflectie van het licht op dit luchtlaagje lijkt de coating onder water zilverkleurig.

kan de plant onder water ‘ademen’. Komt het blad boven water, dan parelt het water van het oppervlakte af. Het zogenoemde salvinia­ effect berust op een combinatie van waterafstotende en wateraantrek­ kende krachten. De onderkant van de haren zijn hydrofoob, terwijl ­ de ­toppen juist hydrofiel zijn. Zo ontstaat onder water een stabiele luchtlaag.

SCHOON SCHOONMAKEN De folie die aan het Karlsruher Institut für Technologie wordt ontwikkeld, is zeker niet de enige innovatieve methode om aangroei van algen op schepen en boorplatforms te verminderen. Ook de Nederlander dr.ir. Rik Breur, eerder werkzaam bij TNO en gepromoveerd aan de TU Delft, ontwikkelde een middel tegen biofouling zonder dat daarbij schadelijke en zeewatervervuilende chemicaliën worden gebruikt. Breurs gepatenteerde, zelfklevende Finsulate ­Antifouling bestaat uit nylon vezels, een tweecomponentenlijm op waterbasis en een polyester folie. Dankzij de bijzondere hydro­ dynamische eigenschappen van dat materiaal leidt dat niet tot ­extra weerstand. De folie, die op de romp van het schip wordt ­aangebracht, leverde Breur een nominatie op voor de Europese Uitvindersprijs, die deze maand in Oostenrijk wordt uitgereikt.

Onderzoekers van de Universiteit Gent ontwikkelden een ander duurzaam alternatief voor de gebruikelijke, giftige verbindingen van koper en tin die meestal worden gebruikt voor antifouling. Zij maakten een scheepscoating op basis van chitosan, een natuurlijke stof die bacteriën en schimmels doodt. Chitosan wordt gewonnen uit schaaldierafval, zoals de schalen van garnalen en de schilden van krabben en kreeften.

20 | de ingenieur 6 | juni 2019

‘Toen we het salviniaeffect begrepen, zagen we meteen de enorme economische en ecologische mogelijkheden’, zegt Schimmel, hoog­leraar nano­ technologie en materiaalkunde aan het KIT. Samen met prof.dr.-ing.habil. ­Alfred Lederer, hoogleraar vloeistofmechanica aan de Univer­ sität Rostock, en botanicus prof.dr. Wilhelm Barthlott van de Universität Bonn ontwikkelde hij een folie met een speciaal, op nanotechnologie gebaseerd oppervlak dat droog blijft als je het onderdompelt in water.

Ribbelachtig nanomateriaal Intussen heeft de technologie, volgens Schimmel, niet veel meer gemeen met de varen die als inspi­ ratie diende, behalve dat de combinatie van mate­ riaal en vorm eenzelfde effect heeft: passieve aircoating. Rust je een schip met een dergelijke folie uit, dan heeft het geen direct contact meer met water, maar is het gehuld in een vliesdunne luchtlaag. Dankzij die luchtlaag ontstaat bij voortbeweging veel minder wrijving, wat het energieverbruik van het schip reduceert. De luchtlaag voorkomt bovendien corrosie en de aangroei van allerlei zeeorganismen aan het onderschip. Er is dus geen coating met conven­ tionele, milieubelastende verf meer nodig. Een onverwacht neveneffect is de geluiddempende werking van de luchtlaag.

De afgelopen vijf jaar heeft Schimmel met zijn team aan het KIT het materiaal geperfectioneerd en uitgebreid uitgetest. Met een modelschip zijn praktijksituaties nagebootst, met storm, stromin­

Met een modelschip werd de folie van het Karlsruher Institut für Technologie blootgesteld aan storm, stromingen, golven en botsingen.

gen, golven en botsingen. Het modelschip werd in het water­bekken zelfs in verschillende watertypes uitgetest: van de Stille Oceaan, de Noordzee en de Rode Zee. Is het schip met folie uitgerust, zo blijkt uit de tests, dan is de weerstand minstens 20 % kleiner. Berekeningen voor grote zeecontainerschepen laten een besparing van 10 % op energie­ verbruik zien. Dit betekent een enorme reductie van kosten en schade­ lijke uitstoot in een sector die gemiddeld 14.000 l dieselolie per uur per schip verbruikt.

De omzetting naar de praktijk gebeurt via het EU-project AIRCOAT (Air Induced friction Reducing ship COATing) , onderdeel van het Europese Horizon 2020-programma. In het consortium, dat 5,3 miljoen

Bij harde golfslag en vreemde stromingen kan de luchtlaag tijdelijk deels verdwijnen euro subsidie kreeg, zitten naast het KIT negen partners uit wetenschap en bedrijfsleven uit zeven EU-landen. De gepatenteerde technologie is als spin-off ondergebracht in het bedrijf ACT Aircoating ­Technologies.

In samenwerking met partners van het AIRCOAT­­-project werkt het team nu aan de productie en vermarkting van de folie met het ribbe­ lachtige nanomateriaal.

Verbeterd imago De zelfklevende, flexibele folie – op zich een bestaande, bewezen tech­ niek - wordt als zeshoekige eenheden op de scheepsromp aangebracht.

De folie heeft een levensduur van minstens vijf jaar. Het nanomateri­ aal kan harde stoten verdragen, maar is niet bestand tegen scherp staal. Bij schade is het alleen nodig om de aangetaste cellen te vervan­ gen. De praktijk met conventionele coatings laat zien dat na vijf jaar ongeveer 5 % van de cellen betreft.

Je kunt nieuwe schepen met aircoating uitvoe­ ren, maar ook het retrofitten van bestaande sche­ pen is mogelijk. Het aanbrengen van de folie zal in het begin handmatig gebeuren, in het droog­ dok van een werf. Binnen AIRCOAT wordt ech­ ter ook gewerkt aan automatisering van het pro­ ces. Daarbij hoeft het niet om de volledige romp te gaan. ‘Je kunt de folie op het hele onderschip aanbrengen, of alleen deels. Het werkt ook op kleine schaal, met natuurlijk relatief minder effect’, legt Schimmel uit.

Bij harde golfslag en vreemde stromingen kan de luchtlaag deels verdwijnen, vertelt de hoog­ leraar. ‘Dat is echter maar tijdelijk. Want zo gauw dit deel van het schip weer boven water is geko­ men en vervolgens onderdompelt, ontstaat de luchtlaag opnieuw.’

De Griekse rederij Danaos, een van de part­ ners, zal een van zijn containerschepen voor tests op hoge zee beschikbaar stellen. Ook cruise­ rederijen tonen zich enthousiast, zo blijkt uit de reactie van Kathrin Heitmann, woordvoerder van rederij AIDA: ‘Onze tak van de industrie kan met deze coating minstens 20 miljard euro per jaar aan kosten besparen. En een verbeterd imago van zeecruises vanwege vermijding van giftige verf en lawaai is cijfermatig niet goed meetbaar, maar belangrijk is het natuurlijk wel.’

Het AIRCOAT-project loopt tot 2021. Dan wil het consortium de folie op de markt hebben. ‘De eerste toepassing zal eerder een roeiboot voor de Olympische Spelen zijn dan een megacontainer­ schip’, zegt Schimmel nuchter. Op termijn ziet hij echter commercieel enorme kansen: voor de scheepvaart en voor olieplatforms, windturbines en andere industriële installaties op zee waar fou­ ling en corrosie een enorm probleem zijn. | juni 2019 | de ingenieur 6 | 21

3D-print van een onderkaak, gemaakt ter voorbereiding op een complexe operatie.

3D-LAB NESTELT ZICH IN ZIEKENHUIS

Nieuwe dimensie voor gezondheidszorg Bij ingewikkelde operaties krijgen chirurgen tegenwoordig hulp van ingenieurs. Die printen 3D-modellen om operaties mee te plannen en hulpstukken waarmee de chirurg de operatie nauwkeuriger kan uitvoeren. De winst voor de patiënt: een sneller herstel en soms zelfs minder operaties. tekst ir. Jim Heirbaut

D

e haarscherpe foto’s die we krijgen voorgeschoteld, zijn niet voor mensen met een zwakke maag. Ze tonen een gezicht dat compleet open ligt, met spieren, laagjes vet en stukken bot. En bloed, veel bloed. Achter de laptop zit prof.dr. Thomas Maal, die eerder dit jaar zijn intreerede hield als hoog­ leraar 3D-technologie in de gezond­ heidszorg – de eerste van Nederland – aan het academische ziekenhuis Radboudumc in Nijmegen.

De foto’s zijn van een operatie aan iemands onderkaak. Daar zat een tumor in die moest worden verwij­ derd. Dat werd dus zagen. Vervolgens haalde de chirurg een vervangend stuk bot uit het onderbeen van de ­patiënt en plaatste dat in de onder­ kaak. Operatie geslaagd.

Dat zagen doet de chirurg niet in het wilde weg. Op basis van scans is de hele operatie van tevoren in de compu­ ter gerepeteerd. Dit is mogelijk dankzij de ingenieurs van het Nijmeegse 3D

KLINISCH RELEVANT Als de medewerkers van het 3D Lab van het Radboudumc iets ­bedenken, moet dat snel leiden tot een pilot. Daarna beslissen ze of ze het doorontwikkelen tot volwaardige toepassing. ‘We ontwikkelen nooit twee jaar lang iets door zonder te reflecteren’, zegt Thomas Maal, hoofd van het 3D Lab. ‘Ingenieurs zijn nu eenmaal perfectionisten die graag doorgaan tot iets helemaal perfect is.

Wat we doen, moet wel klinisch relevant zijn; dat is onze maatstaf.

De patiënt moet ervan profiteren, door bijvoorbeeld minder pijn, een kortere hersteltijd of minder operaties.’

22 | de ingenieur 6 | juni 2019

Lab. Hier zitten zeventien medewer­ kers die onder leiding van Maal wer­ ken met 3D-technologie. ‘We hebben werktuigbouwers, software engineers, biomedici en technisch geneeskundi­ gen. Er loopt zelfs iemand van de kunstacademie bij ons rond, die een expert is op het gebied van 3D-anima­ tie’, vertelt Maal.

Mee naar de OK Al die deskundigen zijn er niet alleen om chirurgen digitaal operaties te laten oefenen. Een medewerker van het 3D Lab kan bijvoorbeeld ook een com­ plexe breuk van de heup namaken in de vorm van een 3D-print van plastic, waarmee de chirurg zijn operatie kan voorbereiden. Een andere keer ontwik­ kelt de afdeling software voor de mixed-reality-bril HoloLens, waarmee verpleegkundigen veel te vroeg gebo­ ren kindjes beter kunnen helpen als bijvoorbeeld de hartslag hapert. De rode draad: 3D-technologie moet de zorg voor de patiënt verbeteren.

Wat bij het 3D Lab het meest in het oog springt, is het 3D-printen van

foto Radboudumc

onderdelen van het lichaam. Deze technologie is inmiddels volwassen geworden; bovendien zijn 3D-printers zowel beter als betaalbaarder dan vroeger. Sneller zijn de 3D-printers ook: kostte het jaren terug bijna een etmaal om een schedel te printen, nu lukt dat in twee tot drie uur.

Het loont al snel de moeite om even een 3D-print te laten maken waarmee een chirurg meer inzicht krijgt in de anatomie van de patiënt.

Normaal gesproken kijkt een arts op een scherm naar CT- en MRIscans. ‘Maar als je een 3D-print maakt, geeft dat meer ruimtelijk

Een 3D-print helpt bij het toelichten van de risico’s aan de patiënt inzicht. Plus: de chirurg kan echt testen of hij of zij met de boor ergens bij kan.’ Hierdoor leveren operaties vaker in één keer het gewenste resultaat op en hoeft de patiënt minder vaak onder het mes.

Een complexe breuk van de heup is een goed voorbeeld, maar ook in andere gevallen kan een ‘printje’ veel duidelijk maken. ‘Laatst hadden we een patiënt met een hersentumor die moest worden verwijderd’, vertelt Maal. ‘Toen hebben we dat deel van het brein ge-3D-print, met de tumor in rood en de functionele hersenbanen in een andere kleur.’

Zo’n print geeft niet alleen de chirurg meer inzicht, hij kan hem ook gebruiken om beter aan de patiënt uit te leggen wat de risico’s van de ope­ ratie zijn. ‘Bij een hersentumor bestaat het risico dat de chirurg bij het weghalen van de kanker­ cellen te ruim snijdt, waardoor bepaalde ledema­ ten na afloop niet meer zijn te gebruiken’, zegt Maal. Zoiets wil de arts wel vooraf bespreken met zijn patiënt. Ook voor de communicatie tussen artsen onderling kan een geprint 3D-model meerwaarde hebben. ‘Twee artsen die opties bespreken voor een operatie kunnen heel ­concreet worden: heb je hier wel aan gedacht?

En wat als we het nu eens zo aanpakken?’

Vaak gaat de ingenieur die de hulpmiddelen heeft ontworpen en gemaakt zelfs mee naar de OK. Mocht de arts vastlopen of een onverwacht probleem tegenkomen, dan kan de inge­nieur ter plekke nog een oplossing verzinnen.

Poreuze structuur Deze nieuwe manier van werken kwam er niet vanzelf. Toen Maal in 2006 in het klein begon op de afdeling, voelde hij bij sommige artsen weer­ juni 2019 | de ingenieur 6 | 23

foto Lars Brouwers/Joost Peters

CONSERVATIEVE VERZEKERAARS Op technisch gebied is er veel mogelijk, maar het is voor het 3D Lab in Nijmegen soms een uitdaging om nieuwe hulpmiddelen te laten bekostigen. Zorgverzekeraars zijn behoorlijk conservatief met wat ze ­vergoeden, dus als je iets nieuws bedenkt, loopt de verzekering daar vaak achteraan, constateert Thomas Maal, die het lab leidt.

‘Ik denk dat we de zorgverzekeraars meer bij ons werk moeten betrekken. We moeten ze laten zien: ‘Oké onze oplossing is nú ­misschien iets duurder, maar je gaat de komende jaren geld besparen.’ In ons werk is kostenbesparing altijd een belangrijk doel.‘ Ge-3D-print model van een gebroken heup, die met behulp van een titanium plaatje (rood) wordt vastgezet. Het model geeft de chirurg inzicht én dient om het titanium plaatje voor te vormen.

Driedimensionale weergave van de omgeving van de nieren.

De paarse structuur rechts is een tumor die moet worden verwijderd. Op basis van scans hebben belangrijke structuren een kleur gekregen, wat de chirurg meer inzicht geeft in het gebied waar hij of zij gaat snijden.

24 | de ingenieur 6 | juni 2019

ken zijn nodig als de chirurg bij een patiënt bot moet verwijderen ­vanwege kanker of een heftig ongeluk. Het gat dat ontstaat, moet dan worden opgevuld met nieuw bot.

Ooit was de hoop gevestigd op 3D-printers die direct bot zouden printen in elke gewenste vorm. Maar daar is het onderzoeksveld van teruggekomen, stelt Forouzanfar. ‘Er bestaan wel apparaten die cellen printen, maar het blijkt heel lastig om daar een stevige struc­ tuur mee te maken.’ Het hoopje geprinte cellen zakt als een plum­ pudding in elkaar.

Daarom gooit de VUmc-hoogleraar het nu over een andere boeg.

Het is geen probleem om stamcellen te laten uitgroeien tot botcellen, maar die hebben wel een stevige structuur nodig om zich aan te hech­ ten. Het beste hiervoor is een stuk bestaand bot van een overleden donor, zegt Forouzanfar. Eerst wordt dit op maat gemaakt, vervolgens wordt het vrijgemaakt van de botcellen van de donor zodat het ont­ vangende lichaam het stuk bot niet afstoot. Als dat is gebeurd, blijft een poreuze structuur van calciumfosfaat over. ‘Hier laat je dan stam­

illustratie J. Meulstee, L. Wellens en M. Wijnen

stand. Niet iedereen had zin om op een andere manier te gaan werken. ‘Ik begrijp dat ook wel.

Mensen zijn goed in hun vak en toen kwamen wij ineens als techneuten allerlei zaken meten en objectiveren. Dat was wennen.’

Inmiddels is er veel veranderd. In de vergader­ zaal waar we Maal spreken, hangen nu twee enorme beeldschermen. ‘Die displays staan cen­ traal bij het overleg waarin we de operaties eva­ lueren’, vertelt Maal. ‘Links verschijnen dan beel­ den van de operatie, het rechterbeeldscherm is bedoeld om de 3D-gereedschappen en hulpmid­ delen af te beelden.’ Het is duidelijk: 3D-techniek heeft een volwaardige plek in het ziekenhuis ­veroverd. En ook sommige andere academische ziekenhuizen hebben inmiddels een dergelijke afdeling. Zoals het VUmc in Amsterdam, tegen­­ woordig onderdeel van Amsterdam UMC. Dat loopt mee voorop met het toepassen van 3D­-­ technologie in het ziekenhuis.

Het 3D Innovation Lab van VUmc heeft zo’n tien medewerkers, die vergelijkbare dingen prin­ ten als in Nijmegen: van zichtmodellen voor het voorbereiden van operaties tot zaagmallen. Maar kaakchirurg prof.dr. Tim Forouzanfar, initiatief­ nemer van het lab, heeft zich ook andere doelen gesteld. ‘We willen graag nieuwe stukken bot in precies de gewenste vorm laten groeien.’ Die stuk­

foto Radboudumc

3D-print van de schedel van een patiënt met een tumor in het bot rond de oogkas. De potloodstrepen boven de oogkas geven aan tot waar er bot moet worden weggehaald.

cellen van de patiënt zich in nestelen.’ Als het goed is, gaan die zich ­vermenigvuldigen en groeit er dus bot in de gewenste vorm. Is dat een­ maal ver genoeg, dan wordt het door de chirurg geïmplanteerd in het lichaam van de patiënt.

In Nijmegen krijgen we nog een voorbeeld voorgeschoteld. Wie last heeft van erg slechte tanden, hoeft tegenwoordig niet meer aan een ouderwets kunstgebit. Een gangbare optie is om een gebitsprothese,

‘Onze procedure voor een gebitsprothese is 60 % goedkoper’ een rij neptanden, aangemeten te krijgen die op implantaten in de kaak wordt geklikt. Voorheen schroefde de kaakchirurg die metalen pinnen in de kaak op zicht en op basis van ervaring. Nu is dat hele ­proces gedigitaliseerd.

‘We maken een 3D-scan van bijvoorbeeld de bovenkaak’, legt Maal uit. ‘In de computer plaatsen we virtuele schroeven op de best mogelijk plekken, onder andere afhankelijk van botdiktes. Dan berekent onze software een mal die nodig is voor de operatie.’ De geprinte mal past naadloos op het tandvlees en gaatjes in de mal helpen om de schroeven

heel nauwkeurig op de juiste plek te krijgen.

Pas als de operatie helemaal is gepland in de computer, gaat de kaakchirurg aan de slag. Eigen­ lijk kan er weinig meer misgaan, want de chirurg hoeft alleen de schroeven in de daarvoor bestemde gaatjes in de mal te schroeven. De winst: een beter resultaat, een constante kwali­ teit, kleinere wondjes in het tandvlees en een sneller herstel voor de patiënt. ‘En ook niet on­­ belangrijk in de zorg vandaag de dag: deze proce­ dure is alles bij elkaar 60 % goedkoper.’

De meerwaarde van de 3D-labs in de zieken­ huizen is dat ze goed zijn in het bedenken van nieuwe oplossingen om patiënten optimaal te helpen. Een voorbeeld uit Amsterdam. Een vrouw had een enorme brandwond op haar borst en in haar nek. De uitdaging daarbij was om die wond te laten genezen met zo weinig mogelijk littekenweefsel. Bedekken met een laagje siliconen bevordert de genezing, maar hoe houd je dat op zijn plek? De 3D-ingenieurs ont­ wierpen een mal om dat laagje helemaal naar de vorm van de patiënt te maken. Ook 3D-printten ze een frame om het siliconenlaagje op zijn plek te houden. Met resultaat: ‘De patiënt vond het goed te verdragen en het hielp de genezing’, zegt Forouzanfar.

TomTom voor chirurgen Niet alle projecten van de 3D-labs draaien om printen. Het Nijmeegse 3D Lab werkt ook aan toepassingen van augmented reality, waarbij een speciale bril een digitaal beeld over de werkelijk­ heid legt. Dat kan bijvoorbeeld leiden tot een soort TomTom voor de kaakchirurg. Die zet een bril op tijdens een operatie en terwijl hij opereert verschijnt in beeld een virtuele kopie van het implantaat dat hij in het bot moet schroeven. ­Terwijl hij het implantaat naar de kaak beweegt, is het onderdeel nog rood, maar komt hij in de buurt van de beoogde locatie, dan verandert de kleur in oranje. En is precies de juiste plek bereikt, dan wordt het virtuele implantaat groen en kan de chirurg het in het bot schroeven.

Dit project staat nog in de steigers, maar als het een succes wordt, zijn uiteindelijk geen mal­ len voor zagen en schroeven meer nodig. Een hightech bril wijst dan de chirurg de weg naar precies de juiste plek om een implantaat in te schroeven. Minder kans op fouten, beter voor de patiënt. | juni 2019 | de ingenieur 6 | 25

foto Kitepower

Met een vlieger aan een lange lijn kun je stroom opwekken, zo bedacht Wubbo Ockels al. Maar het bleek nog een flinke uitdaging om dit simpele idee daadwerkelijk te realiseren. Toch kon Kitepower onlangs een demonstratie geven aan geïnteresseerde gemeentes, boeren en de Landmacht. tekst Marc Seijlhouwer MSc

KITEPOWER DEMONSTREERT WERKEND PROTOTYPE

Vliegeren voor vermogen H

et is een regenachtige, som­ bere dag in mei. Op het voor­ malige vliegveld Valkenburg, naast de theaterhangar waar Nederlandse acteurs al jaren de musical Soldaat van Oranje opvoeren, staat op een overgroeid veldje een con­ tainer. Wat verderop liggen drie vlie­ gers, zoals je ze ook ziet bij parasailers: ­halvemaanvormige gevaartes van een paar meter breed. Hier toont een team van zo’n twintig ingenieurs hoe de toekomst van duurzame energie eruit kan gaan zien. Wat begon als een idee van astronaut en uitvinder Wubbo Ockels is nu een werkend ­prototype dat, als het aan de oprichters van Kitepower ligt, overal duurzame windenergie kan leveren.

Het principe is simpel. Bind een vlieger met een lange lijn aan een

26 | de ingenieur 6 | juni 2019

trommel en laat dan de vlieger uit­ waaien, waardoor het touw afrolt en de trommel gaat draaien. Je hebt dan beweging, die middels een generator wordt omgezet in stroom. Maar om met dat simpele idee ook echt energie op te wekken, is lastiger. Sinds de oprichting in 2016 heeft Kitepower echter grote stappen gemaakt. ‘Het werkt nu’, vertelt technisch manager Joep Breuer MSc tevreden.

Minder uitstoot De technische details laten zien dat het systeem een stuk ingewikkelder is dan de omschrijving hierboven doet ver­ moeden. Want een beetje energie opwekken gaat makkelijk, maar hem als noemenswaardig alternatief voor een windturbine gebruiken vereist een heleboel regeltechniek. De vlieger

moet in achtjes door de lucht suizen en gaat daarmee tot maximaal acht keer zo snel als de wind. Heeft de kabel zijn einde bereikt, dan moet het profiel van de vlieger wijzigen zodat hij zo snel

‘We vervangen gewicht door intelligentie’ mogelijk en met minimale weerstand is terug te halen. Daarna start de cyclus opnieuw.

Daarbij kost het inrollen zo’n 10 % van de opgewekte energie. Dat zou minder zijn als je de kabel langzamer

Een energieopwekkende vlieger van Kitepower boven het voormalig Vliegkamp Valkenburg.

naar binnen haalt. ‘Maar we doen het liever snel, want dan hebben we meer tijd om energie op te wekken’, zegt Breuer.

De vliegercontrolrobot is aan een zijde met een sterke, dunne kabel verbonden met de lier en aan de andere zijde met de lijnen van de vlie­ ger zelf. Deze robot draagt zorg voor de vliegerbesturing en bedient met compacte motoren de vliegerlijnen. Daarnaast heeft hij nog vele veiligheidsfuncties, die ervoor zorgen dat de vlieger zonder problemen kan landen als er onverhoopt iets misgaat.

Precies weten hoe de vlieger het best in achtjes vliegt, hoe snel of langzaam de kabel moet uit- en oprollen, en hoe je de vlieger slim aan­ stuurt: het is een hoop werk. Vandaar dat het meerdere jaren duurde voor het allemaal naar behoren functioneerde.

Provisorisch windschild Nu het systeem werkt, kan het met de wereld worden gedeeld. Kite­ power is op zoek naar een tweede pilotlocatie voor duurtests. De demonstratie waar De Ingenieur bij aanwezig is, is bedoeld voor gemeen­ tes en boeren die misschien wel een energievlieger op hun land willen.

Onder andere Katwijk, Drimmelen en Goeree-Overflakkee zijn van de partij. Ook de Landmacht is er, die de vlieger misschien wil gebruiken om energie op te wekken tijdens oefeningen en missies.

Het is dan ook een veel flexibeler systeem dan een logge windturbine. Volgens Breuer heeft het ­vliegersysteem 90 % minder massa per kW dan een windturbine. ‘We vervangen gewicht door intelligentie’, legt hij uit. ‘Windturbines wegen veel. Kitepower heeft alleen een grondstation en een lichtgewicht vlieger met wat kabels. Bij ons voelen we met sensoren hoe de wind staat, waarna het systeem de optimale baan van de vlieger bepaalt. We vliegen bovendien hoger dan de meeste turbines. Daar is de wind sterker en constanter. Zodoende kunnen we al bij een erg lage windsnelheid energie produceren en halen we het maximale uit elke seconde wind.’

Waaien doet het, mede dankzij het dreigende weer, volop tijdens de demonstratie. Vanaf een verzamelpunt rijden we om het grote, open veld heen tot we bij een busje komen dat moet dienen als provisorisch windschild voor het publiek. Het grondstation en de vlieger liggen op een paar minuten lopen en Breuer laat ze met gepaste trots juni 2019 | de ingenieur 6 | 27

foto Kitepower

Met een oppervlak van 60 m2 is dit de grootste testvlieger die Kitepower in mei demonstreerde. Een nog grotere vlieger van 100 m2 is besteld.

zien. De kabel is rond een grote metalen trommel gewikkeld. Voorop zit een constructie die helpt om de kabel goed op te rollen en tegelijk de vlie­ ger te volgen. Bij het uiteindelijke, commerciële model zal het grondstation er overigens anders uitzien. Dan wordt het een afgesloten container die op een truck past. Makkelijk te verplaatsen en installeren zonder fundatie.

Jongleren Terug bij het windschermbusje telt Breuer af. ‘5, 4, 3, 2, 1, lift-off!’ Een paar seconden later suist de vlieger met gemak door de lucht. Eenmaal op hoogte begint hij aan het gracieuze patroon dat doet denken aan het oneindigheidssymbool. De vertegenwoordigers van de geïnteresseerde gemeentes kijken enthousiast toe.

Het systeem heeft, met een vlieger van zo’n ­ 80 m2, een vermogen van 100 kW. Hoewel er

veel ruimte nodig is rond een grondstation (de vlieger moet immers in alle windrichtingen kunnen zweven), denkt het team dat er bijvoor­ beeld drie vliegers in één gebied kunnen vliegen. ‘Het is net jongleren met drie ballen’, zegt Breuer.

Uiteindelijk doel is een Kitepowerunit van 100 kW in een standaard­container van 20 voet. Die levert genoeg stroom voor 150 huishoudens. ‘Maar eerder kan de vlieger dieselgeneratoren op kleine eilanden vervangen. Daar zijn de energieprijzen hoger dan op het vas­ teland. Kitepower is dan een goed alternatief om het dieselgebruik te reduceren en zo minder uitstoot te genereren.’

Als het systeem straks alle kinderziektes heeft overwonnen, wil Kitepower naar het buitenland. Curaçao haalt nu nog veel stroom uit dieselgeneratoren en het waait er bijna constant. ‘Een ideale omgeving.

Maar we willen eerst zeker weten dat het systeem onder alle omstan­ digheden werkt.’

Eind volgend jaar moet het zover zijn. Dan komt het idee dat wijlen Wubbo Ockels jaren geleden bedacht eindelijk tot wasdom, als een gestuurde, trekkende vlieger in de lucht, die op de grond groene energie levert. |

450 m

Fase 1: uitrollen

energieproductie 20 % van cyclus 80 % van cyclus

Fase 2: binnenhalen

windsnelh

één cyclus

100 kW 400/230 V

verbruik

70 m

productie

50 m

vermogen

Zo wekt de vlieger van Kitepower energie op.

28 | de ingenieur 6 | juni 2019

illustratie Kitepower

opgewekt vermogen (kW)

energie opge­slagen in batterij (kWh)

eid

energieverbruik

TO DO

foto Straystone - Peter Leenen

KLIMAATETHIEK | 24 juni

Waar we ons in De Ingenieur vooral bezighouden met de praktische kant van het ­klimaatprobleem – hoe verkleinen we de uitstoot van broeikasgassen en hoe gaan we het beste om met de gevolgen? – belicht dit door de KNAW georganiseerde symposium de ethische kant van de kwestie. Vragen die voorbij komen, zijn: hebben we de morele plicht om iets aan de klimaat­verandering te doen? En zo ja, bij wie hoort de bal dan te liggen: bij de overheid of bij de burgers? Sprekers zijn PBL-­ onderzoeker Detlef van Vuuren, milieu­ filosoof Marc Davidson en de ethici Ingrid Robeyns en Marcus Düwell. symposium Morele verantwoordelijkheid rond klimaatbeleid, OBA Oosterdok, ­Amsterdam, 24 juni, 15.30-17.30 Opgeven via http://bit.ly/klimaatethiek

foto Depositphotos.com

Op enkele kilometers van de Houtribdijk, die Enkhuizen met Lelystand verbindt, wordt sinds 2016 gewerkt aan de Marker Wadden. Dit natuurgebied, een initiatief van Natuurmonumenten, bestaat uit eilanden aangelegd met zand, klei en slib uit het Markermeer. Wie die met eigen ogen wil zien én er meer over wil weten, kan zich aanmelden voor deze excursie op 27 juni, georganiseerd door de KIVI-afdeling Geotechniek.

Rond 14.00 uur vertrekken de deelnemers vanuit Lelystad met de driemaster ­Sanne Sophia. Aan boord bespreken ontwerpmanager Thomas Vijverberg MSc en geotechnisch adviseur Sergio Cruz MSc, beide van baggermaatschappij Boskalis, de totstandkoming van en de technische uitdagingen rond het project. Daarna staat een bezoek aan de Marker Wadden op het programma, onder begeleiding van een gids.

Deelname kost 40 euro voor KIVI-leden, 65 euro voor andere belangstellenden, ­inclusief dinerbuffet aan boord. Het aantal beschikbare plaatsen is beperkt. excursie Marker Wadden, vertrek vanuit Lelystad, 27 juni, vanaf 14.00 uur Opgeven via www.kivi.nl/geo

foto Coeio/Jae Rhim Lee

DESIGN DAT DE WERELD REDT | tot en met 20 januari 2020 Het Cube design museum in Kerkrade en het Cooper Hewitt, Smithsonian Design ­Museum in New York slaan de handen ineen voor de tentoonstelling Nature – Cooper Hewitt D ­ esign Triennial, die tegelijk in beide musea loopt. De opmerkelijke samenwerking laat zien hoe ontwerpers de grootste opgave van de mensheid te lijf gaan: ­klimaatverandering.

Voor de meer dan zestig werken die Nature laat zien, werkten ontwerpers samen met wetenschappers, ingenieurs, boeren, ­milieuactivisten en de natuur zelf. Ze onderzoeken duurzame productiemethodes en bedenken nieuwe manieren om toekomstige generaties te beschermen. De getoonde werken putten uit onder meer de synthe­ tische biologie, datavisualisatie, stadslandbouw en onderzoek naar alternatieve ­materialen.

Wat te denken van een installatie die CO2 uit

de lucht haalt en het omzet in een zwarte kleurstof voor in inkt waarmee je kunt printen? Of een kunststofvezel die wordt getrokken uit plastic afval dat uit de oceaan is ­gehaald? Adidas maakt er inmiddels een sneaker van.

Verder is er een zwart kimonoachtig pak te bezichtigen dat de bezoeker confronteert met zijn eigen sterfelijkheid. Het is het Infinity Burial Suit (zie foto) van de kunstenaar Jae Rhim Lee. Wie hierin wordt begraven, weet zeker dat zijn lichaam goed wordt verteerd, want het textiel is bedekt met vleesetende bacteriën. Het is een alternatief voor de ­westerse manier van begraven, meestal in een kist, waarvan de gebruikte lijm en lak slecht zijn voor mens en natuur.

Over duur­zame mode gesproken. tentoonstelling Nature – Cooper Hewitt ­Design Triennial, Cube design museum, Kerkrade, tot en met 20 januari 2020

tekst ir. Jim Heirbaut en drs. Jean-Paul Keulen

juni 2019 | de ingenieur 6 | 29

NACHT GROTE ONBEKENDE IN WEER- EN KLIMAATMODELLEN

In duisternis gehuld In weer- en klimaatmodellen is er maar weinig aandacht voor wat er ’s nachts gebeurt in de onderste lagen van onze atmosfeer. Ten onrechte, vindt atmosferisch natuurkundige Bas van de Wiel. Want het wordt steeds belangrijker om een goed beeld te hebben van mist of gladheid in de kleine uurtjes, terwijl ook de landbouw baat heeft bij betere nachtelijke

foto Depositphotos.com

weersvoorspellingen. tekst drs. Angèle Steentjes

30 | de ingenieur 6 | juni 2019

D

e nacht fascineert de mens.

De wind gaat liggen en daar­ door ruiken we geuren beter en klinken geluiden anders.

Ook is het weer vaak mooier, helder­ der, zachter en vriendelijker in de uren voordat de zon opkomt, stelt Johan Harstad in zijn bestseller Max, Mischa & het Tet-offensief. ‘Ik neem aan dat daar een meteorologische ver­ klaring voor is’, volgt er in de roman op deze constatering. Maar nee, die ver­ klaring is er niet; onze fascinatie voor de nacht heeft nooit geresulteerd in veel wetenschappelijke aandacht voor het nachtelijke weer. Opmerkelijk, vindt prof.dr.ir. Bas van de Wiel, hoog­ leraar atmosferische natuurkunde aan de TU Delft. ‘Vooral als je bedenkt dat het op ieder moment op de helft van de aarde nacht is.’

Volgens Van der Wiel gaat onze aandacht meer naar de dag uit doordat onze economische activiteit vooral overdag plaatsvindt. Intussen ver­ plaatst een deel van die economische activiteit, zoals transport en distribu­ tie, zich echter naar de nacht. Daar­ door wordt het belangrijker om mist of gladheid tijdig en precies te kunnen voorspellen. Ook de landbouw heeft behoefte aan betere nachtelijke weers­

voorspellingen. Van de Wiel: ‘Een onverwachte lokale nachtvorst kan een fruitoogst grotendeels ruïneren.

Weet je dat die eraan komt, dan kun je tijdig maatregelen nemen.’

Er is nog een reden om meer aan­ dacht aan de nacht te besteden. Het weer heeft een geheugen; de tempera­ tuur overdag hangt deels af van de temperatuur in de nacht ervoor. En in september 2017 maakte het KNMI bekend dat wereldwijde metingen

gen in het weer in de nacht en eraan bij te dragen hoe het nachtelijke weer een plaats kan krijgen in de weer- en klimaatmodellen.

Per stoeptegel verschillend Welke processen hebben allemaal invloed op het nachtelijke weer?

Ten eerste is er de thermiek. Overdag schijnt de zon, al dan niet achter de wolken. Deze verwarmt de lucht, die daardoor opstijgt. Deze opwaartse

‘s Nachts valt de thermiek weg doordat de zon geen lucht meer verwarmt ­ itwijzen dat de nacht sneller u opwarmt dan de dag. De maximum­ temperatuur (de maat voor de dag) is de afgelopen 100 jaar met 1,37 °C gestegen en de minimumtemperatuur (de maat voor de nacht) met 1,73 °C. Een echt sluitende verklaring is daar nog niet voor gevonden.

Van de Wiel wil de lacunes in onze weerkennis wegnemen. Van de Euro­ pese Unie heeft hij een beurs ontvan­ gen om via onderzoek inzicht te krij­

beweging of thermiek creëert wind, die koude en warme lucht door elkaar mengt. ‘Die thermiek is niet een vast blok, maar bestaat uit allerlei werve­ lingen. Dat vogels daarop kunnen drij­ ven, vind ik heel knap.’ In de nacht valt de thermiek echter weg doordat de zon geen lucht meer verwarmt.

Verder koelt in de nacht de grond af. Is er wind, dan zorgt deze voor een menging met de warmere bovenlucht erboven en blijft de temperatuur

GEEN GRAS ONDER FRUITBOMEN De afgelopen decennia hebben fruittelers hoogstambomen vervangen door laagstambomen. Het gevolg hiervan is dat bij nachtvorst de bloesem en knoppen aan de laaghangende takken eerder bevriezen. Goed voorspellen van nachtvorst is daardoor nog belangrijker geworden. Eén tip kan atmosferisch n ­ atuurkundige Bas van de Wiel, die het nachtelijke weer bestudeert, alvast geven. ‘Het is beter geen gras onder de bomen te hebben; dat houdt de warmte van de bodem tegen. Een aangestampte kale bodem heeft de voorkeur: die geeft de in de bodem opgeslagen warmte gemakkelijker af aan de lucht.’

Om meer inzicht te krijgen in de dynamica van het nachtelijke weer, heeft Vincent Heusinkveld BSc, een student van Van de Wiel, een groot p ­ ilotproject u ­ itgevoerd bij een fruitteler in het Zeeuwse Krabbedijke. Hij deed dat in ­januari en februari 2019 met c­ ollega’s van de secties ­Meteorologie en Hydrologie. Met behulp van g ­ lasvezel hebben ze er in de vorm van een spinnenweb om de 30 cm een meetpunt gecreëerd. Uit de eerste resultaten blijkt dat de temperatuurverschillen in een perceel tot 5 °C kunnen oplopen, afhankelijk van bijvoorbeeld de ­beschutting.

juni 2019 | de ingenieur 6 | 31

foto TU Delft/Frank Auperlé

Hoogleraar atmosferische natuurkunde Bas van de Wiel: ‘Doordat we niet goed weten wat er in de nacht precies gebeurt, zitten er nog grote onzekerheden in de verwachte temperatuurstijging door de klimaatverandering.’

hoger. Bij rustig weer koelt de aarde ook af, maar is de onderlaag stabiel en vindt er geen menging met warme lucht plaats, waardoor het koud wordt.

Met dit stille weer is nog iets aan de hand. Van de Wiel heeft tempe­ ratuurmetingen overdag vergeleken met metingen ’s nachts. Overdag ligt de temperatuur op verschillende plaatsen redelijk dicht bij elkaar. ’s Nachts, als er geen wind is, zijn er echter grote lokale verschillen in temperatuur te zien.

Een verklaring hiervoor is de bodembedekking, aldus Van de Wiel.

In de nacht verliest de aarde warmte, maar de mate waarin wordt bepaald door het grondgebruik. Gras is een goede isolator, zodat de aarde minder warmte kwijtraakt. Beton daarentegen heeft juist een goede geleiding, zodat de warmteafgifte groter is. ‘Mist ontstaat daar­ door eerder boven gras dan boven asfalt. Overigens spelen bomen, ­ligging in de schaduw en omringende bebouwing ook een rol bij lokale temperatuurverschillen.’

Grove modellen In het persbericht uit 2017 over de snellere opwarming van de nacht geeft het KNMI twee mogelijke verklaringen voor dit verschijnsel.

De eerste is dat de bewolking is toegenomen. ’s Nachts hebben wolken een opwarmend effect, terwijl ze overdag ook afkoelend werken door­

Lokale temperatuurverschillen op KNMI-meetstations rondom Schiphol, gemeten op 1 oktober 2015; de verticale lijnen geven de zonsondergang en -opgang weer.

Overdag zijn de verschillen klein, ’s nachts groot.

10

5

0 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 tijd (UTC, uren)

32 | de ingenieur 6 | juni 2019

bron Schulte & Van de Wiel

temperatuur (°C)

15

Gras is een goede isolator. Mist ontstaat daardoor eerder boven gras dan boven asfalt.

dat ze zonlicht reflecteren. Een tweede mogelijk­ heid is dat het aard­oppervlakte ’s nachts meer opwarmt doordat er geen thermiek is, zodat het versterkte broeikaseffect over een minder groot volume wordt verdeeld.

Of deze theorieën kloppen, kun je alleen maar ontdekken door onderzoek te doen, aldus Van de Wiel. In de huidige weermodellen blij­ ven de subtiliteiten van het nachtelijk weer ­e chter onderbelicht. De reden is de grootte van de rekencellen. ‘In de weermodellen omvat zo’n rekencel horizontaal 10 bij 10 km. Verticaal zijn de cellen tientallen meters dik. Dat werkt prima voor de weers­voorspelling overdag, omdat de actieve laag dan zo’n 2 km dik is. In de nacht heeft de actieve of menglaag slechts een dikte van 100 m. De variatie daarin signaleren deze rekencellen niet.’

Niet alleen blijft in deze modellen het nachte­ lijk weer onderbelicht, hetzelfde geldt voor koud weer. Ook dan heb je te maken met een stabiele, dunne onderlaag, onzichtbaar voor de modellen.

‘Daar komt de rol van sneeuw nog bij. Aangezien sneeuw een sterke isolator is, kunnen de fysische

foto Depositphotos.com

eigenschappen van het systeem hierdoor volledig veranderen. De modellen signaleren dit pas als het weer is veranderd; ze kunnen het niet afdoende voorspellen.’

Klimaatmodellen zijn nog grover dan de weermodellen, doordat die vaak het weer over een tijdspanne van honderd jaar omvatten. ‘Het klimaat is aan het veranderen, maar door onze onwetendheid over wat er in de nacht en de ­arctische gebieden precies gebeurt, zitten er bijvoorbeeld nog grote onzekerheden in de verwachte temperatuur­ stijging en de mate waarin de ijskappen smelten.’

Op het inschatten van het afsmelten van de ijskappen heeft deze onwetendheid geen sterk effect, stelt een voorlichter van het KNMI, omdat deze niet in de winter smelten. Wat de temperatuurtrends betreft, heeft Van de Wiel volgens de voorlichter wel een punt. De waargenomen opwarming in de winter in Siberië blijkt veel hoger dan gemodelleerd, bevestigt hij.

Nachtvorst Van de Wiel wil met zijn eigen onderzoeksgroep en de sectie Geo­ science & Remote Sensing van de TU Delft de gaten in onze kennis van het koude en nachtelijke weer vullen. Door theoretisch onder­ zoek en computersimulaties te combineren met meteorologische ­veldmetingen proberen de wetenschappers meer inzicht te krijgen in de nachtelijke situatie. Zo hebben ze een pilotproject uitgevoerd bij een fruit­teler (zie ‘Geen gras onder fruitbomen’ op pagina 29)

om tijdig nachtvorst te kunnen voorspellen.

Van de Wiel zelf richt zich op de fundamentele kant van het onderzoek, waarbij hij ingewik­ kelde fysische weer­systemen vereenvoudigt tot hun essentie om de mechanismen erachter te ontdekken. De basis daarvan zijn voor Van de Wiel altijd observaties. ‘Er komen namelijk vaak verrassingen uit de observaties, waardoor je je theorie moet aanpassen of een nieuwe moet ­formuleren.’

Sudden death Ondertussen heeft Van de Wiel al een resultaat geboekt bij het nachtelijke verschijnsel ­sudden death, waarbij ineens de wind wegvalt en het weer omslaat van warm naar koud. ‘Wij hebben nu een formule gevonden om de kritische wind­ snelheid te bepalen waarbij die wind in één keer wegvalt. Als dat gebeurt, kan het hier zomaar ­ 4 of 5 °C kouder worden in een korte tijdspanne en in Antarctica wel 20 °C.’ En de vraag waarom het ’s nachts warmer wordt? ‘Daarop hoop ik de komende jaren het antwoord te vinden.’ | juni 2019 | de ingenieur 6 | 33

Gebouwen zijn een stuk sneller en met veel minder materiaalgebruik neer te zetten als je het hele productieproces digitaliseert. De centrale stap in dat proces, het 3D-printen van beton, is langzaamaan volwassen aan het worden. tekst ir. Jim Heirbaut

BOUW IS TOE AAN AUTOMATISERINGSSLAG

34 | de ingenieur 6 | juni 2019

De afgelopen jaren waren dat vooral demoprojec­ ten, op plekken als Dubai en Milaan, om te laten zien wat er allemaal kan met 3D-betonprinten.

Maar er zitten ook grote woningbouwprojecten in de pijplijn, waarbij in één keer tientallen woningen moeten verrijzen.

Daarnaast verkoopt CyBe betonprinters aan klanten, inclusief een uitgebreide opleiding om ze te leren hoe je ermee werkt. In een grote loods van het bedrijf staan er een paar klaar voor transport. ‘Wij helpen ook andere start-ups op weg’, zegt Hendriks. Dat klinkt misschien raar, Dit op een portaalkraan lijkend systeem gebruikt de TU Eindhoven om beton te printen.

foto TU Eindhoven

H

et blijft een fascinerend gezicht: een 3D-betonprinter aan het werk. Een robot beweegt een uit de kluiten gewassen tandpastatube, waar een ononderbroken sliert van vloeibaar beton uit komt. Laagje voor laagje ontstaat zo een muur, brugdeel of ornament. Binnen een paar uur is het af en zelfs al deels uitgehard.

Nu klinkt 3D-printen met beton misschien eenvoudig, maar er kan van alles misgaan. De spuitmond kan verstopt raken doordat het beton te snel droogt. Of het beton is juist te nat, waar­ door vers geprinte laagjes in elkaar zakken.

‘3D-printen met beton is net Formule 1; je moet in korte tijd alles precies goed doen’, zegt Berry Hen­ driks, oprichter en CEO van CyBe. Hendriks’ vader leidt een groot bouwbedrijf in Oss. Berry trad daar in dienst, maar de gewone bouwwereld ging hem niet snel genoeg. ‘Ik kan er echt niet tegen als mensen zeggen: ‘Dat doen we nu eenmaal zo.’ Daar word ik onrustig van. Ik ben altijd geïnteresseerd geweest in innovatie.’

In 2012 begon Hendriks daarom te experimen­ teren met het 3D-printen van een betonmengsel, in de jaren daarna raakte dat proces in een stroomversnelling en nu wordt CyBe – twintig mensen, van wie twaalf in vaste dienst – overal in de wereld gevraagd om gebouwen neer te ­zetten.

foto CyBe

Huizen uit de printer

De 3D-betonprinter van het Nederlandse bedrijf CyBe aan het werk. ‘3D-printen met beton is net Formule 1’, aldus Berry Hendriks, oprichter en CEO van CyBe.

maar daar heeft CyBe belang bij. ‘Het is dan wel de bedoeling dat ze onze printer kopen. We hebben er nu vier verkocht en zijn in overleg met een aantal andere klanten.’

Hendriks (31) stelt vast dat de bouw toe is aan een digitaliseringsslag.

‘Met digitaal ontwerpen en digitaal bouwen kun je snel veel woningen neerzetten. Daar is op veel plekken in de wereld behoefte aan. Het gaat eigenlijk helemaal niet om het 3D-printen; dat is maar een manier van uitvoeren.’

Dat de bouw moet moderniseren, is prof.dr.ir. Theo Salet, hoogleraar betonconstructies aan de TU Eindhoven, met hem eens. ‘Andere secto­ ren hebben in de afgelopen decennia grote sprongen gemaakt in arbeidsproductiviteit, maar de bouw nauwelijks (zie ook de infographic op pagina 6 – red.). Metselaars stapelen nog steeds stenen een voor een op elkaar. We laten als maatschappij een hoop geld liggen dat we aan andere nuttige dingen kunnen besteden.’

Het digitaliseren van de bouw bestaat eigenlijk uit drie onderdelen: digitaal ontwerpen, digitaal vervaardigen van onderdelen, en ten slotte het door robots in elkaar laten zetten van gebouwen. Salet en zijn onderzoeksgroep richten zich op alle drie deze dingen, maar ‘voor de buitenwereld is vooral het 3D-printen zichtbaar.’

Ook om andere redenen is het een goed idee om te streven naar minder handen en meer automatisering in de bouw. Zo is er momen­ teel een schreeuwend tekort aan arbeidskrachten. Daarnaast moet het materiaalgebruik in de bouw omlaag, vindt Salet. Dat gaat gepaard met een navenante CO2-uitstoot en daar is nog een hoop te winnen.

Het laatste argument voor digitalisering is esthetisch. ‘Veel nieuw­

bouw is nog behoorlijk eenvormig; meer van ­hetzelfde, vooral als je kijkt in Azië’, zegt Salet. Als je een gebouw in de computer tekent, heb je een veel grotere vormvrijheid. En dankzij 3D-beton­ printen kun je de meeste van die gebouwen ook nog realiseren, zonder mallen.

In de openbare ruimte Stond het printen van beton een paar jaar gele­ den nog in de kinderschoenen, tegenwoordig lijkt het alsof iedereen beton door een nozzle kan ­persen en in verschillende laagjes op elkaar kan neerleggen. Wereldwijd zijn daar tientallen, zo niet honderden bedrijven en academische onder­ zoeksgroepen mee bezig.

Toch heeft dat nog weinig te betekenen, vindt Salet. ‘Het gaat erom: wat dóé je er vervolgens mee? Wat ga je ermee maken?’ Een bloembak is niet zo moeilijk, want die wordt helemaal niet belast met krachten. Lastiger is bijvoorbeeld een bankje voor in het park; daar gaan mensen op ­zitten. ‘En als je betonnen geveldelen maakt, dan moeten die esthetisch helemaal in orde zijn.’

Leg de lat nog wat hoger en je komt uit bij de onderzoeksgroep van Salet. Die houdt zich bezig met het printen van betonnen delen die flink juni 2019 | de ingenieur 6 | 35

illustratie TU Eindhoven

Deze fietsbrug was in 2017 de eerste ge-3D-printe beton­ constructie die ook flink kan worden belast.

worden belast. Dat stelt veel hogere eisen aan de veiligheid van het bouwwerk, of het nu een huis of een brug is. ‘We zitten hier op de negende verdieping van het bouwkundegebouw en we mogen ervan uitgaan dat de kans dat dit gebouw instort heel klein is. Aan dat soort eisen moet betonprinten ook voldoen.’

In Nederland lopen we voorop met het printen van betonnen bouwwerken die belast worden. Het eerste voorbeeld hiervan is de fiets- en voetgangersbrug die sinds 2017 in het Noord-Brabantse plaatsje Gemert ligt. ‘Daar gaan gewoon fietsers en voetgangers over­ heen en er staat geen bordje ‘test’ bij. Collega’s in het buitenland maken zoiets misschien in de veilige omgeving van hun fabrieksterrein; wij plaatsen het al in de openbare ruimte.’

Arm op een rail De groei van 3D-betonprinten gaat gepaard met differentiatie. Waar de Eindhovense groep onderzoek doet naar de constructieve eigen­ schappen van betonprinten, ontwikkelen wetenschappers aan univer­

GEPRINTE BRUG VAN 30 METER Eind mei ging de productie van een fietsbrug voor Nijmegen van start. Hoogleraar Theo Salet heeft hem in zijn lab aan de TU Eindhoven al op schaal geprint om knelpunten te signaleren. De echte brug wordt gemaakt met een nieuwe 3D-printer bij het bedrijf ­Weber Beamix in Eindhoven.

De Nijmeegse brug wordt met 30 m nog een stuk langer dan zijn voorganger in het Noord-Brabantse Gemert. Ook heeft hij een complexere vorm, wat weer hogere eisen stelt aan de constructie.

Daarom wordt een sterkere betonsoort gebruikt, die een veel hogere belasting aankan; tot wel vier keer zo hoog als die in Gemert.

Salet: ’Sterker beton wil zeggen: minder water in het mengsel.

En dat betekent weer dat het mengsel lastiger te printen is. Dat lossen we op door bepaalde stoffen toe te voegen.’

En wanneer staat de eerste geprinte brug voor auto’s op de rol?

‘Tja’, zegt Salet. ‘Bij auto’s en vrachtwagens krijg je te maken met aslasten, wat lokaal hogere belastingen oplevert, die ook nog eens snel variëren. Nee, een brug voor auto’s printen is nu nog een brug te ver.’

36 | de ingenieur 6 | juni 2019

siteiten in Gent en Singapore betere betonmeng­ sels. En een universiteit in Thailand past het betonprinten toe op het maken van rijke orna­ menten voor op gevels. Weer andere universitei­ ten richten zich op het verbeteren van de 3D-printers.

Hoe zit zo’n grote 3D-printer eigenlijk in elkaar? De kern van elke betonprinter is een kop waar betonpasta uit komt. Dit proces moet je sta­ biel en betrouwbaar krijgen, anders kun je het bouwen vergeten. Voor CyBe-oprichter Hendriks was het dan ook logisch om in het begin helemaal te focussen op dit onderdeel. ‘De mortel die wij gebruiken, hardt in vijf minuten uit. Na een uur kun je het beton al belasten. Die snelheid heb je nodig, anders kun je nooit concurrerend worden met bestaande bouwmethoden.’

Bedrijven en onderzoeksgroepen laten de kop op verschillende manieren door de ruimte bewe­ gen. Bij de TU Eindhoven staat een systeem dat lijkt op een portaalkraan, maar dan met een printkop in plaats van het hijsgedeelte. CyBe gebruikt een industriële robot die een arm in de rondte kan bewegen, met zes vrijheidsgraden.

Omdat die een minder groot bereik heeft dan de Eindhovense printer, zetten sommige bedrijven hem op een rail.

‘Het een is niet beter of slechter dan het ander, maar je kunt je redenen hebben om voor een bepaald type te kiezen’, zegt Salet. ‘Toen wij onze robot ontwierpen, realiseerden we ons dat er ­studenten mee zouden gaan werken. Zo’n por­ taalkraan is wat voorspelbaarder in zijn gedrag en daarmee iets veiliger.’

Mooie kleuren Het onderzoek van de Eindhovense groep is erop gericht om een zo stevig en betrouwbaar moge­ lijke constructie te printen. Daarvoor moet ten eerste het proces robuust zijn; het 3D-printen met beton moet onder alle omstandigheden even

foto CyBe

Vorig jaar printte CyBe voor een design­beurs in Milaan een compleet woonhuis.

goed gaan. Ten tweede richten de onderzoekers van de TU Eindhoven zich op het direct meeprinten van een stalen kabel in het beton, bij wijze van wapening, zodat het beton trekkrachten beter kan hebben.

Tot slot doen wetenschappers in Salets groep onderzoek naar de ­ideale contouren van een betonnen object. Dit is een optimaliserings­ vraagstuk. Je wil zo weinig mogelijk beton neerleggen, omdat dit mate­ riaal geld kost en CO2-uitstoot oplevert. ‘Tegelijk moet je wel wat reser­ vesterkte inbouwen voor de momenten waarop een structuur incidenteel meer wordt belast dan gemiddeld’, zegt Salet. ‘Neem onze fietsbrug. Die kan uiteraard een aantal fietsers houden, maar je kunt niet uitsluiten dat hij op een bepaald moment helemaal vol staat met voetgangers. Die wegen meer, en ook dat moet de burg constructief ruim aan kunnen.’

Je kunt de wand boven een raam niet in het luchtledige printen Ondertussen worden de gebruikte betonmengsels steeds beter. De Eindhovense onderzoekers voegen bijvoorbeeld aan hun beton kleine vezels toe, van bijvoorbeeld glas, voor een verhoogde sterkte. CyBe experimenteert met pigmenten om het beton mooie kleuren te geven.

En in Singapore werken onderzoekers aan duurzame mortels op basis van biopolymeren. Die moeten de CO2-voetafdruk van de bouw nog verder omlaag brengen. Want hoewel het toepassen van 3D-beton­ printen al naar schatting 30 % bespaart op het materiaal­gebruik ten opzichte van de traditionele bouw, blijft cement, het hoofdbestanddeel van beton, een flinke uitstoter van het broeikasgas. Als het je lukt om beton te maken met minder cement, dan dringt dat de CO2-uitstoot van de bouw dubbel zo hard terug.

Een in het oog springend project is Milestone, waarbij Salets groep samen met bedrijven in Eind­hoven nog dit jaar vijf woonhuizen gaat 3D-­printen. Dit worden de eerste reguliere woningen met organische vormen waarvan het grootste deel van de structuur uit de printer komt.

Ambitieus is het project zeker, en in de praktijk zijn er nog genoeg uitdagingen te overwinnen.

Want wie een rechte muur kan printen, kan nog geen huis maken. Dat bevat immers ook ramen, stopcontacten en goten voor stroomkabels. Een mogelijke aanpak is om daar als het ware omheen te printen en die onderdelen handmatig in een gebouw aan te brengen. Dat kan, maar doet wel af aan de snelheid en de flexibiliteit. Daarom streeft Salet ernaar zoveel mogelijk te integreren in het 3D-printproces. ‘Dus materialen die stroom geleiden, laten we de printkop meeprinten in een apart laagje.’ Kozijnen zijn waarschijnlijk niet nodig, maar het blijft een feit dat je de wand die boven een raam zit niet zomaar in het luchtledige kunt printen. Daarvoor print Salet een onder­ steunend materiaal mee, een zogeheten scaffold, die naderhand eenvoudig is te verwijderen.

Intussen wordt in de academische wereld alweer voorbij de horizon gekeken. Studenten in Spanje bedachten een miniprintrobotje dat voor maar 1000 euro is te maken. Misschien is dit wel de toekomst van het printen, oppert Salet: zwermprinten. ‘Het lijkt me vooral voor kleinere structuren interessant, want waarom zou je kleine dingen bouwen met een gigantisch ­apparaat?’ | juni 2019 | de ingenieur 6 | 37

PETER WERKHOVEN OVER TNO EN KUNSTMATIGE INTELLIGENTIE

‘We moeten focusse Om met China en de VS te kunnen concurreren op het gebied van kunstmatige intelligentie, moeten we in Nederland een aantal toepassingen uitzoeken waar we echt de beste in willen zijn – en opletten dat ons talent niet wordt weggekocht. Dat stelt Peter Werkhoven, de

QUOTE

kersverse Chief Scientific Officer van TNO.

tekst ir. Jim Heirbaut foto Inge van Mill

38 | de ingenieur 6 | juni 2019

A

ls alles net een beetje anders was gelopen, was TNO prof.dr. Peter Werkhoven waarschijnlijk niet per 1 mei benoemd als Chief Scien­ tific Officer. Werkhoven solliciteerde in 1991 namelijk naar de baan van astronaut, tegelijk met André ­Kuipers en nog zo’n zevenhonderd anderen. Nederland wilde vijf mensen selecteren en Werkhoven drong door tot de laatste zeven. Toen gooide een ­lichamelijke test roet in het eten. ‘In Soesterberg ging ik eerst in zo’n centrifuge, waarin je wordt ­onderworpen aan oplopende g-krachten. Dat was al geen feest, maar het ging nog goed. Daarna moest ik naar TNO, waar ze me op een draaiende bureau­ stoel zetten en ik mijn ogen dicht moest doen. Na een tijdje heb je dan niet meer in de gaten dat je ronddraait. Dat ging allemaal prima, totdat ze me vroegen om langzaam mijn hoofd naar mijn knieën te bewegen. Ik ben nog nooit zó snel zó misselijk ­geworden. Verschrikkelijk.’ Werkhoven kan er nu om ­lachen, maar destijds betekende dit wel einde oefening voor zijn astronautenambities. Een fikse ­teleurstelling, maar de sollicitatieprocedure bracht hem wel voor het eerst in aanraking met TNO. In 1994 trad de natuurkundige in dienst van de ­onderzoeksorganisatie.

U werkt dus al 25 jaar bij TNO. Vanwaar die trouw?

‘Wat me zo aanspreekt is de combinatie van een ­wetenschappelijk hoog niveau met toepassingen waar de buitenwereld op zit te wachten. Destijds liep ik al een tijdje in de academische wereld rond, bij de

Universiteit Utrecht. Wetenschap is prachtig, maar ik ­realiseerde me dat ik ook impact wilde hebben met toepassingen, anders zou ik niet gelukkig worden.’

En bij TNO heeft u impact?

‘Ja, dat denk ik zeker. Aan de ene kant bedrijven TNO’ers knappe wetenschap; ik heb collega’s die in hun vakgebied wereldwijd aan de top staan. Maar daarnaast moet wat we doen voor onze klanten need to have zijn; ze moeten niet om ons heen kunnen. Dus koffiebekertjes ontwerpen voor een bedrijf dat hightech machines bouwt zou op zich best nuttig kunnen zijn, maar wij willen juist impact hebben op de corebusiness van zo’n bedrijf.’

Wat is uw rol als Chief Scientific Officer?

‘Ik zat laatst met mijn zoon te praten over wat DJ’s

n op slimme niches’ ­ ubits de beloofde ongelooflijke rekenkracht gaat q geven: dat is wat we bij TNO doen. De beste systems engineers brengen de optica, elektronica en zelfs radartechnologie bij e ­ lkaar. Dit integreren móét je doen, anders komt die quantumcomputer er niet.’

Op congressen en in opiniestukken spreekt u regelmatig over artificiële intelligentie of AI. Hoe staat de wereld ervoor op dit gebied?

‘Lange tijd hebben de VS een voorsprong gehad, met grote investeringen van bedrijven als Google en Facebook. Die hebben zelf kunstmatige-­ intelligentie-technologie ontwikkeld en ook veel data verzameld, overigens op een manier waar we t­ egenwoordig vraagtekens bij zetten.

Maar nu komt China heel snel langszij, met vooral overheids­investeringen. Dat land legt grote data­ bases van zijn burgers aan, waaruit de Chinese overheid en daaraan ­gelieerde bedrijven vrijelijk ­kunnen tappen.’

doen: verschillende muziek-tracks zo combineren dat het publiek tot grote hoogten wordt opgezweept. Ik maakte toen de speelse associatie dat ik me de ‘R&DJ’ van TNO voel. Binnen research and development probeer ik verschillende disciplines zo te combineren dat ze leiden tot belangrijke innovaties. Daarnaast probeer ik te zorgen dat ons werk buiten TNO herkenbaar is en het gevoel geeft: ‘Wauw, je moet bij TNO zijn.’’

Welke trend ziet u binnen TNO? ‘Dat systeemdenken steeds belangrijker wordt. Alleen kennis van het ene of het andere aspect van een technologie is niet meer voldoende. TNO’ers worden steeds meer systems engineers, die steeds complexere uitdagingen aangaan rond innovatie. We zijn daar goed in.’

Waar zien we dat terug?

‘Bij de quantumcomputer bijvoorbeeld. Aan de TU Delft ontwikkelen de ­allerbeste natuurkundigen de qubits waar je mee kunt rekenen. Maar het ontwerpen van een schaalbare quantumcomputer die op basis van die

De VS en China investeren vele miljarden in AI. Wat kunnen wij daartegen beginnen?

‘Wij moeten echt focussen op slimme niches; onderdelen waarin we de beste willen zijn. Denk aan relevante domeinen zoals zelfrijdende auto’s, zorg­robots, e-coaches, gepersonaliseerde zorg, energiesystemen en veiligheidssystemen. Daar moeten we vervolgens wel stevig in investeren; niet alleen in de wetenschap, maar juist ook in het toepassen ervan. Daarom zijn TNO en andere organisaties bezig met een ­nationale agenda voor kunstmatige intelligentie om daar extra geld voor te krijgen. Op Europees ­niveau samenwerken heeft ook zin, want ­samen heb je meer massa en kun je meer tempo maken.

Er liggen nu voorstellen in Brussel om 1 miljard euro per jaar te investeren in kunstmatige intelligentie.

Daar kun je wat mee.’

En waar zijn we in Nederland goed in?

‘Wij zijn echt toepassers van kunstmatige intelligentie. Verder zijn we in Nederland goed in het op ­ poten zetten van samenwerkingen tussen kennis­ instellingen, overheden en het bedrijfsleven. En hoewel we minder geld investeren dan veel andere landen, scoren we in de wetenschap wereldwijd hoog op een aantal gebieden die raken aan kunstmatige intelligentie: big data, quantum computing en crypjuni 2019 | de ingenieur 6 | 39

QUOTE

tografie. Maar we moeten wel opletten dat we ons talent niet laten ­wegkopen door het buitenland. Dat gebeurt ­momenteel bij onze univer­ siteiten.’

Heeft u een voorbeeld van een TNO-project dat kunstmatige intelligentie gebruikt?

‘Dat zijn er veel, maar wat ik een mooi project vind, is onze samenwerking met het Leids Universitair Medisch Centrum om leefstijlgerelateerde ziektes terug te dringen, zoals diabetes type 2. Het lijkt erop dat die ziekte bij een hoop mensen is terug te dringen zonder medicijnen, door anders te eten en meer te bewegen. Maar elk individu is verschillend. Het is dan de kunst om uit big ­data over individuele bewegings- en eetpatronen, biologie, aanleg en gedragsverandering van grote populaties een persoonlijk en effectief advies op maat voor een patiënt af te leiden. Kunstmatige ­intelligentie helpt om uit deze datastromen het juiste advies te bepalen.’

Wat zijn de grote uitdagingen bij kunstmatige intelligentie?

‘Een groot probleem is het gebrek aan uitlegbaarheid van de meeste AI-systemen. Zo’n neuraal netwerk kan dankzij grote hoeveelheden ­trainingsdata leren om patronen te herkennen. Dat levert indrukwekkende resultaten op, maar geen echt begrip. Het neurale netwerk is een black box, de knooppunten hebben geen enkele betekenis.’

Is dat erg?

‘Ja, want het maakt het ook lastig om een kunstmatig intelligent systeem oorzaak en gevolg te laten zien en het echt te vertrouwen. Een mooi voorbeeld is IBMs Watson, de computer die als eerste het tv-spelletje Jeopardy! won en waarmee IBM ging samenwerken met ziekenhuizen. Het idee

‘Sommigen vinden dat de mens altijd in the loop moet blijven.

Daar geloof ik niet in’ was dat Watson op basis van patiëntgegevens en medische vakliteratuur de ­diagnose zou stellen en behandelingsadviezen zou geven; misschien wel beter dan artsen. Op een aantal plekken is die samenwerking echter weer gestopt, omdat Watson artsen en patiënten onvoldoende vertrouwen gaf. Hij kon niet uitleggen waaróm hij een bepaald advies gaf; dat rolde alleen uit de ondoorzichtige analyse door het neurale netwerk. ­Daardoor leer je bovendien niets van zo’n advies.’

Is AI eigenlijk nog te dom?

‘Wat AI nu goed kan, is het herkennen van beelden en patronen. Rede­ neren gaat nog niet goed genoeg. Je hebt eigenlijk twee hoofdstromingen in kunstmatige intelligentie: deep learning en symbolic reasoning; het ­logisch redeneren. De afgelopen paar jaar is deep learning enorm veel ­beter geworden. Het redeneren moet nu versnellen en worden gecombineerd met deep learning.’

Waar is dat redeneren voor nodig?

‘Denk als voorbeeld aan de autonome auto. Die kan oneindig veel verschillende situaties tegenkomen, waardoor je niet vooraf kunt inprogram40 | de ingenieur 6 | juni 2019

meren ‘als dit gebeurt, doe dat’. Dus moet hij zelf beslissingen nemen, gebaseerd op kennis en waarden die de mens aan de auto meegeeft. Voor het eerst in de geschiedenis krijgen we systemen met een bepaalde intelligentie die zelf bepaalde knopen moeten gaan doorhakken. Dat betekent dat we ook voor het eerst aan een autonoom werkend systeem moeten vertellen wat ons ethische kader is.

Dat is lastig, want de een vindt dit en de ander dat.

Die uiteenlopende meningen moeten we met een ­democratisch proces bij elkaar brengen. We kunnen dat niet overlaten aan de bouwer, de eigenaar of de programmeur van de auto, want wie zegt dat zijn of haar ethiek die van de maatschappij weerspiegelt?’

Heeft u een concreet voorbeeld?

‘Stel dat je een autonome auto vraagt om je zo snel mogelijk van A naar B te brengen met zo min mogelijk luchtverontreiniging en zo min mogelijk ongelukken. Dan zal hij in situaties komen waarbij hij afwegingen moet maken als ‘een uur later aankomen of een voetganger schampen’. Wij moeten dus vooraf aangeven hoeveel de uitkomsten ons waard zijn – in euro’s of in een maat voor welzijn – om het milieu schoon te houden, geen ongelukken te veroorzaken en om ergens zo snel mogelijk te zijn.’

Hoe ziet u kunstmatige intelligentie? Als een autonoom ding dat zijn gang gaat of als een stuk gereedschap waar de mens altijd controle over moet houden?

‘Er zitten autonome auto’s aan te komen die echt zelfstandig rijden; eerst op de snelweg, later ook in de binnenstad. Sommige mensen vinden dat de mens altijd in the loop moet blijven, omdat we slimmer of moreel superieur zouden zijn. Daar ­geloof ik niet in. Mensen raken soms in paniek, handelen uit eigenbelang en hebben verschillende ethische opvattingen. En ze maken heel wat ongelukken! Toch bespeur ik soms een bepaalde onwil om het nemen van beslissingen aan systemen over te laten. Terwijl dat natuurlijk op heel veel plekken al gebeurt. De aansturing van energiecentrales wordt gedaan door systemen. Toegegeven, die zijn nog voorgeprogrammeerd. Wanneer ze zelflerend zouden worden, vinden we dat wennen. Maar ik zie niet in waarom dat niet zou kunnen.’

Wat is onze rol dan nog, als mens?

‘Wij moeten ervoor zorgen dat we zo ethisch mogelijke doelen aan een computer of algoritme meegeven. Wij moeten bepalen wat iets ons waard is en waar die systemen aan moeten voldoen. Anders krijg je iets dat zich volkomen los van onze samenleving gaat ontwikkelen. Systemen waar wij totaal geen grip meer op hebben, want we hebben ze niet verteld welke waarden ze moeten afwegen.’ |

foto Vincent de Groot/CC BY-SA 4.0

INBOX

Beproefde methode In het artikel ‘Tijd voor opslag’ in De Ingenieur van mei 2019 werd gewezen op het onvoorspelbare aanbod van duurzame energie uit wind en zon. De aanpassing van de vraag aan het wisselende aanbod is in een hoogontwikkelde maatschappij, mede gezien de lage prijs van elektriciteit, uiterst moeilijk te realiseren. Het opslaan van elektrische energie is dus onvermijdelijk.

Het is echter merkwaardig dat De Ingenieur hiervoor waterkracht niet als mogelijkheid noemt en wel batterijen, waterstof, warmte enzovoort. In alle bergachtige landen ter wereld wordt waterkracht gebruikt. Met de overtollige elektriciteit wordt water in een stuwmeer gepompt en met turbines wordt de elektriciteit als dat nodig is weer terug­ gewonnen. Van alle energieopslag in de wereld is 95 % waterkracht. Het rendement is met 80 tot 85 % uitstekend en de levensduur tenminste vijftig jaar.

Het rendement van waterstof en batterijen ligt veel lager en batterijen hebben naast hun korte levensduur (circa tien jaar) en de milieubelasting het­ ­nadeel van hoge kapitaalkosten (0,20 tot 0,30 euro per kWh).

Het ontbreken van bergen lijkt het probleem in Nederland, maar een hoogteverschil is eenvoudig te realiseren.

Bijvoorbeeld door een 1400 m diepe schacht te boren en op die diepte een ­reservoir aan te leggen. Recent heeft dr. Jan Huynen in zijn proefschrift Blue Battery for Green Energy in detail uiteen­ gezet dat daarmee een opslagsysteem voor 8 GWh elektriciteit is te creëren met een rendement van 82 % en een kostprijs van 0,03 tot 0,06 euro per kWh. Opslag op deze schaal is verder alleen mogelijk met waterstof, maar het rendement daarvan blijft beperkt tot 40 % en deze methode is nog niet uitontwikkeld.

Waterstof is een goede brandstof voor wegverkeer en transport over water, maar is minder geschikt voor langdurige opslag. In het artikel wordt ook het verzwaarde net genoemd, maar het bewijs dat het op Texel waait als het in Zeeland windstil is, ontbreekt.

Kortom: opslag van elektriciteit door ­waterkracht is een bekende en over de hele wereld beproefde techniek, die onmiddellijk is toe te passen om het fluctuerende aanbod te middelen. Die middeling levert Nederland volgens adviesbureau Berenschot, door het afschaven van piekprijzen, 140 miljoen euro per jaar op. Dat hoort in De Inge­nieur te staan, als steun voor het maatschappelijk debat.

Em.prof.ir.drs. Han Vrijling, Rotterdam, en prof.dr. Gert Jan Kramer, Wageningen

Energieatol Het artikel ‘Tijd voor opslag’ is zeer interessant, met duidelijke pro’s en contra’s van de diverse mogelijkheden om energie op te slaan. Ik mis echter een systeem dat onder andere door het Belgische DEME al is gepubliceerd: het energieatol op zee. Een ringvormig eiland met windmolens er op. Bij weinig vraag naar energie wordt het water­ niveau in het atol met elektrische pompen verhoogd, bij grote vraag werken de pompen als turbines die door het uitstromende water worden aangedreven en daardoor generatoren (extra) energie laten produceren. De kosten van een dergelijke atol zullen wellicht vrij hoog zijn, maar de energie-inhoud is ook hoog.

Ir. Frans Lijmbach, Wijk en Aalburg

Economisch verantwoord Ik zou iets willen toevoegen aan het artikel over energieopslag van duurzaam opgewekte stroom. Het zou verhelderend werken wanneer de verbruiks­kosten van een batterijsysteem in kosten per kWh worden uitgedrukt. Pas dan krijg je inzicht in de economische haalbaarheid ervan. Een opslagsysteem (er zijn meer aanbieders dan Tesla) van 14 kWh kost bijvoorbeeld € 7000. Het is dan cruciaal om te weten hoeveel laadcycli er worden gegarandeerd. Of die in de praktijk worden gehaald, is dan nog een open vraag, maar oké. Die cijfers ­variëren van 6000 tot 10.000 maal opladen en ontladen.

Neem het gunstigste geval, dan kun je er maximaal 140.000 kWh mee opslaan gedurende de gebruikstijd. Dat heeft je dan alleen al aan opslag € 0,05 per kWh gekost. Pas wanneer dat getal onder de kosten van opwekking komt, zal het economisch verantwoord zijn om de batterij beschikbaar te stellen voor netopslag. Als ik het artikel zo lees, vraag ik me af of dat moment ooit aanbreekt.

Jan Hemmer, Sint Maarten Correctie In het artikel ‘Veilig door bevoogding’ in het meinummer van De Ingenieur stond bij Herrik van der Gaag de academsiche titel MBA vermeld. Dit had drs. 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.

juni 2019 | de ingenieur 6 | 41

foto’s NTU/NUHS

EUREKA

DE PRODUCTONTWERPEN VAN MORGEN

VULLENDE PIL

tekst ir. Jeroen Akkermans en ing. Paul Schilperoord

42 | de ingenieur 6 | juni 2019

Mensen met obesitas kunnen hun voedselinname beperken met behulp van een maagballon. De ­lege ballon wordt met een katheter ingebracht in de maag en opgeblazen, waarna het buisje wordt teruggetrokken. Wetenschappers en artsen van de Nanyang Technological University en het National University Health System in Singapore hebben nu een ingenieuze variant ontwikkeld die na ­inslikken is op te blazen via een magnetische ­afstandsbediening.

De zogenoemde EndoPil, een capsule van 3 bij 1 cm met een omhulsel van gelatine, bestaat uit een ballon die is gekoppeld aan twee gescheiden compartimenten: eentje met een zout en eentje met een zuur. De route van de pil, waarvan het omhulsel oplost door het maagzuur, wordt na inslikken vastgelegd door een netwerk van externe magnetische sensoren.

Vervolgens is het aan de arts om op het juiste ­moment met behulp van een magneet de magnetische afsluiter te openen. Het zuur en zout komen dan met elkaar in contact en gaan een chemische reactie aan waarbij koolstofdioxide vrijkomt. Dit gas stroomt vervolgens de ballon in en blaast deze op tot een volume van 120 ml. De ballon stijgt vanzelf naar de bovenkant van de maag. En als die regio ‘vol’ zit, geeft dat al snel een gevoel van ­verzadiging.

De maagballon, die een magnetische plug bevat, is met een extern magneetje lek te prikken waar-

na hij op een natuurlijke manier het lichaam kan ­verlaten. Nadeel is alleen dat de patiënt hiervoor weer naar de dokter moet. De onderzoekers zinnen daarom op een minder omslachtige methode, bijvoorbeeld een ballonafsluiter van biomaterialen die na een aantal dagen oplost in de maag. Ook de magnetische afsluiter die de ballon koppelt aan het zout en het zuur zou op termijn moeten plaatsmaken voor een plug die na een tijdje oplost. Dan kan de patiënt de pil thuis innemen. De pil moet daarnaast een stuk kleiner worden zodat hij ­gemakkelijker is in te slikken.

De EndoPil is onlangs getest op varkens. Daaruit bleek dat de dieren met een ballon binnen een week 1,5 kg verliezen, terwijl de dieren zonder ballon op gewicht bleven of aankwamen. Het komende jaar willen de onderzoekers de pil testen bij mensen. (JA)

foto’s Tronex

SCHOUDERLAMPJES Onder meer nachtwandelaars, grotonderzoekers en urban ­explorers, mensen die verlaten gebouwen verkennen, hebben behoefte aan goede verlichting. Maar met een zaklantaarn heb je je handen niet vrij en met een mijnwerkerslamp op je voorhoofd kun je de lichtbundel niet regelen. Een Amerikaans ontwerpteam bedacht daarom een alternatief. De Tronex schijnt met twee regelbare lichtbronnen over je schouders en kan een muur van licht opwerpen.

Het Tronex-verlichtingssysteem heeft een accu met een capaciteit van 13,6 ampère-uur. De accu is gebouwd in een ronde ­aluminium behuizing met een diameter van 21 cm en een dikte van 7 cm. Deze platte schijf kun je op je rug dragen en met een uittrekbare riem met gesp vastzetten. Langs de ronding van de behuizing liggen twee armen met aan het uiteinde een licht-

bron. Deze armen zijn uit te vouwen en over je schouders heen alle kanten op te buigen.

De twee lichtbronnen zijn onafhankelijk van elkaar aan en uit te zetten. Samen stralen ze in de breedte licht uit onder een hoek van 160°. De lichtbronnen hebben drie standen om de licht­ opbrengst mee te regelen. De meest efficiënte stand levert 700 lumen over een afstand van bijna 25 m. In de middelste stand is de lichtopbrengst 1900 lumen en reikt de lichtbundel bijna 150 m ver. Als derde is er de zogenoemde turbostand met een lichtopbrengst van 4900 lumen en een bereik van bijna 470 m.

De accu houdt het maximaal negentien uur vol in de meest efficiënte modus en een uur en drie kwartier in de turbostand. Deze tijden verdubbelen als er slechts één lamp wordt ingeschakeld.

Verder is het mogelijk om over te schakelen naar knipperende stroboscoopverlichting. Op de achterkant van het apparaat zit nog een led-ring zodat gebruikers ook van die kant goed zichtbaar zijn, bijvoorbeeld voor automobilisten. Verder heeft de Tronex een usb-aansluiting zodat de batterij is te gebruiken om mobieltjes en andere apparaten mee op te laden.

De Tronex heeft niet alleen talloze recreatieve toepassingen, maar kan ook interessant zijn voor bijvoorbeeld militairen of zoek- en reddingoperaties.

Via crowdfunding is inmiddels de benodigde investering opgehaald om het apparaat in productie te nemen. (PS)

juni 2019 | de ingenieur 6 | 43

foto’s AKQA

EUREKA

HANDVOETRUGBYBAL Kunstmatige intelligentie ontpopt zich steeds vaker als artiest. Van leesbare boeken en verdienstelijke composities tot niet van echt te onderscheiden schilderijen: algoritmes draaien er hun hand niet voor om.

Het bracht het Amerikaanse designbureau AKQA op het idee om algoritmes een compleet nieuwe sport te laten bedenken. Hiertoe werd een neuraal netwerk gevoed met informatie over vierhonderd verschillende sporten en zo’n zevenduizend spelregels. Dit leverde tientallen nieuwe sporten op, waaronder een aantal die geen mens zou verzinnen. Zoals een obstakelrace onder water zonder zuurstoftoevoer of een spel waarbij mensen zijn opgehangen aan een koord tussen twee heteluchtballonnen en ballen moeten wegmeppen. Interessant is ook het zogeheten

44 | de ingenieur 6 | juni 2019

Mad Max-frisbee, waarbij spelers schijven naar ­elkaar gooien die bij impact kunnen ontploffen.

Maar het neurale netwerk kwam ook met enkele bruikbaardere ideeën op de proppen, waarvan er na selectie één overbleef: Speedgate, een spel dat nog het meeste lijkt op een combinatie van handbal, rugby en voetbal. Het speelveld omvat twee teams van zes man en drie goals, waarbij een schot door het doel in het midden bepaalt welk team de bal heeft. Vervolgens mag dat team de bal trappen of gooien om hem tussen de palen van de tegenpartij te krijgen. Scoren en direct daarna de bal weer door het doel jagen, maar nu van de andere kant, levert extra punten op.

Speedgate is een stuk minder gevaarlijk dan de eerdergenoemde spellen. Zo mag een speler op een niet-agressieve manier worden geblockt, maar zijn slidings en elleboogjes verboden. De algoritmes verzonnen ook in een moeite door het nogal geheimzinnig klinkende motto voor Speedgate: ‘Face the ball to be the ball to be above the ball.’

Of Speedgate het in zich heeft om uit te groeien tot een nationale sport is nog de vraag. AKQA heeft het spel onlangs geïntroduceerd tijdens een designweek in Portland. Het bureau is nu in gesprek met verschillende organisaties om Speed­ gate op de kaart te zetten. (JA)

EUREKA

foto Hable

BLIND TYPEN Op het eerste gezicht lijken de computer en de smartphone een zegen voor blinden en slechtzienden. Teksten worden immers razendsnel omgezet in spraak en andersom. Maar dit heeft wel een keerzijde: een blinde die in het openbaar boodschappen inspreekt, weet niet wie er meeluistert. Daarnaast lijkt het erop dat deze moderne technieken het lezen en schrijven van braille naar de achtergrond drukken. Uit ­Europees onderzoek blijkt dan ook dat analfabetisme ­toeneemt onder blinde jongeren.

Wellicht dat het brailletoetsenbordje van de Eindhovense start-up Hable jongeren ertoe weet te verleiden zich weer meer in braille te verdiepen. Dit toetsenbordje is met een dubbelzijdige sticker op een smartphonehoesje te plakken en communiceert via bluetooth met de telefoon. Het huidige prototype heeft, naast twee functietoetsen, zes brailleknoppen waarmee een brailletekst is om te zetten in een standaardtekst. ‘Zo kun je in stilte met iemand communiceren, zonder privacy­verlies en zonder iemand te storen’, zegt Tom Kersten BSc, een van de vier oprichters van Hable.

De zes knoppen corresponderen met de zes stippen waar letters en cijfers in braille uit zijn opgebouwd, licht Kersten toe.

‘Knop 1 staat voor een a, knop 1 en 2 voor een b enzovoort.

Het zijn combinaties die voor elke landstaal hetzelfde zijn. De functietoetsen maken het mogelijk letters te wissen en spaties te plaatsen.’ Lezen via de toetsen is (nog) niet mogelijk.

‘We broeden hier nog op. Maar vanuit privacyoogpunt is dit niet nodig. Met oortjes in kan er niemand meeluisteren.’

Hable maakt zich nu op voor een pilot van een halfjaar onder vijftig gebruikers. ‘We willen de ver­beterpunten in kaart brengen. We vermoeden dat de brailletoetsen in ieder geval multi­ functioneel moeten worden, dus ook te gebruiken voor bijvoorbeeld een app. We zijn hierover al aan het nadenken.’

De start-up is in gesprek met retailers die gespecialiseerd zijn in hulpmiddelen voor blinden en slechtzienden. Het toetsenbordje komt waarschijnlijk in 2020 op de markt. (JA)

Het merendeel van het huishoudelijke afval in de Europese Unie komt nog altijd op de vuilnisbelt terecht. Vooral in de Oost- en Zuid-Europese lidstaten wordt er meer afval gestort dan gerecycled of gecomposteerd. Een van de grootste ­afvalstortplaatsen in Europa ligt bij de hoofdstad van EU-kandidaatlid Servië. De vuilnisbelt is zwaar verontreinigd, heeft geen afvang van vloeistoffen en gassen, en is bovendien bijna vol. De Servische ontwerper Marko Dragicevic komt met een radicaal alternatief: de Methane­ scraper, een industriële wolkenkrabber die methaangas uit afval omzet in elektriciteit. Hiermee won hij de eerste prijs in de 2019 eVolo Skyscraper Competition.

Dragicevic ontwierp een afvalverwerkingsstation dat deels in de hoogte is ­gebouwd als een wolkenkrabber. Het voornaamste voordeel daarvan is de kleine ruimte die hij inneemt op de grond.

Doordat wereldwijd steeds meer mensen in steden gaan w ­ onen, neemt het

illustratie Marko Dragicevic

METHAANKRABBER

­ eschikbare grondoppervlak voor vuilnisb belten af. Tegelijkertijd produceren de ­uitdijende steden steeds meer afval. Dat dwingt een andere vorm van afvalver­ werking af.

Bij de Methanescraper gaat opgehaald afval naar het afvalverwerkingsstation, waar het verder wordt gescheiden. Afval zoals papier, glas en plastic wordt eruit gehaald voor recycling. Organisch mate­ riaal, waaronder etensresten, tuinafval en hout, wordt opgeslagen in grote ­containers. Hijskranen stapelen die in de verticale toren op en bevestigen ze voor verder verwerking.

De containers zijn voorzien van een ­zuurstoftoevoer en een afvoersysteem voor het methaangas dat vrijkomt als het ­afval gaat rotten. Dit gas wordt ­afgevangen en opgeslagen in grote ­gastanks. Vanuit die tanks gaat het gas naar een efficiënte verbrandings­ installatie om elektriciteit op te wekken.

Vloeistoffen die uit het afval sijpelen, worden ­eveneens a­ fgevangen en ge­ reinigd. Als al het ­afval is vergaan, kan de ­container weer worden verwijderd, schoongemaakt en opnieuw gevuld met afval. (PS) juni 2019 | de ingenieur 6 | 45

foto’s Giga

EUREKA

DRAAGBARE WINDENERGIE Een kampeer-, wandel- of zeilvakantie biedt een heerlijk gevoel van vrijheid.

Maar die vrijheid betekent ook dat je geen of beperkt verbinding hebt met het elektriciteitsnet. Er zijn tal van manieren om toch je mobieltje, fotocamera of leds op te laden. Bijvoorbeeld met een accupakket of door elektriciteit op te wekken met zonnecellen of een kleine water- of windturbine. Een nieuwkomer is de Giga.

46 | de ingenieur 6 | juni 2019

Deze mobiele windturbine werd ontwikkeld door de Brit Robert Kettlety en is vooral heel praktisch.

De meeste mobiele windturbines hebben namelijk zo hun beperkingen. Ze zijn ofwel vrij zwaar om mee te dragen, moeten speciaal worden opgezet en geïnstalleerd of hebben een wat fragiele constructie. De Giga daarentegen is vrij compact, robuust gebouwd en direct klaar voor gebruik.

Het apparaat heeft een ronde behuizing van uv-bestendig kunststof. Deze heeft een diameter van 325 mm en weegt slechts 1 kg.

Het turbineblad is in de ­behuizing gebouwd en langs de omtrek geheel omsloten. Daardoor is er geen gevaar dat de bladen ergens tegenaan slaan en kapotgaan of vastlopen.

De windturbine kan overal worden neergezet, bijvoorbeeld door hem vast te klemmen tussen rotsen of de takken van een boom. Met een paar scheerlijnen en tentharingen is het hele apparaat ook eenvoudig aan de grond te verankeren.

Om echt goed wind te vangen, kun je hem ook achterop de bagage­drager van je fiets of aan de reling van een zeilboot vastbinden.

Het systeem inclusief de elektrische ­kabelaansluiting is volledig stof- en ­waterdicht. De Giga-windturbine levert 5 V en heeft een vermogen van 5 W. Daarnaast bouwt Kettlety grotere exemplaren van zijn mobiele windturbine die 12 V en een vermogen van 30 W leveren.

Deze turbines wegen 2 kg per stuk en zijn alleenstaand of in paren vast te monteren. (PS)

De fiets- en loopbrug van start-up Pontiflex lijkt op het eerste gezicht een gewone brug. Maar dat is schijn, want de brug is volgens de ontwerpers volledig te demonteren en op een andere plek opnieuw op te bouwen. ‘Het is een circulaire, snel te plaatsen prefab brug, volledig gemaakt van duurzame mate­ rialen’, aldus drs. Joris Vermeulen, een van de oprichters van Pontiflex.

De start-up heeft onlangs een patent ­gekregen op de modulaire constructie, die voornamelijk bestaat uit losse brugdekdelen die elkaar deels overlappen.

‘Je kunt ze vergelijken met puzzel­stukken die in elkaar grijpen en worden ondersteund door liggers. Voor extra ­stevigheid worden ze met verbindings­stukken aan elkaar gekoppeld’, vertelt Vermeulen.

‘Uniek is verder vooral dat je elk brug­ dekdeel kunt vervangen of kunt gebruiken voor een andere Pontiflexbrug. Dit scheelt flink in de onderhoudskosten.’

Het concept van losse brugdekdelen vormt de kern van de brug, die bijvoorbeeld kan worden uitgevoerd met rechte leuningen. ‘Bij echt grote overspanningen zal het model echter richting tui- of boogbrug gaan, net als bij andere bruggen. Binnen het basisontwerp zijn allerlei opties mogelijk. En omdat dit ­basisontwerp grotendeels vastligt, ­bespaart een opdrachtgever ook op ­ontwerp- en doorrekenkosten.’

Pontiflex claimt verder dat de brug volledig uit duurzame materialen bestaat.

‘Dat kan biocomposiet zijn, duurzaam of verduurzaamd hout, gerecycled mate­ riaal – wat dan ook.’

Pontiflex is nu bezig een aantal gemeentes en andere overheden warm te maken voor een demoproject. (JA)

Terwijl de leerlingen bezig zijn met hun eigen maak­ projecten, laat docent Per-Ivar Kloen van de Haagse ­middelbare school De Populier zijn idee zien. Hij schuift een rol kopertape in de stickersnijder, die moeiteloos een fijnmazig elektrisch circuit snijdt uit het ­koper.

Waar anderen eerder al smalle kopertape gebruikten, bedacht Per-Ivar dat je met een stickersnijder nauwkeuriger kunt werken en dus circuits kunt maken waar je kleine ­elementen zoals chips aan kunt toevoegen. Zijn leerlingen kunnen daardoor op de middelbare school al zelf circuits bedenken waar chips in zitten. Op die chips zetten ze ­vervolgens zelfgeschreven programma’s.

De chips, ledjes en dergelijke die Per-Ivar gebruikt, kosten minder dan een euro. Kopertape kost een paar tientjes voor een rol van 10 cm bij 30 m, dus minder dan een euro per stukje circuit. Daar maken de leerlingen bijvoorbeeld kerstkaarten met lichtpatronen van, of een boekenlegger met een nachtleeslampje dat aangaat als je het boek openklapt.

Zelf dacht ik direct: macrotouchscreen! Van Raymond Schouten, technicus bij de TU Delft, leerde ik dat touch­ screens bestaan uit een patroon van elkaar net niet aan­ rakende, geleidende ruitjes met een laagje isolator er­ tussen. Zo vormen ze heel veel kleine condensatoren. Als je vinger in de buurt komt, verandert de capaciteitswaarde van de condensator tussen twee buren van de miljoenen ruitjes en dat kan de elektronica in je telefoon detec­teren.

Een geweldig stukje techniek dat voor mij altijd ­magisch lijkt. Met de stickersnijder van Per-Ivar kan ik een klein stukje touch­screentechniek opschalen: niet m ­ et ruitjes van minder dan een millimeter, maar van een vierkante centimeter.

Te midden van middelbare scholieren die lekker hun eigen projecten 3D-printen of lasersnijden, ga ik een middagje maken: patroon tekenen, uit koper laten snijden, op karton plakken, plastic laagje ertussen, nog een laag koper, weer plastic, uitstekende eindjes solderen en aansluiten op een oscilloscoop. Vinger erboven en: het werkt! De golvende lijntjes op de scoop laten zien dat mijn vinger de capaciteit tussen de ruitjes wijzigt. In een avondje is het me gelukt met de stickerprinter een prototype van een macrotouch­ screen te maken.

Het weekend erna werk ik het ontwerp verder uit: ik laat de stickersnijder ook houders voor een chip, een batterij en wat ledjes snijden. Alles netjes op elkaar plakken, aansluiten en voilà! Als je je vinger op mijn macrotouchscreen legt, gaat het bijbehorende ledje aan. Ik heb op een oppervlak van 4 bij 4 cm niet miljoenen, maar slechts zestien touchscreenpixels gemaakt. Ideaal om mee te demonstreren hoe een touchscreen werkt. Allemaal omdat Per-Ivar bedacht dat een stickersnijder ook circuits kan uitsnijden.

ROLF ZAG EEN DING

illustratie Pontiflex

FLEXI­BRUG

DIY TOUCHSCREEN

Dr.ir. Rolf Hut is universitair docent 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.

juni 2019 | de ingenieur 6 | 47

FELIENNE HERMANS

CARLO VAN DE WEIJER

PETER-PAUL VERBEEK

VANESSA EVERS

PODIUM

SABBATICAL

Prof.dr. Vanessa Evers is hoogleraar Computerweten­ schappen en directeur van de Human Media Interaction Group van de Universiteit Twente.

We gaan emigreren naar Singapore. Nu ja, voor een jaar dan; een sabbatical, zoals dat heet. Ik heb dat woord moeten opzoeken, want wat het precies betekende, wist ik niet. Ik begreep het als ‘overspannen wetenschapper gaat elders de batterij opladen’. Dat blijkt aardig overeen te komen met de betekenis die ik vond op de site spiritueel-woordenboek.nl. ‘Het begrip sabbatical stamt uit het Oude Testament van de Bijbel’, stelt deze bron, en betekent ‘een rustpauze na een periode van hard werken.

In onze moderne tijd heeft het de betekenis van een overdenkingsperiode tussen twee levensfasen’. Het klinkt als een relaxte vakantie: geen onderwijs, geen rat race om beurzen, maar gewoon een tijdje inspiratie opdoen, diepzinnige gesprekken voeren en een boek schrijven.

Had ik maar eerder gebladerd in het spiritueel woordenboek, want mijn sabbatical heeft helemaal niets weg van een vakantie, maar eerder van een eindexamenjaar, sukkel die ik ben. Een top drie van wat je nooit hoort te doen op een sabbatical, maar waar het bij mij faliekant misgaat.

Eén. Ik ga een zware klus aan, het onmogelijke proberen: een nieuw instituut oprichten in een omgeving met een totaal andere werk- en leefcultuur. Het heet het Nanyang Institute of Science and Technology for Humanity (NISTH).

Nu moet dat in een jaar wel tot een succes kunnen worden gebracht, maar wat is succes? Wat mij betreft: minstens één stap in de richting van de wereld redden met wetenschap en technologie. En dan bedoel ik alle wetenschap, want voor ons techneuten ligt de heilige

graal in de alfawetenschappen. Als we de maatschappij willen veranderen, zullen we als de donder heel hard moeten gaan samenwerken of zelfs fuseren met de geesteswetenschappen. Waarom? Omdat innovatie vooral culturele, maatschappelijke en sociale verandering is.

Twee. We gaan met zijn allen: het hele gezin plus hond en kat. Alleen de pony van mijn dochter laten we thuis. Wat een ramp. Je kinderen en huisdieren dat land in importeren blijkt een grotere klus dan een instituut oprichten. De kafkaëske bureaucratie betekent dat we nu eigenlijk nog niet zeker weten of we wel gaan.

Drie. Naar een land gaan waar je eigenlijk geen grote mond mag hebben, terwijl je die wel hebt. Pas na de ­zomer begin ik er, maar ik ben al drie keer op afstand in de problemen gekomen met mijn sabbaticalbazen dankzij mijn liberale en/of feministische meningen. Kortom: hoort u niet meer van mij na deze column, dan wordt het tijd om een diplomatieke missie naar Singapore te sturen.

Gelukkig zit in Singapore misschien wel de beste ambassadeur die ons land te bieden heeft: Margriet Vonno. Zij zet zich 100 % in voor de Nederlandse zaak op het gebied van wetenschap en technologie. In Zuidoost-Azië gebeurt momenteel veel; juist daar kun je het nodige veranderen op het gebied van duurzaamheid, armoede, veroudering en openheid. Door wetenschap en technologie voor het goede in te zetten, hoop ik dat het effect op de rest van de wereld groot zal zijn. Fingers crossed en wordt vervolgd.

Batterijbus Als ik het bericht ‘Trolleybussen rijden op batterij’ in het aprilnummer De Ingenieur goed heb begrepen, is er in het geheel geen sprake van trolleybussen.

Zelf heb ik vaak gebruikgemaakt van een trolleybus tussen het Noorderstation en het Hoofdstation van Groningen en op de Herebrug raakte de trolley vaak los van de bovenleiding, waarna de chauffeur de trolley met een hengel weer aan de bovenleiding moest bevestigen. Als er echter geen (met de bovenleiding verbonden) trolley meer aan de bus zit gemonteerd, dan is het geen trolleybus meer. Noem de bus wat mij betreft een batterijbus, maar een trolleybus is een bus met een trolley.

Ir. Henk Bartelds, Apeldoorn Naschrift van de redactie: De elektrische bussen hebben wel degelijk een trolley. Ze zullen korte pozen los van de bovenleiding rijden, om daarna met de trolley hun batterij op te laden.

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.

48 | de ingenieur 6 | juni 2019

foto Gemeente Arnhem

INBOX

illustratie Qpinch

Restwarmte opwaarderen kan met deze installatie van het Belgische Qpinch. In de Antwerpse vestiging van chemie­bedrijf Borealis is er eentje in aanbouw.

INDUSTRIE TOONT INTERESSE IN VLAAMSE VINDING

Warmtepomp voor gevorderden Het Belgische Qpinch komt met een totaal nieuwe, superzuinige warmtepomp voor de procesindustrie. Die heeft een enorme potentie om wereldwijd energie te besparen en de CO2-uitstoot terug te dringen. tekst drs. Timo Können

H

et is een soort heilige graal voor energiebesparing in de industrie: nutteloze rest­ warmte goedkoop recyclen om die opnieuw in een fabriek te gebruiken. Precies dat is wat een com­ pleet nieuw type industriële warmte­ pomp presteert. Met bijna belachelijk weinig elektrische energie kan dit apparaat van de Belgische start-up

Qpinch de temperatuur van de rest­ warmte een zwiep van 100 ˚C omhoog geven, waardoor er weer allerlei pro­ cessen mee zijn te voeden.

In de Antwerpse vestiging van ­Borealis, de op een na grootste Europese fabrikant van polyethyleen en poly­ propyleen, wordt nu gebouwd aan een Qpinch-installatie van ­1,1 MW. Rest­ warmte die vrijkomt bij het maken van

stoom wordt daarin opgewaardeerd om er opnieuw stoom mee te maken. ‘Dat Borealis met ons in zee is gegaan, geldt voor velen in de industrie als een stem­ pel van goed­keuring voor de technolo­ gie’, zegt Christian Heeren MA MBA, Chief Commercial Officer en mede­ oprichter van Qpinch. Besprekingen met andere grote spelers zijn volop gaande en Qpinch, waarbij Q het juni 2019 | de ingenieur 6 | 49

KOUDE EN WARME REACTOR

Een warmtepomp is een installatie die op één plek warmte opneemt om die op een andere plek, bij een hogere temperatuur, weer af te geven. Bij Qpinch is een waterige oplossing van fosforzuur het medium dat daarvoor zorgt. Om de opname en afgifte van warmte continu door te laten gaan, circuleert die vloeistof voortdurend tussen twee tanks, de koude en de warme reactor.

In de koude reactor zit een warmtewisselaar die industriële restwarmte aanvoert. De verwarming stimuleert de fosfaationen in de vloeistof om zich aan elkaar te rijgen – te polymeriseren – tot korte ketens van bijvoorbeeld drie of vier eenheden, zogeheten oligomeren. Daarbij komt ook

water vrij, dat verdampt. De oligo­ meren worden richting de warme ­reactor gepompt. De waterdamp, die langs een andere route eveneens naar de warme reactor gaat, wordt onderweg met behulp van een ander deel van de industriële restwarmte op een ­hogere druk gebracht. Al met al is de restwarmte nu deels omgezet in chemische bindingsenergie van de oligomeren, deels in verdampingsenergie en deels in inwendige energie van de damp.

Volgende cyclus In de warme reactor worden de oligomeren en de waterdamp weer bij elkaar gebracht. De damp condenseert daarbij, waardoor zijn verdampingsen inwendige energie vrijkomen als warmte. Dat stimuleert de oligomeren om, onder opname van het water, weer in losse fosfaationen uit elkaar te vallen, zodat ook hun bindings­ energie in warmte verandert. De tem-

t­ hermodynamische symbool voor warmte is en het pinch point de tem­ peratuur waaronder proceswarmte onbruikbaar wordt, verwacht in de loop van het jaar nog meer contracten te sluiten.

Slimme trucs Nu de bal voor het bedrijf lijkt te gaan rollen, komt er wereldwijd een groot potentieel voor energiebesparing binnen bereik. Bijna al het energieverbruik van chemische fabrieken en raffinaderijen komt namelijk voor rekening van de verbranding van aardgas voor pro­ ceswarmte. In Nederland neemt de gasconsumptie daarvoor zelfs drie kwart van het totale industriële energieverbruik in beslag. En ook al

Hij wilde iets doen aan al die damppluimen uit de koeltorens wordt het debat over energiebesparing in ons land gedomineerd door het verbruik en de CO2-uitstoot van huishoudens en het verkeer, de bijdrage van de industrie doet niet onder voor die twee.

Daarom wordt er ook al een tijd bij de industrie gelobbyd voor het gebruik van warmtepompen. Dat zijn apparaten die de natuurlijke warmtebeweging van heet naar koud omkeren: ze onttrekken aan een vloeistofstroom (rest)warmte die ze vervolgens weer afgeven aan een andere vloeistofstroom bij een temperatuur die bijvoorbeeld 50 °C 50 | de ingenieur 6 | juni 2019

peratuur van de oplossing komt nu hoger uit dan in de koude reactor, mede dankzij de extra inwendige energie die de waterdamp onderweg nog heeft opgenomen. Een warmte­ wisselaar kan de hitte afvoeren voor nuttig gebruik. Daarna kan de monomeervloeistof terug naar de koude ­reactor voor een volgende cyclus.

De enige bewegende delen van het Qpinch-systeem zijn de elektrische pompen die de vloeistofcirculatie op gang houden. Ook het samendrukken van de damp gebeurt zonder mechanische delen, met behulp van zoge­heten thermische compressie. Dat is anders dan bij een ‘klassieke’ warmtepomp: die werkt weliswaar ook door de druk van een damp te verhogen, maar gebruikt daarvoor een m ­ echanische compressor met een elektromotor – dus energie uit het stopcontact. Het is in wezen dat verschil dat het Qpinch-­ systeem ruwweg tien keer zo efficiënt maakt.

hoger is. Op die manier kan een warmtepomp meer warmte-energie leveren dan hij aan elektri­ sche energie verbruikt – meestal 3 tot 4 kWh nuttige warmte voor 1 kWh elektriciteit.

De terugverdientijd van verscheidene jaren vormt echter vaak een obstakel voor investering.

Bovendien is de technologie niet geschikt voor echt grote vermogens. Het systeem van Qpinch is dat wel – het is opschaalbaar tot tientallen MW – en is met een opbrengst van liefst 40 tot 50 kWh warmte per kWh elektriciteit goedkoop in het gebruik. Daarbij kan het grotere temperatuur­ verhogingen bereiken: bijvoorbeeld van 80 °C naar 125° of van 130° naar maar liefst 240°.

De warmtetransformator, zoals Qpinch hem bij voorkeur noemt, is bovendien een eenvoudig systeem. Het werkt met een zuuroplossing (zie ‘Heel natuurlijk’ op pagina 52) die continu circu­ leert tussen twee reactoren. In de ene reactor neemt de vloeistof restwarmte op, waardoor een chemische reactie op gang komt. In de andere reactor wordt die reactie omgekeerd, zodat de warmte weer vrijkomt. En dankzij een aantal slimme trucs (zie ‘Koude en warme reactor’ hier­ boven) gebeurt dat bij een hogere temperatuur, zodat een warmtewisselaar de warmte kan afvoeren voor nuttig gebruik. ‘Behalve een aantal

foto Qpinch

In grote lijnen bestaat Qpinch uit twee tanks waar een vloeistof ­tussen circuleert. Hoe zorgen die ­ervoor dat afvalwarmte een hogere temperatuur krijgt?

Bij het afvalverwerkingsbedrijf Indaver draaide in 2015 en 2016 deze Qpinchwarmtetransformator, die een vermogen heeft van 100 kW.

havengebied in de vorm van damppluimen uit de koeltorens zag komen. Eerst wilde hij alleen een warmte-accu maken, maar de waarde van lagetemperatuurwarmte is beperkt. Vervolgens bleek dat dezelfde techniek bijzonder geschikt was om een temperatuurverhoging in te bouwen.

Zo werd het dus een warmtetransformator.’

Na een test van een kleine versie in 2014 bij het Nederlandse ECN, dat zich enthousiast toonde en van een ‘echte doorbraak’ sprak, is de technologie stapsgewijs opgeschaald. Ander­ half jaar lang heeft een proefinstallatie van 100 kW – zo ongeveer het vermogen van een elektrische auto – gedraaid bij afvalverwerkings­ bedrijf Indaver in de Antwerpse haven. De installatie bracht restwarmte van de verbranding van chemicaliën op een hogere temperatuur om er stoom mee te maken voor de opwekking van elektriciteit. ‘Ondertussen hebben we systema­ tisch allerlei legeringen voor de metalen wanden getest’, zegt Heeren. ‘De wanden moeten immers perfect tegen de zuren bestand zijn, want een commerciële installatie moet altijd doordraaien.’

Voor de stap naar grootindustriële vermogens was samenwerking met een grote petrochemische partner nodig. Het feit dat Borealis zich daarvoor liet ‘strikken’, is volgens Qpinch een veelzeggend teken van vertrouwen. Managers van chemische fabrieken, die gebonden zijn aan strenge veilig­ heidseisen en het zich financieel niet kunnen ­permitteren dat de installaties in 24 uur ook maar een ogenblik stilstaan, zijn immers uiterst voorzichtig om iets nieuws uit te proberen.

‘Het is al lastig genoeg voor ze om met een nieuw soort installatie te werken. Hierbij zijn ook nog de onderdelen nieuw en onbekend.’

Efficiënt koelsysteem pompen zitten er geen bewegende delen in en we gebruiken alleen standaardcomponenten’, zegt Heeren. ‘Daardoor is het systeem betrouwbaar en zijn de onderhoudskosten laag.’

Teken van vertrouwen Al die voordelen roepen natuurlijk wel de vraag op waarom anderen dit idee niet al veel eerder hebben bedacht. ‘Het zal ermee te maken hebben dat Qpinch niet voortkomt uit het bestaande onderzoek aan warmtepompen’, zegt Heeren. Collega-oprichter en Chief Technology Officer ir. Wouter Ducheyne, die het concept bedacht samen met che­ micus prof.dr.ir. Christian Stevens van de Universiteit Gent, is een voormalig procesingenieur bij BASF, vertelt Heeren. ‘Zijn motivatie was om iets te doen met al die restwarmte die hij in het Antwerpse

Een toepassing waar de firma veel van verwacht, is bij destillatiekolommen, de meters hoge vaten waarin een vloeistofmengsel wordt gescheiden door het te verhitten tot de component met het laagste kookpunt verdampt. Vervolgens wordt de damp weer gekoeld om hem te laten condense­ ren, waarbij de afgestane warmte in de atmosfeer wordt geloosd. Zonde van die warmte: als een Qpinch-warmtepomp die opwaardeert, kun je de kolom er weer opnieuw mee verhitten. Dat bespaart bijna 50 % op het energieverbruik.

Dankzij het grote bereik van de ingangs­ temperaturen – van onder 40 °C tot meer dan 300 °C – kan Qpinch volgens Heeren niet alleen juni 2019 | de ingenieur 6 | 51

HEEL NATUURLIJK Een biologisch proces vormt de basis van de warmtepomp van Qpinch. Wel moesten de bedenkers uiteindelijk uitwijken naar andere stoffen dan Moeder Natuur ­gebruikt.

Oprichter ir. Wouter Ducheyne van Qpinch wijst er graag op dat het bedrijf zich heeft laten inspireren door de manier waarop de natuur energie opslaat. Cellen, waaronder die in ons lichaam, doen dat door aan het molecuul adenosine­ difosfaat (ADP) een extra fosfaatgroep te hangen, zodat adenosinetrifosfaat (ATP) ontstaat; van twee naar drie ­fosfaatgroepen dus. Het aan elkaar knopen van fosfaatgroepen kost namelijk naar chemische begrippen uitzonderlijk veel energie, waardoor het molecuul een grote opslag­capaciteit heeft. Door de binding te verbreken, is die energie later weer vrij te maken.

Deze fosfaatreacties wilden Ducheyne en zijn adviseur, de Gentse hoogleraar prof.dr.ir. Christian Stevens, graag als ­basis voor hun warmtepomp. Maar dat moest wel een eenvoudig chemisch apparaat worden, zonder ingewikkelde

­ iologische processen en dus ook zonder de enzymen b waarmee de cellen de reacties uitvoeren. Hun idee was om ADP-achtige moleculen niet met enzymen, maar door verwarming aan te zetten tot het vormen van langere ketens.

De warmte levert dan ook de energie voor de bindingen.

Later kan die warmte weer worden vrijgemaakt door de ­reactie om te keren.

Geen bijproducten Een probleempje met ADP en ATP voor deze toepassing is dat de adenosinegroep kapot gaat bij temperaturen boven ongeveer 100 °C, wat voor vervuiling zorgt. Ducheyne en S­ tevens kozen daarom voor mengsels van mono-, di- en trifosforzuur (en langere ketens), waarbij die laatste twee in feite gelijkstaan met ADP en ATP zonder adenosinegroep. ‘Die an­ organische stoffen blijven ook bij zeer hoge temperaturen ­intact. Er worden dus geen bijproducten gevormd, hoe lang het systeem ook draait’, zegt Chief Commercial Officer Christian Heeren. Zo werd omkeerbare warmteopslag in k­ etens van fosforzuur dus de basis voor de Qpinch-technologie.

foto Felix König/CC BY 3.0

de ­petrochemie, maar ook de olieraffinage, de ­voedingsindustrie en de papier- en kartonindustrie bedienen. En dan is er nog de capaciteit van het systeem voor koeling. Wat aan de warme kant wordt geleverd, wordt immers aan de koude kant onttrokken, dus de Qpinch-warmte­ pomp is ook een zeer efficiënt koelsysteem. Zijn daar ook toepassingen voor? ‘Zeker. Denk aan fabrieken aan de Rijn in Duitsland, die in de zomer hun productie moeten terug­schalen om te voorkomen dat ze het rivierwater dat ze gebruiken als koelwater te ver opwarmen. En denk aan fabrieken in hete gebieden, waar de koeling helemaal een bottle­ neck vormt. Als wij zo’n knelpunt oplossen, kunnen de extra inkomsten door productievergroting zelfs een veelvoud zijn van wat de warmte­

52 | de ingenieur 6 | juni 2019

transformator aan elektriciteitskosten bespaart.’

De belangrijkste drijfveer voor de technologie vormen volgens het bedrijf echter de stijgende kosten van CO2-uitstoot en de druk ­op de indu­ strie om steeds energie-­efficiënter te werken.

Heeren: ‘Net op het moment dat klimaatactie hoog op de agenda staat, is er onze uitvinding die de procesindustrie helpt sneller, op grote schaal en betaalbaar de energie-intensiteit te verminderen. Qpinch verzoent economie en ecologie, en dat zie je niet vaak.’ |

Fabrieken aan de Rijn, zoals deze van BASF in Ludwigshafen, moeten ’s zomers soms hun productie terugschalen om het rivierwater dat ze gebruiken als koelwater niet te sterk op te warmen. De warmtepomp van Qpinch kan uitkomst bieden.

Nu de hype rond blockchain enigszins geluwd lijkt, is het goed om ons te realiseren dat de technologie, die weliswaar wat groeipijnen doormaakt, wel degelijk in een grote behoefte voorziet, stelt consultant Deniz Yilmaz.

‘GEEF BLOCKCHAIN DE TIJD’

Deniz Yilmaz adviseert als blockchainconsultant bij Kryha.io grote bedrijven bij het conceptualiseren en ontwikkelen van blockchainapplicaties.

raken ook de voor­delen van een blockchain ver­ loren. Gooi de baby niet met het badwater weg, is mijn stelling, maar geef de technologie tijd om zich verder te ontwikkelen.

Schaalbaarheid en het voldoen aan privacyregels zijn inderdaad de twee grootste uitdagingen waar publieke blockchainprotocollen momenteel voor staan. Maar die zijn aan te pakken. De slimste ­mensen uit de wereld van open-source-software, fintech en finance zijn momenteel juist te vinden in de blockchain- en cryptosector, werkend aan ­oplossingen.

Kijk bijvoorbeeld naar de consensusalgoritmes, die voorkomen dat een kwaadwillende gebruiker ongeldige transacties kan toevoegen aan een blockchain. Het protocol dat Bitcoin daarvoor gebruikt, Proof of Work, is slecht op te schalen, maar inmiddels zijn er tientallen nieuwe en betere protocollen ontwikkeld. Met name voor Ethereum wordt er aan een aantal interessante oplossingen gewerkt, voor zowel t­ echnische schaalbaarheid als privacy en ­ver­­trouwelijkheid.

Het doorontwikkelen van een nieuwe technologie kost tijd, wat onze ongeduldige samenleving ­weleens lijkt te vergeten. Geef blockchain wat meer ruimte om zichzelf te manifesteren en de techniek biedt ons gegarandeerd een alternatief voor onze huidige digitale wereld van massa­ privacyschending en data die het exclusieve bezit zijn van grote bedrijven.

illustratie Joost Stokhof

PUNT

In 2017 rees de koers van Bitcoin en Ethereum de pan uit. De media schreven hoe de disruptieve gloed van blockchaintechnologie een leger aan ontwikkelaars, visionairs en ondernemers had gemobiliseerd.

Aangewakkerd door speculatiewoede op de stijgende prijzen van cryptovaluta werd zelfs gesproken van een nieuw paradigma. ‘To the moon!’

Anderhalf jaar later heeft de markt voor crypto­ munten enorme klappen gekregen. Daarmee veranderde ook het algehele sentiment rondom blockchaintechnologie. Landelijke media schreven ineens over ‘de technologie die de wereld nog even niet gaat veranderen’. Ter onderbouwing wezen ze op de stagnatie van een aantal vroege blockchainprojecten, met n ­ ame in de publieke sector. De Volkskrant berekende dat negen van de tien geïnitieerde blockchainprojecten nooit verder waren gekomen dan de ­experimentfase. Maar dit betekent niet dat alle ontwikkelingen stagneren. Blockchain biedt bedrijven een extreem robuuste manier om samen te werken rond data en processen, zonder het vertrouwen ­onder te brengen bij een van de partijen.

Nu zijn er de afgelopen jaren veel projecten gestart zonder duidelijk idee. Als blockchainconsultant sprak ik regelmatig met enthousiaste ondernemers en ­bestuurders die ‘iets met blockchain’ wilden doen, zonder echt te weten waarom. ‘Blockchain’ bevond zich plots in het rijtje buzzwords, naast AI, big data en drones. Wat mij betreft is dat niet meer dan een ­bijproduct van de hype, waarbij dienstverleners in de collectieve sector overigens wel de verantwoordelijkheid dragen om nee te zeggen tegen blockchainprojecten waar deze technologie gewoon geen meerwaarde biedt.

Het feit dat blockchain ten ­onrechte wordt afgeschilderd als onmogelijke technologie, zie ik echter wél als problematisch. Projecten lopen behalve op schaalbaarheid, zoals de trans­actiesnelheid en de hoeveelheid transacties per seconde, vaak stuk op privacywet­ geving. Die problematiek valt te om­zeilen door gebruik te maken van een afgeschermd blockchainnetwerk, maar dan

juni 2019 | de ingenieur 6 | 53

MACHT OVER DE MACHINE De coders gunt ons een kijkje in de hoofden van programmeurs, de meest invloedrijke beroepsgroep van dit moment.

MEDIA

Toen ik in de jaren tachtig was geabonneerd op het maandblad KIJK, stond daar een rubriek in met kleine computerprogramma’s in de programmeertaal BASIC. Typte je op je pc de tien à twintig regels foutloos over en liet je het programmaatje draaien, dan konden er de wonderlijkste dingen gebeuren. Er kwam een geinig muziekje uit de speaker of op het beeldscherm verschenen de ingewikkeldste patronen. Veel begreep ik er nog niet van en dat maakte de magie des te groter. Kennelijk kon je met een aantal toverspreuken de computer naar je hand zetten.

Dit gevoel van macht over de machine, het vermogen om uit niets iets te maken, is voor veel programmeurs de reden dat ze juist voor dat vak hebben gekozen. Het geeft een kick als je weken hebt zitten zwoegen op een stuk software dat, wanneer je het de wereld in slingert, precies doet waar je het voor hebt ontworpen. Zulke momenten komen prachtig naar voren in het boek De coders van New York Times- en Wired-journalist Clive Thompson, dat ons een kijkje gunt in de hoofden van programmeurs; misschien wel de meest invloedrijke beroepsgroep van dit moment.

Want ga maar na waar software tegenwoordig allemaal voor zorgt. De computer op je werk, de smartphone waar je mee belt en appt, de auto waar je in rijdt, de websites die je de hele dag door bezoekt,

54 | de ingenieur 6 | juni 2019

In de soep Wat coders wél gemeen hebben, is dat ze behoorlijk goed om kunnen gaan met falen. Programmeren bestaat namelijk voor een groot deel uit schaven aan een nog niet werkend programma. En daarna stug doorgaan totdat je software wél werkt. Het boek maakt goed duidelijk dat programmeurs 90 % van hun tijd bezig zijn met het speuren naar fouten, bugs, in hun eigen code of in die van een ander.

De computer is nu eenmaal het meest onbuigzame apparaat denkbaar. Tik je een puntkomma waar een punt had moeten staan, dan loopt je programma totaal in de soep. Thompson heeft een beroemd voorbeeld: ‘NASA zag zich gedwongen om de ­Mariner 1 een paar minuten na de lancering op te blazen, toen duidelijk werd dat het ruimtevaartuig door een bug uit koers zou raken en mogelijk zou neerstorten in bewoond gebied. De bug zelf werd veroorzaakt door één onjuist karakter.’

ZO SLIM ALS DE NATUUR

In zijn nieuwe boek doet Gunter Pauli uit de doeken hoe we onze wereld kunnen verbeteren. Helaas mist zijn betoog relativering en nuance.

onder redactie van drs. Jean-Paul Keulen m.m.v. drs. Pancras Dijk, ir. Jim Heirbaut en Marc Seijlhouwer MSc

de datacenters die daarachter zitten, ons elektriciteitssysteem: zo’n beetje alles draait op software.

Toch weet de leek niet of nauwelijks wat dat nou eigenlijk inhoudt: programmeren. Hoe doe je dat, hoe pak je dat aan? En wat zijn dat voor mensen die van programmeren hun hobby of beroep hebben gemaakt? Klopt de karikatuur van de jonge, witte man met een hoodie, een beetje bleek rond de neus doordat hij de afgelopen 36 uur niet buiten is geweest? Spoiler: ja, die types bestaan. Maar natuurlijk is niet elke programmeur hetzelfde.

Het is echt mogelijk: 10 of zelfs 12 miljard wereldburgers voorzien van schoon water, voedsel en energie, terwijl tege­ lijkertijd de planeet weer in een natuur­lijkere staat wordt teruggebracht. Maar dan zullen we wel de hele economie op de schop moeten nemen. Dat is kort gezegd wat de Vlaming ­Gunter Pauli bepleit in zijn nieuwe boek Zo slim als de natuur.

Eind vorige eeuw leidde Pauli de ecologische wasmiddelenfabrikant Ecover; ook is hij lid van de Club van Rome. In 2012 publiceerde hij Blauwe econo-

mie, vol aanbevelingen voor een duurzamere wereld. Het boek zou uitgroeien tot een bestseller en is in tientallen talen vertaald. Daarnaast vertaalde hij zijn inzichten in 250 fabels voor kinderen.

Herstel van evenwicht Zo slim als de natuur laat zich lezen als een vervolg. In twaalf trends beschrijft Pauli ‘de krachten die werkzaam zijn om de transformatie te bevorderen naar een wereld die in staat is ieders basisbehoeften aan water, gezonde ­voeding, gezondheidszorg, huisvesting, hernieuwbare energie en banen te vervullen’. Een deel van de trends betreft vereiste mentaliteits­veranderingen, andere zijn macro-economisch of technologisch van aard.

foto NASA

Door een minuscuul programmeerfoutje zag NASA zich genood­zaakt de sonde Mariner 1 enkele minuten na zijn lancering op te blazen.

De coders is een vermakelijk boek dat werkelijk meer inzicht geeft in het beroep van programmeur. Lees het en je krijgt meer bewondering voor het onbeschrijflijke doorzettings­ vermogen dat je moet hebben om te slagen in dit even nuttige als ­bijzondere beroep.

De auteur heeft zelf in het verleden ook geprogrammeerd en liet zich voor dit boek bijspijkeren. Hierdoor schrijft hij met nog meer kennis van zaken over zijn onderwerp. Toch is het boek ook goed te volgen voor wie zelf nog nooit heeft geprogrammeerd, al helpt het wel als je er al íéts van afweet. En voor wie zelf weleens heeft zitten prutsen in BASIC of een modernere programmeertaal, is De coders een feest van herkenning. (JH) DE CODERS | 400 Blz. | € 21,50 (ebook € 14,50)

Pauli slaagt er steeds weer in de vinger op de zere plek te leggen. Hij stelt de voortdurende honger in de wereld aan de kaak, wijst terecht op de vele slachtoffers van de globalisering en bekritiseert het feit dat we ons vaak blindstaren op zoiets abstracts als het bruto binnenlands product, in plaats van daadwerkelijk om te zien naar onze medemens.

Ook wat dat betreft zouden we kunnen leren van de natuur. Die vindt immers altijd manieren om iedereen te ondersteunen, schrijft Pauli. ‘Ja, soms hebben soorten het moeilijk en sterven ze uit, maar er wordt altijd gestreefd naar herstel van het evenwicht en zorg voor alle leven.’

Helaas overtuigt het geheel niet. Het voelt soms alsof de auteur een emmer leeggooit: alles krijgt hetzelfde gewicht, voor nuance en (zelf)relativering is geen plaats. Dat maakt het uiteindelijk ook een naïef betoog: de maatschappij is immers weerbarstiger dan Pauli ons doet geloven. (PD)

CYBORG OF ROBOT? De Netflix-serie Love, Death & Robots wil bij vlagen te graag gewaagd zijn. Maar de beste afleveringen stellen wel degelijk interessante vragen over de toekomst.

Een animatieserie met drama, spanning en sciencefiction voor een volwassen publiek: dat zie je niet vaak. Dankzij de komst van streamingdiensten als Netflix, die voor elke niche een programma willen hebben, is zo’n serie er nu wel: Love, Death & Robots. Achttien korte verhalen die Netflix in semi-willekeurige volgorde aan de kijkers laat zien. Een experiment van de streamingreus, dat onderzoekt of mensen langer blijven kijken in bepaalde volgordes.

Verder is elke film met een andere crew gemaakt, waardoor animatiestijl, onderwerp en tijdsperiode flink verschillen: van de Tweede Wereldoorlog in Rusland tot een post-apocalyptische toekomststad.

Het gaat niet alleen maar over robots: er komen vampiers langs, insect-aliens ... en intelligente yoghurt. In een aflevering combineren mensen het zuivelproduct met een intelligente bacterie, waarna het zelfbewust wordt en de wereld overneemt. Een koddig idee en een bijpassende animatiestijl, met overdreven tekenfilmachtige personages.

Andere stijlen proberen echter te ‘volwassen’ over te komen. Saai (foto)realisme, met scripts vol onnodig gevloek en verhalen die niet uitblinken in originaliteit. Een van de afleveringen doet bijvoorbeeld wel erg denken aan The Matrix (1999).

De uitblinker is Zema Blue, een verhaal over een getergde kunstenaar die steeds abstracter werk maakt in een poging om de kosmos te doorgronden. Zema lijkt een cyborg, maar als een journalist hem bezoekt, blijkt hij een robot te zijn. Ooit begon hij als een eenvoudige zwembadreiniger, maar zijn maker bleef hem verbeteren en uitbreiden, tot hij de intimiderende robotmens werd die hij nu is.

Los van de schitterende animatiestijl (van de studio die ook de videoclips van Gorillaz maakte) stelt het verhaal interessante vragen over robotevolutie. Stel dat we onze huidige, ‘domme’ robothulpjes zoals Roomba blijven ­verbeteren tot ze ooit zelfbewustzijn krijgen. Wat betekent dat dan? Mensen zijn gevormd door hun evolutionair ­ver­leden, verlangen soms terug naar simpeler (oer)tijden.

Geldt dat ook voor robots? (MS) LOVE, DEATH & ROBOTS | Netflix

Zima Blue is de meest geslaagde aflevering van de anima­tie­ reeks Love, Death & Robots.

ZO SLIM ALS DE NATUUR | 176 Blz. | € 22,99

juni 2019 | de ingenieur 6 | 55

MEDIA

SCHOONHEID VOLGENS ROOSEGAARDE In het schitterend vormgegeven boek Daan Roosegaarde vertelt het gelijknamige multi­ talent over de drijfveer achter zijn werk.

Is Daan Roosegaarde ontwerper, architect of kunstenaar? Er wordt nogal uiteenlopend gedacht over de maker van tal van opvallende projecten op het raakvlak van kunst, design en techniek. In Daan Roosegaarde, de monografie die op 14 juni over zijn werk verschijnt, geeft het multitalent eindelijk het antwoord: ‘Ik ben nog altijd dat kind dat wieltjes van een kinderwagen onder een houten kistje monteerde en ermee met een noodgang van een dijkje af scheurde, zonder remmen.’

Roosegaarde groeide op in een gezin waarin aan tafel over technologie, wetenschap en wiskunde werd gesproken. Zelf was hij van jongs af aan vooral gefascineerd door de principes van de natuur, vertelt hij in het interview waarmee het boek opent. Die fascinatie is in zijn werk eenvoudig terug te vinden: van de slimme bloem Lotus, die zich opent bij aanraking, tot het duinlandschap Dune, vol oplichtend helmgras. En van de op vlindervleugels gebaseerde, reflecterende sluisgebouwen van Gates of Light aan het begin van de Afsluitdijk tot aan de oplichtende algen van Glowing Nature even verderop.

Roosegaarde heeft zich als doel gesteld ‘schoonheid’ te herdefiniëren. ‘Schoonheid zit al verklonken in de natuur en moet de fundamentele toestand worden voor onze stedelijke omgeving’, stelt Roosegaarde, waarna hij voor de Engelstalige lezers (het boek is enkel in het Engels verkrijgbaar) het ‘vrijwel onvertaalbare en voor niet-Nederlanders ook nauwelijks uit te spreken’ woord gaat ontleden. Dat ‘schoonheid’ zowel ‘mooi’ omvat als ook ‘schoon’ in de zin van schone lucht, schoon water en schone energie.

‘Schoonheid is de drijvende kracht achter elk project in dit boek’, zegt hij. ‘Het is uiteindelijk het menselijke verlangen naar schoonheid dat ons ertoe aanzet om te innoveren en vooruit te gaan.’

Het boek blikt vooral terug en probeert zijn werk in een kunsthistorisch kader te plaatsen. De Japanse kunsthistoricus Fumio Nanjo wijst in een verhelderend essay op een aantal vernieuwende aspecten in Roosegaardes werk, zoals het gebruik van fosforescerend materiaal in het Van Gogh-fietspad, maar ook op de samenwerking die hij zoekt met grote bedrijven als bouwonderneming Heijmans. De aantrekkelijke vormgeving en het prachtige beeld­ materiaal maken het af: Daan Roosegaarde biedt de lezer 160 pagina’s fullcolour schoonheid. (PD) DAAN ROOSEGAARDE | 160 Blz. | € 45,-

De Rotterdamse ontwerpstudio van Daan Roosegaarde.

Dune bestaat uit honderden lichtjes die reageren op passanten.

56 | de ingenieur 6 | juni 2019

foto’s Daan Roosegaarde

Glowing Nature bevat algen die oplichten bij aanraking.

MEDIA

ROFLMAO foto Gage Skidmore/CC BY-SA 3.0

De internetsensatie Tardar Sauce, beter bekend als Grumpy Cat, in 2014.

Worstel je met de bediening van een apparaat? Dan ligt dat hoogstwaarschijnlijk niet aan jou, maar aan het ontwerp van dat apparaat, betoogt Jasper van Kuijk in zijn tweede bundeling van Volkskrant-­columns.

LIGT HET NOU AAN MIJ? | 256 Blz. | € 18,50

Online barst het van de afkortingen die op het eerste gezicht totaal onbegrijpelijk zijn. Waar komen die vandaan?

Grumpy Cat is niet meer, hoorde ik onlangs op Radio 1. Tardar Sauce, zoals de internetberoemdheid eigenlijk heette, heeft haar urineweginfectie niet overleefd. Het nors kijkende beest ging in 2013 viraal, nadat de broer van het baasje een foto van Tardar had geplaatst op de internetsite Reddit. Vanaf dat moment werd Grumpy Cat een goudmijn en een onuitputtelijke bron van ‘LOLcats’: plaatjes van katten met een grappig bedoelde tekst erbij.

Ooit wist ik niet wat LOL betekende. Ik herinner me nog dat een collega het acroniem in 2005 gebruikte tijdens het chatten. Dat de afkorting van laughing out loud in het Nederlands toevallig ook het synoniem is van ‘plezier’, maakte dat ik niet direct doorhad dat het internet­ slang betrof.

Het interessante aan LOL is dat het helemaal geen beschrijving is van de werkelijkheid: ik lach zelden hardop als ik iets grappigs zie op Twitter. Zo rollen ook de meeste mensen niet letterlijk over de grond van het lachen als ze ‘ROFL’ tikken (rolling on the floor laughing), en blijft hun achterwerk netjes op zijn plek bij ‘LMAO’ (laughing my ass off). Het betekent simpelweg ‘dit is grappig’, maar dan uitgedrukt op een manier die ­internetwijsheid uitstraalt.

De term LOL stamt volgens Wikipedia nog uit de tijd van Usenet, een voorganger van het internet. In de jaren tachtig en negentig, zo wist een insider me te vertellen, gebruikten hackers zulke ­af­kortingen deels als uiting van een ­subcultuur, deels om zich aan de ogen van de buitenwereld te onttrekken. Wie het woord ‘elite’ om weet te zetten naar ‘l33t’, of, nog cryptischer, naar ‘1337’, en iets soortgelijks doet met tientallen andere woorden, hoeft zich weinig ­zorgen te maken over pottenkijkers van ­buiten het eigen wereldje.

Superioriteitsgevoel Mijn oudste zoon doet iets dergelijks als hij zich gamend onder zielsverwanten begeeft. ‘RNG’ (random number generator) tikt hij verbeten als hij vindt dat hij door pure pech een potje Stormbite heeft verloren. Waarop de ander zou kunnen antwoorden ‘gg’ (good game), of ‘Idk tbh’ (I don’t know to be honest). Dat ik die afkortingen niet ken, vervult hem met de grootst mogelijke voldoening en een zeker superioriteitsgevoel.

Inmiddels schrijven zelfs mijn meest digibete ooms en tantes LOL als ze iets grappig vinden. Ook post mortem zal Grumpy Cat nog talloze keren op hun Facebookfeeds verschijnen. Tegen de tijd dat de creatieve uitspattingen van een subcultuur worden omarmd door de massa, zijn ze in de subcultuur zelf echter alweer hopeloos achterhaald. LOL is imho hoog nodig aan vervanging toe.

Het gevaar dat asteroïden vormen voor de mensheid staat centraal in het Discovery-programma Man Vs ­Asteroid. Daarop volgt Man Vs Universe, over ondernemers die elk op hun eigen manier de ruimte proberen te veroveren.

MAN VS ASTEROID | Discovery Channel | 19 juni | vanaf 21.10 uur In de tweede helft van de ­negentiende eeuw richtte ondernemer ­Jacques van Marken ­zowel de voorloper van DSM als Calvé op. Jan van der Mast schreef een lijvige biografie over hem.

JACQUES VAN MARKEN | 654 Blz. | € 29,99 (ebook € 14,99)

Nu te bekijken via Netflix: het eerste ­seizoen van de ­realityserie Tiny House Nation. Hierin bouwen gezinnen hun eigen tiny house en bereiden ze zich voor op de bijbehorende levensstijl.

TINY HOUSE NATION | Netflix

Hoewel de NS begin vorige eeuw al veel goederen vervoerde, gebeurde dat nooit van deur tot deur. Tot DAF een slim modulair systeem ontwikkelde dat ook op vrachtwagens past: de DAF-losser.

VAN HUIS TOT HUIS PER SPOOR | 272 Blz. |

Technologiejournalist drs. Enith Vlooswijk schrijft in De Ingenieur elke maand over wat haar opvalt op internet.

€ 44,95

juni 2019 | de ingenieur 6 | 57

KOPSTUK

In 2002 maakte Arjen Hoekstra furore met zijn watervoetafdruk, die laat zien ­hoeveel water we gebruiken voor een product of dienst. Dit jaar ontving hij een Europese beurs van 2,5 miljoen euro om te bepalen hoeveel land en water er nodig is om ons van voldoende voedsel en energie te voorzien. Wat drijft deze ­wereldverbeteraar? tekst drs. Desiree Hoving

illustratie Marcel Groenen

Volhardende veget O

ngeveer 40 % van het water dat we in Nederland gebruiken, consumeren we in de vorm van vlees. Dat bleek in 2012 uit een onderzoek dat de Twentse hoogleraar watermanagement prof.dr.ir. Arjen Hoekstra publiceerde in het gezaghebbende tijdschrift Ecosystems. ‘Sinds die studie is Arjen vegetariër. Toen hij ­erachter kwam dat een plantaardig dieet veel minder water kost, kon hij het voor zichzelf niet meer verantwoorden om vlees te eten’, zegt dr.ir. Joep ­Schyns, die in Hoekstra’s groep promoveerde en er nu als ­postdoc werkt.­ In 2002 ontwikkelde Hoekstra de watervoetafdruk, een methode om te meten hoeveel water we consumeren en vervuilen bij het produ­ ceren van allerlei goederen en diensten. In 2008 richtte hij het Water Footprint Network op, een denktank van experts die op zoek zijn naar oplossingen voor de wereldwijde waterschaarste. Dit jaar ontving Hoekstra van de European Research Council een Advanced Grant van 2,5 miljoen ­euro om de wereldwijde hoeveelheid land en water te ­berekenen die nodig is om in de toekomst ons voedsel en onze energie te produceren. En volgend jaar verschijnt de tweede editie van zijn standaardwerk The Water Footprint of Modern Consumer Society.

Diep verlangen Twintig jaar geleden nam em.prof.dr.ir. Huub Savenije, die net met emeritaat is, Hoekstra in dienst. ‘Vlak daarvoor sprak ik Malin Falken­ mark, het Zweedse icoon op het gebied van integraal waterbeheer. Zij zei me dat ze een ongelooflijke man had ontmoet die vier toekomst­ scenario’s had onderzocht voor de Zambezi, een van de grootste rivie­ ren van Afrika. Hij had daarin de politiek meegenomen, wat uniek was voor die tijd. Die man bleek Arjen.’

Falkenmark zelf had in de jaren negentig bedacht om groen en blauw water van elkaar te scheiden, waarbij blauw staat voor rivieren, stuwmeren en geïrrigeerde landbouw, en groen voor de door de regen­ val gevoede landbouw en ecosystemen. De wereldvoedselvoorziening 58 | de ingenieur 6 | juni 2019

Naam Arjen Hoekstra | Leeftijd 51 | ­Titels prof.dr.ir. | Opleiding civiele techniek (TU Delft) | Functies hoogleraar ­watermanagement aan de Universiteit Twente, visiting professor aan de Lee Kuan Yew School of Public Policy in ­Singapore, hoofdredacteur van Water, een interdisciplinair open access vakblad over alle aspecten van water

hangt hoofdzakelijk af van groen water. ‘In het spanningsveld tussen groen en blauw zitten de milieuvraagstukken waar Arjen zich mee ­bezighoudt.’

Savenije omschrijft Hoekstra als een uiterst precies persoon die ontzettend goed is in het ­uitwerken van ideeën. ‘Hij is de eerste die voor ongelofelijk veel producten, landen en politieke systemen de watervoetafdruk berekende. Intus­ sen is hij op dat gebied de meest prominente ­wetenschapper ter wereld’, stelt Savenije.

Geen opgever ‘Hoe kan een ingenieur ­zoveel om de natuur ­geven? Dat heb ik me het meest ­afgevraagd toen ik bij hem in Zimbabwe was, waar hij destijds werkte’, zegt prof.dr.ir. Ashok Chapagain vanuit Zuid-­Afrika via Skype. ‘We gingen met zijn vrouw en kinderen in een jeep groot wild bekij­

ARJEN HOEKSTRA

ariër

ken. Hij praatte over zijn diepe verlangen om voor de ­natuur te zorgen. Zo wil hij dat een deel van de hoeveelheid regen­water gereserveerd blijft voor de natuur, omdat anders ecosystemen ten onder gaan.’

En wat maakt Hoekstra zo succesvol? ‘Hij is

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

­ olhardend’, zegt dr. Guoping Zhang, van 2010 tot 2017 werkzaam bij v het ­Water Footprint Network op de universiteitscampus in Enschede.

‘Mensen ­hebben veel meningen en Arjen luistert daarnaar, maar als hij denkt dat iets goed is, zal hij niet opgeven.’

Schyns herinnert zich een anekdote die dat illustreert. ‘Bij een expert­meeting over het meten van de impact van waterconsumptie hadden twee groepen een totaal verschillende mening over hoe dat moest gebeuren. De moderator vroeg: ‘Wat is nou een methode die door ­iedereen wordt gedragen?’ Waarop Arjen zei: ‘Ik wil helemaal geen consensus! Ik wil dat het op een goede manier gebeurt!’ Zijn idee­ ën ­berusten op een sterke wetenschappelijke basis. Je moet dus van goeden huize komen om hem van een alternatief te overtuigen.’ | juni 2019 | de ingenieur 6 | 59

ALHAZENS EGYPTISCHE AVONTUUR

Een Aswandam in 1010?

foto Oliver Mallinson Lewis/CC BY-SA 2.0

VOORWAARTS

De Arabische geleerde Alhazen wordt beschouwd als opticapionier en als een van de grondleggers van de wetenschappelijke ­methode.

Daarvoor hield hij zich echter bezig met een aanmerkelijk ­minder succesvol project: hij bekeek of de Nijl kon worden afgedamd, ­negenhonderd jaar vóór de voltooiing van de Aswandam. tekst Fanta Voogd

D

e westerse kijk op het belang van de Arabische middeleeuw­ se wetenschap is in de loop der tijd enorm veranderd. Tussen de twaalfde en zeventiende eeuw was het nog gebruikelijk dat Europese geleerden verwezen naar Arabische bronnen. Maar later is dat besef van schatplichtigheid langzaam verbleekt.

In de twintigste-eeuwse visie, zoals die nog lang op middelbare scholen is onderwezen, was de rol van Arabische wetenschappers teruggebracht tot die van archivaris. Mede dankzij de Arabische vertalingen van vergeten en verloren Griekse teksten kon de Renaissance zich over Europa uitrollen, maar daarmee was alles wel gezegd. De Britse filosoof Bertrand Russell stelde in zijn standaardwerk Geschiedenis van de westerse filosofie (1948) nog dood­ leuk: ‘De mohammedaanse bescha­ ving gaf blijk van weinig aanleg tot

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.

60 | de ingenieur 6 | juni 2019

onafhankelijke theoretische speculatie.

Haar betekenis, die men niet moet on­ derschatten, ligt in het doorgeven van het antieke cultuurgoed.’

Inmiddels zien Arabisten onder ogen dat er tijdens het islamitische gouden tijdperk wel degelijk enorme weten­ schappelijke vooruitgang is geboekt.

Maar nog altijd genieten belangrijke geleerden als Al-Kindi, Al-Razi en Al-Biruni niet de bekendheid die zij ver­ dienen. Ook Al-Haytham is zo’n onbe­ kende grootheid. Nog onbekender dan zijn wetenschappelijke verdiensten is echter zijn onfortuinlijke uitstapje naar het ingenieursvak.

Voorbarig plan Hasan Ibn Al-Haytham (gelatiniseerd: Alhazen) werd rond 965 geboren in de stad Basra in het huidige Irak. Hij be­­ kwaamde zich in wiskunde, astronomie, filosofie, theologie en geneeskunde, maar staat vooral bekend om zijn bijdra­ gen aan de natuurkunde. Dankzij zijn zevendelige Boek der optometrie wordt hij beschouwd als de pionier van de moderne optica en oogmeetkunde.

Alhazen begreep als eerste dat licht door een object wordt teruggekaatst,

door het oog wordt opgevangen en in de hersenen in beeld wordt omgezet.

Alhazens betekenis voor de weten­ schap reikt echter veel verder dan zijn specifieke ontdekkingen. Met de inzet van meetkunde voor de verklaring van optische verschijnselen is hij een van de grondleggers van de wiskundige natuurkunde. Nog opmerkelijker is dat hij bij zijn onderzoek de nadruk legde op het belang van experimenten waar­ van de resultaten reproduceerbaar zijn.

Daarmee staat hij te boek als een van de vaders van de moderne wetenschappe­ lijk methode.

Zijn nagelaten oeuvre geeft een nauwkeurig beeld van zijn wetenschap­ pelijk werk, maar over zijn leven is wei­ nig bekend. Eén overlevering is histo­ risch gezien van weinig belang, maar is wel illustratief voor Alhazens vooruit­ ziende blik. Een plan dat zo voorbarig was, dat je er in retrospectief een voor­ spellende lading aan kunt toekennen.

Volgens schrijver en tijdgenoot Al-Bayhaqi reisde Alhazen van Basra naar Caïro nadat hij een verhandeling had geschreven over de afdamming van de Nijl. Al duizenden jaren trad de rivier jaarlijks buiten zijn oevers en verrijkte

VOORWAARTS

A

l-Haytham reisde af naar Caïro nadat hij een verhandeling had geschreven over de bouw van een dam in de Nijl die de jaarlijkse overstroming moest reguleren. De moordzuchtige kalief Al-Hakim, die over Cairo regeerde van 996 tot 1021, keurde het project af, en Ibn Al-Haytham vluchtte vervolgens naar Syrië.

Verslag van schrijver Al-Bayhaqi (994-1066) over het plan van de grote Arabische geleerde Hasan Ibn Al-Haytham (Alhazen) om de Nijl af te dammen.

In een kloof die zich waarschijnlijk bevindt op de bodem van het huidige Nassermeer onderzocht Alhazen de mogelijkheid voor een dam.

het stroomgebied en de rivierdelta met vruchtbaar slib. Maar er waren ook jaren dat de rivier te veel of te weinig water aanvoerde, wat het mislukken van de oogst en een verwoestende ­hongersnood tot gevolg kon hebben.

Een dam zou daar een einde aan moe­ ten maken. Volgens Al-Bayhaqi keurde de wrede Fatimidische kalief Al-Hakim het project bij nader inzien af en zag Alhazen zich genoodzaakt naar Syrië te vluchten.

In de dertiende eeuw vertelden de Egyptische geleerde en schrijver Al-Qifti en de Syrische arts en schrijver Abi Usaibia het verhaal van Alhazens belevenissen in Egypte met andere details. Net als in de oudere versie werd Alhazen door de Fatimidische kalief Al-Hakim als hoofdingenieur aange­ steld om de mogelijkheid van een dam te onderzoeken. Rond het jaar 1010 voer hij vanuit Caïro 800 km zuid­ waarts over de Nijl naar Opper-Egypte, op zoek naar een geschikte locatie voor zo’n dam. Die vond hij ten zuiden van de stad Aswan, in een kloof genaamd Al-Janadil (de Watervallen), waar­ schijnlijk ergens op de bodem van het huidige Nassermeer. De plaatselijke

geografie, de beperkte middelen en de grenzen van de toenmalige bouw­ techniek deden hem in de lezing van Al-Qifti en Usaibia echter concluderen dat het project onhaalbaar was.

Mooi detail is dat volgens de overle­ vering de moed hem al tijdens de lange reis over de Nijl in de schoenen was gezonken. Alhazen was een bewon­ deraar van de wiskundige en bouwkun­ dige vaardigheden van de oude Egypte­ naren. Bij de aanblik van de gigantische bouwwerken langs de rivier, zoals de Piramiden van Gizeh, besefte hij: als een dam in de Nijl haalbaar was geweest, dan had die er allang gestaan.

De dertiende-eeuwse versies van Alhazens verhaal hebben ook een andere afloop dan de oudere versie. Bij terugkomst in Caïro was kalief Al-Ha­ kim diep teleurgesteld over Alhazens realistische inschatting. Hij gaf de wetenschapper een administratieve functie, maar Alhazen maakte zich steeds meer zorgen over de grilligheid van de kalief. In de ene versie besloot Alhazen onder te duiken om zijn hachje te redden. In de andere versie veinsde hij waanzin om aan de toorn van Al-Hakim te ontsnappen en

leefde hij onder huisarrest tot de dood van de kalief in 1021.

Zijn Egyptische lotgevallen zijn ­kenmerkend voor Alhazens praktische instelling. Een wetenschapper met de mentaliteit van een ingenieur. En wat hem als ingenieur voorbeeldig en zelfs heldhaftig maakte, is dat hij zijn almachtige opdrachtgever de levens­ gevaarlijk boodschap durfde te ver­ kondigen: niet aan beginnen.

Niet hoog genoeg Niet ver van de locatie waar Alhazen bijna negenhonderd jaar eerder zijn waterbouwkundig onderzoek deed, werd in 1902 de eerst Aswandam vol­ tooid. De dam was evenwel niet hoog genoeg om irrigatie van het stroomge­ bied afdoende te reguleren. Tussen 1960 en 1970 werd daarom 8 km stroomopwaarts een nieuwe, hogere dam gebouwd. Wat Alhazen zelf betreft: in 2015 typeerde UNESCO hem in het kader van het International Year of Light als de vader van de optica.

Zo krijgt hij beetje bij beetje de ver­ diende, wereldwijde erkenning als de grootste natuurkundige tussen Archi­ medes en Newton. | juni 2019 | de ingenieur 6 | 61

IS VERZENDEN IN PLASTIC BETER VOOR HET KLIMAAT?

tekst Marc Seijlhouwer MSc

62 | de ingenieur 6 | juni 2019

Aan de lopende band presenteren bedrijven klimaatvriendelijke ­initiatieven. In deze rubriek zoekt De Ingenieur uit of die maatregelen echt zoden aan de dijk zetten. Deze keer: als onderdeel van het ­streven naar CO2-neutrale verpakkingen stapt bol.com voor 3,5 miljoen producten af van de kartonnen doos vol lucht en vulmateriaal.

U

kent het wel: de overdreven verpakte ­producten van webwinkels. Een kamer­ plant in een doos waar er drie in hadden gepast. Schoenen, al voorzien van een doos, die arriveren in een extra doos met piep­ schuim­korrels. Pure verspilling, al dat ­karton en piepschuim. Om nog te zwijgen van de extra ruim­ te die zulke dozen innemen in een bezorgwagen.

Dat moet beter kunnen, dacht bol.com. En dus besloot de webwinkel onlangs om voortaan een deel van de bestelde artikelen niet of anders in te pakken. ‘Voor artikelen als ventilatoren, frituur­ pannen, strijkijzers, printers, koffiezetapparaten en luiers biedt de eigen verpakking van het arti­

kel al genoeg bescherming’, stelt bol.com in het pers­bericht over de maatregel.

Bosnische tasjes Voor producten die nog wel een verpakking nodig hebben, introduceert de webwinkel een nieuwe plastic zak. Die is helemaal gemaakt van ge­­recycled plastic en past bovendien beter om het verpakte object. Volgens bol.com ­levert de zak 90 % minder CO2-uitstoot op dan de karton­ nen doos, vooral omdat hij tien keer zo licht is.

In de loop van dit jaar verwacht bol.com ruim 100.000 verschillende artikelen uit het assorti­ ment in plastic zakken te gaan versturen.

foto bol.com

GROENE BEDOELINGEN

Van pak naar zak

In het magazijn van bol.com wordt een groot deel van de orders ingepakt.

foto bol.com

De herkenbare blauwwitte kartonnen dozen van bol.com verdwijnen voor een deel van de producten van de online winkel.

Verpakkingen zouden zorgen voor 20 % van de totale CO2-uitstoot van bol.com.

Hierop besparen kan dus de moeite waard zijn. Maar hoeveel CO2 er precies wordt bespaard en hoeveel dit is ten opzichte van de totale uitstoot van het bedrijf, wil de woordvoerder van bol.com niet vertellen.

Verder is niet duidelijk of die 20 % alleen van materiaalgebruik komt, of ook van het transport van de dozen. Transport is vermoedelijk de grootste CO2-post van bol.com en minder materiaal rond een pakketje zorgt voor minder gewicht én ruimte. Maar welk deel van de besparing in welk aspect van het verpakken en verzenden van een bestelling zit, is niet helder te krijgen.

Wel duidelijk is dat de 3,5 miljoen artikelen maar een fractie vormen van het totaal. Bol.com biedt 19,2 miljoen verschillende artikelen aan, dus het grootste deel daarvan zal nog steeds in de vervuilende kartonnen doos op de deurmat ­verschijnen.

Daar komt bij dat het gerecyclede plastic mogelijk minder duurzaam is dan je op het eerste gezicht zou denken. Het plastic is een mengsel van doorzichtige boodschappentasjes uit Bosnië en afval dat ontstaat bij de productie van plastic gas- en waterbuizen. ‘Het is moeilijk te zeggen of dat mengsel ook weer goed is te recyclen’, vertelt dr.ir. Bjorn de Koeijer van de Universiteit Twente, die eind vorig jaar promoveerde op hoe bedrijven hun verpakkingen kunnen verduurzamen.

‘Hoe schoon is het plastic? Wordt het goed ingezameld? Er komt een heleboel ­kijken bij het recyclen van plastic.’

Wat daarin meespeelt, is dat bol.com de nadruk legt op CO2-besparing. ‘Maar duurzaamheid is breder dan dat; hergebruik is ook een belangrijk aspect. En het is moeilijk te voorspellen of dat hergebruik goed gaat. Dat ligt ook aan de consu­ ment die de plastic zak ontvangt.’

Onbewust verduurzamen De Koeijer vindt het wel prijzenswaardig dat bol.com zijn verpakkingsuitstoot aanpakt. ‘Bij mijn onderzoek bleek dat duurzaam verpakken voor veel bedrijven nog geen doorslaggevend criterium is. Commerciële overwegingen gaan vaak voor en de waarde van ‘duurzaam zijn’ is niet altijd duidelijk. Maar bijvoorbeeld via marketing kan dit best directe resultaten opleveren.’

Dat plastic CO2 bespaart ten opzichte van karton, is volgens hem goed moge­ lijk. ‘Karton laat zich soms ook lastig recyclen. Inkten en lijm zijn een ‘vervuiling’ van de vezels en worden dus gescheiden bij papierrecycling. Het is niet zo dat papier beter recyclebaar is dan plastic, zoals veel mensen denken. Het ligt aan de manier waarop je het toepast en vooral: hoe je de hele keten van productie tot hergebruik inricht.’

Voor bol.com is dit een mooie eerste stap, denkt De Koeijer. ‘Hierna kunnen ze erover denken om de hele keten erbij te betrekken. Dan moeten ze dus ook ervoor zorgen dat de consument het plastic inlevert en een goede manier vinden om het opnieuw te gebruiken. Verpakkingen gaan langs diverse schakels en het is niet altijd effectief om naar één deel van de keten te kijken.’

Ten slotte: De Koeijer ontdekte bij zijn onderzoek dat efficiënter ver­ pakken soms al gebeurt zonder dat ­be­­drijven er bewust voor kiezen. ‘Een kosten­besparing kan ook leiden tot verduur­zaming. Minder materiaal­ gebruik kan immers ook goed zijn voor de portemonnee. Niet alleen kost de verpakking misschien minder, soms is bovendien een vrachtwagen efficiën­ ter te vullen.’

Voor bol.com zal die kostenbespa­ ring ongetwijfeld ook een rol hebben gespeeld bij het nemen van deze maat­ regel. In tegenstelling tot investeringen in elektrische bezorg­wagens levert de overstap naar geen of minder verpak­ kingsmateriaal waarschijnlijk snel extra geld op. |

Claim: minder CO2 door producten niet of in plastic in te pakken Van: bol.com Oordeel: het helpt, maar het effect is mogelijk beperkt juni 2019 | de ingenieur 6 | 63

PASSIE

Tussen de kermisvoertuigen

T

jeerd van Toorenburg maakte een draaimolenautootje; een zelfstandig rijdend taxibusje dat hij de Delinus 3 noemde. ‘Ik vond het gewoon een mooi ding.’

Een autospuiterij spoot het wagentje in prachtige kleuren. ­Tjeerd: ‘Hij weegt maar 450 kilo. Komt door de batterijen.’

We stonden in zijn werkplaats te Weesp. Om zijn nek hing een verzilverde ketting met de naam Delinus. ‘Zo noemen mijn vrienden me; het is officieel mijn tweede naam.’

Hij bouwde ook een vliegtuigje uit een draaimolen, de champagnetrein Chez Jopie – aan elkaar gelaste barkrukken en tafeltjes met een motor uit een gehandicaptenwagentje ­ervoor – en een reinigingsautootje waarin hij zich kan ver­ stoppen.

Je zou kunnen zeggen dat hij van zijn technische hobby zijn beroep heeft gemaakt, want hij verhuurt zich aan feesten en partijen. ‘Op de Chez Jopie zit dan op de laatste kruk een jazz-zangeres en wordt er echte champagne geschonken. En als ik ergens met de Delinus 3 ben, proberen we er zoveel mogelijk mensen in te proppen.’

Tjeerd parkeerde alle voertuigen naast elkaar voor een ­overzichtsfoto. Het was wat veel.

Zijn vriendin zei dat het een goed idee zou zijn als hij zijn ­andere kermisautootje uit de vrachtwagen zou halen, voor nóg 64 | de ingenieur 6 | juni 2019

een foto. Ik: ‘Heb je nog een autootje.’ Hij: ‘Ja, Suzy. Die rijdt op benzine.’

Fotograaf Elmer moest zijn kinderen van school halen, ik had nog een afspraak. Ik zei: ‘Nee, dat is geen goed idee.’ Elmer ­herhaalde dat er maar één foto bij het artikel kwam.

Tjeerd ging toch ook die andere kermisauto halen. Wij erachteraan. ‘Deze heeft een benzinemotor!’, riep hij. We roken het, we zagen het.

Hij reed het autootje uit de vrachtauto naar het andere ­autootje en de champagnetrein. Daar stonden we dan tussen de kermisvoertuigen.

Zijn vriendin stelde voor dat hij zijn kostuum aan zou trekken, want dat trok hij ook altijd aan als hij ‘op de bok’ van zijn champagnetrein zat. ‘Nee, nee!’, riep ik. ‘We moeten nog door.’

Zij begon een heel verhaal over dat het geld vooral in de ­zomermaanden moest worden verdiend. ’s Winters waren er geen festivals. Het was een gek, creatief, leuk leven dat ze eigenlijk ­alleen konden leven omdat zij fulltime voor de kinderen zorgde.

‘Een technische hobby brengt je veel, maar het is geen vetpot.’ Waarvan akte. |

tekst Marcel van Roosmalen foto Elmer van der Marel

ACTUEEL TECHNIEKNIEUWS vind je op www.deingenieur.nl

Alles wat je zoekt overzichtelijk bij elkaar Wat speelt er vandaag op techno­ logiegebied? Je leest het op de website van De Ingenieur. Elke dag nieuwe berichten met beeld, filmpjes en links.

www.deingenieur.nl

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

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.

BEST

POWER ELECTRONICS ENGINEER Jouw multidisciplinaire ontwerpen voor megawattomvormings­ systemen maken de wereld schoner. Komt het volgende snellaaddepot met een totaalvermogen van 13 MW (voor >100 elektrische bussen op Schiphol) uit jouw koker?

Je bent multidisciplinair: elektrotechnisch, mechanisch en thermisch: je denkt mee en communiceert met alle disciplines.

Je krijgt veel vrijheid in je ontwerpen en productontwikkeling, waarbij je echt inspeelt op de marktvraag in plaats van op 1 specifieke klant of project. We zijn (nog) klein en flexibel, dus jouw ideeën worden gehoord en waar mogelijk ook snel geïmplementeerd!

Word jij uitgedaagd door deze functie? Bekijk onze organisatie en de vacature op https://www.heliox.nl/career Heliox: Charging your career!

ZAANSTAD

TEAMLEIDER MAINTENANCE FOOD PRODUCTION Onze opdrachtgever is een gerenommeerd familiebedrijf (70 fte) en trotse producent van herkenbare en gewaardeerde A-merk voedingsmiddelen. Zij ontwikkelt, produceert en verpakt haar producten in een volcontinu rooster. De fabriek is zeer modern en verregaand geautomatiseerd.

De Teamleider Maintenance zal onderhoud naar een hoger niveau tillen door het invoeren van methodieken en veranderingen in werkprocessen, om de draai te maken van correctief naar preventief gestuurd onderhoud. Dat moet leiden tot een hogere installatie­ betrouwbaarheid.

Profiel: hbo-opleiding E&I of Werktuigbouwkunde aangevuld met ervaring in het opzetten van preventief onderhoud binnen een sterk geautomatiseerde productie-omgeving (Siemens S7). Pragmatisme en structuur aanbrengen zijn je sterke kanten om een team van 4 technicians mee te nemen in deze veranderingen.

Nieuwsgierig? www.buildingcareers.nl / Robrecht Bakker / 06 4641 8829

BREDA

ADVISEUR BEHEER die zorgt voor overzicht en inzicht in onze ­ wateropgaven­ De functie Als Adviseur Beheer ben je een nieuwsgierige spin in het web: • Je zorgt voor overzicht en inzicht in de lopende en te plannen werkzaamheden.

• Samen met de Adviseur Programmeren zorg je voor een meerjarige programmering, planning en beheersing van de maatregelen op het gebied van waterkwaliteit, waterkwantiteit, waterveiligheid, kunstwerken of vaarwegen. Afhankelijk van je kennis, ervaring en interesse en na afstemming met je collega’s is er ruimte je te ­concentreren op één van deze werkvelden.

• Je werkt graag met cijfers, kaarten en tabellen, bent zorgvuldig en hebt oog voor detail.

• Je hebt kennis van data-analyse en je weet verschillende soorten data met elkaar te combineren tot nieuwe informatie. Gevoel bij en kennis van financiële informatie is een pré.

• In je netwerk verzamel en deel je kennis en informatie, met zowel interne als externe stakeholders, om zo samen verder te komen.

• Je vertaalt beleidsdoelstellingen naar uitvoeringsmaatregelen, ­bediening, inspectie, onderhoud, renovatie, nieuwbouw, beheermaatregelen, monitoring, onderzoek, en weer terug (sluiten PDCA cyclus: Plan-Do-Control-Act).

• Je beschouwt de gehele levenscyclus van de assets, en houdt langetermijndoelen in beeld terwijl je soms ook kortetermijnadviezen geeft.

Waterschap Brabantse Delta zorgt voor veilige dijken en kades, zuivert rioolwater, verbetert en bewaakt de kwaliteit van het ­oppervlaktewater en regelt de hoogte van het water in Middenen West-Brabant. Zo’n 500 enthousiaste medewerkers zetten zich daar dagelijks voor in met het oog op de toekomst. Dat doen ze niet alleen, maar samen met inwoners, agrariërs, overheden, bedrijven, onderwijsinstellingen, natuurterreineigenaren en andere organisaties. Samen zorgen we ervoor dat het in Midden- en West-Brabant goed en veilig wonen, werken en genieten is in de buurt van water.

Meer informatie: https://www.brabantsedelta.nl/algemeen/werken-bij-ons/ vacatures.html

BuildingCareers werving en selectie voor ingenieurs in de industrie.

Ook uw vacature op deze pagina? Neem contact op met Delia Appelman via 070 391 9851 of delia.appelman@kivi.nl