De Ingenieur september 2018 by De Ingenieur

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

DE INGENIEUR nummer 9 | jaargang 130 | september 2018

Zij maakt het verschil Onze veertien jonge ingenieurstalenten

Werk jij mee aan een veilige ontwikkeling van ballistische raketten? Werken bij de Rijksoverheid betekent een bijdrage leveren aan een beter Nederland. Je werkt aan vrede en veiligheid in Nederland en daarbuiten. Thema’s die zorgen voor stabiliteit en vrijheid voor iedereen.

Senior analist overbrengingsmiddelen Ministerie van Defensie, Den Haag Opleiding en salarisindicatie Je hebt een academische opleiding, liefst luchtvaart- en ruimtevaarttechniek, werktuigbouwkunde of elektrotechniek. Je maximale salaris is € 5.471,- bij 38 uur per week.

Jij brengt de personen en bedrijven in kaart die betrokken zijn bij de programma’s waarbinnen ballistische raketten worden ontwikkeld. Je maakt technische analyses met betrekking tot onderzoek naar de raketten en verwerkt inlichtingen tot heldere producten voor nationale en internationale afnemers. Info www.werkenvoornederland.nl/DEF180184

www.werkenvoornederland.nl

2018 EP OPRO

KIVI-jaarcongres

Circulaire Economie Op 19 november vindt het KIVI-jaarcongres 2018 plaats aan Hogeschool Saxion in Enschede. Organisaties die de circulaire economie omarmen staan hier in de schijnwerpers, waarbij ook de uitdagingen waarmee ze te maken hebben aan de orde zullen komen!

KIVI is op zoek naar start-ups, scale-ups en andere bedrijven en organisaties binnen dit thema.

Suggesties zijn tot 1 oktober welkom via kivi.nl/suggesties-jaarcongres of jasper.vanalten@kivi.nl

illustratie Marcel Groenen

11 JONG TALENT De een kreeg een batterij aan de praat die niet meer nodig heeft dan water en zout, de ander stoomt kleine bedrijven klaar voor de energietransitie. De Ingenieur portretteert veertien talentvolle ingenieurs van 35 jaar of jonger.

Op dit moment koerst de Parker Solar Probe op de zon af. Welke technologie heeft NASA allemaal bedacht om dit ruimtescheep je tegen de hitte te beschermen?

jaargang 130 nummer 9 september 2018

Als je water met plasma behandelt, krijgt het een bacterie dodende werking. En dat maakt allerlei toepassingen mogelijk, van het verlengen van de levensduur van snijbloemen tot het sneller genezen van wonden.

32 ICT-TWIJFELS De ICT-opleidingen aan Nederlandse hogescholen kregen eerder dit jaar stevige kritiek te verstouwen. Terecht? Techniekjourna list Enith Vlooswijk ging op onderzoek.

48 HOOGOVEN-HOOGSTANDJES Ondanks de crisis en de vele fusies staat de R&D-afdeling van het 100-jarige Tata Steel nog fier overeind. Een greep uit de innovaties waar momenteel aan wordt gewerkt.

Geknipt Punt Focus Giesen Ingenieurstalenten Möring Parker Solar Probe Plasma-geactiveerd water To do ICT-opleidingen Quote Podium To do Eureka Rolf zag een ding BredaPhoto R&D Tata Steel Media Voorwaarts Kopstuk Het nieuwe werken Passie

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

DE INGENIEUR nummer 9 | jaargang 130 | september 2018

Zij maakt het verschil Onze veertien jonge ingenieurstalenten

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

40 ZONNEWAGEN

illustratie Peter Welleman

INHOUD

28 WASSEND WATER

2 3 4 5 11 24 25 28 31 32 36 39 39 40 45 46 48 54 58 60 62 64

Op een personenauto die al zijn energie uit de zon haalt, is het nog even wachten. Maar met 330 zonnecellen op zijn motor kap, deuren, zijpanelen en dak komt de Sion best een eind. Ook in Eureka: een jetpack voor onder water, een miniwaterkrachtcentrale zon der de nadelen van zijn grotere broers, een robot die je over een muurtje kunt gooien en meer.

Arzu Feta, een van de ingenieurstalenten die we in dit nummer voor het voetlicht brengen. foto Shoots & More

EUREKA

25 HIGHTECH ZONNEBRAND

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)

‘Mensen die denken dat ze met een elektrische auto en een zonnepaneel op hun dak wel duurzaam genoeg bezig zijn, onttrekken zich aan de collectieve opgave.’ Volgens ateliermeester Joachim Declerck van de Internationale Architectuur Biënnale Rotterdam is de energietransitie onmogelijk zonder solidariteitscomponent (uitgesproken tijdens een IABR-bijeenkomst).

‘Google Assistent is de leukste thuis. Op de vraag ‘Waar woon je?’ geeft ze als antwoord: ‘Help, ik zit opgesloten in een apparaat!’’ Techniekredacteur Laurens Verhagen beschrijft zijn eerste ervaringen met Google’s virtuele assistent (de Volkskrant).

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

REDACTIE ir. Frank Biesboer (hoofdredacteur), ir. Jim Heirbaut, drs. Jean-Paul Keulen (eindredacteur), 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 KIVI Barbara Gemen tel. 070 391 9875 e-mail barbara.gemen@kivi.nl Marjolein Akkerman tel. 070 391 9873 e-mail marjolein.akkerman@kivi.nl DRUK Bariet Ten Brink, Meppel

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

‘We hopen allemaal een soort Transformer te maken: een robot die alles weet en alles kan. Dat is altijd de droom geweest van de mens.’ Yuan Hui, oprichter en CEO van het in AI en spraaktechnologie ge specialiseerde bedrijf Xiao-i, vindt dat we de opmars van robots moeten verwelkomen (Trouw).

‘Virtual reality is geen technologie om te pushen.’ Volgens virtualrealitydeskundige Jeremy Bailenson kan een virtuele ervaring mensen daadwerkelijk veranderen, dus is het belangrijk om er voorzichtig mee om te springen (NRC Handelsblad).

‘Uiteindelijk zullen slechts enkele bedrijven in staat zijn om met succes een autonoom-rijden-intelligentie commercieel te exploiteren.’ Patrick Hummel van investeringsbank UBS voorziet dat Waymo, de zelf rijdende tak van Google, in 2030 60 % van de wereldwijde zelfrijdende taximarkt zal beheersen (Financial Times).

ISSN 0020-1146

LIDMAATSCHAP KONINKLIJK INSTITUUT VAN INGENIEURS Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) is de beroepsvereniging voor hoger opgeleide technici in Nederland. Iedereen die hoger technisch onderwijs volgt, heeft gevolgd of een sterke affiniteit heeft met techniek, kan lid worden van KIVI. Leden ontvangen vanuit het lidmaatschap technologietijdschrift De Ingenieur. Kijk voor meer lidmaatschapsvoordeel op www.kivi.nl/lidmaatschap. CONTRIBUTIE 2018 Regulier lidmaatschap: € 137,50 Afgestudeerd in 2017/2018: € 69,Studentlidmaatschap: € 44,Seniorlidmaatschap: € 108,De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland. Een lidmaatschapsjaar loopt van 1 januari tot en met 31 december. Bij lidmaatschappen die in de loop van het jaar ingaan, wordt de contributie naar rato berekend. Aanmelden voor het lidmaatschap kan via www.kivi.nl/lidworden. OPZEGGEN LIDMAATSCHAP Het lidmaatschap wordt jaarlijks automatisch verlengd. Beëindiging van het lidmaatschap kan per het einde van het kalenderjaar. Er geldt een opzegtermijn van ten minste één maand; een schriftelijke opzegging per brief of e-mail dient uiterlijk 1 december in ons bezit te zijn. Na ontvangst van de opzegging en eventueel verschuldigde contributie verstuurt de ledenadministratie een bevestiging. CORRESPONDENTIEADRES Koninklijk Instituut Van Ingenieurs t.a.v. Ledenadministratie Postbus 30424 2500 GK Den Haag tel 070 391 98 80 ledenadministratie@kivi.nl

‘Na Fukushima is geprobeerd om de veiligheidsrisico’s van kerncentrales weg te ontwerpen, maar dat heeft geleid tot overengineering.’ Paul Dorfman, onderzoeker aan het University College London Energy Institute en oprichter van de Nuclear Consulting Group, noemt het grootste probleem van kernreactoren ongelukken die zelden plaatsvinden, maar een grote impact hebben (Financial Times).

‘Het gaat er niet om wat computers kunnen doen, maar wat we willen dat ze moeten doen.’ CEO Satya Nadella van Microsoft stelt dat zijn bedrijf ethisch verantwoord wil handelen bij het toepassen van kunstmatige intelligentie (NRC Handelsblad).

‘Als het routinewerk wegvalt, wordt het lastig om straks nog een expert te hebben die kan inschatten of de uitkomst van een algoritme juist is.’ Lokke Moerel, hoogleraar Global ICT aan Tilburg University, vindt dat te gemakkelijk wordt gedacht dat de computer onze routinetaken wel kan overnemen (Het Financieele Dagblad).

Wat staat ons te doen wanneer we vaker te maken krijgen met langdurige droogte en schade aan gewassen en natuur? Koen Zuurbier van het waterkenniscentrum KWR ziet een oplossing in het benutten van de ondergrond voor het aanleggen van een zoetwatervoorraad.

‘ZET DE BODEM IN ALS WATERTANK’

Dr. Koen Zuurbier is onderzoeker bij het waterkenniscentrum KWR en zet zich via Allied Waters in voor waterinnovaties voor de circulaire economie.

atertank onttrekken we nu water, maar we w kunnen hem ook aanvullen in periodes met ‘over tollig’ water, zoals hemelwater, gezuiverd afvalwater en oppervlaktewater. Er zijn wel technische maat regelen nodig zoals stuwen, grondwaterputten en drains, om ervoor te zorgen dat het zoete water niet afstroomt naar zee, maar in de poriën van de ondergrond belandt. Met zulke ondergrondse wateropslag zijn al diverse succesvolle pilots uitgevoerd. Inmiddels vinden ze ook hun weg naar de dagelijkse praktijk. Het mooie ervan is dat het watergebruikers zelfvoorzienend maakt en watertekorten én -overlast tegengaat. Eindgebruikers en ingenieurs hebben natuurlijk wel nog te maken met uitdagingen en risico’s. Zo kan alles waarmee extra water de ondergrond in gaat verstoppen. Ook is de bodemsamenstelling soms minder geschikt of is het al aanwezige grondwater erg zout. Soms botst ondergrondse opslag met de belangen van andere grondwatergebruikers. En het moet allemaal wel betaalbaar en betrouwbaar zijn. Gezien de potentie die de ondergrond heeft als nationale watertank, moeten we ons door dat soort hobbels niet laten ontmoedigen. De ervaring met inmiddels uitgevoerde projecten leert dat als onderzoekers, beleidsmakers, ingenieurs én eindgebruikers samen kennis en beleid ontwikkelen, we de ondergrondse watertank duurzaam kunnen benutten. De droogte van dit jaar geeft extra motivatie om daarmee aan de slag te gaan.

illustratie Joost Stokhof

PUNT

De droogte van 2018 heeft geleid tot forse schade voor de agrarische sector en de natuur, met name in gebieden zonder aanvoer van zoetwater vanuit de rivieren of het IJsselmeer. Wetenschappers waarschuwen dat Nederland in de toekomst een nog zwaardere zoetwateropgave zal krijgen als rivieren minder water afvoeren en de zeespiegel versneld stijgt, waardoor zout water verder het land indringt. ‘Dan moeten we in tijden van overvloed het water niet snel afvoeren, maar vasthouden’, hoor je vaak. Een goede oplossing, maar niet eenvoudig; zeker niet voor het overbruggen van lange droogtes. In laag-Nederland laten de gereguleerde oppervlaktewaterpeilen weinig ruimte voor opslag; alleen het IJsselmeer biedt mogelijkheden. Op de hoge zandgronden is er amper zoetwateraanvoer om op te slaan. Bovendien zakt het water gemakkelijk weg. We moeten de oplossing voor watervoorziening in droge periodes dan ook niet alleen in het oppervlaktewater zoeken, maar veeleer in de ondergrond. Zo’n 25 tot 40 % daarvan bestaat immers uit water, dat zich bevindt in de poriën tussen grind, zand korrels en kleideeltjes (‘grondwater’). Uit deze

september 2018 | de ingenieur 9 | 3

Morandibrug

Scherm

scant

vingerafdruk

Malariameter

Lees het laatste technieknieuws op www.deingenieur.nl

illustratie Triodos

Artist’s impression van het nieuwe Triodosgebouw, dat overeind wordt gehouden door drie houten kernen.

HOUTBOUW IN OPMARS

FOCUS

Eind augustus werd de eerste houten kern geplaatst van het nieuwe Triodosgebouw. Bouwen met hout wordt steeds populairder met het oog op de duurzaamheid. De 15 m hoge kern van het Triodosgebouw is volgens ontwikkelaar J.P. van Eesteren de grootste houtkern van Nederland. Het houten bouwwerk moet een kantoortoren van vier verdiepingen hoog ondersteunen. Het hele complex zal nog twee torens bevatten, van drie en zes verdiepingen hoog, elk met zijn eigen houten middendeel. Het hout is zogenoemd cross-laminated timber en bestaat uit drie tot vijf lagen kruislings op elkaar gelijmde houtpanelen. Een kern heeft een lengte van 7,5 m en een breedte van 11,5 m. ‘Daar passen dan het trapgat en de toiletten in’, vertelt ing. Sander Persoon, werkvoorbereider bij J.P. van Eesteren. Aan de kern worden een flink aantal houten spanten gemonteerd waarop de houten vloeren komen te liggen. De buitenkant wordt bijna volledig van glas; beton komt, boven de beganegrondvloer, niet aan de bouw te pas. Het gebouw, ontworpen door architect Thomas Rau, is in prin cipe volledig herbruikbaar. Dat is het voordeel van een houten kern ten opzichte van cement: hout is niet alleen duurzamer, het laat zich ook makkelijker opnieuw gebruiken. Om de kern stabiel te houden, zit hij vol met schroeven; het hele gebouw zal er uiteindelijk 65.000 bevatten.

onder redactie van Marc Seijlhouwer MSc redactie@ingenieur.nl m.m.v. ir. Frank Biesboer en ir. Jim Heirbaut

Positieve ervaring Bouwen met hout lijkt aan populariteit te winnen. In Amsterdam begint eind dit jaar bijvoorbeeld de bouw van HAUT, een torenflat van 70 m hoog die grotendeels uit hout zal bestaan. Alleen daar is de kern wél van beton. ‘Aanvankelijk wilden we die van hout maken, maar dan zouden we heel veel staal nodig hebben. Volgens onze berekening zou de CO2-winst van het hout dan verdwijnen, dus kozen we toch voor beton’, vertelt drs. Thijs Croon van Lingotto, initiatiefnemer van HAUT.

4 | de ingenieur 9 | september 2018

De rest van het gebouw wordt wel van hout en dat levert flink wat uitdagingen op. De appartementen hebben bijvoorbeeld een hoop steunmuren nodig. ‘Daardoor ben je minder vrij met de indeling. Maar je hebt die extra muren nodig doordat hout minder dragend vermogen heeft dan beton.’ En brandt een houten toren niet eerder af? ‘Nee, want de muren zijn afgewerkt met gips en we voldoen aan de strenge veiligheidseisen voor een woontoren. Om elke zorg weg te nemen, bouwen we ook nog een sprinklersysteem in.’ Dat hout duurder is dan beton ligt voor de hand. Maar hoeveel duurder, dat vinden de bouwers moeilijk te zeggen. Croon: ‘Het kost iets meer, maar je bouwmate riaal vormt maar een klein deel van de kosten. Ten opzichte van het totaal valt de meerprijs dus mee.’ Ondanks de extra moeite en de hoge kosten is ontwerpen en bouwen met hout een positieve ervaring gebleken voor de bouwers. Croon: ‘Het is vernieuwend en je bent hiermee toch een trendsetter in de branche.’ Persoon: ‘Het is heel ongewoon en een uitdaging, maar dat maakt het juist leuk.’ En wordt houtbouw de toekomst? ‘Het wordt zeker groter: de leveranciers kunnen tegenwoordig snel hout leveren dat geschikt is voor constructie’, weet Croon. ‘Maar hóé groot het wordt, durf ik niet te zeggen.’ (MS)

COMBI-APPARAAT BESTRAALT NAUWKEURIGER De Unity scant en bestraalt een kankerpatiënt tegelijkertijd, wat een snellere en minder schadelijke behandeling oplevert. Het UMC Utrecht nam het apparaat onlangs in gebruik.

foto Elekta

op het kankerweefsel gericht blijft. Doordat er minder fotonen terechtkomen in gezond omliggend weefsel kan de stralingsdosis omhoog, waardoor de behandeling sneller is voltooid. Extra gunstig is de Unity bij patiënten met tumoren tussen hals en bekken, die door de ademhaling of de spijsvertering constant een beetje bewegen. ‘Denk ook aan een darm die net naast de alvleesklier ligt of de blaas die vlakbij de prostaat ligt’, vertelt prof.dr.ir. Jan Lagendijk van het UMCU, een van de ontwikkelaars van de nieuwe bestraler. Hoewel de theoretische voordelen voor

TWENTE TACKELT BATTERIJSYSTEMEN

de patiënt duidelijk zijn – minder schade aan gezond weefsel, minder vaak naar het ziekenhuis en een grotere kans op genezing – moeten de artsen van het UMCU nog wel wetenschappelijk bewijs verzamelen dat de voordelen aantoont. Daarom zijn op verschillende plaatsen studies gestart naar de effectiviteit van het bestralingsapparaat. De Unity is overigens niet het eerste apparaat dat beeldgestuurde bestraling biedt. Maar dankzij een magnetische veldsterkte van 1,5 T in de MRI-scanner is de beeldkwaliteit wel een stuk hoger dan bij andere apparaten. (JH)

GIESEN illustratie Matthias Giesen

Na een ontwikkeltraject van meer dan vijftien jaar kreeg de Unity begin augustus goedkeuring om in de EU te worden verkocht. In afgelopen weken bestraalde het UMC Utrecht (UMCU) er direct de e erste reguliere kankerpatiënten mee. Normaal gesproken gaat zo’n patiënt eerst door een aantal scanners (CT, MRI) die bepalen waar de tumor in het lichaam zit. Vervolgens moet de patiënt dagen achter elkaar steeds even in het bestralingsapparaat liggen, zodat de tumor stapsgewijs kan worden stukgemaakt. Met de Unity, die het UMC Utrecht ontwikkelde samen met Elekta en Philips, is dat vaak niet meer nodig. Door een MRI-scan te maken tijdens de bestraling is steeds precies bekend waar de tumor zit. Dit zorgt ervoor dat de bundel fotonen die de tumor moet vernietigen precies

Een patiënt schuift de Unity in voor een bestralingssessie.

In Twente komt eind 2019 een campus voor onderzoek naar batterijsystemen. Zo’n batterijsysteem moet duurzaam opgewekte stroom opslaan en transporteren. De campus is een initiatief van batterijbedrijf Lithium Werks en de Universiteit Twente. Samen met een paar andere partijen investeren ze er ruim 100 miljoen euro in. Vanaf 2019 zullen er driehonderd mensen op de campus werken; als hij klaar is ruim tweeduizend. Om slimme regelsystemen te maken, is AI nodig, stelt Kees Koolen BSc, bestuursvoorzitter van Lithium Werks. Doordat aanbod en vraag van zonen windstroom niet gelijk lopen, moet de stroom slim worden verdeeld over het net om verliezen zo veel mogelijk te beperken. Betere batterijen zullen in staat zijn om grote hoeveel heden stroom op te slaan. Maar om die batterijen te maken, zijn vermoedelijk nieuwe materialen nodig. Uiteindelijk moet de campus een grote bijdrage leveren aan de energietransitie. De Universiteit Twente levert de kennis over de volgende generatie batterijen, terwijl Koolen weet hoe je ze op grote schaal maakt en aan de man brengt. (MS) september 2018 | de ingenieur 9 | 5

FOCUS

Amsterdam scoort hoog op ranglijst duurzaam vervoer Van dertien onderzochte Europese hoofdsteden is Amsterdam na Kopenhagen de meest duurzame vervoersstad. Rome en Moskou scoren het slechtst. Het onderzoek Living. Moving. Breathing is uitgevoerd door het Duitse Wuppertal Institut en gefinancierd door Greenpeace. Als criteria voor duurzaam vervoer hanteert het instituut onder andere de wijze van vervoer (privéautogebruik geldt als het minst duurzaam), maatregelen om gebruik van fiets en OV te bevorderen en het gebruik van de privéauto terug te dringen, verkeersveiligheid en luchtkwaliteit. Waarmee scoort Amsterdam zo hoog?

Veel lopen en fietsen Lopen Fietsen OV Privéauto

31% 32% 17% 20%

Parijs loopt meer Moskou meer OV Rome meer auto’s

41% 49% 65%

Weinig ongelukken Crashes per miljoen wandelingen Crashes per miljoen fietstochten

0,4 1,2

Redelijk veel deelauto’s Vrij hoog parkeertarief Amsterdam

€ 5,00/uur

Oslo Londen Moskou

€ 7,22/uur € 5,60/uur € 5,31/uur

Amsterdam

5/km2

Kopenhagen Zürich Brussel

9/km2 6/km2 6/km2

Matige luchtkwaliteit stikstofoxide 33,4 µg/m3/jaar (WHO-norm 40,0) fijnstof < 10 µm 21,3 µg/m3/jaar (WHO-norm 20,0) fijnstof < 2,5 µm 13,7 µg/m3/jaar (WHO-norm 10,0)

EER K R PA RAGE GA ang

Deelfiets

Ing

illustratie Ymke Pas

Redelijk veel deelfietsen

6 | de ingenieur 9 | september 2018

Amsterdam

15/km2

Brussel Kopenhagen Parijs

33/km2 22/km2 19/km2

FOCUS

HOE KON DE MORANDIBRUG INSTORTEN?

tekst ir. Frank Biesboer

Direct na het instorten van de Morandibrug herinnerde Vergoossen zich dat hij voor zijn promotieonderzoek over het onderhoud van betonnen bruggen in het tijdschrift Structure and Infrastructure Engineering een artikel had gelezen over inspectie en reparatie aan Italiaanse bruggen. ‘De Morandibrug, die in 1967 werd geopend, komt daar ook in voor. Daar zijn bijvoorbeeld 25 jaar geleden stalen kabels vervangen.’ De brug, met een lengte van ruim 1 km, is deels gebouwd als viaduct op v-vormige pilaren. Hij heeft drie overspanningen van elk 212 m met aan weerzijden van de pyloon tuien die het brugdek dragen. ‘Die tuien bestaan uit stalen kabels in een omhulsel van voorgespannen beton, waarbij de koker met de tuien ook nog eens met een betonmengsel is volgegoten.’ De Italiaanse architect en civiel ingenieur Riccardo Morandi had daar een duidelijke reden voor: het staal beschermen tegen corrosie. Want de omstandigheden in Genua zijn voor staal niet bepaald vriendelijk: er is zout van de wind vanaf zee en de brug gaat over een industriegebied met tal van agressieve emissies. ‘Morandi noemt ergens een experiment met vijf platen staal in Genua. Die waren in vijf jaar tijd volledig weggeroest.’ Het onderhoud zo’n 25 jaar geleden was nodig aan de pyloon waar de brug op het land komt. Daar werd veel corrosie geconstateerd en dus besloot men de tui kabels te vervangen. ‘Bij de pyloon ervoor werd beperkte schade bovenin gezien, bij de derde pyloon, degene die op 14 augustus instortte, meldden de inspecteurs geen schade.’ Vergoossen wil er maar mee zeggen: men was zich er wel degelijk van bewust dat corrosie en verzwakking van de constructie konden plaatsvinden. Het verhaal dat er nooit onderhoud

was gepleegd sinds de bouw, klopt dus niet. Tegelijkertijd heeft het in beton gieten van de tuien een belangrijk nadeel. ‘Je kunt op geen enkele manier vaststellen hoe de kabels eraan toe zijn. Dus ook als je geen roestplekken ziet, dan nog kunnen de kabels verzwakt zijn. Dus of het onderhoud adequaat was, blijft de vraag.’ Bovendien heeft de brug te maken met een verkeerslast die veel groter en zwaarder is dan in de tijd dat hij werd ontworpen. Snelkookpan Vergoossen noemt het afbreken van een van de tuien het meest waarschijnlijke scenario bij het instorten van de brug. ‘Het brugdekdeel dat eraan hangt, valt dan naar beneden. De pyloon wordt naar de andere kant getrokken en stort met het brugdeel aan de andere kant in.’ Dat het brugdek zo ‘netjes’ is afgebroken, heeft te maken met de opbouw ervan: tussen de dekdelen die aan de tuien hangen, zitten tussendekken. ‘Die zijn aan weerszijden van de ingestorte pyloon mee omlaag gevallen, wat aan de rest van de brug geen schade veroorzaakte.’ Er zijn verschillende scenario’s denkbaar voor het afbreken van een tui. ‘Dat kan door ouderdom van de kabels waar hij aan hangt. Of het kan zijn dat zo’n tui is aangereden door een vrachtwagen.’

Het extreem slechte weer op de dag van de ramp, met intense regen en onweer, maakt dat laatste scenario niet ondenkbaar. ‘Er staat aan weerszijden van de rijbanen op de brug wel een betonnen barrière om dat aanrijden te voorkomen, maar die wordt bij onderhoud tijdelijk vervangen door een lichtere constructie om ruimte te scheppen. Misschien was dat het geval ten tijde van de instorting.’ Dat de brug bij het wegvallen van een enkele tui instort, mag volgens de huidige normen voor brugontwerp niet mogelijk zijn. ‘We ontwerpen nu zo dat een brug ook dan zijn dragende functie behoudt. Maar in de tijd dat Morandi zijn brug ontwierp, was er van dat soort risicobeheersing nog geen sprake.’ Inmiddels fungeert de instorting van de Morandibrug als een nieuw ingrediënt in de Italiaanse politieke snelkookpan. ‘Het is te hopen dat het onderzoek naar de oorzaak van de instorting daar niet onder lijdt. Want die kennis hebben we nodig om van te leren.’

brugpijlers 90 m hoog

pijler negen is ingestort voorgespannen betonnen tuien

brug tot hier afgebroken fundering 55 m diep 45 m

illustratie Graphic News

De oorzaak van de instorting van de Morandibrug in Genua, die 43 mensen het leven kostte, is nog niet bekend. Gebrekkig onderhoud is een te simpele verklaring, zegt bruggendeskundige ir. Rob Vergoossen van Royal HaskoningDHV.

Polcevera rivier

september 2018 | de ingenieur 9 | 7

FOCUS

VAT VOOR KERNAFVAL OP DE TESTBANK De gangbare aanpak om staven gebruikte splijtstof van een kerncentrale op te slaan, is ze minstens een jaar lang in een groot waterbad te hangen. Dat zorgt voor koeling en voor afscherming van de radioactieve straling die nog uit de staven komt. De daarvoor gebruikte baden zijn tijdens de bouw van de centrales aangelegd vlak bij de reactorkern. Inmiddels zitten die in de Verenigde Staten echter propvol. Daarom is er nu een alternatief. Stop de staven splijtstof in zogeheten dry casks; cilindervormige vaten van staal waar de staven omgeven worden door een inert gas. Om zo’n vat heen zit nog meer staal, of beton, om de straling tegen te houden. Als je het hete kernafval van een centrale opslaat, wil je wel zeker weten dat de vaten waar je het in stopt tegen de hitte bestand zijn. Om zo’n vat flink op de proef te stellen, bouwden ingenieurs van het Amerikaanse Sandia National Laboratories het simulatorvat op de foto. Dit vat is een bijna perfecte kopie van een echt opslagvat. In plaats van staven gebruikte splijtstof die nog warmte afgeven, zitten hier echter verwarmingselementen in met precies dezelfde afmetingen. Hiermee kunnen onderzoekers het temperatuurverloop over langere tijd nabootsen in een opslagvat. De temperaturen worden gemeten met zo’n zevenhonderd thermokoppels, verspreid over het vat. Hoe lang de metalen bekleding van een vat meegaat, hangt bijna helemaal af van de maximumtemperaturen (ordegrootte 400 °C) die in het vat worden bereikt. En hoe beter je weet hoe hoog die piektemperaturen zijn en waar ze heersen, des te beter je kunt voorspellen hoe lang een vat veilig meegaat.

tekst ir. Jim Heirbaut foto Randy Montoya/Sandia National Laboratories

8 | de ingenieur 9 | september 2018

FOCUS

september 2018 | de ingenieur 9 | 9

FOCUS

foto Excelscope/TU Delft

SMARTPHONE WORDT MALARIADETECTOR Met een apparaatje dat geautomatiseerd malaria in bloed kan detecteren, hebben TU Delft-studenten de Nederlandse editie van de James Dyson Award 2018 gewonnen. De Excelscope tovert een smartphone om in een eenvoudige microscoop. Daarvoor wordt gebruikgemaakt van een bolvormig lensje en software voor automatische beeldherkenning. De onderdelen voor het kastje – een prototype nog – zijn gemaakt met een 3D-printer. De Excelscope zoomt in op een bloedmonster en telt daarin de mogelijk aanwezige malariaparasieten. Nu is de standaardmethode om malaria op te sporen dat een specialist in het lab door een dure microscoop naar een bloedmonster kijkt en het aantal parasieten noteert. Dit proces kost een paar uur en vereist speciale training en dure apparatuur. In ontwikkelingslanden is het stellen van een diagnose daardoor vaak niet mogelijk, of loopt die een flinke vertraging op doordat monsters moeten worden opgestuurd. Het idee achter de Excelscope is dat verpleegkundigen zonder speciale opleiding ermee uit de voeten kunnen. Ze hoeven enkel een bloedmonster in te voeren aan de achterzijde van het apparaat. Een elektrisch aangedreven platformpje brengt dat vervolgens tot vlak voor de lenzen van de smartphone, die een afbeelding maakt waarop rode bloedcellen zijn te zien. ‘Als zo’n

Het prototype van de Excelscope, die malariaparasieten kan tellen in een bloedmonster.

cel veel contrast vertoont, zit er een parasiet in’, zegt Linde de Jonge BSc, student Integrated Product Design aan de TU Delft en een van de leden van het winnende team. Het apparaatje is niet de allereerste geautomatiseerde malariatester, maar zal waarschijnlijk een stuk goedkoper zijn te produceren dan eerdere, uitgebreidere systemen. Productieklaar is het apparaat nog niet; onder meer moet het algoritme voor beeldherkenning nog worden getest. Na het winnen van de Nederlandse James Dyson Award dingen de Delftenaren nu met negentien andere teams mee naar de internationale editie van de prijs. Half november wordt de winnaar bekendgemaakt. (JH)

FOLIE MAAKT VINGERAFDRUKSCANNER OVERBODIG Een smartphonescherm dat je vingerafdruk kan bepalen terwijl je een app opent: het is mogelijk dankzij een scanner van Holst Centre en Imec, die is gebaseerd op een folie.

foto Holst Centre

Het functionele gedeelte van de folie bestaat uit twee lagen: een lichtgevende laag en een sensorlaag. Licht uitgezonden door de lichtgevende laag gaat dwars door de grotendeels transparante

10 | de ingenieur 9 | september 2018

sensorlaag heen en valt op – bijvoorbeeld – een vingertop. Het weerkaatste licht gaat terug richting de folie, waar de sensorlaag het opvangt. Die bestaat uit duizenden minuscule fotodiodes die stuk voor stuk lichtintensiteit omzetten in een elektrisch stroompje. De ‘foliescanner’ haalt een resolutie van 500 ppi (punten per inch), waarmee hij voldoet aan de hoge standaarden van de FBI. De fabrikanten van beeldschermen

Een nieuwe methode om vingerafdrukken te scannen, is makkelijk in smartphone schermen in te bouwen.

ebruiken al technieken om folies op g elkaar aan te brengen, dus het maken van de foliescanner zou ze niet voor grote problemen moeten stellen. Holst Centre probeert de technologie nu te slijten aan bedrijven die het scannende scherm in een mobiele telefoon willen inbouwen. Op elke positie Dankzij deze techniek zouden losse vingerafdrukscanners, zoals bekend van iPhones, niet meer nodig zijn. Het scherm kan op elke positie een vingerafdruk scannen. ‘Hiermee kan de gebruiker bijvoorbeeld een app openen door op het pictogrammetje te drukken, terwijl meteen diens vingerafdruk wordt gescand om te verifiëren dat deze persoon toegang heeft tot de app’, legt pro grammamanager dr.ir. Hylke Akkerman van Holst Centre uit. Met de folie is zelfs te bepalen of een vingerafdruk van een levend persoon is en geen gestolen afdruk van iemands vinger. Bij elke hartslag verandert de huid namelijk een klein beetje van kleur en dat is te meten. (JH)

14 INGENIEURSTALENTEN VAN EIGEN BODEM

JONG GELEERD, JONG GEDAAN De een groeide in vijf jaar tijd uit tot dé Nederlandse expert op het gebied van DDoS-aanvallen, de ander zorgt ervoor dat het minder vaak nodig is om baby’s te prikken. Deze veertien Nederlandse ingenieurs van 35 jaar of jonger zijn duidelijk hun stempel op de wereld aan het drukken. tekst ir. Frank Biesboer, ir. Jim Heirbaut, dr. René Fransen, Marc Seijlhouwer MSc en ir. Anouck Vrouwe illustraties Marcel Groenen

INGENIEURSTALENTEN

DE DDOS-DOKTER In 2013 kwam hij in Nederland, vijf jaar later is hij hier dé expert op het gebied van DDoSaanvallen. Het lukte Jair Santanna door op het juiste moment op de juiste plek te zijn. En het helpt dat de informaticus een vlotte babbel heeft.

‘E

lke keer als een middelbare school examens heeft, krijgt die wel te maken met een DDoS-aanval’, vertelt dr. Jair Santanna in zijn werkkamer op de campus van de Universiteit Twente ‘En de dader blijkt altijd een of andere 16-jarige jongen die de examens niet wilde doen.’ Bij zo’n aanval wordt een grote hoeveelheid netwerk verkeer in één keer naar een adres gesluisd, dat daardoor plat gaat. Tegenwoordig zijn er zelfs tal van sites waar je zo’n aanval kunt kopen. ‘Onbegrijpelijk dat iets dat duidelijk ille gaal is gewoon kan bestaan’, zegt Santanna. ‘Daar wilde ik wat aan doen.’ Tijdens zijn onderzoek ontdekte hij hoe moeilijk het is om informatie te krijgen over DDoS-aanvallen. Na zo’n aanval bestempelen grote organisaties vaak de betreffende

‘DDoS-aanvallen zijn nu zoiets als virussen geworden’

Naam Jair Santanna | Leeftijd 30 | Titel dr. | Opleiding computer engineering, Universidade Federal do Pará (Brazilië) | Functie universitair docent design and analysis of communication systems, Universiteit Twente

12 | de ingenieur 9 | september 2018

gegevens tot bedrijfsgeheim. Maar Santanna kan mensen goed overtuigen. Hij won niet voor niets de Nederlandse finale van de wetenschapscommunicatiewedstrijd Fame Lab. Langzaam maar zeker peuterde hij steeds meer informa tie los over grote DDoS-aanvallen. Daarmee heeft hij nu een database samengesteld die van elke aanval een ‘vingeraf druk’ maakt en die probeert te linken aan een bekende bron. Ondertussen geeft de database ook een mogelijke oplossing om de aanval te stoppen. ‘Hiermee worden DDoS-aanvallen net zoiets als virussen op computers. Ze kunnen nog steeds vervelend zijn, maar zijn beter beheersbaar. De meeste aanvallen kun je met behulp van de database herkennen en voorkomen.’ Dat klinkt ambitieus, maar nu Santanna steeds meer data krijgt, verwacht hij dat het systeem steeds beter wordt. In 2013, toen Santanna vanuit Brazilië naar Nederland kwam, was er maar weinig aandacht voor het onderwerp. De aanvallen waren te klein en de schade was vaak beperkt. ‘Nu ze enorm zijn, heb ik vijf jaar ervaring met de techniek en het wereldje eromheen. Ik ben, denk ik, door goede timing dé DDoS-expert van Nederland geworden.’

INGENIEURSTALENTEN

DE WATERVERBOUWER De Maas kan toe met minder stuwen, zo constateerde Henry Tuin. Ook bedacht hij een nieuwe rekenmethode voor de belasting van sluisdeuren zo groot als een flatgebouw.

Naam Henry Tuin | Leeftijd 30 | Titel MSc | Opleiding civiele techniek, TU Delft | Functie specialist waterbouwkundige constructies, Arcadis

ls je vader in de waterbouw werkt én je maakt op de lagere school een werkstuk over de Ooster scheldekering, ligt je lot wel vast. Dat gold in ieder geval voor Henry Tuin MSc, die bewust een studie koos waarin hij met waterbouwkundige werken aan de slag kon. Tijdens zijn afstuderen werden dat de drie stuwen in de Lek en de Nederrijn. Deze vijftig jaar oude waterwerken, die de bevaarbaarheid van de rivier garanderen, worden momenteel gerenoveerd. Tuin kreeg de kans om er met een helikopterblik naar te kijken, op het niveau van het water systeem. ‘Ik kwam tot de conclusie dat twee stuwen een goed alternatief zouden vormen voor de huidige drie.’ Het onderzoek leverde hem de Waterbouwprijs van 2013 op, en tegelijk het besef dat de waterwereld zit vastgeklon ken aan gewoontes. ‘Er zijn nu eenmaal drie stuwen op drie vaste locaties; waarom daarvan afwijken?’ Nu zijn de zeven stuwen van de Maas aan de beurt. ‘Met mijn afstudeerervaring zag ik al snel dat alternatieven voor één-op-één-vervanging de moeite waard zijn. In het beleid staat men daar nu ook voor open.’ Maar Tuin is niet alleen de man van de grote systemen. ‘Ik reken net zo lief aan de kleinste details van een water bouwkundige constructie.’ Dat kwam goed van pas toen hij

‘Die rekentool heb ik altijd al willen hebben, zeiden andere sluisontwerpers’ zich moest bezighouden met de belasting van de nieuwe sluisdeuren in het Noordzeekanaal en in het kanaal van Terneuzen, die zo groot zijn als een flatgebouw. ‘Bij het uitwerken van de krachten die golven op de sluisdeuren uitoefenen, werd al snel duidelijk dat de bestaande formules niet geschikt zijn voor zo’n grote deur. Daarom ontwikkelde ik met collega’s een nieuwe rekenmethode.’ Tuin schreef er een paper over, die hij afgelopen mei presenteerde op een grote internationale conferentie op het gebied van scheepvaart, havens en vaarwegen in Panama-Stad. ‘Het is mooi wanneer je vervolgens van mede-

sluisontwerpers hoort: die rekentool heb ik altijd al willen hebben.’ Tuin beseft dat hij in zijn carrière voor een deel geluk heeft gehad. ‘Het zal maar op je pad komen: groot onder houd van stuwen én nieuwe sluisdeuren. Beide komen mis schien maar eens in de vijftig of honderd jaar voor. Mijn jongensdroom komt uit.’

september 2018 | de ingenieur 9 | 13

INGENIEURSTALENTEN

Naam Nienke Bosschaart | Leeftijd 34 | Titel dr.ir. | Opleiding biomedical engineering, Universiteit Twente | Functie universitair docent biomedical photonic imaging, Universiteit Twente

DE BABYBEAMER Bij een baby prik je het liefst zo min mogelijk bloed. Nienke Bosschaart bedacht daarom een methode om het bloed ín de aderen te kunnen bestuderen.

asgeboren kinderen kunnen ziek worden. Zeker als ze te vroeg worden geboren, zijn aandoeningen als geelzucht of bloed armoede gevaarlijk. En dus wordt bij zulke baby’s regelmatig bloed geprikt om te onderzoeken. ‘Maar een baby heeft maar weinig bloed en een analyse kost veel tijd en geld. Dat moest beter kunnen, dacht ik’, vertelt dr.ir. Nienke Bosschaert in haar werkkamer op de Universiteit Twente. Bosschaart werkt aan een techniek om met

DE BATTERIJENBAKKER Door iets gefascineerd zijn en dan tot het uiterste gaan om dat ook voor elkaar te krijgen. Met die houding werkt Jan Willem van Egmond aan een batterij die niet meer nodig heeft dan water en zout.

‘H

et is ons gelukt een batterij met water en zout aan de praat te krijgen’, zegt dr.ir. Jan Willem van Egmond met gepaste trots. Dat gebeurde tijdens zijn promotie bij Wetsus. ‘Dit instituut heeft ervaring met het ontzilten van water met behulp van elektrodialyse en met het opwekken van elektriciteit door zout en zoet

14 | de ingenieur 9 | september 2018

lichtstralen in de aderen van de baby’s te kijken. Een spectroscoop analyseert deze lichtstralen en vertelt of de juiste hoeveelheden hemoglobine (rood) en bilirubine (geel) aanwezig is. Een tekort aan rood duidt op bloedarmoede, een teveel aan geel op geelzucht. Maar met licht door de huid heen kijken, is niet makkelijk. ‘De huidige technie ken hebben last van de lagen huid die moeten worden doorkruist. Daardoor krijg je onnauwkeu rige metingen en is er vaak alsnog een prik nodig.’ De methode van Bosschaart maakt gebruik van optische coherentietomografie, waarmee je normaliter mooie, driedimensionaal beelden maakt. Het is een soort echo, maar dan met (nabij-infrarood) licht. Bosschaart bedacht dat het teruggekaatste licht óók met een spectroscoop is te bekijken om kleuren als rood en geel te kunnen onderscheiden. Sinds een jaar heeft Bosschaart haar onder zoeksgebied uitgebreid. Nu kijkt ze met haar licht techniek ook naar moedermelk en de borst van de moeder. ‘Daar is bizar weinig onderzoek naar gedaan, als je bedenkt hoe belangrijk moedermelk is voor de ontwikkeling van het kind. Er is meer onderzoek over tomaten dan over moedermelk.’ Bosschaart is op weg om hoogleraar te worden als haar onderzoek goed blijft gaan. En dat wil ze ook graag: ze heeft het gevoel dat ze op de univer siteit echt verschil kan maken voor moeders en kinderen. ‘Dit onderwerp boeit me mateloos. Ik zie dat er gebrekkige kennis is over baby’s en moe ders en wil ze graag helpen.’

water te mengen. Ik combineer beide en heb zo een batterij gemaakt die alleen maar een mem braan en zoet en zout water nodig heeft.’ Deze en andere prestaties leverden hem twee patenten en de prijs voor de beste Wetsuswetenschapper op. Van Egmond kwam min of meer bij toeval met het onderwerp in aanraking. ‘Ik hoorde over blauwe energie. Dat trok me onmiddellijk. Met pure elementen energie maken: dat wilde ik ook kunnen.’ Met diezelfde drive is Van Egmond nu medeeigenaar en CTO van Aquabattery, de start-up die de batterij daadwerkelijk gaat toepassen. Dat vraagt niet alleen een vervolmaking van de techniek; ook is het nodig om te zorgen dat de

INGENIEURSTALENTEN

DE DELTAVERBINDER Defne Osmanoglou maakt de Nederlandse delta toe komstbestendiger met haar ontwerpwerk bij Rijkswater staat. Daarbij is het belangrijk om rekening te houden met klimaatverandering en de circulaire economie.

Naam Defne Osmanoglou | Leeftijd 29 | Titel ir. | Opleiding waterbouwkunde, TU Delft | Functie adviseur waterkeringen, Rijkswaterstaat

e carrière van de 29-jarige ir. Defne Osmanoglou is tot nu toe een zoektocht geweest: waar kon ze werken aan zowel tech nische als ruimtelijke ontwerpvraagstukken? ‘Ik was vroeger altijd bezig met knutselen en tekenen. Toen ik ouder werd, wilde ik iets doen aan de problemen door klimaatverandering. Bij mijn studiekeuze twijfelde ik: civiele techniek of bouwkunde?’ Uiteindelijk koos ze voor civiel vanwege de technische kant, maar ze miste de creativiteit, het vormgeven. ‘Tot ik in mijn master ontdekte hoeveel mooie waterprojecten er zijn in de wereld en dat ik daar mijn creativiteit in kwijt kon.’ Toen ze een traineeship van Rijkswaterstaat doorliep en daar later een baan kreeg, merkte ze dat het vertalen van beleid naar praktijk en vice versa ook erg interessant is. Haar interesses brengt ze samen in haar werk. Zo rekent ze aan een dam voor getijdenenergie, verkent ze wat Nederland moet doen als we met extreme zeespiegelstijging te maken krijgen en onderzoekt ze hoe dijken moeten worden gebouwd in een circulaire economie. Allemaal waterbouwprojecten waar je steeds weer kennis uit verschillende vakgebieden nodig hebt en waarbij samenwerking dus onmisbaar is. ‘Bij klimaatproblemen in dichtbevolkte delta’s moet je techniek, ruim telijke omgeving en beleid op elkaar afstemmen. Het is daarbij de kunst om die drie verschillende ‘talen’ te spreken. Dat is een uitdaging die ik graag aanga. Vervolgens probeer ik mensen uit verschillende disciplines bij elkaar te brengen en te luisteren naar hun wensen en ideeën. Alleen op die manier krijg je een goed ontwerp dat ook echt geschikt is voor de toekomst.’

batterij goedkoop is te produceren, met het minste beslag op het milieu. ‘Bijvoorbeeld door gebruik te maken van zo weinig mogelijk materiaal dat zoveel mogelijk te recyclen is.’ Ook denkt hij na over mogelijkheden om de batterijcel fabrieksmatig te produceren. ‘Dat is best lastig, maar onmisbaar voor grootschalige toepassingen.’ Of het zal lukken? ‘Onze batterij heeft zo veel potentiële milieuvoordelen, die moet er gewoon komen.’

Naam Jan Willem van Egmond | Titel dr.ir. | L eeftijd 34 | Opleiding biosystems engineering, Wageningen U niversiteit & Research | Functie Chief Technology Officer, Aquabattery

september 2018 | de ingenieur 9 | 15

INGENIEURSTALENTEN

‘En als ik iets heb gevonden, dan werk ik zelf mee aan de uitvoering. Met het hoofd in de wolken en de soldeerbout in de hand, ik vind dat heerlijk. Pas als je ermee bezig bent, snap je wat de potentie is of waar het mis kan gaan.’ Implementatie betekent voor hem ook een proces op gang brengen binnen Antea Group: mensen enthousiasmeren, een team vormen, bepaalde barrières binnen het bedrijf slechten, geen genoegen nemen met ‘kan niet’. ‘Hoe mijn collega’s omgaan met innovatie, hoe verschillend ze erop reageren: dat fascineert me.’ Die fascinatie geldt ook voor de mogelijke impact van zijn innovaties. ‘Zo’n volledig met de computer ontworpen brug uit de 3D-printer betekent dat er heel wat beroepen overbodig kunnen worden. Ik ben me daar erg van bewust en heb het daar ook over met collega’s, al weet ik niet wat we ermee aan zouden moeten.’

‘Blockchain in de bouw is als een blanco canvas’

DE INNOVATIE-AANJAGER Bob Heester is een van de innovatie-aanjagers bij ingenieursbureau Antea Group. ‘Ik kom met de ideeën en pak ook graag de soldeerbout.’

et nieuwste project van ir. Bob Heester is een 3D-geprinte betonnen brug. ‘Wat die van ons bijzonder maakt, is dat we een boogvorm hebben gekozen waarbij geen wapening nodig is. Daar is de vorm op aangepast.’ In het gebogen geheel vormen driehoeken de dragende constructie. ‘Eigenlijk hadden we met de vorm nog radicaler de organische kant op willen gaan. Maar om hem goedgekeurd te krijgen, moesten we wel met driehoeken werken.’ Het project vertelt in een notendop wat Heesters rol is bij het ingenieursbureau: innovatie aanjagen, met ideeën komen, techniek ontwikkeling scouten, kijken waar Antea Group iets mee kan.

16 | de ingenieur 9 | september 2018

Naast zijn werk bij Antea Group promoveert hij aan de TU Delft. ‘Ik wil nagaan hoe we blockchain kunnen gebruiken in de bouw.’ Heester is daarmee bezig omdat hij in het digitale bouwdomein een drietal werelden ziet: een gericht op het terrein, een op de infrastructuur en een op de bebouwing. ‘Elk van die werelden zit op zijn eigen software-eiland.’ Zo is het binnen de standaarden vrijwel ondoenlijk om het GISsysteem, dat terrein digitaliseert, te koppelen aan het BIM-systeem, voor het digitale ontwerp van een gebouw. Heester maakt het zichzelf niet gemakkelijk door dit probleem met blockchain op te willen lossen. ‘Blockchain in de bouw is als een blanco canvas; er bestaan nauwelijks wetenschappelijke artikelen over.’ Hij is nu bezig met zijn eerste paper. ‘Die wordt baanbrekend en dat betekent dat hij op elke vierkante millimeter goed moet zijn. Dat vreet energie; daar kom ik mezelf weleens bij tegen. Maar ik ben een volhouder, dus dat artikel gaat er komen.’

Naam Bob Heester | Leeftijd 29 | T itel ir. | Opleiding architectural e ngineering, TU Delft | Functie innovator, Antea Group

INGENIEURSTALENTEN

DE TRANSITIEKENNER Hij kwam uit India naar Nederland voor zijn master chemical engineering. Nu is Piyush Katakwar verantwoordelijk voor een pro gramma dat kleinere bedrijven klaarstoomt voor de energietransitie.

mpact hebben op de wereld: dat wilde ir. Piyush Katak war toen hij na zijn bachelor naar Nederland kwam. De TU Delft, waar hij zijn master afrondde, heeft internationaal een goede reputatie en hij wist dat Nederland, met bedrijven als AkzoNobel en Shell, veel chemische industrie heeft. Dat was ook wat hem moti veerde om een ingenieursopleidsing te beginnen. ‘Ik wilde een band met de industrie.’ In Delft ontdekte Katakwar hoe leuk samenwerken met bedrijven was. ‘Ik deed een project voor Tata Steel; het bedrijf wilde restgassen zo economisch mogelijk verwerken. Daarmee kwam ik voor het eerst in aanraking met klimaatdoelen.’ Nu zijn die klimaatdoelen zijn hele werk. Tijdens een stage bij Royal HaskoningDHV werkte hij aan een systeem dat de effecten van de klimaatverandering voor bedrijven uitrekent. Hoeveel energie kom je als bedrijf te kort? Is een bedrijf nog levensvatbaar in nieuwe markten met een andere vraag en aanbod? Enzovoort. Inmiddels Katakwar verantwoordelijk voor dat systeem en zorgt hij voor de ontwikkeling en de implementatie bij klanten. ‘De reuzen spelers van de industrie hebben de kennis in huis, maar veel kleinere bedrijven niet. Die kan ik helpen om tóch mee te komen in de energietransitie.’

‘In India leer je met veel soorten mensen omgaan’ Sinds oktober vorig jaar werkt Katakwar bij Royal Hasko ningDHV. ‘Dat lijkt kort, maar ik leer snel, ben flexibel, en kan met veel mensen samenwerken. Hier moedigen ze ambitie, initiatief en eigenaarschap aan. Dat helpt me om te groeien.’ Het is niet wat Katakwar tijdens zijn bachelor voor zich zag. Met zijn studie chemische technologie dacht hij aan werken in een laboratorium in een witte labjas. Nu is hij meer aan het praten dan stoffen aan het mengen en bevindt hij zich in een totaal andere wereld. Het benodigde aanpassingsvermogen kreeg Katakwar naar eigen zeggen mee vanuit zijn jeugd. ‘India is een enorm divers land, dus je leert met veel soorten mensen omgaan. Dat helpt me hier ook.’ Inmiddels voelt Nederland als een tweede thuis. ‘Ik maakte op de universiteit veel vrienden, waar ik bijvoorbeeld ook Sinterklaas mee vier. Soms mis ik

mijn familie, maar ik ben wel tevreden hier.’ Toch zou hij in de toekomst graag terug gaan naar India. Om de hier opgedane kennis ook daar toe te passen, zodat India net als Nederland kan verduurzamen. ‘Er is daar al verandering aan de gang. Recycling was tien jaar geleden nog totaal geen issue, nu vindt men het belangrijk. Straks zullen daar grote kansen zijn om met mijn kennis mensen en bedrijven te helpen. Dat lijkt me mooi.’

Naam Piyush Katakwar | Leeftijd 24 | Titel ir. | Opleiding chemical engineering, TU Delft | Functie consultant energietransitie, Royal HaskoningDHV

september 2018 | de ingenieur 9 | 17

INGENIEURSTALENTEN

DE GASVOLGER Tata Steel IJmuiden is verantwoordelijk voor 3 % van het totale Nederlandse energiegebruik. Er valt dus flink wat te winnen als je het gasnetwerk optima liseert, constateerde Arzu Feta.

e in de voormalige Joegoslavische repu bliek Macedonië geboren Arzu Feta MSc denkt graag groot. Zo is ze nu bij Tata Steel IJmuiden bezig om het hele net werk aan gasstromen optimaal te laten functione ren. Onderschat niet waar dat over gaat. Want er gaan op het bedrijf grote hoeveelheden proces gassen rond van de cokesfabriek, de oxystaal fabriek en de hoogovens, en daarnaast wordt ook nog aardgas gebruikt. ‘Door de gasstromen te optimaliseren, verwachten we een besparing op aardgas van 5 tot 10 %.’ De operators hanteren nu op basis van hun ervaring een bepaalde receptuur voor het regelen van de gasstromen. ‘Maar de hoeveelheid data die

DE VLAMMENBEZWEERDER Wat begon met wat mislukte proefjes met ijzerpoeder, leidt misschien wel tot een een nieuwe, gesloten energiecyclus met ijzer als energiedrager. Luc Brinkman trekt de kar.

‘H

et draait niet alleen om de techniek. Dat heb ik inmiddels wel geleerd’, zegt Luc Brinkman. ‘Je kunt het als ingenieurs wel bedenken, maar voor implementatie is zoveel meer nodig.’ Dus bestaat zijn Team SOLID, dat metaalpoeder wil gebruiken als energiedrager, inmiddels uit zestien studenten met verschillende achter gronden. Het begon allemaal in de keuken, in 2016. Met vuur spelen; meer was het toen nog niet. Natuurkundestudent Brinkman deed de track energy transition binnen de TU/e Honors Academy. Daar hoorde hij over Canadees onderzoek naar het verbranden van metalen. ‘De hoogleraar vond dat wel vet en zocht studenten om er aan te werken.’ Dus stond Brinkman met twee medestudenten ijzerpoeder te verstrooien boven het gasfornuis. Met matig succes. ‘De boel klontert en gaat gloeien. Je ziet vooral vonken. Na een week waren we daar wel klaar mee.’ De drie verkasten naar een lab bij werktuigbouw waar ze meer succes

18 | de ingenieur 9 | september 2018

hadden. Uiteindelijk ontwikkelde Team SOLID zich van keukenproject tot studententeam van de TU Eindhoven. ‘We hebben bij NWO een Open Mind-beurs van 50.000 euro binnengehaald. We willen zeker verder. Wie weet wordt het uitein delijk een start-up.’ Team SOLID wil een gesloten energiecyclus ontwikkelen. Daarin is ijzer de energiedrager, die op ieder gewenst moment is te verbranden tot ijzeroxide, oftewel roest. Met groene energie wordt de roest weer omgezet in ijzer. ‘Wij werken nu aan goede vlammen. Er moet lucht bij om klonteren te voorkomen; daar hebben we einde loos mee geëxperimenteerd.’ De meest recente mijlpaal is een goed brandende vlam van 2000 °C. ‘Hoogwaardige warmte, hitte, is waar de indu strie vooral behoefte aan heeft’, weet Brinkman inmiddels door talloze gesprekken. Het team krijgt hulp en advies uit alle hoeken, ook uit het bedrijfsleven. ‘Mensen willen ons graag helpen. Onze aaibaarheidsfactor is natuurlijk ook hoog’, vertelt Brinkman.

INGENIEURSTALENTEN

het gasnetwerk levert is zo groot, dat het voor één persoon ondoenlijk is om alle beschikbare data te overzien. Dus het is niet gezegd dat de receptuur die ze gebruiken de optimale is.’ Feta begon daarom met het ontwerpen van een model van het com plete gasnetwerk van het bedrijf. ‘Dat netwerk is zo groot en complex dat je allerhande aspecten moet meenemen: hoe zit het in elkaar? Hoe verlopen gasstromen? Wat is het effect van bediening van kleppen? Enzovoort. Het is een combinatie van stromingsleer, procestechniek en procescontrole.’ De volgende stap is om verschillende mengverhoudingen uit te proberen en dan te zien wat energetisch het best presteert. ‘Uiteinde lijk gaan we met het model de besturing van het gasnetwerk volledig automatiseren.’

‘We gaan de besturing van het gasnetwerk volledig automatiseren’ Het opzetten en toepassen van het model betekent ook samenwerken met mensen in het bedrijf die verantwoordelijk zijn voor alle verschil lende processen die gas produceren of gas nodig hebben, en met mensen van de R&D-afdeling van het bedrijf. ‘Dat gaat me goed af.’ Indertijd koos Feta voor een studie in Nederland vanwege de mogelijkheid die breed op te zetten. ‘Ik volgde aan het Amsterdam

niversity College de vakken wiskunde, natuur U kunde en economie.’ Vervolgens voltooide ze aan de Universiteit Utrecht de master energieweten schappen. ‘Ik wil iets doen aan de klimaatveran dering.’ Nu maakt Feta deel uit van de Young Profes sional Board van Tata Steel Europa. Op voor dracht van haar werkgever volgt ze bovendien het Future Female Leaders-programma. Voor haar sportactiviteiten heeft ze inmiddels ook een mooi ambitieus doel: het beklimmen van de Kili manjaro in Tanzania. ‘Ik wil de top halen nu er daar nog gletsjers zijn.’

Naam Arzu Feta | Leeftijd 26 jaar | T itel MSc | Opleiding wiskunde, n atuurkunde en economie, Amsterdam University College, master energiewetenschappen, Universiteit van Utrecht | Functie proces- en producttechnoloog, Tata Steel IJmuiden

Ondertussen blijft Team SOLID groeien. Brink man: ‘Het leiden van een vrijwilligersproject is best ingewikkeld.’ Verwachtingen is daarbij het toverwoord, weet hij inmiddels. Die moet je goed op elkaar afstemmen. ‘Vroeger zei ik bijvoor beeld: ‘Zoek dit eens uit.’ Dan was ik daarna niet altijd tevreden: uitzoeken kan op zoveel niveaus. Nu zijn mijn vragen concreter.’ Komend jaar zet Brinkman met vier anderen zijn studie een jaar stop om voltijds met Team SOLID bezig te zijn. ‘We zullen wel zien hoe ver we komen.’

Naam Luc Brinkman | Leeftijd 21 | Opleiding technische natuurkunde, TU Eindhoven, track energy transition, TU/e Honors Academy | Functie technisch manager Team SOLID

september 2018 | de ingenieur 9 | 19

INGENIEURSTALENTEN

DE POEDERINGENIEUR Floris Grasmeijer combineert verstand van poeders en van luchtstromen om een inhalator te verbeteren en geschikt te maken voor nieuwe geneesmiddelen.

en farmaceut helpt mensen. Dat doet dr. Floris Grasmeijer ook graag, maar liever niet van achter de toonbank van een apotheek. Hij werkt aan een innovatieve poederinhalator die is ontwikkeld aan de Rijksuniversiteit Groningen. ‘Veel inhalatoren worden verkeerd gebruikt, onder meer doordat patiënten met te grote kracht inhaleren’, legt Grasmeijer uit. ‘Dan krijgt het poeder een te hoge snelheid en komt het achter in de keel terecht, omdat het de bocht naar de longen niet kan maken.’ Poedertechnologie werd het onderwerp voor zijn master- en promotieonderzoek. ‘Ik heb gevoel voor poe ders; weet wat deeltjes doen in een luchtstroom’, verklaart hij. Dat laatste is geen onderdeel van de opleiding tot apotheker. ‘Maar ik ben altijd geïnteresseerd geweest in techniek. Daardoor ben ik deze kant op gedreven.’ Nu hij bij het farmaceutisch bedrijf PureIMS werkt, is hij voor enkele dagen per week gedetacheerd bij de universi teit, zodat hij fundamenteel en toegepast onderzoek afwis selt. Momenteel is hij bezig met een inhalator voor andere medicijnen, bijvoorbeeld tegen tuberculose. ‘De inhalator is een complex systeem: veranderingen in het poeder vragen om aanpassingen van het ontwerp. Daarvoor is een combi natie nodig van stromingsleer, poederkennis en fingerspit

zengefühl.’ Het levert ook waardering van patiënten. ‘Inhaleren met de Twincer kost bijna geen tijd en kan overal, terwijl eerder een ver nevelaar met stekker nodig was, voor minstens een halfuur.’

Naam Floris Grasmeijer | Leeftijd 32 | Titel dr. | Opleiding farmacie, Rijksuniversiteit G roningen | Functie onderzoeker/apotheker, P ureIMS, en postdoctoraal onderzoeker, Rijksuniversiteit Groningen

DE ONTWALMER Richard Hooijmeijer weet alles van batterijtechnologie en communicatie protocollen. Voor de ontwikkeling van een elektrische truck komt dat goed van pas.

ooijmeijer is het schoolvoorbeeld van een bedachtzame ingenieur. Rustig, op het eerste gezicht wat in zichzelf gekeerd, maar na het stellen van een vraag over zijn werk leeft hij op. ‘Ik heb altijd de drang om iets op te lossen. Soms zie ik bij anderen dat ze achterover leunen als een bepaalde taak af is. Ik kan dat niet.’

20 | de ingenieur 9 | september 2018

INGENIEURSTALENTEN

DE ROUTINECRUSHER In het advieswerk over gebouwinstallaties zorgt Henk Heijkoop voor het doorbreken van vaste werkpatronen. Dat alles om de gebruiker een beter resultaat te bieden.

‘V

olg niet gelijk je routine, maar denk eerst na wat zo’n gebouw nodig heeft.’ Bij Henk Heijkoop RSE is het inmiddels zijn vaste riedel wanneer ingenieursbureau DWA een nieuwe opdracht krijgt voor het ontwerp van de installaties van een gebouw. Als recent voorbeeld noemt hij vier gasloze woongebouwen voor mensen met een verstandelijke beperking. De klassieke aanpak is dan: bepaal de capaciteit van een installatie en zorg met regeltech niek dat de verschillende appartementen de gewenste temperatuur en ventilatie krijgen. ‘Veel te ingewikkeld; dat kan anders’, zegt Heijkoop dan tegen zijn opdrachtgevers. ‘Kijk eens goed naar het gebouw. Wat is de oriëntatie? Hoe wordt het gebruikt? Door toepas sing van een individuele water/waterwarmtepomp en een warmte terugwin-unit voor ventilatie per vier appartementen is minder techniek nodig, minder leidingen, en zelfs geen regeltechniek. Elk apparaat is van zichzelf slim.’ Het voorbeeld spiegelt de grootste ergernis van Heijkoop: er wordt van tevoren niet goed nagedacht over de functionele wensen en eisen voor de klimaatinstallaties in gebouwen. ‘Dat is een van de redenen waarom 60 tot 70 % van de gebouwen niet goed is ingere geld. En de sector laat het gewoon gebeuren.’ Dat je moet waarmaken wat je hebt beloofd, is voor Heijkoop een vanzelfsprekendheid. In de beginjaren van DWA won hij er al de Smart Home Award mee. Nu werkt hij aan een nieuwe aanpak van bouwopdrachten, waarin DWA steeds meer de rol van systeem

Ooit begon de geboren Ridderkerker aan een studie communication and multimedia design, maar ‘daar zwamden ze wat te veel over de keuze van een bepaald kleurtje voor een website’. Daarop koos hij dat wat hij in zijn vrije tijd het liefste deed. ‘Ik reed motor en sleutelde er graag aan. Mijn stu die automotive voelde als thuiskomen. Met alle maal van die nuchtere rechttoe-rechtaan-gasten die blijer worden van burn-outs (banden laten slippen voor de rookontwikkeling – red.) dan van kopjes muntthee drinken in een hip tentje.’

Naam Richard Hooijmeijer | Leeftijd 27 | Titel BSc | Opleiding automotive engineering, Hogeschool Rotterdam | Functie testengineer, VDL Enabling Transport Solutions

integrator op zich neemt. ‘We zullen ook wel moeten, gezien de strenge eisen voor het ener giegebruik van utiliteitsgebouwen. Maar eigen lijk is het vooral gewoon goed om van tevoren na te denken en een duidelijke visie te hebben.’

Naam Henk Heijkoop | Leeftijd 32 | Titel RSE ( Register Security Expert) | Opleiding energietechniek, Hoornbeeck College Amersfoort | F unctie project leider, DWA

Hooijmeijer werkte aan de eerste Nederlandse elektrische truck, een project van DAF en VDL, het bedrijf waar hij in dienst is. Hij was verantwoordelijk voor de accupakketten en de aansturing van de elektrische aandrijflijn. Hooijmeijer weet alles van batterijtechnologie en communicatieprotocollen: de commando’s die tussen de elektroni sche onderdelen van de vrachtwagen of bus worden uitgewisseld. Afgelopen voorjaar volgde de presentatie van de DAF CF Electric VDL E-Power. ‘Ik ben bij dit prestigieuze project het eerste aanspreek punt voor de mensen van DAF. Als er dingen niet goed gaan of er zijn nieuwe eisen, dan komen ze bij mij. Ik moet dan prioriteiten stellen, de acties bij VDL coördineren en die zo efficiënt mogelijk laten uitvoeren.’ Het is het soort werk dat hem goed ligt. ‘Ik praat net zo gemakkelijk met de monteurs als met de hoogste bazen. Met het tonen van respect en het serieus nemen van hun input krijg ik het meeste gedaan.’ Elektrisch rijden is goed voor het milieu, maar dat is niet wat Hooij meijer het meeste drijft. ‘Ik vind dit gewoon gave technologie. Hoewel ik moet zeggen dat ik het schone aspect van elektrisch rijden steeds meer ga waarderen. Als je achter zo’n oude dieselauto rijdt ... Die walm moet je gewoon niet hebben.’ september 2018 | de ingenieur 9 | 21

INGENIEURSTALENTEN

DE DUIZENDPOOT Bij DAF werken wilde Arie Naber niet, dat lag zó voor de hand. Nu zit hij er alweer bijna vier jaar. Hij was de spin in het web bij de bouw van een nieuwe machinelijn voor cilinderblokken.

rie Naber kan niet door de motorenfabriek lopen zonder dat iemand hem aanschiet. Kort overleg, komt voor elkaar, en weer door. De uitgestrekte fabriekshal op het DAF-terrein stamt uit de jaren vijftig, met een karakteristiek zaagtanddak voor daglicht. Een deel van de machinelijn is echter spiksplinternieuw: de verspaningslijn om de cilinderblokken en -koppen te frezen voor de MX11-truckmotoren. Naber was als projectleider verantwoordelijk voor het ontwerp en de bouw van de ‘koppenlijn’: het deel waar de cilinderkoppen worden gemaakt. Tot vorig jaar werden de MX11- blokken en koppen in Amerika gemaakt, waarna het zware gietijzer per boot naar Europa kwam. Nu draaien de robotarmen en gieren de frezen in Eindhoven alsof het altijd zo is geweest. Vroeger, thuis, was het auto’s voor en auto’s na. Nabers ouders had den een transportbedrijf, een oom was vrachtwagenchauffeur. HTS

‘Zowel oog voor details als overzicht moeten hebben, dat maakt het leuk’

Naam Arie Naber | Leeftijd 32 | Titel ir. | Opleiding HTS autotechniek, HAN, Innovation Management, TU Eindhoven | Functie Senior Production Engineer, DAF

22 | de ingenieur 9 | september 2018

autotechniek was een logische keus, ‘maar altijd met het idee dat je gewoon werktuigbouwer bent, maar dan met auto’s’. Daarna wilde Naber zich breder ontwikkelen, dus deed hij een masteropleiding innovation management bij de opleiding technische bedrijfskunde aan de TU Eindhoven. Tijdens zijn studies had Naber een bijbaan bij metaalbedrijf Team Works. Hij kwam er binnen om te helpen tekenen, maar hij sprong bij waar nodig. ‘Ontwerpen, lassen, freeswerk, machineonderhoud: ik deed het allemaal.’ Het manusje-van-alles ontpopte zich zo tot duizend poot, met zowel theorie- als praktijkervaring. En dat komt bij DAF van pas. ‘Een machinelijn ontwerpen is een combinatie van overzicht hou den en oog voor details hebben. Dat maakt het leuk. Alle machines zijn aan de eisen van DAF aangepast. Ik overleg met de mensen die de machines bedienen, de managers en de leveranciers. Dan moet je wel weten waar je het over hebt.’ Naber kwam via detacheerder TMC bij DAF terecht, waar zijn vader voorheen ook werkte. ‘Ik wilde dat nooit; het lag te veel voor de hand.’ Bij TMC vonden ze dat hij op zijn minst eens moest gaan praten. ‘Toen bleek het een collegiaal bedrijf te zijn, waar mensen zich echt mogen ontwikkelen.’ De koppenlijn werd Nebers eerste klus in een aansturende rol; een sprong in het diepe. Begin 2018 kwam de eerste truck van de band met een in Eind hoven gemaakt MX11-blok en -kop. ‘Dat was wel een momentje. We zijn met zijn allen gaan kijken. Het zal de klant worst zijn waar de cilinderkoppen zijn gemaakt, maar voor mij was die truck bijzonder.’

INGENIEURSTALENTEN

DE VECHTER Loubna Bouarfa werkt aan software die artsen helpt om betere beslis singen te nemen op basis van grote hoeveelheden data. ‘De best mogelijke uitkomst voor de patiënt: daar ligt mijn hart.’

e heeft een vriendelijke en open uitstra ling, maar wie met dr.ir. Loubna Bouarfa praat, ervaart direct ook een sterke ambi tie; een drive om te slagen. ‘Ik ben een vechter. Dat heb ik van mijn ouders, van hoe zij mijn autistisch broertje verzorgen.’ Die ervaring zorgde er wellicht ook mede voor dat Bouarfa zich in de academische wereld niet gelukkig voelde. ‘Mensen daar zijn al blij als ze hun bevindingen hebben gepubliceerd. Maar vaak is daarmee het echte probleem, bijvoor beeld voor de patiënt, niet opgelost. Ik erger me daaraan. De best mogelijke uitkomst voor de patiënt: dáár ligt mijn hart.’ Dus startte Bouarfa begin 2016 haar eigen bedrijf OKRA, dat helpt om in de gezondheids zorg met machine learning betere onderbouwde beslissingen te nemen. ‘Binnen een paar maan

Naam Loubna Bouarfa | Leeftijd 35 | Titel dr.ir. | Opleiding signal processing and information technology, TU Delft | Functie oprichter en CEO, OKRA

Op basis van haar opleiding signal processing and information technology aan de TU Delft zou je Bouarfa inschatten als een echte bèta die vooral graag programmeert. Dat ze een succesvol bedrijfje zou opzet ten, lag dus niet direct in de lijn der verwachting. ‘Ik ben niet bang om uit mijn comfortzone te stappen. Aan die eigenschap heb ik veel te danken.’ Zo is ze gevraagd als expert artificial intelligence bij de EU. Met Bouarfa en haar bedrijf OKRA gaat het goed. Het heeft meer dan genoeg werk en groeit hard. Verspreid over Cambridge, Amster dam en Kiev sleutelen nu tien medewerkers aan de software. ‘Ik vind het knap van mezelf dat het is gelukt om wetenschappelijke kennis commercieel te maken; dat is helemaal niet eenvoudig. Gelukkig waren er genoeg mensen die me daarbij hielpen.’ Of ze weleens heeft getwijfeld aan de rollercoaster die OKRA heet? ‘Nee, twijfel over mijn beslissingen heb ik niet. Alleen als mijn geduld op de proef wordt gesteld, als het lijkt alsof alles stilstaat, dan voelt het niet goed.’ |

‘Ik ben niet bang om uit mijn comfortzone te stappen’ den heb ik een eerste prototype van onze soft ware uit de grond gestampt, zodat ik het kon testen op echte casestudy’s.’ Ze noemt als voorbeeld een patiënt met een zeldzame ziekte. Het komt nog te vaak voor dat artsen de verkeerde behandeling voorstellen. ‘Zij baseren zich vaak op wetenschappelijke litera tuur en richtlijnen die zijn opgesteld op basis van soms twintig jaar oud onderzoek. Bovendien beschouwt dit onderzoek groepen patiënten, ter wijl iedere persoon en elk geval anders is.’ Daarom gebruikt OKRA grote hoeveelheden data om waarschijnlijkheden te berekenen: wat is de kans dat dit geneesmiddel aanslaat bij die persoon? Wat is de best mogelijke behandeling gezien etni citeit, leeftijd, lifestyle, locatie en dergelijke? september 2018 | de ingenieur 9 | 23

TELEFOONTRANSITIE

‘V

olgens mij kunt u beter een ander abonnement nemen’, zei de jongeman in de winkel. Ik was gekomen voor een nieuwe telefoon, in één keer betalen, inpakken en meenemen, maar ik had het enthousiasme van het personeel over het hoofd gezien.

MÖRING

Het is me eerder overkomen. Jaren geleden, toen ik een auto had gekocht. Die zou donderdag klaarstaan. Dat kwam mooi uit, want ik moest die avond optreden in het diepe zuiden. Toen ik aankwam bij de garage kreeg ik eerst koffie aangeboden, waarna de verkoper een praatje begon over de wagen in kwestie, die heel veel leek op mijn vorige wagen, en ondertussen tikte de tijd voort. ‘Ik heb een beetje haast’, zei ik, denkend aan files die aangroeiden, omgewaaide bomen en tweehonderd leesclub vrouwen die op mij zaten te wachten. De verkoper wilde toch eerst de wagen inspecteren met mij. Dat hield ook een rondje bedrijventerrein in. De minuten vlogen voorbij. Toen ik wilde terugkeren naar de garage, vroeg de verkoper mij te stoppen. Hij verliet de wagen en liep een winkelcentrum binnen. In mijn hoofd stond Brabant inmiddels vol met auto’s en waren mijn lezeressen in opstand aan het komen. Wat ik me bij het laatste moest voorstellen, wist ik niet, maar ik keek er niet naar uit. Het duurde een kwartier voor de verkoper weer in de auto stapte en mij een fles champagne overhandigde. ‘Wat …’, zei ik. Die was voor mij. Of we nu even de papieren in orde konden maken. Dat was lang geleden en nu stond ik in een winkel, terwijl iemand ging uitzoeken of en hoe ik minder kon betalen, terwijl ik alleen maar heel snel, in en uit, een telefoon wilde kopen. Niet omdat ik er lol in had, maar omdat het moest. Een telefoon die als twee druppels water leek op mijn vorige, die het nog heel best deed maar naar mijn dochter zou gaan omdat zij de hare had laten vallen.

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

Twee uur later kwam ik naar buiten, met een abonnement dat een paar euro goedkoper was en genoeg data om een klein land van internet te voorzien. Ik had gedacht dat het daarmee voorbij was, maar zoals wel vaker was de hoop sterker dan de werkelijkheid. Een week later berichtte mijn provider dat mijn telefoonsignaal zo slecht was dat ik mocht kiezen tussen maandelijkse korting of overstappen naar een concurrent met een beter signaal.

24 | de ingenieur 9 | september 2018

Dat verklaarde veel. Ik bel weliswaar nauwelijks, maar sinds ik in het bos woon, zijn de gesprekken een orgie van ‘hallo, ben je daar nog?’ en ‘ik kan je niet meer verstaan’. De enige manier om de communicatie met de buitenwereld in stand te houden, is door naar buiten te lopen en een plek te vinden waar het signaal door een combinatie van gunstige wind, ideale maanstand en veel yin en yang overeind blijft. De scheiding voltrok zich pijnloos, maar er moest natuurlijk het een en ander worden afgehandeld. Een stroom van sms’jes kwam op gang die elke stap in het proces begeleidden. Er werd meer telefoondata uitgewisseld dan ik zelf ooit had geproduceerd.

Twee uur later stond ik buiten met een abonnement dat een paar euro goedkoper was en genoeg data om een klein land van internet te voorzien

Er kwam zelfs een berichtje waarin mijn vertrek werd betreurd en of ik er nog eens over na wilde denken. Mijn nieuwe provider produceerde eenzelfde reeks berichten en zo had ik het telefonisch drukker dan ooit tevoren. Maar met mijn enorme databundel en een goedkoper abonnement maakte dat natuurlijk niet uit. Nu, terwijl ik dit schrijf, vindt de transitie plaats. Een nieuwe periode in mijn bestaan als communicerend mens breekt aan. Zal het signaal beter zijn? Hoef ik niet meer naar buiten te lopen om een plek in het bos te vinden waar ik kan bellen zonder dat het gesprek oplost in een brij van ruis en halve woorden? Ik aarzel om de nieuwe chip uit zijn plastic hoesje te halen, de oude uit de telefoon te peuteren, en een nog onbekende fase in mijn leven te betreden. De dichteres Vasalis schreef ooit: ‘Niet het scheiden doet zo’n pijn, maar het afgesneden zijn.’ Dat zijn wijze woorden. Maar hoe zal het tegenovergestelde zijn?

illustratie NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

De Parker Solar Probe zal de zon naderen tot een afstand van 6 miljoen km, wat zeven keer dichterbij is dan eerdere onbemande ruimtescheepjes.

ZO RAAKT DE PARKER SOLAR PROBE NIET OVERVERHIT

Koele zonaanbidder NASA’s Parker Solar Probe is onderweg naar de corona: het onvoorstelbaar hete gebied rond de zon. Hoe kunnen het onbemande ruimtescheepje en zijn instrumenten daar overleven? tekst drs. Jean-Paul Keulen

‘D

e zon aanraken.’ Zo om schrijft NASA de missie van de Parker Solar Probe, die vorige maand werd gelan ceerd vanaf Cape Canaveral in Flo rida. Een beetje dichterlijke vrijheid heeft de Amerikaanse ruimtevaart organisatie zich bij die slogan wel gepermitteerd. De sonde zal niet let terlijk het oppervlak van de zon aan

raken, maar het wel naderen tot een afstand van 6 miljoen km. En bij nadere beschouwing klinkt dat eigen lijk minstens zo indrukwekkend. Want waar het oppervlak van de zon niet veel heter is dan 5500 °C, heersen in de regio rond de zon temperaturen van enkele miljoenen °C. En door dat gebied, de zogenoemde corona, gaat de Parker Solar Probe heen vliegen.

Hoe kan een ruimtescheepje zulke omstandigheden weerstaan?

Sandwich van koolstof Allereerst: temperatuur is niet het zelfde als warmte. De temperatuur is een maat voor hoe snel deeltjes be wegen; in de corona van de zon zijn die snelheden dus bijzonder hoog. Maar in de ruimte gaat het in de regel om heel september 2018 | de ingenieur 9 | 25

foto NASA/Johns Hopkins APL

Het hitteschild van de Parker Solar Probe moet temperaturen tot 1370 °C kunnen weerstaan. Hier wordt het schild geïnstalleerd in een vacuümkamer van NASA’s Goddard Space Flight Center.

lage deeltjesdichtheden en daarop is de corona geen uitzondering. Door die lage dichtheid wordt er maar weinig warmte overgedragen op de Parker Solar Probe. En daardoor kan het volstaan met een hitte schild dat bestand is tegen temperaturen tot 1370 °C. Nu is dat nog steeds niet weinig. Om maar wat te noemen: lava heeft temperaturen tussen 700 en 1200 °C, terwijl staal smelt bij 1434 °C. Om ervoor te zorgen dat de instrumenten aan boord van de Parker Solar Probe hun werk desondanks bij kamertemperatuur kun nen doen, ontwikkelden onderzoekers van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory een hitteschild: het Thermal Protection System. Dat schild werd een sandwich van koolstof. Aan de buitenkant zitten twee dunne vellen van carbon-carbon, een materiaal dat bestaat uit koolstofvezel versterkt met een rooster van grafiet. Hiertussen bevindt zich een ruim 11 cm dikke plak koolstofschuim.

echter voor 97 % uit lucht, waardoor het schild toch goed isoleert. Een extra voordeel van de lage dichtheid van het schuim is dat het schild voor zijn diameter van 2,4 m relatief weinig weegt: 73 kg. Nadeel is dan weer dat het koolstofschuim erg fragiel is en bij hoge temperaturen in brand kan vliegen. Tenmin ste, als er zuurstof in de buurt is. In het vrijwel- vacuüm van de ruimte speelt dit probleem niet, maar tijdens de voorbereidingen van de missie hier op aarde was het wel degelijk een punt van zorg. Daarom was een speciale vacuümkamer nodig om het schild bij hoge temperaturen te kunnen testen.

Flinterdun laagje

Het koelsysteem voor de zonne panelen is verrassend simpel ‘Bij het onderzoek naar kernfusie, waarbij ook extreem hoge tempera turen spelen, is in het verleden vaak gebruikgemaakt van koolstof’, vertelt dr. Thomas Morgan, groepsleider Plasma Material Interactions bij het Nederlandse energie-instituut DIFFER. ‘Koolstof blijft tot heel hoge temperatuur een vaste stof en heeft gunstige thermische eigen schappen.’ Wel geleidt het element warmte, wat het minder geschikt lijkt te maken voor een hitteschild dat de achterliggende apparatuur koel moet zien te houden. Het gebruikte koolstofschuim bestaat 26 | de ingenieur 9 | september 2018

Het hitteschild moet verder niet alleen warmte tegenhouden, maar ook warmte kwijt kunnen raken, anders loopt de temperatuur alsnog te hoog op. ‘Er is geen atmosfeer, dus dat moet via straling’, zegt Morgan. Daarom is het hitteschild voorzien van een speciale witte coating. Het meest geschik te materiaal daarvoor bleek aluminiumoxide. Probleem is dat deze verbinding bij hoge tempera turen kan reageren met het koolstof waar het schild zelf van is gemaakt. Om dat te voorkomen, is er een flinterdun laagje wolfraam aangebracht tussen de coating en de ondergrond. Daarnaast is er een koelsysteem nodig om te voorkomen dat de zonnepanelen oververhit

foto NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

Onderzoekers beschijnen de zonnecellen van de Parker Solar Probe met een laser om te kijken of ze elektriciteit opwekken en die overdragen aan het ruimtescheepje.

doorheen wordt gepompt. Wat voor koelvloeistof? ‘Bij het Applied Physics Laboratory hebben we zo’n vijftig opties bestudeerd, en uiteindelijk bleek water het meest geschikt’, zei Andrew Driesman, projectmanager van de Parker Solar Probe, in het tijdschrift Popular Mechanics. raken. Door de warmte van de zon én door de warmte die ontstaat door de grote hoeveelheid opgewekte elektriciteit kunnen die namelijk beschadigd raken. NASA zelf noemt het systeem ‘verrassend simpel’. De zonnepanelen zijn beves tigd op een structuur van titanium, waarin dunne buisjes zijn verwerkt waar koelvloeistof

CORONA-ENIGMA’S Hoe kan het dat er in de corona, de ijle zone van plasma rond de zon, temperaturen heersen van enkele miljoenen graden terwijl het oppervlak van de zon niet heter is dan 5500 °C? Dat is een van de vragen die NASA hoopt te beantwoorden met de Parker Solar Probe. Een andere kwestie waar de Parker Solar Probe meer licht op kan werpen, is de zonnewind, die op aarde het poollicht veroorzaakt. Deze stroom van geladen deeltjes is afkomstig uit de corona, maar hoe deze deeltjes daar precies hun hoge snelheden krijgen, is onduidelijk. Tot slot zijn er nog de coronal mass ejections: uitbarstingen van plasma in de corona die op aarde radiocommunicatie kunnen storen, een gezondheidsrisico vormen voor astronauten en misschien zelfs stroomnetwerken kunnen platleggen. Als de sonde een beter begrip van zulke uitbarstingen mogelijk maakt, zijn ze wellicht ook beter voorspellen.

Gemotoriseerde armen Waarom water? Allereerst omdat de koelvloeistof moet functioneren bij temperaturen tussen 10 en 125 °C en er maar weinig stoffen zijn die in dat hele bereik vloeibaar zijn. Nu kookt water natuurlijk normaal gesproken bij 100 °C, maar door de druk te verhogen is dat kookpunt verhoogd tot boven de 125 °C. ‘Verder is water altijd een uitstekend middel om warmte over te brengen’, zegt Morgan van DIFFER. ‘Het heeft een hoge warmtecapaciteit, wat wil zeggen dat de temperatuur maar weinig stijgt als je er warmte aan toevoegt, en een vrij lage visco siteit, waardoor je het goed kunt gebruiken om snel warmte van de ene naar de andere plek te verplaatsen.’ Daarnaast zijn de zonnepanelen gemonteerd op gemotoriseerde armen die ervoor zorgen dat ze grotendeels achter het hitteschild wor den getrokken als de sonde zich in de buurt van de zon bevindt. Slechts een klein stukje zonnepaneel steekt uit – maar op zo’n moment levert dat voldoende elektriciteit om de hele sonde aan de gang te houden. Uiteraard zijn al deze voorzorgsmaatregelen uitvoerig in het lab getest. Maar of ze ook de echte hitte van de zon kunnen weerstaan, moet de komende jaren blijken. In november maakt de Parker Solar Probe zijn eerste scheervlucht langs de zon. In de jaren daarna zal hij steeds dichter bij komen, tot de afstand tot het oppervlak nog maar 6 miljoen km bedraagt. En dan zal moeten blijken of de combinatie van hitteschild, coating, zich verschuilende zonnepanelen en water er inderdaad voor gaat zorgen dat NASA’s zonneverkenner in de hete corona het hoofd koel kan houden. | Met dank aan ir. Martin Lemmen (Light Product Development), eerder onder meer betrokken bij de Mercuriusmissie BepiColombo (lancering in oktober 2018) en de zonnemissie Solar Orbiter (2020). september 2018 | de ingenieur 9 | 27

Stroom, lucht en water: meer heeft de machine van het Eindhovense VitalFluid niet nodig om een plasmageactiveerde vloeistof te maken. En met zo’n vloeistof kun je van alles en nog wat: zaden voor gewassen prepareren, bloemen langer houdbaar maken, kunstmest produceren ... Zelfs het sneller genezen van wonden behoort straks misschien tot de mogelijkheden. tekst ir. Jim Heirbaut

PLASMA MAAKT WATER DESINFECTEREND

Door de bliksem getroffen

et gebeurt elke seconde wel ergens ter wereld: een blikseminslag op zee. Daar komen zelden ongelukken van, maar er gebeurt wel iets bijzon ders. Waar de geïoniseerde lucht rond de bliksemschicht in contact komt met het zeewater, verandert dat water tijdelijk van aard. De zuurstof- en stikstofionen uit de lucht lossen erin op, waardoor het bacteriën en andere micro-organismen kan doden. Toen ing. Paul Leenders, chemicus van opleiding, rond 2011 voor het eerst van dit proces hoorde, zag hij vrijwel meteen allerlei mogelijkheden. ‘Ik werkte destijds aan methodes om han den te desinfecteren. Daarvoor was plasma het meest veelbelovend, maar als je met plasma behandelde lucht gebruikt, moet je de hele tijd nieuwe

28 | de ingenieur 9 | september 2018

lucht aanvoeren. En je moet de behan delde lucht ook nog eens goed afvoe ren, want die wil je niet inademen.’ Het zou veel praktischer zijn als je dezelfde eigenschappen aan water zou kunnen meegeven. En dat is Leenders samen met zijn partner Polo van Ooij BSc gelukt: hun bedrijf VitalFluid heeft een machine ontwikkeld die kleine hoeveelheden water met plasma kan behandelen, zodat het tijdelijk des infecterend wordt. Op dit moment kan de machine nog maar kleine hoeveelheden van het plasmageactiveerde water maken: 0,5 l per keer. Van deze laboratorium apparaten zijn er acht gebouwd, die VitalFluid verhuurt aan bedrijven en onderzoeksinstellingen. ‘Het doel is onze klanten bekend te maken met de mogelijkheden van plasma

geactiveerd water. Tegelijk onderzoe ken we ook R&D-vragen in opdracht van bedrijven.’

Zuur water Maar hoe werkt zo’n machine dan precies? In het apparaat staat een bekerglas waar 0,5 l water in past. Boven het water hangt een pin vormige elektrode van waaruit elek trische ontladingen naar het water oppervlak schieten. Een roerder brengt het water aan het kolken, zodat steeds een ander deel ervan blootstaat aan het plasma. Na tien tot vijftien minuten is al het water door plasma geactiveerd. ‘Nu houdt het een minuut of tien à vijftien zijn desinfecterende eigenschappen. Daarna nemen die langzaam in kracht af’, vertelt Leen ders.

foto nl.depositphotos.com

Bij een blikseminslag op zee kunnen ionen uit de lucht in het water opgelost raken. Hierdoor krijgt het water bacteriedodende eigenschappen.

De elektrode kan een potentiaal bereiken van 60 kV en werkt onder andere met een gepulste, hoogfrequente spanning van rond de 1 MHz. Het apparaat varieert de golfvormen en combinaties van pulsen om het plasma te beheersen, en de temperatuur en de snelheid van de verschillende omzettingsprocessen in te stellen. Het proces in de machine draait enkel op lucht, water en stroom. Met elektriciteit wordt lucht omgezet in stikstof- en zuurstofionen, die heel reactief zijn. Deze ionen lossen op in water, waarbij allerlei stoffen ontstaan zoals nitraten en nitrieten (uit stikstof) en waterstofperoxide (uit zuurstof). Tezamen geven die het water zijn bacteriedodende eigenschappen. De stoffen zorgen er ook voor dat het water flink zuur der wordt. Het krijgt een pH-waarde tussen 3 en 4, waar veel bacteriën niet tegen kunnen.

Houdbare bloemen De belangrijkste toepassing van het proces van VitalFluid is het behandelen van zaden, die geen ziekteverwekkers zoals bacteriën, virussen of schimmels mogen bevatten. Normaal gesproken gebeurt dit behandelen met chemische middelen, die echter steeds meer aan banden worden gelegd. ‘Dit zijn complexe organische verbindingen die maar lastig afbreken in de natuur.’ Door zaden te wassen met

lasmageactiveerd water wordt het zaad ziekte p kiemvrij en krijgt het een grotere kiemkracht. ‘Een belangrijk voordeel is dat er geen resten achterblijven van het middel waarmee je de zaden behandelt.’ Maar er is nog veel meer mogelijk. In een vroeg stadium draaide Leenders een project met Floraholland, een grote veiling voor bloemen en planten. Door het water waarin snijbloemen staan te behandelen, worden alle micro-organis men gedood en zijn de bloemen langer houdbaar. Daar wordt nu chloorwater voor gebruikt, maar plasmageactiveerd water blijkt daarvoor ook prima in te zetten. Verder zijn voedingsmiddelen langer houdbaar te maken door ze met het spe ciale water te behandelen. En medicijnresten zijn uit afvalwater te halen; een klus die nog niet meevalt met bestaande methodes. Wat nog echt in de kinderschoenen staat, is de medische toepassing van het behandelde water. Dat wonden sneller kunnen genezen dankzij een september 2018 | de ingenieur 9 | 29

foto VitalFluid

In dit apparaat van VitalFluid wordt plasmageactiveerd water gemaakt met elektrische ontladingen die lopen van de verticale elektrode naar het water dat in het bekerglas kolkt.

zijn om een zo effectief mogelijk systeem te bouwen dat voldoende grote hoeveelheden water kan behandelen.’

Nevel van druppels plasma, is al langer bekend. Zo’n plasma laat een lastige wond beter helen, doordat de reactieve deeltjes bacteriën doden en tegelijk de groei van nieuwe bloedvaatjes bevorderen’, legt Leenders uit. ‘Alleen stop pen wij die reactiviteit in water. Dat kun je bijvoorbeeld verwerken tot een gel, die makkelijker is te gebruiken.’

Moeilijk te vergelijken ‘Ik heb er geen twijfel over dat deze techniek werkt’, zegt prof.dr. Han Gardeniers van de Universiteit Twente desgevraagd. ‘Er is intussen voldoende bewijs dat de beloofde werking klopt. Veel fundamentele vragen zijn opgelost.’ Gardeniers’ groep gebruikt ultrageluid om water te zuiveren. Daarbij ontstaan vergelijkbare reactieve deeltjes als bij het plasmaproces van VitalFluid. ‘Waar bij het proces van VitalFluid volgens mij de grootste uitdagingen zitten, is de korte levensduur van de actieve stoffen: de reactieve zuurstof en de reactieve stikstof. Het bedrijf zegt dat het plasmageactiveerde water ongeveer een kwartier actief is, maar dat is waarschijnlijk grotendeels de overblijvende activiteit van de later gevormde verbindingen en de lage zuurgraad. De echte reactieve deeltjes zijn dan al weggereageerd.’ Verder constateert Gardeniers dat er veel verschillende manieren zijn om het plasma met water in contact te brengen. ‘Dat maakt het vergelijken van meetdata tussen onderzoekers extra moeilijk. Maar hoe dan ook denk ik dat een van de belangrijkste ontwikkelpunten zal

Inderdaad is het opschalen naar een apparaat dat veel grotere hoeveelheden water kan prepareren niet simpelweg een kwestie van alles een paar keer zo groot maken, weet ook Van Ooij van VitalFluid. ‘Wij hebben de technieken om op te schalen in huis. Maar we hebben nog een opti malisatievraagstuk, namelijk: hoe kunnen we het energieverbruik op grote schaal minimaliseren? Als je naar grotere volumes en vermogens gaat, treden er daarnaast thermische problemen op die op kleine schaal gemakkelijker op te lossen waren. Ook onderzoeken we de slijtage van de elementen in ons systeem.’ Om het proces nog verder onder controle te krijgen, staat in Veldhoven een proefinstallatie waar ingenieurs, plasmafysici, plasmachemici en elektrotechnici allerlei factoren kunnen variëren. ‘We kunnen het vermogen dat we in het plasma stoppen variëren, evenals de frequentie van de wisselstroom die het plasma opwekt’, vertelt Leenders. ‘Ook zijn er allerlei manieren om het plasma met het water in aanraking te laten komen. Laat je de bliksems door een nevel van waterdruppels schieten of loopt de ontlading door de lucht van de elektrode naar een vloeistof? Het maakt allemaal uit.’ |

DUURZAME KUNSTMEST Boeren hun eigen kunstmest laten maken: dat kan ook met het plasmageactiveerde water van V italFluid. Nadat de ziektekiemdodende eigenschappen zijn verdwenen, blijft namelijk nitraathoudend water over. Dit betekent dat met het plasma proces kunstmest is te maken uit niets anders dan lucht, water en stroom. Momenteel wordt kunstmest nog voor het grootste deel in grote fabrieken geproduceerd uit aardgas, via het

30 | de ingenieur 9 | september 2018

zogenoemde Haber-Boschproces. VitalFluid denkt dat dit met hun nieuwe proces veel duurzamer kan. ‘Ons proces heeft voor het maken van 1000 kg stikstof ongeveer 3,5 keer minder energie nodig’, zegt Paul Leenders, CEO van het bedrijf. Bijkomend voordeel is dat deze vorm van kunstmest eenvoudig op locatie is te produceren. ‘Iedere boer maakt dan kunstmest voor eigen gebruik’, zegt Leenders’ collega Polo van Ooij.

Daarbij wordt bespaard op de transportkosten, want kunstmest hoeft niet meer van de fabriek naar de klant. V italFluid wil dit proces nu verder verbeteren. De gasopname door het w ater moet efficiënter en de inen uitgaande waterstromen moeten volledig worden beheerst vanwege de wisselende waterkwaliteit en eventuele vervuiling. Ten slotte is het nodig om de plasmareactor op te schalen.

TO DO

foto Dick Rennings/CC BY 2.0

RUIMTEREIS | 4-5 oktober

foto DLR

Op 29 en 30 september vindt in Eindhoven weer het grootste maakfestival van Nederland plaats, op het voormalige Philipsterrein Strijp-S. Bouw een luchtgolfzwever (een zweefvliegtuigje dat zonder wind kan vliegen), ontwerp een maquette met computer-aided design en realiseer die met een 3D-printer en lasersnijden, probeer met een robot de ballon van een andere robot stuk te prikken in de Raspberry Pi Jam ... Het zijn slechts drie van de vele items die op het programma staan. Verder vindt zowel op zaterdag als op zondag de Crazy Parade plaats, een optocht van zelfgebouwde voertuigen. Pronkstuk is een fantasieraket in steampunkstijl, die is gemaakt ‘met actieve participatie van makers uit alle lagen van de bevolking’. Voorafgaand aan het festival, op vrijdag 28 september, is er bovendien de onderwijsconferentie FabLearn, waar mensen uit onderwijs, beleid en wetenschap kennis kunnen maken met maakonderwijs en ervaringen kunnen uitwisselen. Festival Eindhoven Maker Faire, Klokhuisgebouw en Ketelplein, Strijp-S, Eindhoven za 29 en zo 30 september

Het woord ‘excursie’ doet deze activiteit georganiseerd door KIVI-leden Jos Meijer en Hisco Baas geen recht. Een groep van maximaal 28 personen reist op donderdag 4 oktober per luxe bus af naar Keulen voor een bezoek aan het Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt (DLR). Na een overnachting in een hotel zijn op de vrijdagochtend enkele historische bezienswaardigheden op het gebied van de luchtvaart aan de beurt, gevolgd door een bezoek aan het privévliegveld August-Euler-Flugplatz, waar verschillende lezingen worden gegeven. De kosten voor de reis, inclusief hotel en maaltijden, bedragen 300 euro voor leden van KIVI en NVvL, en 350 euro voor overige geïnteresseerden. Excursie Lucht- en ruimtevaart-highlights in Duitsland, omgeving Keulen en Mainz, Duitsland, do 4 en vrij 5 oktober

DUURZAME DADENDRANG | 25 september Hoe doet mijn gemeente het op het gebied van duurzaamheid? Op die vraag kan iedere geïnteresseerde binnenkort een actueel antwoord krijgen, als de nieuwe gemeentelijke duurzaamheidsindex (GDI) uitkomt. Op 25 september wordt hij gepresenteerd als onderdeel van het symposium Duizend Duurzame Daden, georganiseerd door Onderzoekcentrum Drechtsteden. De GDI vergelijkt alle gemeentes van ons land op basis van 24 criteria, variërend van luchtkwaliteit tot afvalscheiding. Helemaal

eerlijk is die vergelijking echter niet. Zo zal een Waddeneilandgemeente op het gebied van luchtkwaliteit altijd beter scoren dan een gemeente in de buurt van Rotterdam. En goede afvalscheiding is makkelijker te realiseren in de Achterhoek dan in gemeentes met veel stedelijke hoogbouw. Jan Hooft van Huijsduijnen (ABF Research) zal daarom in een workshop demonstreren hoe je als gemeente in de GDI kunt zoeken naar vergelijkbare gemeentes om je mee te meten. Een andere spreker is Arjen Schep van het Erasmus Studiecentrum voor Belastingen van Lokale Overheden. Hij maakt duidelijk hoe gemeentes met lokale maatregelen hun duurzaamheidsbeleid een impuls kunnen geven. Ze zouden bijvoorbeeld eigenaren van elektrische auto’s parkeervergunningen voor een groter gebied kunnen krijgen dan eigenaren van conventionele modellen. Ook kunnen gemeentes meer

‘objectgebonden’ te werk gaan bij het verduurzamen van woningen. Dat wil zeggen: als iemand bijvoorbeeld zonnepanelen op zijn huis plaatst, krijgt hij daarvoor een lening die bij verhuizing overgaat naar de volgende bewoner. Dat maakt de drempel lager voor het aanschaffen van panelen. Het symposium richt zich in de eerste plaats op gemeentelijke bestuurders uit het hele land, maar andere geïnteresseerden, bijvoorbeeld onderzoekers op het gebied van duurzaamheid, zijn ook van harte welkom. Het symposium vindt plaats in de Duurzaamheidsfabriek, een innovatieve leer- en werkomgeving ontworpen door Thomas Rau. Speciale tip voor ingenieurs: tijdens de middag wordt er een rondleiding aangeboden. Symposium Duizend Duurzame Daden, Duurzaamheidsfabriek, Dordrecht, di 25 september, 12.00-17.00 uur. Inschrijven via deingenieur.nl/duurzamedaden

tekst drs. Jean-Paul Keulen

september 2018 | de ingenieur 9 | 31

LOOPT ONS INFORMATICAONDERWIJS ECHT ZO ACHTER?

Reset voor ICT-opleidingen Verouderde hardware, docenten die praktijkervaring missen, studenten die klagen over het erbarmelijke niveau van hun opleiding ... In verschillende media viel dit voorjaar te lezen dat de ICT-opleidingen van de hogescholen er slecht voor staan. Toch blijken die wel degelijk bezig te zijn met de veranderingen in het vakgebied. tekst drs. Enith Vlooswijk

mdat hij vond dat de studen ten er allerlei codeerfouten kregen aangeleerd, stopte Melvin Lammers met zijn opleiding aan de Hanzehogeschool. Hij twitterde er wat over, de NOS pikte dat op en publiceerde een artikel met de kop: ‘ICT-studenten: wat wij leren is

verouderd en leidt tot problemen.’ Ook andere studenten doen in het stuk hun beklag. ‘Onze lesstof is vier jaar oud’, aldus Rowan van der Kaaden uit Deventer. ‘We werken met verou derde netwerken, met switches, serial ports en sockets van de derde genera tie. Er is al een achtste generatie.’

Eerder namen enkele Amsterdamse ICT-studenten het heft al in eigen handen met de oprichting van BIT Students: een start-up waar studenten innovatieopdrachten uitvoeren voor het bedrijfsleven. Niet alleen omdat dit een lucratief idee is, maar vooral omdat de oprichters menen dat

GOED BETAALD BIJBAANTJE Bedrijven met een innovatief idee kunnen terecht bij BIT Students. Daar storten streng geselecteerde studenten zich op de uitwerking ervan. Het was hoog tijd dat zijn medestudenten de kans kregen om actuele kennis en ervaringen op te doen in het veld, vond Dennis Berkhof (27), student software engineering aan de Hogeschool van Amsterdam. Samen met Marco van der Werf MSc richtte hij enkele jaren geleden BIT Students op, een bedrijfje dat innovaties voor techbedrijven levert. ‘Bedrijven hebben vaak ideeën die ze willen uitproberen; proefballonnetjes die geen tonnen mogen kosten’, legt Berkhof uit. ‘Dat doen wij voor ze.’ De studenten van BIT Students hebben een streng selectieproces doorlopen met een capaciteitentest en een weekend

32 | de ingenieur 9 | september 2018

opdracht. Vervolgens werken de nieuwelingen eerst aan interne opdrachten, voordat ze naar klanten m ogen. Ze verdienen vijftien tot twintig euro per uur. ‘Het is een goed betaalde bijbaan’, zegt Berkhof, ‘maar het gaat ons vooral om de toffe dingen die ze zo leren. Voor een windturbine bedrijf ontwikkelen we bijvoorbeeld een technologie die voorspelt wanneer de batterij stuk gaat.’ BIT Students biedt niet alleen werk, maar stimuleert ook kennisuitwisseling tussen professionals. ‘We hebben bijvoorbeeld mentoren, mensen met enkele jaren werk ervaring, die eens per maand vrijwillig hier komen om hun kennis te delen.’ Momenteel heeft BIT Students vijftig hbo- en wo-studenten in dienst. In de toekomst ziet Berkhof dat aantal graag groeien tot enkele honderden, waaronder ook mbo’ers.

foto Kern Thompson

In de Dutch Innovation Factory in Zoetermeer zijn ICT-onderwijs, -onderzoek en -bedrijven ondergebracht in één pand, om het delen van kennis makkelijker te maken.

ICT-studenten tijdens hun studie te weinig relevante, actuele kennis opdoen. Ondertussen gooit een splinternieuwe ICT-opleiding, Codam, het over een radicaal andere boeg. Kortom, er klinkt een boel gerom mel uit de richting van de ICT-opleidingen, maar wat is er nu precies aan de hand?

Snelle veranderingen Dennis Berkhof BSc, student software engineering aan de Hogeschool van Amsterdam en een van de oprichters van BIT Students, zoekt aar zelend naar niet al te harde bewoordingen. ‘Op de huidige onderwijs instellingen is veel ruimte voor verandering. Er zijn docenten die al vijftien jaar niet meer in hun vakgebied werken en die praten over systemen waar wij nooit meer mee te maken hebben.’

Bijspijker-webinars zijn allang onmisbaar in het vakgebied Drs.ir. Frens Vonken, voorzitter van de overkoepelende stichting voor ICT-opleidingen van het hbo (HBO-i), vindt echter niet dat de Neder landse ICT-opleidingen structureel verouderd zijn. ‘De voorbeelden die in de pers kwamen, zijn echt incidenten. Dat het vakgebied snel verandert, is wel degelijk een aandachtspunt. Samen met het bedrijfs leven kijken we elk jaar opnieuw welke ontwikkelingen er spelen en hoe we daarmee omgaan.’ Juist omdat hogescholen zich bewust zijn van de snelle veranderingen

op ICT-gebied, slaan docenten en bedrijven op veel plaatsen de handen ineen. Terwijl studen ten twintig jaar geleden pas tijdens hun stage periode kennismaakten met de werkvloer, komen professionals uit het bedrijfsleven nu vaak al tijdens de opleiding langs om lezingen en workshops te geven. ‘Het komt voor dat zulke mensen twintig tot veertig uur per jaar in educa tie steken’, weet Vonken.

Kruisbestuiving Daar kan programmamanager Eric de Kruik van de Dutch Innovation Factory (DIF) in Zoetermeer over meepraten. De DIF is een gezamenlijk ini tiatief van bedrijven, de gemeente Zoetermeer en de Haagse Hogeschool. Het onderwijs vindt plaats in een oude margarinefabriek, tussen zo’n twintig ICT-bedrijven en start-ups. De gemeen schappelijke locatie vergemakkelijkt het delen van kennis tussen de verschillende partijen. Vanaf september zal de ‘innovatiefabriek’ bovendien zijn uitgerust met de beste ICTfaciliteiten: de nieuwste computers, servers, camera’s, VR-technologie en ga zo maar door. Dit moet het voor bedrijven aantrekkelijk maken om er een ruimte te huren en de kruis bestuiving met de studenten op te zoeken. De bedrijven geven gastcolleges en master classes voor studenten. Ook leveren ze, net als de september 2018 | de ingenieur 9 | 33

STUDEREN ZONDER CURRICULUM

Hij wil af van het klassieke onderwijsmodel met docenten die lesgeven en studenten die luisteren. ‘Bij Codam draait alles om leren’, zegt dr. David Giron beslist, ‘niet om doceren’. Zelf gaf de directeur van de Amsterdamse opleiding Codam zijn studenten van het Parijse Epitech jarenlang programmeerles op de klassieke manier. Tot hij besefte dat hij de snelle technische veranderingen onmogelijk kon bij houden. ‘Bovendien merkte ik dat de studenten alles leerden te begrijpen zoals ík het begreep. Ze checkten niets, want ik was de docent. Dat is zo verkeerd!’ Toen de Franse telecommiljardair Xavier Niel in 2013 de opleiding 42 oprichtte, een ICT-opleiding nieuwe stijl, was Giron er als de kippen bij.

Boeken ontbreken er, net als docenten in de klassieke zin van het woord. ‘Studenten lossen samen problemen op. Ze praten met mensen om hen heen en zoeken uit welke kennis ze nodig hebben. Op die manier krijgen ze de juiste instelling om creatief te zijn. Dat hebben ze voor de rest van hun carrière nodig.’ Codam is een zusterinstelling van 42 die in september van start gaat in Amsterdam. De aanpak is dezelfde als die in Frankrijk: de studenten leren al doende, door telkens een lastiger project onder handen te nemen. Inspiratie putten ze uit lezingen en workshops van professionals uit het bedrijfsleven. Een vast curriculum ontbreekt: elke student kiest zijn of haar eigen uitdagingen, afhankelijk van het bereikte niveau. Laagdrempelig Verder is de studie volledig gegamificeerd: net als in een computerspel moeten de studenten met telkens nieuwe projecten punten binnen

gemeentelijke instellingen, input voor praktische opdrach ten waarmee studenten aan de slag gaan. ‘Bijvoorbeeld lan ger thuiswonen door ouderen’, zegt De Kruik. ‘Dat kun je met sensoren en allerlei andere technische toepassingen ondersteunen.’ Door met deze vraag aan de slag te gaan, worden studenten gedwongen samen te werken met meer dere partijen. ‘Dat is belangrijk, want veel ICT’ers komen terecht bij bedrijven die zelf niets aan ICT doen, maar wel ICT-oplossingen nodig hebben. Daarvoor moeten mensen leren over de grenzen van hun vakgebied te kijken.’ Momenteel vallen dergelijke opdrachten, die een week of tien beslaan, nog binnen het reguliere onderwijs. De bedoe ling is dat in de toekomst een deel van de studenten fulltime bezig zal zijn met de opdrachten en al doende gaat leren. ‘Maar nu zoeken we vooral nog naar de verbinding tussen de opleiding en het werkveld.’

slepen om een hoger niveau te bereiken. Wie 21 levels heeft gehaald, is klaar met de opleiding. Of dat nu drie of vijf jaar duurt, het maakt niet uit. ‘Hoe snel een dreumes leert lopen, zegt ook niets over zijn latere pres taties.’ Ervaring met programmeren is niet nodig, geld evenmin: de opleiding is gratis. De financiering komt van een ideële stichting van Corinne Vigreux, topvrouw bij TomTom. De aanmeldingsdrempel moet zo laag mogelijk blijven, vindt Giron. ‘Ik geloof sterk dat diversiteit vooruitgang aanwakkert. We zoeken ook mensen die nooit eerder aan programmeren dachten.’ Een actieve houding, doorzettings vermogen, creativiteit en intelligentie zijn wél voorwaarden om de opleiding te mogen volgen. Met behulp van een online game maakt Codam de eerste schifting, daarna volgt een selectieprocedure van vier weken. Dit najaar zullen de eerste drie selectierondes plaatsvinden, waarna de opleiding in januari begint.

foto Mats van Solingen

Codam is een ICT-opleiding zonder ‘klassieke’ docenten, boeken, curriculum of vastgestelde studieduur. Programmeerkennis is niet nodig, eraan deelnemen is gratis. Hoe zit dat?

Praktische vaardigheden Ook elders in Nederland sluiten hogescholen dergelijke samenwerkingsverbanden met gemeentes en het bedrijfs leven. De snelle veranderingen in het vakgebied drukken bovendien een stempel op de lesmethodes, vertelt Vonken van de ICT-opleidingenkoepel. ‘Het onderwijs wordt steeds flexibeler; er is veel meer nadruk op het ontwikkelen van studievaardigheden. Twintig jaar geleden stond een docent voor de klas materiaal te behandelen uit een vaste boeken lijst. Nu moeten studenten hun informatie steeds vaker zelf online opzoeken.’ 34 | de ingenieur 9 | september 2018

Soms moeten de studenten die voor BIT Students werken ook aan de hardware sleutelen.

foto Mats van Solingen

Het door studenten opgerichte BIT Students voert innovatieopdrachten uit voor bedrijven; ‘proefballonnetjes die geen tonnen mogen kosten’.

Webinars, onlinecursussen waarin ICT-professionals elkaar razend snel bijspijkeren, zijn voor het vakgebied allang onmisbaar. Ook docen ten kunnen via deze weg efficiënt op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen. Ir. Mark Giesen, docent software development aan de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen, is daarom enthousiast over het platform PluralSight, dat duizenden snelcursussen aanbiedt voor tech professionals. ‘We bieden deze cursussen goedkoop aan onze studen ten aan. Docenten kunnen ze gratis volgen. Zo kunnen die bijvoor beeld tijdens de zomervakantie even Java 10 leren. Dat loopt heel aardig, hoewel het naar mijn idee nog niet genoeg gebeurt.’

‘Er is geen geld om docenten mee te laten lopen in het bedrijfsleven’ Door regelmatig cursussen te volgen en zich te verdiepen in de afstu deerprojecten van hun studenten kunnen docenten hun kennis aardig op peil houden, denkt Giesen. ‘Natuurlijk zijn er ook mensen die achteroverleunen en achteropraken, maar dat gebeurt overal.’ Het opdoen van praktische vaardigheden is voor docenten een ander verhaal, zegt Vonken. ‘Docenten besteden voortdurend aan dacht aan scholing en ontwikkeling, maar daarmee doen ze natuurlijk niet zulke gedetailleerde vaardigheden op als iemand in het bedrijfs leven. Vergelijk het met het lezen van een kookboek: je kunt goed op de hoogte zijn van de recepten, maar zelf koken is toch wat anders.’ Dit is wellicht te ondervangen door docenten elke paar jaar een tijdje terug het bedrijfsleven in te sturen. ‘De grootste winst valt te boeken als docenten de ruimte krijgen om een paar weken in het

bedrijfsleven mee te lopen en concrete, nieuwe vaardigheden op te doen. Helaas zijn daar geen middelen voor.’

Brede kennisbasis Je hebt de ene programmeertaal nog niet onder de knie of de volgende is alweer hip, erkennen alle ICT-onderwijsprofessionals die voor dit ver haal zijn benaderd. Tegelijkertijd benadrukken ze dat zulke veranderingen ook weer niet wereld schokkend zijn. ‘Sinds de jaren zestig, zeventig zijn de basisconcepten echt niet zoveel veran derd’, zegt Giesen. ‘Er zijn alleen veel manieren bijgekomen om die concepten toe te passen. Een mbo’er leert meestal iets in een bepaalde taal te maken en dat is het. Na een jaar is die taal achter haald. Hbo’ers moeten bijvoorbeeld voor de belastingdienst software kunnen ontwikkelen die na twintig jaar nog werkt. Ze leren dus niet zozeer een taal, als wel concepten die ze op allerlei manieren kunnen toepassen.’ Studenten snappen volgens Giesen niet altijd dat ze zich tijdens hun opleiding daarom vooral een brede kennisbasis eigen maken. ‘Soms gebruiken we iets ouds uit didactische overwegingen, om de doodsimpele reden dat je daarmee alle basisconcepten kunt uitleggen. Zodat je later, als je iets nieuws moet gebruiken, dat binnen een mum van tijd aan de praat krijgt. Dat leggen we studenten ook uit, maar dat vergeten ze vaak.’ | september 2018 | de ingenieur 9 | 35

PHP-BEDENKER PHIL ZIMMERMANN STRIJDT VOOR ONZE PRIVACY

‘We zullen met afgrijzen Phil Zimmermann, uitvinder van een van de meest gebruikte e-mailversleutelingen ter wereld, ziet de toekomst somber in. ‘Het is steeds moeilijker om zeker te weten dat er niemand meeluistert. En daarmee komt een fundamentele vrijheid in gevaar die we

QUOTE

vanaf het begin der tijden hebben.’

tekst Marc Seijlhouwer MSc foto Charles Borsboom

ociale netwerken bedreigen onze privacy meer dan wat dan ook in de geschiedenis. Het is een boude claim van dr. Phil Zimmermann. Hij spreekt hem uit in het ICT-gebouw van de TU Delft, waar hij twee dagen per week werkt. Maar hij kan het weten: Zimmermann houdt zich al decennia bezig met online privacy. Hij ziet hoe autoritaire regimes, maar ook democratisch gekozen overheden en andere partijen, e-mails aftappen, inbreken op online telefoongesprekken en ons op andere manieren proberen af te luisteren. Zimmermann bouwde onder andere Pretty Good Privacy (PGP), een versleutelingsmethode voor e-mail waardoor het onmogelijk wordt de berichten te onderscheppen en te lezen. Een soortgelijk programma schreef hij voor Voice over IP (VOIP). Nu werkt Zimmermann mee aan Openbook, een sociaal netwerk dat privacy hoog in het vaandel heeft staan (zie ook de rubriek Focus in het augustusnummer van De Ingenieur). Want dat is hard nodig, als alternatief voor de bestaande orde: Facebook, Twitter, Instagram en alle andere netwerken zijn juist gebouwd om dingen niet privé te houden. En dat stoort Zimmermann. Wat is er mis met social media? ‘Die netwerken zijn zo ontworpen dat je meer en meer persoonlijke informatie aan de eigenaar van

36 | de ingenieur 9 | september 2018

het netwerk geeft. En vervolgens verkoopt die deze informatie door. Waar dat toe kan leiden, zag je bij Cambridge Analytica. Dat data-analysebedrijf kocht data van duizenden Facebookgebruikers en gebruikte die om politiek opruiende advertenties aan de gebruikers te tonen. Op deze schaal was privacy gevoelige informatie nog niet eerder gebruikt.’ En daar maakt u zich zorgen over? ‘Ik houd me pas twee maanden echt bezig met de privacy van social media, maar het is duidelijk hoe het zit. Vanaf het begin geloofde Facebook-CEO Mark Zuckerberg niet in privacy. Dat is de kern filosofie van Facebook en dat zie je terug in het ontwerp van het netwerk én in hun businesspraktijken. Voor mij is privacy een grondrecht dat we al sinds

terugkijken op deze tijd’ Veel van uw woede richt zich specifiek op Facebook. Wat maakt Facebook erger dan bijvoorbeeld Google, dat ook veel data verzamelt? ‘De intentie. Facebook schendt de privacy doel bewust; het bedrijf hecht er geen belang aan. Google anonimiseert data gedeeltelijk en lijkt ze niet door te verkopen aan kwaadwillenden. Maar in feite klopt het: beide bedrijven verkopen persoon lijke g egevens om geld te verdienen. Dat businessmodel is uiteindelijk de wortel van al het kwaad.’

‘Die constante druk dat alles wat je doet in de gaten wordt gehouden: dat kan niet goed zijn’ Er is dus een beter businessmodel nodig. Wat stelt u voor? ‘Niets. Ik ben geen marketeer of zakenman. Het enige wat ik kan doen, is manieren verzinnen om social media meer privacy te geven. Want dat kan, zeker als je het businessmodel gedag zegt.’

het begin van de mensheid hebben. Pas sinds de komst van moderne technologie wordt grootschalige privacyinvasie mogelijk en ik strijd daartegen.’ Waarom maakt u zich zo kwaad over een bedrijf als Facebook? Privacyschending hoort toch bij de moderne tijd? ‘De mens kon altijd privé praten. Zelfs als er iemand in de buurt was, kon je een stillere ruimte opzoeken. Maar met de komst van telefoon, e-mail en andere vormen van berichten uitwisselen, is het steeds moeilijker om zeker te weten dat er niemand meeluistert. En daarmee komt een fundamentele vrijheid die we vanaf het begin der tijden hebben in gevaar. Niet alles is overigens slechter. De komst van end-to-end-encryptie in veel populaire messaging apps zoals WhatsApp is positief. De inhoud van je gesprekken is daarmee privé en ook onleesbaar voor de eigenaar van de app. Dat is een ontwikkeling van de afgelopen zes jaar die echt positief is. Het is niet perfect, er zijn zwakheden, maar het is fijn om te zien.’

Wat zal de toekomst van social media zijn als het aan u ligt? ‘We zullen met afgrijzen terugkijken op deze tijd, als we ons eenmaal realiseren wat we hebben gedaan. Social media is slecht voor ons brein, vooral bij jongeren. En de constante druk dat alles wat je doet in de gaten wordt gehouden: dat kan niet goed zijn. Dat moet veranderen, ook om de democratie veilig te stellen. Want daar bent u ook bang voor? Voor de democratie? ‘De Russische inmenging via social media tijdens de presidentsverkiezingen in de VS laat het gevaar zien. Natuurlijk: er was een vruchtbare bodem voor onruststokers in de Amerikaanse maatschappij. Maar wat er is gebeurd, laat ook zien hoe slecht we zijn voorbereid op dit soort digitale aanvallen. En ik denk september 2018 | de ingenieur 9 | 37

QUOTE

Door social media zoals Facebook en Twitter geven we steeds meer weg van onze privacy. Zijn sociale netwerken die wél op je privacy letten een illusie?

dat het gebrek aan privacy onderdeel van het probleem is. Vooral in de VS. In de EU bestaat een privacycommissie: een groep ambtenaren die dag en nacht nadenken over de privacy van burgers. Dat is waardevol en zoiets is er niet in mijn geboorteland.’ Wat voor gevolgen heeft de minachting van privacy? ‘Neem gezichtsherkenning. Aan de hand van de miljoenen foto’s die we delen, hebben verschillende bedrijven goede gezichtsherkenningsprogramma’s geschreven. Zodat je elkaar automatisch kunt taggen. Maar ondertussen gebruikt China die techniek om politieke dissidenten in de gaten te houden. Dat soort pervasive surveillance: ik waarschuwde er twintig jaar geleden al voor. Nu is het plotseling realiteit, omdat bedrijven en overheden privacy niet meer belangrijk vinden. En dat gaat gevolgen hebben: de Chinese techniek zal ook naar Rusland komen, naar Iran. En wie weet, misschien ook naar het Westen. Je ziet wie er nu in het Witte Huis zit en dat hij jaloers kijkt naar leiders als Poetin. En het is niet te vermijden. Je kunt er nog voor kiezen om niet op Facebook te zitten, but you can’t encrypt your face.’ Nu zijn er altijd repressieve staten geweest, en hebben kwaadwillenden altijd al geprobeerd kiezers te beïnvloeden bij verkiezingen. ‘Maar er is een groot verschil: de bubbel. Ik weet niet meer wat jij op je tijdlijn ziet. En daardoor kun je op 38 | de ingenieur 9 | september 2018

subtielere wijze iemands mening beïnvloeden. Zeker als je tegen betaling de diepste wensen en gedachten van die persoon in handen kunt krijgen.’ Valt hier iets aan te doen? Kunt ú hier iets aan doen? ‘Ik kan ongetwijfeld protocollen schrijven en programma’s maken die social media privacyvriendelijk maken. Een systeem waarbij je zelf kiest wie je gegevens te zien krijgen met een verzekering dat niemand anders ze kán zien. Dan is het vervolgens de eigen verantwoordelijkheid van de gebruikers om te bepalen met wie ze hun geheimen delen. Maar dat vereist bijvoorbeeld wel dat de host of het netwerk zelf niet kan zien wat de gebrui-

‘De privacyvriendelijke systemen die ik kan bouwen, zullen niet snel worden gebruikt op social media’ kers delen. Alleen op die manier weet je als gebruiker zeker dat er niets met je data gebeurt. Dat betekent ook dat het dominante verdienmodel, gerichte advertenties verkopen aan de hand van iemands interesses en activiteiten, niet meer werkt. En dus zal het soort systemen dat ik kan bouwen niet snel worden gebruikt op social media. Ik probeer niet cynisch te zijn over dit onderwerp. Ik probeer te strijden voor verandering. Daar draait Openbook ook om, het sociale netwerk waar ik zelf aan meewerk. Maar het is ontzettend ingewikkeld om de huidige systemen aan te passen. Het enige wat ik hoop, is dat we wijzer worden en inzien waar we met zijn allen mee bezig zijn. En dat er dan een nieuwe toekomst mogelijk is, mét privacy.’ |

CARLO VAN DE WEIJER

VANESSA EVERS

FELIENNE HERMANS

PETER-PAUL VERBEEK

PODIUM

SLIMME SPEAKERS EN DE ETHIEK VAN AI

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

Het maatschappelijke debat over kunstmatige intelligentie is nu echt losgebarsten. Ethici storten zich erop, invloedrijke techneuten als Elon Musk en Bill Gates waarschuwen de wereld, en bestsellerauteurs als Yuval Noah Harari schetsen angstaanjagende toekomstscenario’s. Is de mensheid haar eigen graf aan het graven? Enkele jaren geleden richtte de ethiek zich vooral op ‘mensverbetering’: zijn we niet onderweg naar een ‘supermens’, die nieuwe ongelijkheid, onrechtvaardigheid en onwaardigheid met zich meebrengt? Inmiddels gaat de discussie over ‘mensvervanging’: zijn we onszelf niet kwetsbaar aan het maken voor overheersing door onze eigen technologie? Van angst voor te veel mens zijn we opgeschoven naar angst voor te weinig mens. Beide angsten hebben iets gemeen: de vrees onszelf te verliezen, nu mens en techniek zo dicht naar elkaar toe schuiven. Om constructief om te gaan met deze vage angst, moeten we vooral begrijpen welke concrete aspecten van onszelf we dan vrezen te verliezen. Het gaat uiteindelijk niet om de speculatieve vraag of de mens overbodig zal worden, maar om de concrete, waardevolle dingen die we willen behouden in een wereld met kunstmatige intelligentie. Als algoritmes beter worden in het stellen van diagnoses dan artsen, hoe moeten we dan de zorgende rol en expertise van artsen opnieuw vormgeven? Als robots ook onderwijs gaan geven, hoe geven we dan een nieuwe invulling aan de vormende rol van de docent? Een mooi alledaags voorbeeld van kunstmatige intelligentie is de snelle opmars van intelligente speakers. Apple, Google, Amazon ... Haast elk groot techbedrijf heeft een voice assistant ontwikkeld en levert daar een ‘slimme luidspreker’ bij. Interactie via je stem gaat immers aanmerkelijk sneller en makkelijker dan via een toetsenbord.

Maar de interactie met een mensachtig systeem be ïnvloedt de manier waarop we communiceren en de ethische kaders van waaruit we dat doen. Tegen een digitale stem kun je immers alles zeggen wat je wilt, en op elke toon die je wilt: zij of hij is eindeloos geduldig en dienstbaar, en heeft een grenzeloos incasseringsvermogen. Bovendien krijgt zo’n stem een ‘persoonlijkheid’ mee, die vaak nogal gedienstig en onderdanig is, en daarmee ook autoritair gedrag en zelfs seksisme kan versterken. Wat gaat deze nieuwe communicatie tussen mens en machine doen met de communicatie tussen mensen onderling? De digitale stem vermengt het menselijke met het technologische: we benaderen het systeem als een functioneel ding, maar ook op een bijna menselijke manier. Dat is complex, want met mensen willen we anders omgaan dan met dingen. Mensen gebruiken we niet, zoekmachines en webwinkels wel. Volgens Immanuel Kant bestaat het fundament van de ethiek er zelfs in dat we mensen niet als een middel tot een doel behandelen. Kunstmatige intelligentie raakt dus centrale waarden in menselijke relaties. Maar juist door er op deze concrete manier naar te kijken, wordt het ook mogelijk deze waarden mee te nemen in techniekontwikkeling. Misschien moeten we Kants stelregel omgekeerd leren toepassen: als mensen geen middel mogen worden, dan mogen de middelen ook niet te menselijk worden. Er zullen omgangsvormen moeten ontstaan tussen mens en machine die een respectvolle omgang tussen mensen onderling ondersteunen. En daar moeten de machines ons bij helpen. Niet alleen door fatsoen van ons te vragen, maar ook door ons er aan te blijven herinneren dat ze geen doel op zich zijn, maar slechts een middel, waar we verantwoord mee om moeten gaan.

TO DO

TITULAERS ROBOTLIEFDE | 21 september 2018 t/m 3 maart 2019 stelling Robots Love Music van het Museum Speelklok in Utrecht. Naar de geest van het museum ligt het accent op robotjes die op de een of

foto Museum Speelklok

Dat presentator Chriet Titulaer een liefhebber was van robots, liet hij tijdens zijn tv-programma Wondere Wereld in de jaren tachtig duidelijk merken. Regelmatig was er een exemplaar te zien; naar huidige begrippen heel primitief, maar voor die dagen een wonderlijke verschijning. Minder bekend is dat Titulaer een fanatiek verzamelaar was van die robots en er bij zijn overlijden vorig jaar april vele honderden in bezit had. Zo’n 250 exemplaren uit die collectie zijn vanaf 21 september te zien in de tentoon

a ndere manier muziek maken. De een doet dat door simpelweg aan een speelklokje te draaien, de ander kan zelf een instrument bespelen. Het museum selecteerde ook een vijftal fragmenten uit Wondere Wereld waarin Titulaer zijn robot muziek liet maken. Bovendien voegde het een aantal muziekrobots uit de eigen collectie toe aan de tentoonstelling, zowel heel oude als moderne exemplaren. Tentoonstelling Robots Love Music, Museum Speelklok, Steenweg 6, Utrecht, 21 september t/m 3 maart 2019.

tekst ir. Frank Biesboer

september 2018 | de ingenieur 9 | 39

foto’s TMC

EUREKA

DE PRODUCTONTWERPEN VAN MORGEN

GOOIROBOT

tekst ir. Jeroen Akkermans en ing. Paul Schilperoord

Even een kijkje nemen achter een muur. Dat is wat je kunt met de Throwabot, een rijdende robot boordevol sensoren die ergens overheen is te gooien. De op afstand bestuurbare bot verzamelt vervolgens aan de andere kant allerlei informatie, onder meer via (infrarood)camerabeelden, en bewegings-, gas- en hittesensoren. ‘De bot is onder andere ontwikkeld voor mariniers die tegen een metershoog gekaapt containerschip aankijken en een blik over de reling willen werpen’, zegt ir. Danny Hameeteman, die de Throwabot ontwikkelde binnen het ondernemerslab van TMC, een hightech consultancyorganisatie. ‘Maar je kunt hem ook als een bowlingbal naar binnen rollen, bijvoorbeeld een brandend gebouw in, waar mogelijk giftige stoffen vrijkomen.’ Simpel gezegd is de Throwabot een kunststof halter met grote rubberbanden in plaats van schijfvormige gewichten. De banden vangen de schok op als de bot neerkomt en zijn aan de zijkanten bol. De kans dat de bot rechtop komt te staan, is zo minimaal. ‘Daarnaast ligt het zwaartepunt niet in het midden, waardoor hij gemakkelijk kantelt als hij op de bolle kant terechtkomt.’ Hameeteman en collega’s proberen momenteel het gewicht van de bot zo laag mogelijk te krijgen. Het is namelijk de bedoeling dat mariniers, agenten of brandweermannen de bot in hun rugzak kunnen

40 | de ingenieur 9 | september 2018

stoppen. Dat betekent dat hij inclusief sensoren, die naar behoefte zijn in te bouwen, maximaal 1,5 kg mag wegen. Ook moet hij tegen een stootje kunnen. Op dit moment kan de robot moeiteloos een val van 2,5 tot 3 m hebben. ‘Dat is in principe voldoende. Het dek van een schip ligt niet ver onder de reling. Maar nog iets robuuster zou fijn zijn.’ Komend najaar wordt het spannend, want dan volgt er een eerste serieuze test met mariniers. Als dat goed gaat, wil Hameeteman de productie starten, wellicht via een start-up. ‘Defensie, de politie en de brandweer hebben vrij enthousiast gereageerd. De kans is groot dat ze hier gebruik van willen maken als de tests goed zijn verlopen.’ (JA)

foto’s Reboocon Bionics

E-BEEN Lopen met een hydraulisch onderbeen gaat nog wel, maar de trap nemen is een ware uitputtingsslag. Actieve ondersteuning ontbreekt, zodat het dijbeen de prothese omhoog moet slingeren. Daarnaast is het, zowel bij traplopen als wandelen, niet gemakkelijk om het zwaaiende kunstbeen op het juiste moment neer te zetten. De elektrische knie- en onderbeenprothese van de Delftse start-up Reboocon Bionics belooft nu wandelen en traplopen aanzienlijk te vergemakkelijken. ‘Het is alsof je ineens op een elektrische fiets zit in plaats van op een normale’, zegt oprichter ir. Shiqian Wang. De prothese bestaat uit een scharnierend kniegewricht met daaronder, ter hoogte van het kuitbeen, een omhulsel voor motor, batterijen, versnellingsbak en elektronica. Traplopen gaat dan zo: terwijl het dijbeen omhoogkomt voor de volgende trede, draait het kniegewricht actief mee. Zodra de voet is geland, draait het gewricht verder, zodat het dijbeen onder steuning krijgt tijdens het omhoog komen. Om zo’n beweging én gewoon wandelen goed te laten ver lopen, wordt elke zwaaibeweging van de prothese – vanaf de afzet tot vlak voor de landing – tot op het bot doorgelicht. Het kunstbeen is hiervoor uitgerust met sensoren als snelheids- en versnellingsmeters en gyroscopen. Algoritmes analyseren de gegevens, schatten in wat het zwaaibeen ‘van plan is’ en laten vervolgens via de motor en versnellingsbak het kniegewricht wat draaien. Dit gebeurt vlak voor een landing: de voet moet zo op het juiste moment op de juiste plaats op de grond komen, in lijn met wat de loper wil. ‘Dat maakt zowel traplopen als wandelen efficiënter en minder vermoeiend’, zegt Wang. De algoritmes nemen bij hun beslissingen overigens ook archiefdata mee. ‘Daardoor kunnen ze bij elke nieuwe zwaai

beweging steeds beter inschatten waar de voet moet landen.’ Wang heeft veel werk moeten verzetten om het gewicht van de prothese omlaag te krijgen. Bijna elk onderdeel, van motor tot versnellingsbak, is opnieuw ontworpen en gemaakt van lichte materialen als titanium, carboncomposiet en aluminium. De hele prothese weegt nu 2,5 kg en is daarmee 0,7 kg lichter dan de enige elektrische concurrent. Maar die 0,7 kg maakt een boel verschil, legt Wang uit. ‘Je torst minder gewicht mee. Daarnaast is er minder belasting van de dijbeenstomp, wat lopen een stuk prettiger maakt. Doel is daarom om er nog een halve kilo vanaf te krijgen.’ De prothese gaat dit jaar door diverse medische keuringen heen en komt waarschijnlijk in 2019 op de markt. (JA) september 2018 | de ingenieur 9 | 41

beeld Turbulent Hydro

EUREKA

MINICENTRALE Waterkracht is een belangrijke bron van duurzame energie, maar kent een flinke keerzijde. Stuwmeren slokken grote hoeveelheden grondgebied op en dammen onderbreken het natuurlijke stromingsprofiel van rivieren. Dat is catastrofaal voor de vissentrek en zorgt voor afzinkend organisch materiaal dat door rotting wordt omgezet in het broeikasgas methaan. Om nog maar te zwijgen over de gevaren van een damdoorbraak. Het Belgische bedrijf Turbulent Hydro wil al die nadelen wegnemen met kleinschalige waterkrachtcentrales met minimale impact op het ecosysteem van de rivier. De Micro Hydro-waterkrachtcentrale maakt gebruik van kleine en grotere hoogteverschillen in natuurlijk gevormde rivieren en van de draaikolken die ontstaan in scherpe bochten. Bij een plots hoogteverschil van minimaal 1,5 m wordt de turbine in het lage deel van de rivier geplaatst. Bij een geleidelijker rivierverloop, idealiter van minimaal 3 m over een afstand van 100 m, komt de turbine in een bypass naast de 42 | de ingenieur 9 | september 2018

rivier te liggen. Daarvoor wordt een prefab b etonnen constructie aangelegd, bestaande uit een ronde turbinebehuizing en een watertoevoer en -afvoerkanaal. Vanaf de rivier stroomt water door het toevoer kanaal de turbinebehuizing in. Daar drijft het water een turbineblad aan, waarna het via het afvoerkanaal weer terug de rivier in stroomt. De diameter van de turbine kan variëren van 3,8 tot 6 m. Vissen en objecten die worden meegezogen in de stroom gaan tussen de langzaam draaiende turbinebladen door, waar ruim afstand tussen zit, en komen er aan de andere kant ongeschonden uit. Het toevoerkanaal is te openen en te sluiten met een sluisdeur. Een grof gaas voorkomt dat drijvend afval of andere objecten groter dan 25 cm in de turbine terechtkomen. Een individuele Micro Hydro-waterkrachtcentrale is onder meer interes-

sant om afgelegen huizen en kleine fabrieken van stroom te voorzien. Het vermogen ligt tussen de 5 en 100 kW. Een gekoppeld systeem van meerdere Micro Hydro-waterkrachtcentrales kan 3 tot 20 MW opwekken, voldoende voor duizenden huishoudens. De minimumvereiste voor een goed functionerende Micro Hydro-waterkrachtcentrale is een debiet van 1000 l/s. Voor rivieren met een debiet lager dan 1000 l/s ontwikkelt Turbulent Hydro momenteel de Goby-turbine. Deze wordt aan een metalen frame direct in de waterstroom van een waterval of op een plek in de rivier met hoogteverschil geplaatst. (PS)

EUREKA

De Engelse student Archie O’Brien droomt van avontuur. Hij wil duiken tussen tektonische platen in IJsland en zwemmen met de dolfijnen van Bora Bora. Maar een dolfijn bijhouden vergt wel wat extra zwemcapaciteiten. Als zijn afstudeer project aan de Loughborough Design School ontwikkelde O’Brien daarom zijn eigen onderwaterjetpack. Zijn eerste idee was om de waterjetmotor van een jetski te verkleinen en in een rugzak te bouwen, maar dat werkte niet. Dus ontwikkelde hij zijn eigen aandrijfsysteem. Over de technische details wil hij niet veel kwijt, omdat hij er patent op heeft aangevraagd, maar in grote lijnen werkt het systeem als volgt: een elektromotor gekoppeld aan een rotor pompt water naar binnen en spuit dit door twee straalbuizen aan de achterkant weer naar buiten. Zo wordt de zwemmer voortgestuwd. De gebruiker kan de CUDA met stevige banden als een rugzak omdoen. In de kunststof behuizing zitten het aandrijfsysteem en twee accu’s. De snelheid is te regelen met een knop in de hand. Sturen gaat simpelweg met lichaamsbewegingen. Het aandrijfsysteem werkt echter alleen zolang de zwemmer helemaal onder water is. Die zal dus ook minimaal een snorkel of een duikuitrusting moeten dragen om adem te halen. Uit veiligheidsoogpunt stuurt CUDA zichzelf naar het water

foto’s CUDA

ONDERWATERJETPACK

oppervlak zodra de accu’s leegraken. De accu’s zijn vervolgens snel te verwisselen. O’Brien is van plan om in het tweede kwartaal van 2019 de productie op te starten. Afhankelijk van de uiteindelijke specificaties kan CUDA interessant zijn voor onder meer zwemmers, snorkelaars en duikers – maar ook voor bijvoorbeeld de reddingsbrigade om snel ter plaatse te kunnen zijn. (PS)

RIJDEND ZONNEPANEEL

foto’s Sono Motors

Het klinkt als een leuk idee: een auto bekleed met zonnecellen waarmee hij zijn eigen stroom kan opwekken. In de praktijk is daarvoor echter het beschikbare oppervlak te klein en de efficiëntie van zonnecellen te laag. Toch introduceert Sono Motors het eerste standaard productie model met geïntegreerde zonnecellen. Volgens het Duitse bedrijf zou het model Sion onder de juiste omstandigheden

v oldoende elektriciteit kunnen opwekken om dagelijks tot 30 km te rijden. Sono Motors is een nieuw bedrijf dat de gevestigde auto-industrie wil beconcurreren met een echt duurzame auto, gemaakt van recyclebare of biologisch afbreekbare materialen. Dit wordt mooi geïllustreerd door natuurlijk groen mos, zichtbaar in het dashboard verwerkt, dat de lucht filtert en de luchtvochtigheid reguleert.

De Sion heeft een lichtgewicht constructie met kunststof carrosseriepanelen. In totaal zijn 330 zonnecellen verwerkt op de voorklep, deuren, zijpanelen en het dak. De zonnecellen hebben een gezamenlijk piekvermogen van ruim 1200 W en een efficiëntie van 24 %. Ze leveren, vooral in de zomermaanden, tot ruim 10 % van de acculading. Op een volle accu heeft Sion een bereik van 250 km. De auto kan bovendien fungeren als stopcontact voor elektrische apparaten – of om de accu van een andere Sion bij te laden. Reserveonderdelen zijn goedkoop en direct via internet te bestellen. Het werkplaatshandboek is gratis beschikbaar. Via beschrijvingen en video’s is te zien hoe onderdelen eenvoudig zijn te vervangen. De Sion zal in 2019 in productie gaan en kost 16.000 euro. Reserveren is al mogelijk met een aanbetaling van 500 euro. De autokoper kan de accu’s per maand leasen of in één keer aanschaffen voor een bedrag van 4000 euro. Sono Motors heeft inmiddels al zo’n 6700 bestellingen binnen. (PS) september 2018 | de ingenieur 9 | 43

foto’s Wyss Institute at Harvard University

EUREKA

KWALLENVANGER De diepzee wemelt van de mysterieuze levensvormen. Ze naar boven halen met netten of een soort onderwaterstofzuiger voor onderzoek is alleen geen goed idee. De weke lichamen zijn niet bestand tegen deze nogal ruwe methodes en komen vaak in flarden aan. Niet alleen is dat dieronvriendelijk, het onderzoek wordt er zo ook niet makkelijker op. Een consortium van Amerikaanse universiteiten, waaronder het Wyss Institute van Harvard University, komt nu met een grijper die de zeedieren heel laat: een ROV (een remotely operated vehicle oftewel op afstand bestuurbaar vaartuig) met een soort bloem waarvan de zachte bladen zich om een dier heen vouwen. De bladen – vijf in totaal – krullen op een origamiachtige manier en vormen zo een twaalfzijdige kooi met het formaat van een bowlingbal. Dieren zoals kwallen en inktvissen, die doorgaans langzaam bewegen, worden op die manier zonder schade gevangen, blijkt uit recente tests op een diepte van 500 tot 700 m. Opmerkelijk genoeg is er geen lokmiddel nodig. ‘De dieren worden niet afgeschrikt en zijn vaak zelfs verrassend nieuwsgierig’, vertelt Lindsay Brownell MSc, persvoorlichter van het Wyss Institute. ‘Soms nestelen ze zich in de zachte kooi, alsof ze het com44 | de ingenieur 9 | september 2018

fortabel vinden. Dan is het lastig ze er weer uit te krijgen.’ De zogeheten RAD (Rotary Actuated Dodecahedron) moet nog wat robuuster worden voor het uitvoeren van zwaardere diepwatertaken. Daarnaast is men van plan om camera’s en sensoren toe te voegen. Daarmee moet RAD op termijn de zeedieren onder water kunnen onderzoeken. (JA)

BEVEILIGINGSSLEUTEL Cybercriminelen krijgen veel lastiger toegang tot online accounts met zogenoemde tweefactorauthenticatie (2FA). Naast een inlognaam met wachtwoord moet de gebruiker zichzelf dan identificeren met bijvoorbeeld een code die bijvoorbeeld wordt verzonden via sms. Deze codes kunnen echter worden onderschept. Een alternatief voor de gegenereerde codes is een fysieke beveiligingssleutel als tweede controlestap. Google onderstreept het belang daarvan met de introductie van de Titan Security Key. Die komt in twee varianten op de markt: als usb-stick en als BlueToothdongle. Gebruik ervan gaat eenvoudig door de sleutel in de usb-poort van een computer te steken of door via BlueTooth verbinding te maken. Authenticatie werkt door simpelweg op de knop van de beveiligingssleutel te drukken in plaats van een code over te typen. De versleuteling zorgt voor verificatie in twee richtingen. Inloggen kan alleen bij de service waar de beveiligingssleutel is geregistreerd en de service verifieert ook of de juiste beveiligingssleutel wordt gebruikt. De beveiligingssleutel zendt cryptografisch bewijs dat de gebruiker zich op een legitieme website bevindt en niet op een zogenoemde phishing-site: een nepwebsite die exact lijkt op het origineel. Het gevaar van een fysieke usb-stick is natuurlijk dat de gebruiker hem kan verliezen of dat hij wordt gestolen. Daarom moet je altijd een back-up methode instellen om bij verlies van de beveiligingssleutel toegang tot je account te kunnen behouden, zoals met een verificatiecode via e-mail. Het gebruik van beveiligingssleutels als de Titan Security Key wordt al ondersteund door onder meer Google, Dropbox, Facebook en Twitter. (PS)

‘Als je zo van maken houdt, waarom scheld je dan altijd zo hard als je bezig bent?’ Goede vraag, maar op het verkeerde moment. Ik haal voorzichtig de naald tussen mijn nagel en mijn vinger vandaan en probeer opnieuw het elektrische circuit aan mijn hoge hoed vast te naaien. Rolf die met naald en draad aan de gang is: geloof het of niet, maar daar koos ik heel bewust voor toen ik begon aan mijn antiknuffelhoed. Dat is een hoge hoed met acht parkeersensoren die een gekleurde led-strip aansturen. Hoe dichterbij iemand komt, hoe roder de leds worden. De antiknuffelhoed is voor op Burning Man, het creatieve, rare festival in de woestijn van de Amerikaanse staat Nevada. Ik ga erheen voor de prachtige, vaak technische, kunst, voor de feesten en voor het samen overleven. Het enige waar ik niet naar uitkijk, is de Amerikaanse neiging om je innig te omarmen als begroeting. Vandaar die hoed. Eigenlijk ga ik bij elk project dat ik maak aan de slag met een techniek, een stuk gereedschap of een mate riaal waar ik nog niet eerder mee heb gewerkt. Om de elektronica aan de hoed vast te maken, heb ik bijvoorbeeld naald en draad nodig. Daar had ik nog nooit mee gewerkt. Even googelen en ik vind een berg YouTube- instructies. Er gaat een wereld voor me open aan steken, naalden, garen en draden. Maar naald en draad zijn niet het enige nieuwe gereedschap. Het ‘hart’ van mijn hoed is een Teensy-minicomputer en de leds zijn APA102. Voorheen werkte ik altijd met Arduino’s en NeoPixel-leds. Dat had nu ook gekund, maar ik koos er bewust voor om andere materialen te gebruiken. Niet omdat die beter zijn, maar omdat ik met de Teensy en de APA102 wil leren omgaan. Net als met naald en draad. Elke keer als ik een nieuwe techniek, een nieuwe elektronische component of een nieuw stuk gereedschap langs zie komen, denk ik: ‘Daar wil ik ook mee werken.’ Maar met een gezin en een drukke baan kan ik niet meer elk weekend van alles gaan proberen. Ik kies er daarom bewust voor om, wanneer ik een project moet maken, niet voor bekende, veilige technieken te gaan. Ik kies juist voor technieken die ik nog niet ken. Op die manier blijf ik nieuwe dingen leren. Met de blijf-op-afstand-hoed leer ik eindelijk met naald en draad omgaan en daar ben ik blij mee. Al zou je dat op basis van mijn taalgebruik niet direct zeggen.

ROLF ZAG EEN DING

foto Google

ANTIKNUFFELHOED

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.

september 2018 | de ingenieur 9 | 45

Robot Joey Chaos van Hanson Robotics. Bij fotograaf Max Aguilera-Hellweg roepen zulke op mensen lijkende robots geen afkeer, maar gevoelens van intimiteit op.

INTERNATIONAAL FOTOFESTIVAL IN TEKEN VAN TECHNIEK

Wat is de impact van technologie op mens en maatschappij? Die vraag staat centraal tijdens het tweejaarlijkse internationale fotofestival BredaPhoto. ‘We laten zien hoe fotografen dit actuele thema in beeld

foto Palimpsest/Philippe Braquenier

vertalen.’ tekst ir. Judith Robbe

foto Humanoid/Max Aguilera-Hellweg

Blik op de toekomst T

ijdens een vakantie in Frankrijk bezocht de Britse fotograaf Murray Ballard het kasteel van Raymond en Monique Marti not. Zij waren de eerste Fransen die zich na hun dood lieten invriezen in de hoop dat de techniek zich dusdanig zou ontwikkelen dat ze eenmaal ontdooid verder konden leven. De vrie zer van het echtpaar ging echter kapot en daar mee vervloog hun kans op eeuwig leven. De fotograaf raakte gefascineerd door de stro ming waar de Martinots toe behoorden: het zoge heten cryonisme. Wereldwijd hebben zo’n twee honderd mensen zich reeds laten invriezen; zo’n tweeduizend anderen staan op de wachtlijst.

KORTINGSACTIE Servers van WikiLeaks in een voormalige atoombunker in Stockholm. De foto maakt deel uit van het project Palimpsest, dat dataopslag als onderwerp heeft.

46 | de ingenieur 9 | september 2018

Lezers van De Ingenieur krijgen 5 euro korting op een dagticket voor het BredaPhoto Festival. Ga naar www.bredaphoto.nl/editie-2018/tickets, voer de code BP-INGENIEUR in en je betaalt slechts € 12,50.

foto The Prospect of Immortality/Murray Ballard

Tien jaar lang portretteerde Ballard deze mensen. Zijn project The Prospect of Immortality is te zien tijdens het tweejaarlijkse fotofestival Breda Photo, dat dit keer in het teken staat van tech niek. ‘We wilden voorkomen dat de expositie enkel zou bestaan uit foto’s van technische snufjes, wat toch afstandelijk beeld is’, vertelt Geert van Eyck, een van de drie curatoren van BredaPhoto. ‘Daarom hebben we het thema uitgebreid naar de impact van techniek. Welke gevolgen heeft technologische vooruitgang voor mens en maatschappij?’ De fotografen vertalen dit actuele thema in beeld. Ze tonen het leven in een technologische wereld en schetsen ook hoe de toekomst er naar hun idee uit zal zien. Dat levert een festival op met gevarieerd werk van ruim vijftig fotogra fen, dat op vijftien binnen- en buitenlocaties in Breda is te zien.

Luchtafweerraketten ‘Sommige mensen vinden techniek geweldig, anderen boezemt technologische vooruitgang

foto TRANSFORMER/Robert Pufleb

Tanks met vloeibaar stikstof van het Amerikaanse Cryonics Institute, waarin mensen na hun dood worden bewaard. Murray Ballard wijdde een tien jaar lopend fotografieproject aan dit verschijnsel.

Dit lijkt een vliegende schotel, maar het is een grote lichtmast die de Duitser Robert Pufleb van onderen fotografeerde.

angst in’, zegt Van Eyck. ‘Dat komt terug in de foto’s.’ Als voorbeeld noemt hij het werk van de Amerikaan Max Aguilera-Hellweg. Die onderzocht het begrip uncanny valley, het punt waarop robots die veel op mensen lijken afkeer opwekken. ‘Bij hem gebeurde echter het tegenovergestelde: hij voelde juist intimiteit. Naar zijn idee is de wereld aan het veranderen en bij deze nieuwe wereld horen robots.’ De meest uiteenlopende technische onderwerpen komen voorbij, waaronder genetische modificatie, luchtafweerraketten, ruimte schepen, dataopslag, watervoorziening en social media. Dat maakt BredaPhoto niet alleen de moeite waard voor fotoliefhebbers, maar zeker ook voor techniekgeïnteresseerden. | Het BredaPhoto Festival is te bezoeken van woensdag 5 september tot en met zondag 21 oktober. september 2018 | de ingenieur 9 | 47

JUBILERENDE HOOGOVENS BLIJVEN INNOVATIEF

Sterke staaltjes Ondanks turbulente tijden voor de Europese staalindustrie en een reeks van fusies heeft R&D bij de hoogovens in IJmuiden stand weten te houden. Nu het bedrijf deze maand honderd jaar bestaat, presenteert De Ingenieur een palet van innovaties die er momenteel in ontwikkeling zijn. tekst ir. Frank Biesboer

foto Robin Utrecht/Hollandse Hoogte

ij de nieuwe joint venture van Tata Steel Europe en het Duitse ThyssenKrupp heeft ir. Ernst Hoogenes wel een goed gevoel. ‘Schaalgrootte geeft geld en capaciteit’, zo verduidelijkt de direc teur R&D van Tata Steel Europe. Neem

48 | de ingenieur 9 | september 2018

de klimaatopgave. ‘Met een jaarproduc tie in IJmuiden van bijna 7 miljoen ton staal en een uitstoot van circa 12 mil joen ton CO2 betekenen we nogal wat. ThyssenKrupp is de spil in het Duitse programma voor het afvangen en gebruiken van CO2. Bovendien liggen

we heel gunstig bij lege gasvelden op zee waar we onze CO2 in op kunnen slaan. We kunnen veel voor elkaar betekenen.’ Zijn optimisme wordt natuurlijk ook gevoed door de afspraak dat het R&D-hoofdkantoor van de nieuwe combinatie in IJmuiden komt.

foto Tata Steel Europe

Bovendien is er de ervaring met de vorige overname in 2007, toen het Indiase Tata Steel het Brits-Nederlandse Corus overnam. ‘Daarna kregen we de financiële crisis voor onze kiezen, met een flinke omzet daling.’ Dat is ook terug te zien in de personeelsomvang, die bij Tata Steel Europe, mede door het afstoten van de aluminiumfabriek, terug liep van 47.000 toen naar 20.000 nu, waarvan zo’n 9300 in IJmuiden. ‘Toch is het moederconcern in onze innovatiekracht blijven geloven. Er is niet bovenmatig in ons R&D-budget gesneden. Verder is in 2009 een bedrag van 25 miljoen euro vrijgemaakt voor de bouw van de cycloonoven, die op een nieuwe manier staal bereidt met minder CO2-uitstoot. En nu installeren we een continugietmachine van 200 miljoen euro met tal van nieuwe mogelijkheden om de staal kwaliteit te sturen. Ons bedrijf blijkt voldoende interessant voor dit soort toekomstinvesteringen.’ Het R&D-netwerk van Tata Steel Europe omvat nu zo’n vierhonderd werknemers. Over het beschikbare R&D-budget wil Hoogenes zich niet uitlaten; het zal tegen 1 procent van de totale omzet zijn. Er zijn samenwerkingen met zo’n honderdtwintig promovendi, plus nog eens vijfentwintig engineering doctorates in het Verenigd Koninkrijk. Ver der heeft Tata Steel Europe banden met de drie Nederlandse techni sche universiteiten, de Rijksuniversiteit Groningen en de Universiteit van Amsterdam. Bij de Britse Warwick en Swansea University zijn tachtig wetenschappers in dienst van Tata bezig met research. En het bedrijf financiert in het Verenigd Koninkrijk en in Nederland een

Een laadkraan deponeert ruwijzer in de staalfabriek waar het koolstofgehalte met zuurstof wordt verlaagd.

antal hoogleraren. Uit de eigen R&D-bezetting a zijn bovendien een tweetal medewerkers als deeltijdhoogleraar benoemd. ‘We doen zo aan kennisopbouw, creëren opleidingscapaciteit en krijgen nieuwe mensen binnen. En we zorgen dat we de kennis die in eerste instantie een lage toe pasbaarheid heeft, kunnen omzetten in proef projecten.’ Op de volgende pagina’s een greep uit die projecten.

september 2018 | de ingenieur 9 | 49

SIMULATIE OP ATOMAIR NIVEAU ‘We moeten het hebben van geavanceerde producten’, zegt dr. Wim van der Meer, directeur R&D- programma’s van Tata Steel Europe. De afgelopen tien jaar is het aandeel in de omzet daarvan gestegen van 20 naar 40 procent. Daarbij gaat het onder meer om allerhande varianten van hoge sterktestaal, bijvoorbeeld voor de auto-industrie. ‘Het is zoeken naar staalvarianten met de combinatie van maximale vervormbaarheid en maximale sterkte; twee eigenschappen die elkaar normaliter in de weg zitten.’ Die eigenschappen worden onder meer bepaald door de structuur waarin het ijzer na het smelten kristalliseert, de hoeveelheid koolstof en andere toevoegingen in het materiaal, en waar die toe voegingen in het kristalrooster hun plek vinden.

‘We willen de samenstelling en structuur van het staal optimaal kunnen controleren.’ Daarom werkt de R&D-afdeling nu aan een model dat, startend op atomair niveau, alle bewerkingen van het staal kan nabootsen, tijdens het productie proces en uiteindelijk ook bij de klant. ‘Voor elke afzonderlijke stap, zoals het warm- of koudwalsen, hebben we afzonderlijke modellen. We maken daar nu één geheel van.’ Het uiteindelijke doel is om met het model uit te zoeken hoe nieuwe staalsoorten zijn te maken. ‘We gaan van trial and error naar science-based materiaal ontwikkeling en denken zo de ontwikkeltijd voor nieuwe producten te kunnen halveren.’ Van der Meer voorziet dat dit Digital Enhanced New Product Development in Steel over zo’n vijf jaar zal worden toegepast.

IJZER MAKEN MET MINDER CO2

foto Tata Steel Europe

Eigenlijk had de duurtest van de proefinstallatie die op een nieuwe manier ijzer maakt al afgerond moeten zijn, maar zoals dat gaat met iets nieuws: er komt altijd meer bij kijken dan van tevoren gedacht. Het gaat om de Cyclone Convertor Furnace, qua vorm vergelijkbaar met een grote fles, waar bovenin een cycloon van hete gassen rondwervelt. Vervolgens wordt er een poeder van ijzererts en een poeder van kolen ingeblazen, zodat het ijzererts van zijn zuurstof wordt ontdaan en er ruwijzer ontstaat. Directe CO2-winst haalt dit ooit in de jaren zestig bij Hoogovens bedachte proces uit het weglaten van de processen die aan de traditionele hoogovenproductie voorafgaan: het zuurstofarm verbranden van de steenkolen tot cokes en het bakken van het ijzererts tot pellets. Beide zijn nodig om een traditionele hoogoven goed te laten functioneren, maar er komt veel CO2 bij vrij. ‘Inmiddels maken we die traditionele processen ook steeds efficiënter. Maar het gebruik van de cycloon levert alsnog een directe CO2-besparing van 10 tot 15 %’, zegt projectleider ir. Koen Meijer van Tata Steel IJmuiden.

50 | de ingenieur 9 | september 2018

De eerste tests verliepen dusdanig goed dat nu de duurproef gaat starten. ‘We willen aantonen dat de cycloonoven een halfjaar achter elkaar kan draaien, zonder onderbreking of storing.’ Dat vereist wel installaties die zorgen voor de continue toevoer van ijzerpoeder en poederkolen en voor wat er nog meer bij komt kijken, zoals het ontzwavelen van de kolen. Schroot Ondertussen staat het denken niet stil. ‘Die reductie met 10 tot 15 % is mooi, maar te weinig om in 2050 zegevierend over de CO2-streep te gaan.’ Gelukkig blijkt de cycloonoven meer in petto te hebben. ‘Omdat we zuivere zuurstof toevoegen, bevat het afvalgas nauwelijks stikstofoxiden en is het vrijwel direct geschikt om in een leeg gasveld op te slaan.’ Een van de vervolgstappen van het project is het reinigen van het afvalgas tot vrijwel zuiver CO2 om dat deels in het proces zelf te gebruiken. ‘We blazen daar dan de poederkool mee in de oven.’ De cycloonoven kan, anders dan een hoogoven, ook schroot gebruiken. ‘Nu kan dat alleen in de staalfabriek met een limiet van zo’n 20 % van het ruwijzervolume. De cycloonoven heeft hitte genoeg om geschredderd schroot aan te kunnen. We kunnen zo die 20 %-grens doorbreken en dat scheelt energie en koolstofuitstoot.’ Het komende halfjaar moet echter eerst blijken of de cycloonoven robuust is. ‘We zijn nu wel al aan het uittekenen hoe een installatie eruit moet gaan zien die twintig keer meer gaat produceren en die op jaarbasis 1 miljoen ton staal kan maken.’ Deze installatie, die met een cycloonoven ijzer gaat maken, ondergaat komend halfjaar een duurproef.

foto Tata Steel Europe

Rollen door Tata Steel geproduceerd staal gaan voor transport een schip in.

ROBUUST PRODUCEREN Belangrijk voor een grootschalig productiebedrijf is de garantie aan klanten dat een geleverde hoeveelheid – en dat gaat dan altijd over tonnen per keer – een constante kwaliteit heeft. ‘Terwijl je te maken hebt met variërende omstandigheden’, zegt R&D-directeur Ernst Hoogenes. ‘Zo is van de gloeiende plak uit de gietmachine het voorste deel dat de wals in gaat minder afgekoeld dan de rest. Variatie op de ene plek moet je dus elders in het productieproces kunnen corrigeren.’ Het betekent dat er steeds meer wordt gemeten aan de procesomstandigheden, ook in de machinerie. Het optimaal beheersen van het productieproces heeft nog een ander belangrijk voordeel, namelijk de mogelijkheid om de eigenschappen van het eindproduct naar wens te variëren via het steeds anders instellen van het temperatuurverloop en de kracht waarmee wordt gewalst. ‘Gezien de grootte van onze installaties produceren we optimaal als we van een bepaald soort staal een grote h oeveelheid produceren. Die hoeveelheid is echter dusdanig groot dat er maar weinig klanten zijn die dat in één keer willen a fnemen. Door in de procesroute het ver

Twee plakken staal komen uit de continugietmachine en gaan naar de warmbandwalserij.

warmen en het koelen van het staal gecontroleerd te variëren, kunnen we uit één zo’n batch verschillende staalsoorten produceren. We doen nu pilotproeven op R&D-schaal om precies uit te zoeken hoe dit proces in de toekomst op fabrieksschaal is te introduceren.’

september 2018 | de ingenieur 9 | 51

KWALITEITSCONTROLE MET AI Vooral voor het plaatmateriaal dat naar de autofabrikanten gaat, is controle van het oppervlak essentieel om de gewenste kwaliteit te garanderen. ‘Krasjes, deukjes, putjes: al dat soort verstoringen geeft bij de verdere verwerking van het materiaal zwakke plekken en dat wil de klant niet’, zegt ir. Jan-Willem Meder, een van de beheerders van de oppervlakte- en k waliteitssystemen van Tata Steel in IJmuiden. De controle gebeurt nu met camera systemen die het geproduceerde plaatstaal volledig vastleggen. ‘Dat levert per dag zo’n 10 miljoen foto’s op, die op grond van afwijkende grijswaardes worden g eclassificeerd. Vervolgens geeft de inspecteur een oordeel over de ernst van de gebreken.’ Het is tijdrovend werk dat onder grote druk moet plaatsvinden, met veel herha-

ling. Het bedrijf wil die controle daarom het liefst automatiseren. ‘Maar met het huidige systeem van classificatie gaat dat niet. We halen daarmee bij lange na niet het gewenste niveau.’ Krassen herkennen Mogelijk kan kunstmatige intelligentie helpen. Momenteel verkent Tata Steel die optie samen met Braincreators, een start-up g especialiseerd in het toepassen van deep-learning-algoritmes. ‘Je kunt bij ons beter spreken van super vised learning’, nuanceert Meder. Want de t oepassing bij Tata Steel legt al direct de zwakte van deep learning bloot. ‘Om een bepaald type kras of deuk te herkennen, heeft het algoritme minstens een paar duizend voorbeelden nodig, en dat van een paar honderd verschillende oppervlakteverstoringen. Die database

heb ik niet voorhanden.’ Braincreators ontwikkelde daarom een schil om het algoritme waarmee het systeem kan leren van feedback. ‘Het registreert bijvoorbeeld op een dag vijftig fouten. Wij geven dan aan of dat klopt en kijken of het algoritme er de volgende keer van heeft geleerd. Daar gaan we de komende maanden mee aan de slag.’ Is Meder niet bang dat hij zo aan het opheffen van zijn eigen baan werkt? ‘Het duurt nog zeker vele jaren voordat het systeem echt operationeel is. Daarnaast is het b este dat ervan zal komen, dat het de meest optredende fouten kan herkennen en classificeren, terwijl inspecteurs hun aandacht vestigen op de bijzonderdere afwijkingen. En zij beslissen nog steeds wat er met het materiaal met een bepaalde fout gaat gebeuren.’

100 JAAR HOOGOVENS 1920

1924

Midden jaren dertig

1972

Op 20 september wordt de Koninklijke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabrieken NV opgericht, wanneer er genoeg geld is voor de plannen van ondernemer H.J.E. Wenckebach om in Nederland een hoogoven bedrijf op te zetten. Doel was de Nederlandse industrie na de Eerste Wereldoorlog minder afhankelijk te maken van import.

De bouw van de Hoogovens begint.

De eerste hoogoven start met de productie van ijzer.

Hoogovens is de grootste exporteur van ruwijzer ter wereld geworden.

Hoogovens en het Duitse Hoesch fuseren tot Estel. Ook wordt Hoogoven 7 in gebruik genomen.

De controlekamer van de proef met de nieuwe cycloonoven van Tata Steel, die ijzer moet produceren met veel minder CO2-uitstoot.

52 | de ingenieur 9 | september 2018

foto Tata Steel Europe

1918

GAAT GRAFEEN KOBALT VERVANGEN?

BATTERIJEN ZONDER GATEN

‘Van ons researchbudget is een vijfde voor blue-skies-projecten, oftewel ongewone dingen proberen’, zegt R&D-directeur Ernst Hoogenes. Een voorbeeld van zo’n project is nikkelbekleed staal voorzien van een laag grafeen. ‘In het lab is het ons gelukt om dat te maken op een proeflijn met redelijk hoge snelheid.’ Het grafeen leidt tot een veel betere geleidbaarheid van het materiaal. ‘Wellicht kunnen we er in de toekomst het kobalt mee vervangen dat nu nog in kleine hoeveelheden in de nikkel bekledingslaag zit.’ Een klant – Hoogenes mag niet zeggen welke – gaat het materiaal nu testen.

Iedereen kent ze wel: de stalen hulsjes om batte rijen. Die zijn 0,08 mm dik en worden uit staal getrokken waarvan IJmuiden de hofleverancier is. ‘Dit staal mag geen insluitsels bevatten, want dan trek je er bij het maken van het hulsje een gat in. En niemand wil een batterij met een gat’, zegt R&D-programmadirecteur dr. Wim van der Meer. Indertijd ontwikkelde de R&D-afdeling een sensor die met elektromagnetisme dat soort insluitsels kan detecteren. Pas recent is het gelukt om die meet methode ook foolproof in het productieproces toe te passen. ‘Samen met een Duits instituut hebben we de sensor zoveel gevoeliger weten te maken dat we nu met een rij van 128 stuks iedere rol staal volledig kunnen controleren.’ De ontwikkeling van rekenkracht was daarvoor minstens zo belangrijk. ‘Per uur produceren die sensoren terabytes aan d ata.’ Wordt een insluitsel gedetecteerd, dan geeft het systeem de plek waar die op de rol komt te zitten. ‘De producent van de hulsjes weet dan dat hij dat deel van de rol moet overslaan.’ |

De onderzoekers Bram Bouwens en Joost Dankers hebben in opdracht van Tata Steel de groei van het staalbedrijf in IJmuiden beschreven in het boek Door staal gedreven. Dit bevat onder meer een hoofdstuk over technologie en innovatie sinds de ontvlechting van de fusie met Hoechst in 1982. Het verschijnt op 20 september. DOOR STAAL GEDREVEN | 256 Blz. | € 34,95

1982

1989

2000

2007

2018

De crisis in de Europese staal industrie en de botsende bedrijfsculturen leiden tot ontbinding van de fusie van Hoogovens en Hoesch.

De trend naar verdere rationalisatie in de Europese staalindustrie leidt tot een fusie met British Steel. De combinatie krijgt de naam Corus. Koninklijke Hoogovens heeft op dit moment ongeveer 22.000 werknemers, een omzet van 4,9 miljard euro en een productie van 6,7 miljoen ton staal.

De Direct Sheet Plant wordt geopend, waarin het gieten en walsen van staal gebeurt in een continuproces.

De Corus Group gaat op in Tata Steel uit India. IJmuiden heeft op dit moment nog 9500 werknemers die 6,9 miljoen ton staal produceren.

Tata Steel Europe vormt een joint venture met het Duitse ThyssenKrupp. Het personeelsbestand zal via natuurlijk verloop teruggaan naar circa 8900 werknemers.

september 2018 | de ingenieur 9 | 53

DE GRONINGSE MISREKENING In Gasland geeft Louis Stiller de gedupeerden van de gaswinning in Groningen een stem. Helaas blijkt ook hij uiteindelijk niet te weten hoe ze het beste te helpen zijn.

MEDIA

Dit boek gaat vooral over het menselijk leed dat de winning uit het grootste gasveld in Europa heeft veroorzaakt. Over mensen die niet meer op hun bovenverdieping durven te slapen. Die stress en trauma’s ervaren, louter en alleen omdat ze op het Groninger Hogeland wonen. En die in eindeloze schadeprocedures met de NAM zijn verwikkeld. Auteur Louis Stiller schrijft zijn aanklacht dicht op de huid van de gedupeerden. Het is het verhaal van de keukentafel, in de deuropening, met een bak koffie in de hand. Het gaat ook over nogal wat. Zo’n 85.000 mensen hebben meerdere bevingsschades aan hun woning. Daarnaast is het karakteristieke Groningse landschap veranderd: beeldbepalende panden, kerken en molens moeten worden gestut of verliezen hun karakteristieke, maar kwetsbare ornamenten. De NAM, het bedrijf dat het gas uit de grond haalt, is de logische boosdoener en voedt de afkeer met eindeloos gemier over schades. Zijn die scheuren niet ontstaan door achterstallig onderhoud, zettingsschade of zwaar verkeer in de dorpsstraat? Het is het gevecht met de bureaucratie van een machtig bedrijf, dat bovendien een grote stem heeft in het taxeren van de schade die het zelf heeft veroorzaakt. Daar komt nog bij dat de NAM 25 jaar lang een banvloek uitriep over de conclusie van sociaal

drs. Enith Vlooswijk

De kreet ‘leven uit het lab’ doet in eerste instantie denken aan de beroemde experimenten van Urey en Miller, waarbij in een nagebootst oersoepje aminozuren werden geproduceerd. Of aan recenter werk van de Amerikaan J. Craig Venter, die onder meer furore maakte met een synthetisch genoom en een bacterie met maar 473 genen. De als scheikundige opge-

54 | de ingenieur 9 | september 2018

Witte plekken Hoewel het boek een pakkend geschreven aanklacht is, herhaalt het eigenlijk wat iedereen die het gasdossier volgt al wel weet. Waarom staan er geen gesprekken in die werden gevoerd aan de vergadertafel van de NAM? Hoe verliep daar de erkenning dat de gaswinning de bevingen veroorzaakte? Waarom lieten eerdere bevingen geen alarmbellen rinkelen? Hoe komt het dat het Staatstoezicht van de Mijnen tot de bevingen van Huizinge zich zo kritiekloos opstelde? Die vragen komen in het boek niet aan de orde, waarbij het overigens best mogelijk is dat er een parlementaire enquête voor nodig zal zijn om ze echt te kunnen beantwoorden. Hoe het ook zij, Stiller laat nu alleen het verhaal van de gedupeerden horen. Goed dat dit gebeurt, maar zo blijven er nog veel witte plekken in het gasland. Waar het boek echt tekortschiet, is dat het voorbijgaat aan de vraag wat er nu moet gaan gebeuren met de Groningse bevingsschade. In plaats daarvan zet Stiller in het laatste deel van zijn boek alle kaarten op de energietransitie naar een duurzame toekomst. Ook lezenswaardig, maar daarmee is de

NEDERLANDSE FRANKENSTEINS

Wetenschappers zijn op allerlei manieren bezig leven na te maken in het lab. In Makers van leven geeft Esther Thole een mooi overzicht.

onder redactie van ir. Frank Biesboer m.m.v. ir. Jim Heirbaut, drs. Jean-Paul Keulen en

geograaf Meent van der Sluis, die in 1986 al aangaf dat er een relatie is tussen aardbevingen en gas winning. Ook de geheimzinnigheid waarmee het zogeheten gasgebouw was opgetrokken, voedde het wantrouwen: wat zijn de precieze afspraken en rollen van de Staat der Nederlanden, Energiebeheer Nederland, Shell en Exxon?

leide wetenschapsjournalist Esther Thole trekt het onderwerp in Makers van leven echter breder. Ook de beroemde nano-auto van Nobelprijs winnaar Ben Feringa, slimme materialen, minuscule vaartuigjes die geneesmiddelen op de juiste plaats in het lichaam afleveren, en pogingen om nieuwe hartkleppen te laten groeien, passeren de revue. Snijvlak Het resultaat is een mooi overzicht van wat er, veelal in Nederlandse labs, allemaal gebeurt op

foto Hardscarf/CC BY-SA 4.0

TOVERTANG Soms hangt je leven af van een stuk gereedschap, zo laat deze korte documentaire zien.

Een Gronings café, versterkt met balken in verband met scheuren als gevolg van aardbevingen.

gasellende nog niet weg. Afgaande op het boek is de enige mogelijke conclusie: de misère in Groningen heeft zo’n omvang gekregen dat volledig herstel gewoonweg niet meer mogelijk is. Het Groningen van voor de gaswinning is definitief verdwenen. Die constatering klinkt ook door in het besluit van minister Wiebes van Economische Zaken en Klimaat om de gaswinning vervroegd stop te zetten. De verstevigings- en hersteloperatie heeft zulke ingrijpende consequenties dat die het wenselijke te boven gaat. Tegelijk weten we dat stopzetten van de gaswinning geen enkel soelaas biedt voor de al ontstane schade en de schade die nog komt zolang de aarde blijft schokken. Het enig wat dan rest, is een ruimhartige wijze van compensatie die er rekening mee houdt dat er met de gaswinning in Groningen veel kapot is gemaakt. GASLAND | 240 Blz. | € 18,99 (e-book € 10,99)

het snijvlak van de scheikunde en de biologie. Om dat onderzoek voor het voetlicht te brengen, voert Thole tal van wetenschappers sprekend op. Het enthousiasme van zowel deze onderzoekers als van de auteur zelf druipt daarbij van de pagina’s af. Makers van leven duikt bovendien qua uitleg tot op molecuulniveau in de materie. Toegegeven, dat maakt het boek bij vlagen een tikje taaier dan de fris geschreven inleiding doet vermoeden. Maar zeker ingenieurs zal het bevallen dat Thole de vraag ‘hoe werkt het?’ zo hoog in het vaandel heeft staan. Boeken met louter grote woorden en vergezichten zijn er immers al genoeg. (JPK)

Nooit eerder zagen we zo’n mooie promofilm voor een stuk gereedschap. De korte documentaire Made of Mettle (‘gemaakt van moed’, een woordgrap; spreek het maar eens uit) zet de multitang Leatherman in het zonnetje en daarmee zijn bedenker, de Amerikaanse uitvinder Tim Leatherman. Voor wie hem niet kent: de Leatherman is een soort zwaardere uitvoering van een Zwitsers zakmes. In ingevouwen vorm voelt het als een massief stuk staal, maar vouw het vernuftige ding uit en je beschikt over een waaier aan gereedschappen. ‘Ik wilde een zakmes combineren met een stevige tang, iets wat toen nog niet bestond’, mijmert de bedenker in de documentaire, terugdenkend aan een roadtrip die hij in de jaren zeventig door Europa maakte in een net gekocht Fiatje. Teruggekomen in de VS maakte hij de eerste schetsen voor het stuk gereedschap. Als we de film mogen geloven, heeft de tang haast magische eigenschappen. Er komen een paar gebruikers aan het woord die hun leven hebben te danken aan de Leatherman. Ze vertellen hun verhalen vaak met tranen in de ogen; laat dat maar aan Amerikanen over, op de emotie spelen. De anekdotes worden afgewisseld met de zoektocht van uitvinder Leatherman naar zijn ideale ontwerp en de eerste klanten van zijn tang. Aan het eind van de film komen bij wijze van kleffe climax de ‘overlevers’ bij elkaar om Leatherman te verrassen en te bedanken (‘Mag ik je knuffelen, Tim?’). Het moge duidelijk zijn: de documentaire is over the top reclame, gemaakt in opdracht van het bedrijf Leatherman. Maar daarnaast is het ook een tot in de puntjes verzorgde film waarin alles klopt: van de prachtig geschoten beelden – het mocht wat kosten; Leatherman is nu een miljoenenbedrijf – tot de toepasselijke folky gitaarmuziek. Toegegeven: over de tang zelf word je niet veel wijzer. Maar je krijgt wel bewondering voor de volharding van een ingenieur met een goed idee die niet wilde opgeven voordat hij dat had verwezenlijkt. Als bonus is er een mooie bijrol voor de stad Amsterdam. (JH) MADE OF METTLE | deingenieur.nl/leatherman

Tim Leatherman in de documen taire Made of Mettle.

MAKERS VAN LEVEN | 218 Blz. | € 22,50 (e-book € 10,-)

september 2018 | de ingenieur 9 | 55

MEDIA

MOOIE MYSTERIES Anderhalf jaar lang observeerde fotograaf Jos Jansen wetenschappers op het Amsterdam Science Park. In dit boek presenteert hij een persoonlijke en artistieke kijk op hun werk.

UNIVERSE. FACTS IN THE POST-TRUTH ERA | 160 Blz. | € 40,-

foto’s Jos Jansen

It was the best of times, it was the worst of times. Aan dat beroemde citaat uit Charles Dickens’ A Tale of Two Cities hangt Robbert Dijkgraaf het openings essay van het boek Universe op. The best of times, want volgens de natuurkundige waren er ‘nooit eerder zoveel ontdekkingen en ideeën, vragen en uitdagingen, en talent en technologie’. Waar het er in de vorige eeuw nog om draaide de bouwstenen van onze werkelijkheid te identificeren, verkennen we in deze eeuw wat we allemaal met die bouw stenen kunnen doen. Maar, zo vervolgt Dijkgraaf, daar is dan wel door nieuwsgierigheid gedreven onderzoek voor nodig. En dat brengt hem bij the worst of times. De maatschappij van nu wil vooral snel resultaten zien, stelt hij, waardoor we grote stappen voorwaarts op de langere termijn kunnen mislopen. Daarnaast ziet Dijkgraaf dagelijks ‘aanvallen op de ratio en de vruchten van de wetenschappelijke revolutie’. Tijd dus voor wetenschappers om van zich te laten horen; om ‘het plezier, de opwinding en de schoonheid van het onderzoek te vieren’.

In de rest van het boek doet fotograaf Jos Jansen zijn best om aan die opdracht te voldoen, met beeld materiaal dat hij maakte en verzamelde tijdens een verblijf van anderhalf jaar op het Amsterdam Science Park. Het levert een bonte verzameling op: van neutrinodetectors tot nachtvlinders, en van een weergave van de Nederlandse cannabishandel tot de supercomputer Cartesius. Soms in kleur, soms in stemmig zwart-wit. Bij een deel van de beelden staan korte tekstjes die in vrij droge bewoordingen iets vertellen over het betreffende onderzoeksgebied. Desondanks blijft het bij de meeste foto’s en andere visualisaties gissen naar wat er nu echt te zien is. In zijn nawoord onderkent Jansen dat het ‘persoonlijke en artistieke parallelle universum’ dat hij in dit boek presenteert meer vragen zal oproepen dan dat het beantwoordt. Gelukkig kan hij op dit punt Albert Einstein citeren, die zou hebben gezegd: ‘Het mooiste wat we kunnen ervaren is het mysterieuze. Dat is de bron van alle ware kunst en wetenschap.’ Waarvan akte. (JPK)

De Nederlandse nationale supercomputer Cartesius.

Een glazen bol met fotobuizen, bestemd voor neutrino detector KM3NeT.

56 | de ingenieur 9 | september 2018

Een van de waarneemkoepels van het Anton Pannenkoekobservatorium.

MEDIA

SLECHT ID foto WFP/Mohammad Batah

Syrische vluchte lingen in een Jordaanse winkel. Het World Food Program voorzag ze van een digitaal identiteitsbewijs, waarbij de data zouden worden opgeslagen in een blockchain.

Meer dan een miljard mensen hebben geen identiteitsbewijs, met alle problemen van dien. Verschillende instanties proberen daar nu iets aan te doen. Een nobel streven, maar hoe staat het met de dataveiligheid? Kort voor de vakantie verliepen de paspoorten van mijn zonen. Hun vader woont in Singapore, wat het bestellen van nieuwe exemplaren bemoeilijkt: beide ouders moeten bij de aanvraag hun akkoord geven. Nu was de vader hiertoe alleszins bereid, maar maak dat de baliemedewerkers van een Amsterdams stadsdeelkantoor maar eens wijs. De details van mijn lijdensweg zal ik u besparen. Hij ging gepaard met herhaalde bezoeken aan de Nederlandse ambassade in Singapore, talrijke paperassen vol handtekeningen en stempels, boze e-mails van de ambassade naar het stadskantoor en natuurlijk het on vermijdelijke: ‘Sorry, maar zo zijn de regels nu eenmaal.’ Toch mogen we van geluk spreken. Volgens het World Food Program (WFP) van de VN hebben wereldwijd ongeveer 1,2 miljard mensen geen formeel bewijs van hun bestaan. Zonder identiteitsbewijs is het onmogelijk om de grens over te steken, een bankrekening te openen, te stemmen, en ga zo maar door. De laatste jaren groeit het aantal initiatieven om deze personen te voorzien van een digitaal identiteitsbewijs, gekoppeld aan biometrische data van de eigenaar. Burgers in India krijgen zo’n digitaal ID, Aadhaar, als

ze hun vingerafdrukken en een irisscan laten afnemen. Dit geeft ook kasteloze mensen zonder geboortebewijs toegang tot een bankrekening, subsidies en andere overheidsdiensten. Bovendien wil de overheid contant geld steeds meer vervangen door biometrische betalingen: even in de scanner staren en klaar is kees. Dat lijkt geweldig, ware het niet dat het systeem nogal kwetsbaar is gebleken voor data lekken, privacyschendingen en veiligheidsproblemen. Blockchain Het WFP maakte dit voorjaar furore door duizenden Syrische vluchtelingen in Jordanië een digitaal identiteitsbewijs te geven, gekoppeld aan een irisscan. De data zouden veilig worden opgeslagen in een blockchain en gekoppeld aan vouchers. Zo kon de hulporganisatie geld voor voedsel uitkeren zonder de dure tussenkomst van banken. In een latere fase zouden de vluchtelingen hun digitale identiteit zelfs kunnen gebruiken buiten de kampen. Een euforisch reclamefilmpje hierover scoorde dolenthousiaste reacties: blockchain maakt de wereld beter! Nou ja, blockchain ... Een echt blockchainsys teem bleek zo complex en traag dat het WFP toch maar koos voor een veredelde centrale database, met alle privacy- en veiligheidsrisico’s van dien. Vluchtelingen en kastelozen voegen zich nu eenmaal vlotjes naar de eisen van hun weldoeners. Die paspoorten hebben we uiteindelijk gekregen. Ik bewaar ze angstvallig achter slot en grendel.

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

Tot in de negentiende eeuw was industrieel Nederland een windland, zo maakt dit boek duidelijk. Vervolgens is te lezen hoe in zagerijen, verfmolens, hennepklopperijen enzovoort gaandeweg stoom de overhand kreeg. NIJVERHEID OP WINDKRACHT | 512 Blz. | € 39,-

Zestig jaar na de oprichting van NASA kun je op Discovery een weekend lang genieten van ruimtevaart. Met als hoogtepunt de succesverhalen in de documentaire Above and Beyond: NASA’s Journey to Tomorrow. ABOVE AND BEYOND | Discovery | za 13 en zo 14 oktober vanaf 17.15 uur

Gebouwen of infrastructuur als ondergrond voor beplanting. Vanuit dit idee verzamelde Anna Yudina foto’s van stedelijke architectuur met groen. Het boek doet het beeld van de stad als een amalgaam van staal en beton vergeten. DE GROENE STAD | 256 Blz. | € 34,99

Met enorme vechtmachines moet je in dit sfspel een invasie van insecten weerstaan. Bijzonder is dat je eerst ziet wat de tegenstander gaat doen en daar vervolgens je eigen zet op afstemt. Dat leidt ertoe dat je soms minutenlang nadenkt over je volgende actie. INTO THE BREACH | € 14,99 | https://subsetgames.com/itb.html

Hoe kan kunstmatige intelligentie de beste gospeler verslaan of spraak herkennen? Daarover schreven twee Amerikaanse dataspecialisten dit goede en toegankelijke boek. AIQ | 272 Blz. | € 18,99 (e-book € 16,69)

september 2018 | de ingenieur 9 | 57

VOORWAARTS

DE OVERWINNING VAN DE ZWAARTEKRACHT

Zwevende materie Al meer dan een eeuw geleden droomde sciencefictionschrijver H.G. Wells over het buiten spel zetten van de zwaartekracht. Een dikke vijftig jaar later stak het bedrijfsleven er goed geld in. En anno 2018 spreekt het onderwerp nog steeds tot de verbeelding, zo laat het kunstenaarsduo Studio Drift zien met een zwevend betonblok. tekst Fanta Voogd

en dame loopt een rondje om het zwevende blok beton en steekt haar handpalmen vragend ten hemel. Twee grijze heren bespreken uitvoerig de mogelijke verklaring van het wonder. Een meisje in de middelbareschoolleeftijd heeft in het voorbijgaan aan één woord genoeg: helium. Het traag bewegende gevaarte wordt omringd door schuine gezichten, open monden en twinke lende ogen. Zelden sprak moderne kunst zo direct tot de verbeelding. Het kunstwerk Drifter was dé blikvanger op de overzichtstentoonstelling van het Nederlandse kunstenaarsduo Studio Drift in het Amsterdamse Stedelijk Museum.

Onverbiddelijk Het ideaal van gewichtsloosheid is niet van vandaag of gisteren. Zelfs als we de duizenden jaren oude fantasie van menselijk gefladder, de ballon vaart, aerodynamische liftkracht of

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

58 | de ingenieur 9 | september 2018

elektromagnetische trucs buiten beschouwing laten en ons geheel c oncentreren op het creëren van een zwaartekrachtvrije toestand, dan nog gaat het droombeeld zeker een eeuw terug. De sciencefictionpionier Herbert George Wells verzon voor zijn roman The First Men in the Moon (1901) het nieuwe element cavorite. Dit materiaal is ondoordringbaar voor zwaartekracht, waardoor ruimtevaart een peulenschil wordt. Het kwam hem te staan op de hoon van die andere aartsvader van de sf, Jules Verne, die zijn helden simpelweg met buskruit naar de maan schoot. In zijn futurologische werk Profiles of the future (1962) – in de Nederlandse vertaling Tasten in de toekomst – wijdt Arthur C. Clarke een heel hoofdstuk aan de overwinning van de zwaarte kracht. ‘Van alle natuurkrachten is de zwaartekracht de geheimzinnigste en onverbiddelijkste. Ze beheerst ons leven van geboorte tot dood en ver moordt of verminkt ons zodra we de kleinste misstap doen’, begint hij het hoofdstuk. ‘Het is geen wonder dat de mens, zich bewust van zijn aan de aarde gebonden slavernij, steeds smachtend omhoog heeft gekeken naar vogels en wolken, en zich de

Lonneke Gordijn en Ralph Nauta bij hun kunstwerk Drifter, een zwevend betonblok.

hemel heeft voorgesteld als de verblijf plaats van de goden.’ Anders dan H.G. Wells wist Clarke dat ‘levitatie’ veel energie zou kosten. Maar zijn hoge verwachtingen van kernenergie maakten dat tot een een voudig te overwinnen hindernis. ‘Eens zal gewichtsloosheid of verminderde zwaartekracht een gewone en mis schien zelfs een algemene toestand van de mensheid zijn.’ Hij voorziet allerlei toepassingen voor aards en buitenaards transport, en schetst een visioen van door het luchtruim zwevende huizen. Gedurende de twintigste eeuw demonstreerde om de zoveel jaar een of andere hoopvolle uitvinder weer

VOORWAARTS

et is een algemene regel dat wanneer een techni sche behoefte bestaat, er altijd iets komt om deze te bevre digen – of voorbij te streven. Om die reden ben ik er zeker van dat wij te zijner tijd de middelen zullen bezitten om de zwaartekracht te neutraliseren of deze door bruut geweld de baas te worden.

foto Tom Cornelissen

Arthur C. Clarke in zijn boek ‘Profiles of the Future’ (1962), in 1964 vertaald als ‘Tasten in de Toekomst’.

een nieuwe antizwaartekracht machine. Daartoe werden onder meer gyroscopen, extreem hoge voltages of supergeleiders ingezet. Maar pogingen deze experimenten te reproduceren, bleven zonder resultaat. De succesvolle Amerikaanse zaken man Roger Babson richtte in 1948 de Gravity Research Foundation op ten einde gravitational shielding te ver wezenlijken. Ook vliegtuigfabrikant Glenn L. Martin, een van de voorlopers van Lockheed Martin, liet in de jaren vijftig serieus onderzoek doen naar de mogelijkheid van zwaartekracht beheersing. Weinig wetenschappers namen het streven naar antizwaarte kracht serieus, maar ze accepteerden

wel gretig het geld dat uit het bedrijfs leven binnenstroomde om fundamen teel onderzoek te kunnen doen naar zwaartekracht. Ook de meeste heden daagse natuurkundigen houden anti zwaartekracht voor onmogelijk. Een enkeling wil het verschijnsel in theorie niet uitsluiten, maar buiten kijf staat dat we het eerst nog maar eens moeten zien te doorgronden.

Blind vertrouwen Studio Drift bestaat uit twee voorma lige studenten van de Design Academy Eindhoven: Ralph Nauta en Lonneke Gordijn. Zij maakten de afgelopen tien jaar internationaal naam met sciencefictionachtige sculpturen,

installaties en performances. In de NRC van 8 april 2018 sprak Gordijn over het zwevende blok beton. ‘We wisten al snel hoe we het konden realiseren, maar pas later realiseerden we ons waarom Drifter zo’n sterk beeld is. We lazen dat Thomas More in 1516 al droomde van een materiaal waarmee huizen met dunne wanden en grote ramen konden worden gebouwd. Vijfhonderd jaar later staat onze hele wereld vol met beton. Nu voelt een vliegend betonblok als utopisch. Maar misschien kan het over vijfhonderd jaar wel.’ Haar uitspraak klinkt als een voor zichtige echo van Arthur C. Clarkes optimisme. Hij dekte zich weliswaar in met de zijdelingse opmerking dat de beheersing van de zwaartekracht ‘mis schien niet mogelijk zal zijn’, maar wat overheerst is een blind vertrouwen in de menselijke vindingrijkheid. En dat geldt niet alleen voor dit boek; Clarke heeft een hele reeks tegelwijsheden nagelaten waaruit hetzelfde jaloers makende optimisme spreekt. Zoals: ‘Je kunt maar op een manier de grenzen van het mogelijke ontdekken: door je er een stukje overheen te wagen in het onmogelijke.’ Achter in Tasten in de toekomst heeft Clarke ‘beheersing van de zwaartekracht’ dan ook alvast inge pland voor het jaar 2050. | september 2018 | de ingenieur 9 | 59

KOPSTUK

Zijn academische carrière begon niet bepaald veelbelovend, maar tijdens zijn afstudeertraject herpakte Menno Veldhorst zich. Nu leidt hij zijn eigen onderzoeksgroep aan de TU Delft, waar hij werkt aan de opschaling van silicium qubits op chips voor quantumcomputers. tekst drs. Enith Vlooswijk illustratie Marcel Groenen

Intuïtieve innovat S

ommigen noemen hem een laatbloeier. Als eerstejaars student technische natuurkunde haalde dr.ir. Menno Veldhorst, door het tijdschrift MIT Technology Review uitgeroepen tot een van de meest veelbelovende jonge innovators, de ene onvoldoende na de andere. De decaan kwam nog voorzichtig informeren of hij wel op de juiste plek zat. Ook in de jaren erna viel Veldhorst nauwelijks op, vertelt de Twentse hoogleraar quantummaterialen prof.dr.ir. Alexander Brinkman. ‘Hij was niet iemand die negens of tienen scoorde bij quan tummechanica. Pas tijdens zijn afstudeerproject maakte hij plotseling een enorm steile leercurve door. Hij begon op te vallen als een zeer goe de student. Sommige mensen hebben veel wiskundige formules nodig om te doorgronden hoe dingen in elkaar steken. Menno snapt intuïtief hoe het zit, waardoor hij grote stappen kan maken.’ Toen Veldhorst aan een promotietraject begon, werd Brinkman zijn begeleider. Het onderzoek richtte zich op topologische isolatoren, een tak in de materiaalkunde die rond de eeuwwisseling opkwam. ‘Topolo gische materialen zijn van zichzelf isolerend, maar kunnen geleidend worden aan hun oppervlakte’, legt Brinkman uit. ‘Menno kreeg het als eerste voor elkaar om een superstroom door het materiaal bismut telluride te laten lopen.’ Het onderzoek leidde tot een belangrijke publicatie in Nature met Veldhorst als eerste auteur.

Grip op qubits Dr.ir. Marcel Hoek, nu werkzaam bij NWO, kende Veldhorst al opper vlakkig als studiegenoot, maar leerde hem tijdens die promotieperiode beter kennen. Veldhorst was zijn afstudeerbegeleider. ‘Menno kijkt heel breed, maar kan ook de diepte in gaan en zich vastbijten in experi menten. Zo moesten we elektrisch contact maken met heel kleine kris talletjes, zonder dat ze stuk zouden gaan. Menno kreeg het voor elkaar om met een kwastje heel dunne lijntjes te maken met geleidende zilververf, minder dan de dikte van een haar van elkaar. Je kunt miljoenen aan apparatuur in een lab hebben staan, maar uiteindelijk zijn dat soort praktische vaardigheden ook enorm belangrijk.’ De combinatie van creatief denken en succesvol experimenteren viel de Delftse hoogleraar prof.dr.ir. Lieven Vandersypen ook op, toen hij Veldhorst in 2015 opzocht in Sydney. Veldhorst werkte daar inmid dels als postdoc aan de University of New South Wales. ‘Ik was erg van 60 | de ingenieur 9 | september 2018

Naam Menno Veldhorst | Leeftijd 33 | Opleiding technische natuurkunde, inclusief promotie (Universiteit Twente), postdoc (University of New South Wales) | Functies leider onderzoeksgroep Quantum Computation (QuTech, TU Delft) en Roadmap Leader QuTech Academy

hem onder de indruk’, zegt de quantum mechanicaexpert. ‘Hij heeft niet alleen veel goede ideeën, maar is bovendien erg efficiënt in het experimenteel afronden van projecten. Zijn doelgerichtheid is echt bijzonder.’

Wilde ingevingen Als postdoc maakte Veldhorst furore met onderzoek naar qubits, de informatie-eenheden waarop quantumcomputers zijn gebaseerd. Een van de obstakels bij de ontwikkeling van deze computers is de instabiliteit van de qubits. Veld horst liet zien dat hun levensduur tienduizend keer zo lang kan worden door silicium op een bepaalde manier te bewerken. ‘De verwachting was al jaren dat dit mogelijk was, maar het was lastig om het materiaal zo te fabriceren dat het precies de gewenste eigenschappen had’, vertelt Vandersypen. ‘Menno heeft met zijn metingen laten zien dat het mogelijk is om grip te krijgen op silicium qubits. Dat heeft geweldig veel impact gehad: veel vakgroepen zijn daarna volledig voor silicium gegaan.’ Vandersypen wist Veldhorst vervolgens over te halen naar Delft te komen om zijn eigen onderzoeksgroep op te bouwen rondom de opschaling van silicium qubits.

MENNO VELDHORST

Zijn collega’s omschrijven Veldhorst als een rustige, open man met wie het prettig samenwerken is. Een ambitieuze wetenschapper, die zich echter niet gek laat maken: de balans met zijn privéleven weet hij goed te behouden. Zijn vader, Bert Veldhorst, beaamt dat. ‘Toen Menno drie jaar geleden vader werd, is hij daar honderd procent voor gegaan. Zijn carrière is belangrijk, maar voor zijn kinderen kan hij alles uit zijn handen laten vallen.’

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

Dat Veldhorst een laatbloeier zou zijn, is volgens zijn vader trouwens niet waar. ‘Al toen Menno drie jaar was, speelde hij graag met het tech nisch LEGO van zijn vijf jaar oudere broer Paul. Hij kon prima meeko men; had inzicht in het speelgoed.’ Wat zijn broer deed, wilde hij ook doen; het liefst nog beter, vertelt Bert Veldhorst. ‘Ook op de basisschool wilde hij altijd de beste zijn. Maar op de middelbare school liet hij dat los; zijn interesses verbreedden zich. Pas toen hij tijdens zijn master een halfjaar naar de Verenigde Staten ging en zag hoe hard studenten daar werkten, kwam dat jongetje van de basisschool in hem terug.’ Zijn vader vertelt trots over de onbevangen, open blik waarmee zijn zoon de wereld benadert. ‘Hij laat zich niet leiden door mentale modellen en denkt nooit bij voorbaat: ‘Dat kan niet.’ Als kind had hij de wildste ingevingen; wilde hij bijvoorbeeld vliegeren met een matje. En als iets niet in een keer lukte, sloopte hij gewoon onderdelen van iets anders af en voegde hij die toe, tot het wel werkte. Dat kind in hem is altijd gebleven; dat is zijn kracht.’ | september 2018 | de ingenieur 9 | 61

ZELFS FABRIEKEN ZIJN NIET VOLLEDIG TE ROBOTISEREN

tekst Marc Seijlhouwer MSc

In de maakindustrie werkt men al jaren met robots. Tot nu toe heeft dat nog nauwelijks tot verlies van banen geleid, maar in de toekomst zal dat veranderen. Daar staat tegenover dat de robotisering traag verloopt en mensen onmisbaar blijven. kansen hadden en eerder hun baan verloren dan hoogopgeleiden, waarvoor juist nieuwe banen ontstonden. Er zijn immers mensen nodig, voor management, programmeren, onderhoud en de taken die robots niet kunnen uitvoeren. Dat is precies het fenomeen waar nu vaak voor wordt gewaarschuwd. Zelfs als er netto geen banen verdwijnen, zal opleidings niveau steeds belangrijker worden, zo blijkt uit een aantal voorspellingen over de toekomst van werk.

Toezicht noodzakelijk Tot nu toe groeit het aantal industrierobots e chter niet explosief. In 2015 waren er slechts 8470 industriële robots in Nederland; sindsdien neemt het aantal verkochte robots elk jaar met een paar procent toe. Die trage opmars heeft onder andere te maken met de opstartkosten. Om een maakproces te automatiseren, moet je

ROBOTISERINGSKANS Hoe groot is de kans dat een beroep binnen twintig jaar wordt geautomatiseerd? Onderzoekers van de Britse University of Oxford kwamen tot de volgende getallen: Assemblage algemeen

97 %

Industrieel monteur

63 %

Elektrische assemblage

95 %

In- en uitlader machines

93 %

Motorassemblage

82 %

Productiemanager De toekomst van industrierobots: niet in plaats van, maar samen met de mens spullen maken.

62 | de ingenieur 9 | september 2018

3% 0

80 100 %

bron The Future of Employment

et is inmiddels een bekend beeld in fabrieken: een struise, stalen arm die dag en nacht één handeling uitvoert aan de lopende band. Dit soort armen zet al jaren allerhande dingen in elkaar over de hele wereld. Het moge duidelijk zijn: waar het bij veel banen de vraag is in hoeverre ze in de toekomst worden bedreigd door robotisering, zijn de robots in de maakindustrie allang niet meer weg te denken. Voor mensen werkzaam in deze sector is dat echter niet per se een nadelige ontwikkeling geweest. Mede door robotisering kunnen er überhaupt nog fabrieken bestaan in Nederland en omringende welvarende landen, waar de lonen eigenlijk te hoog zijn voor veel lopende bandwerk. Bovendien leidde de komst van de fabrieksrobots, vanaf de jaren negentig, niet tot noemenswaardig banenverlies. Wel bleek dat lager- en gemiddeld opgeleide mensen minder

foto Robotiq

HET NIEUWE WERKEN

Een helpende arm

foto ICAPlants

Robotarmen laden glas uit in een Amerikaanse fabriek.

het helemaal opnieuw inrichten. Bovendien moet je dure robots aanschaffen, programmeren en onderhouden. Een sector waar ze dat donders goed weten, is de auto-industrie. Hoewel die de meeste indu striële robots gebruikt, ontdekte men daar al snel dat er grenzen zijn aan de automatisering. Eerder dit jaar ondervond elektrischeautofabri kant Tesla dat aan den lijve: oprichter Elon Musk probeerde personeelskosten te besparen door de bouw van de Tesla’s volledig te automatiseren. Maar lasrobots maakten zonder menselijk toe zicht fouten, waardoor de onderdelen van de auto niet meer goed in elkaar pasten. Ook bleek het voor robots moeilijk om te checken of een bout goed is ingedraaid; iets wat mensen zonder moeite kunnen.

Bewegingen voordoen Als mensen het werk van de robots tijdens de productie zouden controleren, zouden zulke fou ten minder snel optreden. Maar dat is moeilijk: de robots zijn te gevaarlijk om er mensen bij in de buurt te laten. Dat kan wellicht veranderen in de nabije toekomst, wanneer kleinere, gene

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

rieke robotarmen een heleboel verschillende taken over kunnen nemen, en mens en robot zij aan zij werken. Dit zal volgens het rap port van de Wetenschappelijke Raad voor Regeringsbeleid en ver schillende andere voorspellingen rond ‘industrie 4.0’ voor een boel veranderingen zorgen. Zo zullen spullen makkelijker op maat te maken zijn en kunnen ook kleinere bedrijven een semiautomatische productielijn opzetten. Dit is mogelijk doordat de nieuwe robotarmen te trainen zijn. Er is geen specialistische kennis nodig om ze te programmeren. In plaats daarvan doe je bewegingen voor, waarna de robot ze leert. In twintig minuten kan de robot zo onderdeel worden van het maakproces. Met een camera kan de arm zelfs objecten herkennen, zodat hij niet blind dezelfde actie uitvoert, maar ‘ziet’ wat hij doet.

Onmisbare monteurs Dit zal waarschijnlijk wel betekenen dat er nog minder vraag zal zijn naar het klassieke lopendebandwerk. Consultancybedrijf PwC publi ceerde dit jaar een onderzoek waarin wordt voorspeld dat 30 % van de banen in de maakindustrie zal verdwijnen. Volgens het CBS zijn er in Nederland 750.000 mensen werkzaam in de sector ‘industrie’, waar de maakindustrie een belangrijk onderdeel van is. Dat betekent dat ook in Nederland een flink aantal arbeidsplaatsen zal verdwij nen. Aan de andere kant worden robottrainers en monteurs onmis baar en zal een deel van de taken, zoals kwaliteitscontrole, nog steeds door mensen worden gedaan. Er dreigen dus grote veranderingen aan te komen. Maar tot nu toe laat de sector zien dat robotisering niet per se snel gaat. Als een bedrijf besluit een deel van zijn productie te automatiseren, duurt het vaak lang voordat dit proces is voltooid. Met de nieuwe robot armen die met mensen samenwerken, zal dat sneller gaan, maar is de kans op massaal baanverlies ook kleiner. De robot werkt dan immers samen met de mens, niet in plaats van. | september 2018 | de ingenieur 9 | 63

PASSIE

an Rob Wetzer, professioneel fotograaf en nerd, had ik bij toeval gezien dat hij een technische hobby had. Er circuleerde een foto van hem op Facebook waarbij zijn gezicht niet was te zien vanwege een bril, die mij – iemand van een eerdere generatie – nog het meest aan een View-Master deed denken. Alleen zijn baardje kwam er onderuit. Via via maakten we een afspraak. We troffen Rob op een veldje bij Utrecht waar hij wel vaker vloog met zijn drone. Ik vond het meteen een aardige man, die gepassioneerd over zijn technische hobby kon vertellen, maar jeetje, al die termen ... Wat Rob deed met zijn drone, was ‘freestylen’. ‘Je hebt verschillende disciplines. Je hebt racen en je hebt gedoe met een camera. Wat ik doe, is eigenlijk een soort van combinatie. Ik zit met mijn camera en die bril dus als het ware bovenop mijn drone. Ik vlieg mee; dat gevoel heb je ook echt. Het is de kunst om een zo mooi mogelijke choreografie te maken. Er is een grote community die edits daarvan op Facebook en YouTube gooit.’ Ik: ‘En dan?’ Rob: ‘Hoezo? Ja, nog eentje maken.’ Tijdens het praten hield Rob zijn bril op. Af en toe was te merken dat hij van alles meemaakte; dan bleef zijn stem even steken. We jutten hem ook op. Vroegen of hij onder een stilstaande vrachtauto kon doorvliegen (dat kon hij) en of hij ons wilde aanvallen (dat wilde hij niet). Hij zei dat je de hobby zo duur kon maken als je zelf wilde. ‘Je kunt zelf kiezen wat voor een frame, flightcontroller, formaat batterij, motoren of soort propeller je wilt.’

64 | de ingenieur 9 | september 2018

Nadeel was dat de oplaadbare batterijen snel leeg waren. Soms midden in een vlucht. Dan stortte de drone neer. Rob had een alarm geïnstalleerd om zijn drone terug te vinden. Dat ging een keer mis: ergens bij Waalre moet er nog ergens een in de struiken liggen. Het was leuk om naar Rob en zijn drone te kijken. Ik begreep de hobby ook, hoewel ik het heel solistisch vond en ik me kon voorstellen dat bijvoorbeeld mensen die de hond gaan uitlaten schrikken van een man als Rob. Met zo’n enorme bril. Eindelijk mochten fotograaf Elmer en ik om de beurt ook even vliegen. We dachten al dat Rob het nooit zou vragen. Het was, eerlijk is eerlijk, sensationeel. Bij het neerstorten – en dat gebeurt al snel bij zo’n eerste vlucht – voelde ik het echt in mijn maag, een beetje wat je ook voelt als je in de Python van de Efteling zit. De wereld om me heen vervaagde. Het was ik en Robs drone. Na mij mocht Elmer vliegen. Dat is nadat je zelf geweest bent hooguit leuk omdat hij er dan raar uitziet met die bril. Ik hoorde mezelf een paar keer zeggen: ‘Leuk hoor, Elmer, een bochtje.’ Toen Ron zelf weer ging vliegen, zijn we gewoon maar weg gegaan zonder iets te zeggen. Hij ging er weer helemaal in op. Als zijn oplaadbare batterijen niet allemaal leeg zouden zijn gegaan, stond hij er nu nog. Leuke technische hobby wel. |

tekst Marcel van Roosmalen foto Elmer van der Marel

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.

DIVERSE PLAATSEN

- PROJECTLEIDER ASSETMANAGEMENT - JUNIOR ENGINEER BOVENLEIDING - PROJECTLEIDER URBAN DEVELOPMENT - ADVISEUR GEBOUWKWALITEIT - WERKTUIGBOUWKUNDIG PROCESS ENGINEER Onze visie is al snel onze passie geworden: ‘Improving the quality of life’. Deze passie, onze mensen en de samenwerking met de klant geven ons de kans om de toekomst van de wereld vorm te geven. Dag in dag uit. Wij bieden jou een organisatie en een functie, waarbij je een hoge mate van vrijheid hebt om je taken zelfstandig in te vullen in een ambitieus team. Word jij onze nieuwe collega?

RIDDERKERK

MANAGER PRODUCTIETECHNIEK

FOCUS OP PRODUCTIETECHNIEK EN -PROCES Quooker, kerngezond familiebedrijf en succesvol producent van de unieke kokend waterkraan. Kenmerkend voor de organisatie is innovatie en vakmanschap. De organisatie groeit hard en verwacht die lijn ook in de komende jaren voort te zetten. Deze groei vraagt om een Manager Productietechniek die bottlenecks weet te benoemen, nieuwe technieken introduceert en zo de time to market van R&D-projecten verkort.

Bekijk deze én alle andere vacatures op vacatures.werkenbijarcadis.nl en neem contact met ons op.

Je geeft leiding aan het technische hart van de organisatie (21 fte). Je beschikt over uitgebreide relevante technische kennis en opereert op academisch niveau. Je toont eigenaarschap, komt met sterke ideeën en weet het team en de organisatie hiervan te overtuigen.

AMSTERDAM

Nieuwsgierig? www.buildingcareers.nl / Sanna Willebrands / 06 42 41 16 12

SYSTEM ENGINEER ELEKTRONICA RUIMTEVAART, DRONES EN VLIEGTUIGEN Wil jij bouwen aan de toekomst van de lucht- en ruimtevaartsector? Nationaal en internationaal? Dan zijn wij vast een match. Wij zijn NLR, de autoriteit op het gebied van het identificeren, ontwikkelen en toepassen van geavanceerde technologische kennis in de lucht- en ruimtevaart. Jij hebt ideeën, talent voor techniek en passie voor het bedenken van innovatieve oplossingen voor complexe problemen. Informatie? Bezoek ons mediakanaal op YouTube voor een goed beeld van ons werk of check onze website www.nlr.nl

BuildingCareers werving en selectie voor ingenieurs in de industrie.

GELDERLAND

MAINTENANCE MANAGER

STEVIGE TECHNISCHE HANDS-ON LEIDER GEZOCHT, ALLROUND IN TECHNIEK, LIEFDE VOOR ELEKTRO/ MECHANISCH ONDERHOUD IN ZWARE INDUSTRIE Onze opdrachtgever maakt deel uit van een internationale en succesvolle producent van bouwstoffen.

BEST

POWER ELECTRONICS ENGINEER Jij helpt de wereld een stukje schoner te worden met onze snelladers voor elektrische bussen. Je bedenkt, ontwikkelt en bouwt nieuwe software/ mechanische/elektrische toe- en aanpassingen voor onze snelladers. Je zal ook een rol krijgen in het maken van meetopstellingen en het testen van onze producten. Onze systemen zijn al in meer dan 20 landen geïnstalleerd en dat is wat ons betreft pas het begin! De afgelopen twee jaar hebben we meerdere prijzen gewonnen voor o.a. snelst groeiende bedrijven in Nederland en daar zijn we trots op! Heliox: Charging your career! Word jij uitgedaagd door deze functie? Bekijk onze organisatie en de vacature op www.heliox.nl/career Voor extra informatie kun je contact opnemen met Frank Ingenbleek, recruiter a.i., telefoon: 06-43230578.

Dagelijkse leiding aan TD team van 10 man, verbeteren werkprocessen en preventieve onderhoudsprogramma’s. Input in capex projecten. De komende jaren wordt fors geïnvesteerd in vernieuwing en capaciteit van de plant. Coachende leider die team uitbreid en naar hoger niveau tilt. Meer zelfsturing biedt door enerzijds ‘empowerment’ en anderzijds ondersteunende werkprocessen. Veel ruimte om je stempel te kunnen drukken binnen de organisatie. HBO-profiel, AOT of WTB of Scheepswerktuigkunde, diepgaande technische kennis. Ruime ervaring in opzetten en verbeteren van onderhoud binnen zware industrie. Sterke People Manager. Nieuwsgierig? www.buildingcareers.nl / Robrecht Bakker / 06 46 41 88 29 BuildingCareers werving en selectie voor ingenieurs in de industrie.

Ook uw vacature op deze pagina? Neem contact op met Marjolein Akkerman via 070 3919 873 of marjolein.akkerman@kivi.nl of met Barbara Gemen via 070 391 9875 of barbara.gemen@kivi.nl