De Ingenieur oktober 2019

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

DE INGENIEUR nummer 10 | jaargang 131 | oktober 2019

De grote ingreep Wolkenmakers en andere oplossingen voor de opwarming

Cursussen en HBO-opleidingen AutoCAD, Revit (BIM), Inventor Fusion en 3ds Max incl.

Gratis leer- en naslagwerk Families en symbolen Studeren in een klein groepje Officieel Certificaat Autodesk

Voor data’s en aanmelding kijkt u op: Meer informatie?

024 - 356 56 77

www.CADCollege.nl

bel voor advies op maat

Info@CADCollege.nl stel uw vraag per email

OP ZOEK NAAR EEN EVENT-LOCATIE IN HARTJE DEN HAAG? Huur een stijlvolle ruimte in het monumentale KIVI-pand.

Kijk op www.kivi.nl/zaalverhuur

1/2 adv zaalverhuur-def.indd 1

01-04-19 13:18

illustratie Carbon Engineering Ltd

12 GROTE INGREEP De aarde warmt op door alle CO2 die we met elkaar uitstoten. ­Volgens sommige experts hebben we inmiddels al geen andere keus meer dan eigenhandig het klimaat aan te passen. Maar aan geo-engineering, het op grote schaal veranderen van natuurlijke processen, zitten nogal wat haken en ogen..

Dankzij generative adversarial networks (GAN’s), een vorm van kunstmatige intelligentie, kunnen computers voor het eerst zelf nieuwe dingen bedenken: van foto’s, video’s en kunstwerken tot nieuwe medicijnen en materialen.

jaargang 131 nummer 10 oktober 2019

Een Enschedees ingenieursbureau zet studenten in. Voordelig voor de klant en de student, maar wat vindt de concurrentie ervan?

34 PERFECTE PITCH Bovenhands gooien leidt bij tophonkballers vaak tot blessures.

Onderzoekers in Delft en Amsterdam hebben nu een methode ontwikkeld waarmee ze exact kunnen meten wat er misgaat met iemands werptechniek als hij moe wordt.

38 STIKSTOFOPLOSSING Als het aan Natuurmonumenten ligt, mag de bouw van projecten die aantoonbaar goed zijn voor het milieu, direct worden hervat, zegt directeur Natuurbeheer Teo Wams.

Geknipt Vooraf Focus Giesen Geo-engineering Creatieve AI Student-ingenieurs Möring AI-instituten To do Werptechniek Quote Eureka Rolf zag een ding Podium Inbox Boeing 737 MAX Punt Media Voorwaarts Groene bedoelingen Passie

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

DE INGENIEUR nummer 10 | jaargang 131 | oktober 2019

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

De grote ingreep Wolkenmakers en andere oplossingen voor de opwarming

42 WATERSTOFFIETS

illustratie Peter Welleman

INHOUD

25 IR. IN OPLEIDING

2 3 4 5 12 20 25 29 30 33 34 38 42 47 48 48 49 53 56 60 62 64

De Alpha is een elektrische waterstoffiets die een bereik heeft van 135 tot 150 km.

Een Frans bedrijf kan er een compact ­waterstoftankstation bij leveren. Binnen twee minuten is de fiets op te laden.

Ook in Eureka: een zonnepaneel dat ­tevens als warmtepomp dient, een kinderwagen met elektromotor, een T-shirt ­gemaakt van oude melk en meer.

Een schip dat wolken maakt en zo het weerkaatsende vermogen vergroot. illustratie John MacNeill

EUREKA

20 CREATIEVE COMPUTERS

COLOFON

GEKNIPT

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

Abonnement voor niet-leden (inclusief btw): • magazine € 128,50 per jaar • digitaal € 69,- per jaar • losse nummers € 15,- (inclusief verzending) Abonnementen worden tot wederopzegging aangegaan en ten minste voor de vermelde periode. Het abonnement kan na deze periode per maand worden opgezegd. U kunt uw opzegging het beste via onze website doorgeven: www.deingenieur.nl/lezersservice

ABONNEESERVICE DE INGENIEUR Ga voor (cadeau)abonnementen, adreswijzigingen en het laten nazenden van niet ontvangen nummers naar het webformulier op de site, te vinden onder het kopje ‘Abonneeservice’. www.deingenieur.nl adres Postbus 30424, 2500 GK Den Haag e-mail abonneeservice@ingenieur.nl tel. 070 39 19 850 (bereikbaar op maandag, ­dinsdag, donderdag en vrijdag van 9 tot 14 uur)

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

REDACTIE drs. Pancras Dijk (hoofdredacteur), ir. Jim Heirbaut, ir. Judith Robbe (eindredacteur), Marc Seijlhouwer MSc 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

VORMGEVING Hannie van den Berg Grafische Vormgeving & DTP, Houten TECHNISCHE EINDREDACTIE ir. Martine Segers ADVERTENTIES Sandra Broerse e-mail sandra.broerse@kivi.nl tel. 06 – 46 61 86 14 DRUK Bariet Ten Brink, Meppel

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

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

ISSN 0020-1146

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

CONTRIBUTIE 2019 Regulier lidmaatschap: € 137,50 Afgestudeerd in 2018/2019: € 69,Studentlidmaatschap: € 44,Seniorlidmaatschap: € 108,De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland.

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

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

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

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

­

‘Duurzaamheid is geen onderdeeltje op de TU Delft, het is de ­leidraad.’

Volgens Andy van den Dobbelsteen, hoogleraar Climate Design & Sustainability, draait alles nu om duurzaam bouwen (Nu.nl).

‘Texanen zijn geen Nederlanders. We zijn gewend risico te lopen.’

De Texaanse hoogleraar Mariene Wetenschappen Bill Merrell legt uit waarom het nog lastig zal zijn de bevolking te overtuigen van de noodzaak dure kustbescherming aan te leggen (Technisch Weekblad).

‘De overheid moet ervoor waken dat ze niet übervoorzichtig wordt. Als je niet kunt lopen, kun je ook niet struikelen.’

VolkerWessels-topman Jan de Ruiter vraagt zich af waarom de stikstof­ problematiek alleen in Nederland speelt (Cobouw).

‘Strikt genomen staat de politiek voor de korte termijn voor de keus: willen we jonge gezinnen aan woningen helpen en huizen bouwen? Of wil minister Van Nieuwenhuizen per se met 130 km/h na het werk naar huis kunnen rijden en moeten jonge gezinnen daardoor onder de brug slapen?’

Milieukundige Johan Vollenbroek constateert dat de grenzen van de ­stikstofuitstoot de overheid nu dwingen tot het maken van harde keuzes (NRC).

‘Een brandweer heeft bij een brand in een huis de bevoegdheid om het huis binnen te treden. Zo’n soort bevoegdheid moet er ook komen voor de overheid, die naar binnen wil bij een bedrijf dat wordt gehackt.’

Erik Schrijvers van de Wetenschappelijke Raad voor het Regeringsbeleid onderzocht de digitale veiligheid (Trouw).

‘Op Den Haag Centraal vroeg ik de weg aan een aantal voorbijgangers. Ze keken me wantrouwend aan en maakten zich snel uit de voeten. Alleen een bejaarde vrouw wilde me helpen.’

Journalist Natascha van Weezel heeft zich verslapen en is, in de haast om haar afspraak met een minister te halen, haar telefoon vergeten (Het Parool).

‘Je weet nooit echt zeker wanneer je de werking van het concept echt bewezen hebt, want er kunnen altijd nog onbekende onbekendheden zijn die je nog niet hebt ontdekt.’

In gesprek met VN-milieudienst UNEP probeert plasticvisser Boyan Slat de hoge verwachtingen te temperen (www.unenvironment.org).

‘Meestal krijgt de staalbouwer te horen: kijk eens of er nog wat uit te halen valt, ga er nog eens met de kaasschaaf overheen.

Maar als de staalbouwer de kaasschaaf hanteert, weet hij niet of de hoofdaannemer en de hoofdconstructeur elders in het project ook al aan sterkte ingeleverd hebben.’

Staalbouwer Jos van den Bersselaar waarschuwt dat er in de bouw ­niemand is die het hele constructieve proces bewaakt (Cobouw).

‘HET IS TE INGEWIKKELD’

D

e Twitteraars onder u hebben het afgelopen maand misschien wel zien langskomen. Jasper van Kuijk, in een niet zo ver verleden columnist van dit blad, deelde op het medium een foto van een brief die hij in 1990 had ontvangen.

Drs. Pancras Dijk is hoofd­ redacteur van De Ingenieur.

Een vliegtuigontwerper moet een t­ erriërmentaliteit hebben, goed kunnen ­luisteren en ideeën goed kunnen vasthouden

Een van de verhalen in dit nummer komt ook voort uit een brief aan een vliegtuigbouwer. Ditmaal was de briefschrijver geen jonge puber, maar een voormalig chef van een Fokker-testafdeling, Wiebe Pronker. De geadresseerde was Boeing. Pronker volgt de berichtgeving over de onbetrouwbaar gebleken 737 MAX met meer dan gemiddelde belangstelling en vond een aantal problemen in het ontwerp, waarvan hij de bouwer op de hoogte stelde.

Gelukkig stuurde Pronker De ­Ingenieur een afschrift. Redacteur Jim Heirbaut, die het Boeing-­ dossier al maanden volgt voor dit blad, ging aan de hand van de brief van Pronker op onderzoek uit.

U leest zijn verhaal op pagina 49.

specifiek adresseerde aan een bepaalde werknemer of afdeling van het bedrijf, hoefde hij niet lang op antwoord te wachten.

De hoofdconstructeur van de Fokker F-28 en F-100, Rudi den Hertog (later zou hij ook de Fokker 70 ontwerpen), nam de moeite om de tiener een brief terug te sturen. ‘En niet zomaar een brief ...’, schrijft Van Kuijk op Twitter bij een foto van het epistel op officieel Fokker-briefpapier. Den Hertog gaat serieus in op beide ontwerpen en benoemt de voor- en nadelen. Van het ene toestel lijkt bijvoorbeeld de vleugel ‘wat aan de zware kant’; van het andere toestel kunnen de beide kielvlakken wellicht beter andersom worden geplaatst.

Van Kuijk had in zijn brief ook gevraagd hoe je ­vliegtuigontwerper wordt en welke eigenschappen je dan het meest van pas komen. Het antwoord: goed kunnen luisteren, een terriërmentaliteit hebben (dat wil zeggen niet opgeven tot je iets goeds hebt ­gemaakt, verduidelijkt Den Hertog) en daarnaast ideeën, ook die van anderen, goed kunnen vasthouden. De hoofdconstructeur, die uiteindelijk in 2009 na een Fokker-loopbaan van veertig jaar

foto Inge van Mill

VOORAF

Er was een mooi verhaal aan verbonden. ‘Toen ik 14 was, was ik gek van vliegtuigen’, schrijft Van Kuijk. ‘Ik kende alle types en maakte ook mijn eigen ontwerpen, waarvan ik er twee naar Fokker stuurde.’

Hoewel hij zijn brief met de vliegtuigontwerpen niet

met pen­sioen ging, gaf er wel een waarschuwing bij. Vliegtuigen zitten tegenwoordig zo complex in elkaar dat de tijden dat één persoon alles kon overzien voorbij zijn: ‘Het is te ingewikkeld.’

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 3

foto Depositphotos

Bellenscherm stopt microplastics ‘Plaats sprinklers in hoogbouw’ Einde studentenstops TU’s

Lees het laatste ­technieknieuws op www.deingenieur.nl

Het is bij een brand zaak te voorkomen dat het vuur van de bodem overslaat naar de boomtoppen.

GELD VOOR BOSBRANDEXPERTS

FOCUS

De Europese Unie trekt vier miljoen euro uit om nieuwe bosbrandexperts op te leiden. Niet langer staat bestrijden centraal, maar een combinatie van preventie en het idee dat we met bosbranden moeten leren leven.

De afgelopen jaren woedden diverse dodelijke bosbranden in Zuid-Europa en de Amerikaanse staat Californië. Ook in ons land neemt het aantal natuurbranden toe. In het project ­PyroLife, dat deze maand start, gaan tien universiteiten en onderzoeks­ instellingen binnen en buiten de Europese Unie samen jonge mensen opleiden.

De bedoeling is dat het project resulteert in een nieuwe manier om met bosbranden om te gaan. Niet langer staat het bestrijden van bosbranden centraal, maar de aandacht verschuift naar een vorm van landschapsinrichting waarbij bosbranden veel minder kwaad kunnen.

‘Bestrijden blijft altijd wel nodig’, zegt projectleider dr.ir. Cathe­ lijne Stoof van de Wageningen UR, die het initiatief nam voor het samenwerkingsproject. ‘Maar in de hele wereld wordt van oudsher meer geld uitgegeven aan de bestrijding van branden, dan aan het voorkomen ervan en het beperken van de impact.

In bijvoorbeeld de Verenigde Staten hebben we afgelopen jaar nog kunnen zien dat zulk beleid uiteindelijk te weinig resultaat oplevert.’

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

4 | de ingenieur 10 | oktober 2019

Kroonvuur Er komen meer bos- en natuurbranden, stelt Stoof. ‘Dat is de nieuwe realiteit. Bosbranden zijn nooit helemaal te voor­komen.

Gelukkig hoeft brand niet per se slecht te zijn. Een bosbrand kan voor de natuur ook goed zijn, maar dan moeten we wel de maatschappij en het landschap op een specifieke manier ­inrichten.’

Bosbranden beginnen in de regel op de bodem. Zolang ze daar blijven en er geen mensen in de buurt wonen, is er weinig aan de hand. Bosbranden worden pas oncontroleerbaar als de vuurzee zich verplaatst naar de boomtoppen. ‘Zo’n kroonvuur is niet

meer te stoppen’, zegt Stoof. ‘Dus het is zaak om te voorkomen dat het vuur van de bodem naar de boomkroon overslaat.’

Dat kan door de grassen en struiken in de bossen goed te beheren. Die vormen immers de ‘ladder’ waarlangs de vlammen kunnen opklimmen.

Poldermodel In Zuid-Europese landen is al veel kennis aanwezig, weet Stoof. ‘Als we die weten in te zetten, hoeven we zelf in Nederland niet weer het wiel uit te vinden.’

‘Zij kunnen overigens ook van ons leren’, vervolgt Stoof. Niet alleen staan Nederlanders te boek als uitstekende water- en landschapsbeheerders, maar ook voor ons poldermodel bestaat vanuit de zuidelijke projectpartners veel interesse, stelt Stoof. ‘Daar wordt beleid in de regel van hogerhand opgelegd, terwijl we er hier in slagen samen afspraken te maken.’

PyroLife biedt ruimte voor vijftien promovendi. Daarmee is het project het eerste grote programma van promo­vendi op natuurbranden wereldwijd. De Wageningen UR zelf mag vier promotieplekken vullen.

Sleutelwoord bij het ­samenstellen van de teams is diversiteit, zegt Stoof. Niet alleen geografische ­diversiteit – leren van kennis in andere landen – maar ook op gendergebied. ‘Bosbranden gelden als een mannelijk onderwerp. Daardoor krijgt bestrijding altijd de meeste aandacht. Voor vrouwen is voorkomen ­belangrijker.’ (PD)

Uit de slibkorrels die zich vormen bij een industriële waterzuivering in Zutphen wordt vanaf deze maand een nieuwe grondstof gewonnen, een biopolymeer dat onder andere is te gebruiken voor lijmen en coatings.

Op het terrein van de rioolwaterzuiveringsinstallatie van Waterschap Rijn en IJssel in Zutphen is begin deze maand een nieuwe grondstoffabriek geopend.

Afvalwater uit een zuivelfabriek van FrieslandCampina belandt er eerst in een tank waar het wordt gezuiverd met de Nereda-technologie. Daarbij vormen de zuiverende, aërobe bacteriën geen vlokken, maar korrels die snel bezinken en makkelijk van het water te scheiden zijn.

Die slibkorrels worden vervolgens naar een extractie-installatie geleid. Door de zuurtegraad te variëren wordt daar uit de Nereda-slibkorrels een biopolymeer met bijzondere eigenschappen ­gewonnen. ‘Een kwart van het slib bestaat uit dit unieke neo-alginaat’, zegt prof.dr.ir. Mark van Loosdrecht van de TU Delft, de bedenker van de Nereda-­

zuiveringsmethode. ‘Normaal gesproken gaat zulk slib naar een verbrandingsinstallatie. Nu winnen we er een nieuwe grondstof uit, in de vorm van een gel of droge korrels.’ Door de innovatie is er ineens 20 tot 35 % minder slibafval.

Het nieuwe biopolymeer heeft de naam Kaumera gekregen, ‘kameleon’ in het Maori. De stof gedraagt zich volgens de makers net als de leguaanachtige. Wordt Kaumera gecombineerd met een andere grondstof, dan verandert het karakter van de stof. Zo kan het water vasthouden, maar net zo goed afstoten.

Brandvertragend Toepassingen zijn er legio, zeggen de partners in een groot samenwerkingsverband, waaronder ook ingenieurs­ bureau RoyalHaskoningDHV, de Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (STOWA) en zes waterschappen. Kaumera kan een duurzaam alternatief vormen voor chemische bind- en lijmmiddelen, maar zou ook geschikt zijn als coating voor zaden en mestkorrels. Ook zijn er brandvertragende bioplastics van te

STIKSTOFADVIES: MINDER VEE

foto Waterschap Rijn en IJssel

VEELZIJDIG POLYMEER UIT SLIB

Op de voorgrond de nieuwe fabriek waar Kaumera wordt gemaakt uit slibafval.

maken, ‘ideaal voor stoelbekleding van vliegtuigen of isolatiemate­riaal’, stelt Van Loosdrecht.

Inmiddels wordt in Epe al een tweede fabriek gebouwd, die in 2020 open gaat.

Daar wordt de grondstof niet uit indus­ trieel, maar uit huishoudelijk afvalwater gewonnen. Een bedrijf (dat om concurrentieoverwegingen zijn naam nog niet openlijk aan het project wil verbinden) ziet er in ieder geval zoveel mogelijkheden in dat het alle vierhonderd ton Kaumera die de installatie in Zutphen het komende jaar zal produceren, aankoopt om het verder te verwerken. (PD)

GIESEN

illustratie Matthias Giesen

Om de stikstofuitstoot zo snel mogelijk omlaag te brengen, moet de overheid vervuilende boerenbedrijven uitkopen. Dat schrijft het Adviescollege Stikstofproblematiek in een rapport dat eind september verscheen.

Daarnaast kan een verlaging van de maximumsnelheid een bijdrage leveren aan stikstofreductie.

Op langere termijn is nog niet bekend wat de beste stappen zijn; advies daarover volgt halverwege volgend jaar. De industrie blijft vooralsnog buiten schot.

Wel valt in het rapport te lezen dat de provincies in kaart moeten brengen welke industrieën bijdragen aan de uitstoot en welke innovaties kunnen helpen bij reductie. Ook voor de bouw moeten nieuwe technieken soelaas bieden: modulair, circulair en energie­neutraal bouwen moet op grotere schaal gebeuren.

Het advies komt in reactie op de ‘stikstofuitspraak’ van de Raad van State. Die bepaalde dat het Programma Aanpak Stikstof (PAS) niet mag worden gebruikt om projecten waarbij veel stikstof vrijkomt goed te keuren.

Lees meer over wat stikstof doet met de biodiversiteit op pagina 38. oktober 2019 | de ingenieur 10 | 5

FOCUS

Nederland quantumland Quantumtechnologie ontwikkelt zich razendsnel. Met quantumcomputers worden toepassingen mogelijk waarvan we ons nu nog maar nauwelijks een voorstelling kunnen maken. Dat is tenminste de grote belofte. Om die waar te maken, hebben Nederlandse kennisinstellingen en bedrijven, zoals QuTech in Delft, QuSoft in Amsterdam en QT/e in Eindhoven, afgelopen maand de Nationale Agenda Quantumtechnologie gepresenteerd.

De quantumtoekomst Quantumtechnologie is een manier ‘om de grote maatschappelijke problemen aan te pakken ­ of het nu om klimaat, zorg of veiligheid gaat’, zei hoogleraar Robbert Dijkgraaf bij de presentatie van de quantumagenda. ‘Nederland heeft nu een unieke kans wereldleider te worden’, zei Dijkgraaf.

Maar hoe ziet die quantumtoekomst eruit en wat mogen we ongeveer verwachten?

Tijdpad met verwachte toepassingen: gebruik voor fundamenteel onderzoek

Er zijn vier toepassingsgebieden:

lichtsensoren voor landbouw

2020 inzicht in mogelijkheden en verdienmodellen

De agenda bevat vier hoofdlijnen:

universele quantumcomputers quantumsimulators quantumcommunicatie quantumsensoren

onderzoek en innovatie fieldlabs voor praktijktests en organisatiestructuur neerzetten

encryptie met quantumsleutels

rekenen aan chemische processen

mensen opleiden

detectie van ondergrondse ruimtes

maatschappelijke dialoog en juridische kaders

quantumauthentificatie nieuwe quantumalgoritmes en -software

gps-onafhankelijke navigatie

2025 quantum-machine learning

teleportatie van quantumtoestanden over een netwerk

anonieme toegang tot quantumcomputers

Nederland koploper in Europa

quantumcomputer met beperkt geheugen

quantumMRI-scans quantumklokken en –microscopie

2030

Wereldwijd worden miljarden geïnvesteerd in quantumtechnologie. Binnen Europa is Nederland een van de koplopers.

quantuminternet

Europese financiering, in miljoenen euro’s 0

40

80

120 universele quantumcomputer

2035

Groeimarkt De totale markt voor quantumtechnologie zal de komende twee decennia sterk groeien.

illustratie Ymke Pas

80 Schatting marktontwikkeling sinds 2017, in miljarden dollars 60 Overig

40 20

Bron: Nationale Agenda Quantumtechnologie

6 | de ingenieur 10 | oktober 2019

0

0­5 jaar

5­10 jaar

10­15 jaar

15­20 jaar

FOCUS

‘PLAATS SPRINKLERS IN HOOGBOUW’

tekst ir. Jim Heirbaut

Als gevolg van het tekort aan woningen schieten in de grote steden de torenflats als paddenstoelen uit de grond. Fijn voor mensen die een leuke woning zoeken, maar hoe zit het met de brand­veiligheid van die torens? Die is niet altijd op orde, waarschuwden een aantal brandweercommandanten onlangs. ‘Onze hoogwerkers komen tot 30 m hoogte. Daarboven kunnen we een brand alleen van binnen bestrijden. Als een t­ oren helemaal in brand vliegt, kunnen wij echt niemand meer komen redden’, zei brandweer­ commandant van Den Haag Esther Lieben – tevens landelijk portefeuillehouder incidentbestrijding – in het AD. Loopt het inderdaad zo’n vaart? ‘Ik snap best dat de brandweer om aandacht vraagt, maar hoogbouw is natuurlijk niet nieuw. Er zijn eerder hoge gebouwen neergezet en er is een richtlijn met strenge eisen’ zegt dr.ir. Ralph Hamerlinck, expert brandveiligheid en directeur van Adviesbureau Hamerlinck. Hij krijgt bijval van ing. René Hagen MPA, lector Brandpreventie aan de Brandweeracademie.

‘De brandweer heeft al strategieën voor het blussen van gebouwen van hoger dan 70 m.’

Dat moet vaak van binnenuit, want er zijn maar weinig branden die aan de ­gevel blijven en zich daar laten blussen.

De brandweer heeft in hoogbouw de ­beschikking over speciale liften die ook bij brand blijven werken. De brandweerlieden gaan met hun materieel hiermee naar een hoogte van één of twee verdiepingen onder de brand. ‘Daar sluiten ze hun slangen aan op stijgleidingen die in het gebouw zitten en waar vanuit de brandweerwagen water door wordt

­ pgepompt. Van daaruit gaan ze te voet o verder’, vertelt Hagen.

Het Bouwbesluit stelt als eis dat een hoog gebouw qua brandveiligheid op een gelijkwaardig niveau wordt getrokken als een laag gebouw. Dit blijft vaag; waar moet een architect bij hoogbouw op letten? Om te beginnen moeten de vluchtroutes genoeg mensen aan kunnen, zeggen beide brandexperts. Verder zijn zelfsluitende, rookwerende deuren van belang, zodat bewoners zonder te stikken weg kunnen komen en brandweerlieden goed zicht houden. ‘En let op: een brandwerende deur is niet per se rookwerend’, zegt Hamerlinck.

Steenwol Een andere manier om brand- en rookontwikkeling te beperken, is door sprinklers in de plafonds. Dat wordt voor hoogbouw aanbevolen, maar is niet verplicht. ‘Als ik dat in andere landen vertel, geloven ze me bijna niet’, zegt Hagen.

‘We krijgen in Nederland maar niet tussen de oren dat je in veel gevallen een sprinklerinstallatie moet inbouwen. Dat beperkt de rookontwikkeling enorm en remt de brand af. Vooral in gevallen waar mensen niet zelfstandig kunnen vluchten, móet je een sprinkler gebruiken. In verpleeghuizen, ziekenhuizen, gevangenissen, en dus ook in hoogbouw.’

Een gebouw dat ook geen sprinkler­

installatie had, was de Grenfell-woontoren in Londen (zie foto), die in juni 2017 afbrandde, waarbij 72 doden vielen. Die ­toren had onvoldoende vluchtwegen, maar de aandacht werd vooral getrokken door de brandende gevelmaterialen. Daar moeten we in Nederland ook mee oppassen, benadrukt Hagen, die de Nederlandse regering adviseert naar aanleiding van ‘Grenfell’. ‘Jarenlang hebben we vooral met beton en glas gebouwd, maar nu zien we meer hout en kunststoffen verschijnen in gevels. Daar komt nog bij dat we gevels van bestaande gebouwen isoleren om ze energiezuiniger te maken. Dat gebeurt met schuimen van kunststof, dat gemakkelijk brandt. Ook glas- en steenwol blijven uiteindelijk wel branden.’

Terwijl de brandweer aandacht vraagt voor hoogbouw, denkt Hamerlinck dat juist lagere gebouwen – tussen 30 en 70 m hoog – veiliger kunnen. ‘Voor hoogbouw zijn de eisen strenger en daardoor gaan projectontwikkelaars vaak net onder die 70 m zitten.’ Zo hoeven ze in het ontwerp minder maatregelen te nemen voor brandbestrijding van binnenuit, en drukken ze de kosten voor het gebouw. ‘Ik zou liever zien dat aan die middencategorie meer eisen worden gesteld. Dat zou de prikkel wegnemen bij projectontwikkelaars om net onder die 70 m te gaan zitten om minder aan brandveiligheid te hoeven doen.’

foto Natalie Oxford / CC BY 4.0

De brandveiligheid bij nieuwe hoogbouw verdient extra aandacht, waarschuwden onlangs verschillende brandweercommandanten. Brandt een gebouw van binnen, dan kunnen brandweerlieden er niet goed meer bij. Valt mee, zeggen experts in reactie hierop. ‘Maar hoge gebouwen moeten we wel standaard uitrusten met sprinklerinstallaties.’

De Grenfell Tower in Londen staat in brand op 14 juni 2017.

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 7

FOCUS

WINDREUS IN ROTTERDAM De skyline van Rotterdam krijgt er een ­eyecatcher bij. Op de Maasvlakte ten westen van de stad verrijst de grootste windturbine ter wereld. Bouwer GE Renewable Energy legt momenteel de laatste hand aan de Haliade X, een windturbine met een maximale capaciteit van 12 MW. Deze foto is eind augustus gemaakt, toen de gondel omhoog werd gehesen (zie voor de schaal de cabine van de kraan­ machinist links).

Alles aan de Haliade X is groot. De turbine reikt tot 260 m de hoogte in en is daarmee veel hoger dan de Euromast en maar een stukje lager dan de top van de Eiffeltoren. De rotorbladen zijn per stuk 107 m lang. De tip van zo’n blad legt per volle ronde ruim 700 m af. Per jaar zal de ­Haliade X, gerekend met gunstige windomstandigheden, ongeveer 67 GWh aan duurzame stroom opwekken. Dat is genoeg voor 16.000 huishoudens.

Onderzoeksinstituut ECN part of TNO gaat in opdracht van GE vier jaar lang tests uitvoeren met de grote windturbine. ‘Dit prototype is belangrijk voor ons om het typecertificaat te halen. Daarna kunnen we de turbine in serieproductie nemen’, zegt ir. Vincent Schellings van GE Renewable Energy. ‘We willen nagaan of de tur­ bine net zo presteert als waar we haar voor hebben ontworpen: produceert ze de juiste hoeveelheid stroom bij een bepaalde windsnelheid, wat zijn de krachten op de bladen, en is de turbine voldoende betrouwbaar?’

Om de krachten en momenten op de bladen te meten, brengt ECN er reksensoren op aan. Hieruit volgt of de enorme bladen van glasvezel en carbon vervormen onder verschillende belasting van de wind zoals vooraf is berekend.

Daarnaast gebruikt GE deze eerste ­Haliade X om de procedures voor de installatie en voor onderhoud te testen. ­Eigenlijk is de Haliade X bedoeld voor op zee; het testen gebeurt echter op land, omdat hij daar beter bereikbaar is. Als de tests erop zitten, blijft de windturbine wel gewoon in Rotterdam staan om daar groene stroom op te wekken. tekst ir. Jim Heirbaut foto Portpictures.nl

8 | de ingenieur 10 | oktober 2019

FOCUS

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 9

FOCUS

BELLENSCHERM STOPT MICROPLASTICS Dat een gordijn van bellen in kanalen of riviertjes kan helpen om grote stukken plastic te vangen voor ze in zee belanden, was al bekend.

Nu blijkt dat de bellen ook helpen om microplastics tegen te houden. Alleen de allerkleinste deeltjes worden niet tegengehouden.

Drinkwaterbedrijf PWN, Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier en onderzoeksinstituut KWR doen samen met start-up The Great Bubble Barrier ­onderzoek bij de rioolwaterzuivering van Wervershoof in Noord-Holland. Ze hopen te achterhalen hoeveel microplastics er nog in gezuiverd afvalwater, het zoge­ heten effluent, zitten en of het bellenscherm helpt om die deeltjes van 0,02 tot 0,5 mm uit het water te filteren.

Het bellenscherm van de Great Bubble Barrier bestaat uit een buis met gaatjes,

die schuin op de bodem van een waterloop wordt gelegd. Door de buis wordt lucht geperst, zodat er een gordijn van luchtbelletjes ontstaat. Dit bellenscherm stuwt de plasticdeeltjes naar de oever waar ze kunnen worden opgevangen, maar hindert vissen en schepen niet.

De onderzoekers richtten in de afwatering van de rioolzuivering van PWN in Wervershoof drie meetpunten in: één voor het scherm, één bij het scherm en één erachter. Vervolgens vergeleken ze de verschillende waarden. Afgelopen maand maakten de onderzoekspartners de eerste resultaten bekend: bij het bellenscherm werden microplastics aangetroffen. Dat bevestigt dat de rioolwaterzuivering niet alle microplastics afvangt, maar ook dat het bellenscherm werkt.

Eerder is het bellengordijn al in de IJssel getest. Daar bleek dat het scherm helpt tegen groot plastic: 86 % van het test-

In de afwatering van de rioolwater­zuivering van PWN in Werver­­shoof is een bellenscherm aangelegd dat micro­plastics tegen­ houdt. Op deze dronefoto loopt het bellenscherm diagonaal van links­onder naar rechtsboven onder het bruggetje door.

plastic kon bij het scherm worden op­ gevangen.

‘Bij microplastics is het effect minder groot’, zegt adviseur chemie dr. Eelco Pieke van Het Waterlaboratorium, dat het onderzoek heeft uitgevoerd. ‘Daaruit kunnen we afleiden dat er een ondergrens is: sommige plasticdeeltjes zijn te

MINDER STUDIESTOPS BIJ TU’S De studentenstops bij technische universiteiten zijn goeddeels van de baan, nu in de nieuwe Rijksbegroting extra geld naar bètaonderwijs gaat.

Alleen de TU Delft houdt nog vast aan een numerus fixus.

foto Stephane Gaudry

De technische universiteiten krijgen in de begroting van 2020 van verschillende kanten extra geld. Allereerst is er de herverdeling van universiteitsgeld, zoals de commissie-Van Rijn die voorstelde. Pro-

Gebouwen van de TU Eindhoven

10 | de ingenieur 10 | oktober 2019

centueel krijgen TU’s meer, terwijl brede universiteiten minder krijgen.

Daarnaast krijgen álle Nederlandse universiteiten meer geld; ten opzichte van 2019 komt er zo’n 300 miljoen euro bij.

Dat geld is onder andere afkomstig van NWO (een overheveling van onderzoeksbudget), en van een extra investering in onderwijs en onderzoek van 70 miljoen.

Van dat laatste bedrag gaat 60 miljoen naar bèta en techniek; ook brede universiteiten krijgen daar een deel van. Zij

moeten dat geld wel gebruiken voor hun bètaopleidingen.

Bij de TU Eindhoven betekent de budgetverhoging het einde van de numerus fixus bij technische bedrijfskunde, werktuigbouwkunde en biomedische technologie/medische wetenschappen. Voor bouwkunde, technische informatica en industrieel ontwerpen wordt het maximale studentenaantal verhoogd. ‘Met het geld kunnen we meer docent-onderzoekers aanstellen. Zo kunnen we de gewenste kwaliteit blijven bieden, ook als er meer studenten zijn’, licht een woordvoerder van de TU/e toe.

Bij Wageningen University en Research wordt het extra geld gebruikt om quota af te schaffen bij de studies voeding, ­biotechnologie en moleculaire wetenschappen. De universiteit is van plan de ­komende tijd tweehonderd nieuwe ­medewerkers aan te nemen.

De TU Delft houdt echter vast aan de quota voor zes opleidingen. ‘We hebben het extra geld dat nu binnenkomt nodig om de huidige toestroom van studenten van een goede opleiding te voorzien.

Ook willen we de werkdruk verminderen.

FOCUS

BENZINE UIT ZAAGSEL foto Rijkswaterstaat

Op basis van Nederlandse technologie wordt in Zweden een fabriek gebouwd die olie produceert uit zaagsel en houtsnippers. De techniek is ontwikkeld door het Nederlandse bedrijf BTG-BTL, dat in Hengelo een proeffabriek runt.

TechnipFMC bouwt de fabriek.

Het proces voor het omzetten van organische stof in olie is bedacht aan de Universiteit Twente en door BTG-BTL doorontwikkeld tot een techniek die op industriële schaal bruikbaar is. In Hengelo runt het bedrijf al een paar jaar een proeffabriek die op kleine schaal olie produceert.

Bij de gebruikte techniek, pyrolyse, worden organische stoffen in een zuurstofarme omgeving omgezet in olie. De lange ketens van onder meer cellulose breken op in verschillende koolwaterstoffen met kortere ketens.

Dat proces moet zuurstofarm verlopen, want anders verbranden het zaagsel of de houtsnippers tot as en CO2.

De kern van het Twentse pyrolyse-­ proces is een roterend vat met heet zand dat snel verwarmd wordt tot 500 °C. Deze verhittingsstap duurt maar enkele seconden; vervolgens zijn er nog verschillende stappen van nabehandeling nodig.

Zweden is een bosrijk land met een grote houtverwerkende industrie. Het sterke punt van bio-olie uit restproducten als zaagsel of houtsnippers is dat er geen kostbare landbouwgrond voor nodig is. Dat is wel het geval als je biobrandstof maakt uit bijvoorbeeld koolzaad, mais of suikerriet.

We gaan dus investeren in onderwijzend personeel, faciliteiten en studiesucces,’ laat de Delftse universiteit weten. Volgens een zegsman hebben de numeri fixi overigens niet zozeer met geld te maken.

De quota gelden voor opleidingen waarvoor te weinig banen zijn, of voor nieuwe opleidingen die niet snel kunnen opschalen zonder kwaliteitsverlies.

De herverdeling zoals de commissie-Van Rijn die voorstelde, en waar de TU’s nu van profiteren, is controversieel. Alfa- en gammawetenschap wordt er volgens critici mee tekort­gedaan. Vanwege de kritiek besloot minister Ingrid van Engelshoven van OCW de herverdeling langzamer door te voeren. Vier TU’s krijgen daarom 28 miljoen euro extra in 2020 en 30 miljoen in 2021. Het geld dat daardoor verdwijnt bij brede universiteiten wordt gecompenseerd met een verhoging van het totale budget, waardoor geen universiteit er de komende twee jaar netto op achteruitgaat.

In 2022 en verder krijgen de TU’s 66 miljoen extra per jaar. Voor die verschuiving worden de brede universiteiten slechts deels gecompenseerd. (MS)

foto BTG-BTL

klein zijn en kunnen niet door dit gordijn worden opgevangen.’ Waar die grens precies ligt wat grootte betreft, moet ­nader onderzoek uitwijzen.

Daarnaast moet het onderzoek een uniforme methode opleveren voor het meten van microplastics in water. Tot nu toe is daar geen standaard voor. (PD)

De fabriek komt te staan naast een houtzagerij van het bedrijf Setra, ongeveer 170 kilometer ten noorden van de hoofdstad Stockholm. Deze ­zagerij produceert een constante stroom zaagsel. Het bedrijf Preem verwerkt de geproduceerde basisolie vervolgens in een van zijn raffinaderijen tot voor auto’s bruikbare brandstof.

BTG-BTL ziet de interesse in de nieuwe bio-olie snel toenemen. ‘Er zijn verschillende toepassingen en met alle nieuwe regelgeving die voorschrijft dat we steeds duurzamer en verantwoordelijker met energie om moeten gaan, ontdekken steeds meer bedrijven dat pyrolyse-olie een goed alternatief is’, zegt managing director ing. Gerhard Muggen van BTG-BTL in een persbericht.

De geplande fabriek in Zweden gaat per jaar ongeveer 40.000 ton houtsnippers en zaagsel verwerken. Op de biobrandstof die dit na raffinage oplevert, kunnen naar schatting 15.000 gezinnen een jaar lang hun auto rijden. Hierbij komt weliswaar CO2 in de lucht, maar dat was ook gebeurd als de houtresten waren verbrand of vergaan in de natuur. Nu wordt de energie in het hout nuttig gebruikt. Wat de nieuwe biobrandstof gaat kosten, is nog niet bekend.

De biobrandstof zal worden gemengd met gewone brandstof – uit fossiele bron – en met andere vormen van biobrandstof. Volgens Europese richtlijnen moet autobrandstof (benzine en diesel) vanaf 2020 voor een deel bestaan uit duurzame componenten.

(JH)

Een mede­ werker van BTG-BTL houdt zaagsel vast, een nieuwe bron van onder meer transport­ brandstof.

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 11

GEO-ENGINEERING

GROOTSCHALIG INGRIJPEN IN NATUURLIJKE SYSTEMEN ALS LAATSTE REDMI

Sleutelen aan de sta

Klimaatwetenschappers zijn het erover eens dat de aarde opwarmt door menselijke CO2-uitstoot, met schadelijke klimaatverandering tot gevolg. Als we de uitstoot niet snel drastisch kunnen terugdringen, vormt menselijk ingrijpen in het klimaat voor ­klimaatpanel IPCC inmiddels een mogelijk plan B. Sleutelen aan het klimaat, ofwel geo-engineering, heeft echter nog veel haken en ogen. En wie moet de problemen oplossen als het fout gaat? tekst ing. Paul Schilperoord 12 | de ingenieur 10 | oktober 2019

IDDEL

at van het klimaat

Het Space Waste Lab, een initiatief van Studio Roosegaarde en de Europese ruimtevaartorganisatie ESA: grote hoeveelheden ruimteafval bij elkaar vormen een enorme zonnereflector.

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 13

illustratie Studio Roosegaarde

GEO-ENGINEERING

GEO-ENGINEERING

foto Dave Harlow/United States Geological Survey

De grote uitbarsting van de Filipijnse vulkaan Pinatubo op 15 juni 1991 bracht ongeveer 17 miljoen ton zwaveldioxide in de lucht. Dat is de grootste hoeveelheid ooit gemeten met moderne instrumenten.

L

ange tijd is geo-engineering, het opzettelijk grootschalig ingrijpen in de natuurlijke systemen van de aarde, afgedaan als gekkenwerk. Maar door de alarmerende berichten over de staat van het klimaat vormt het een steeds serieuzer alternatief.

Het idee van menselijk ingrijpen in het klimaat gaat ver terug. Het rapport Restoring the Quality of Our Environment, opgesteld door de Science Advisory Committee van de Amerikaanse president Lyndon B. Johnson in 1965, was de eerste serieuze erkenning op overheidsniveau van de mogelijke schadelijke effecten van emissies door het gebruik van fossiele brandstoffen. Dit rapport beschrijft ook de eerste ideeën voor geo-engineering. Die brachten een wetenschappelijk debat op gang, dat al decennia voortduurt.

De verschillende ideeën voor geo-engineering zijn onder te verdelen in twee hoofdstromingen: zonnestralingsbeheer (solar radiation management, SRM) en kooldioxideverwijdering (carbon dioxide removal, CDR). Het basisidee achter ­zonnestralingsbeheer is om een deel van het

op de aarde vallende zonlicht terug te kaatsen de ruimte in, zodat de aarde minder opwarmt en de temperatuur daalt. Dit laat de broeikasgassen echter ongemoeid. CO2-verwijdering draait juist om het verwijderen van het broeikasgas koolstofdioxide uit de atmosfeer, wat de temperatuur eveneens laat dalen, maar bijvoorbeeld ook de verzuring van de oceanen tegenwerkt.

‘De verschillende geo-engineeringtechnieken voor SRM en CDR lopen uiteen van pragmatische oplossingen tot onrealistische sciencefiction­ ideeën’, zegt em.prof.dr. John Shepherd, emeritus hoogleraar Earth System Science aan de Britse University of Southampton. Hij bestudeert al jarenlang alle verschillende oplossingen binnen zijn researchgroep Assessing the Impact of Geo-engineering the Climate. Shepherd en andere klimaatwetenschappers zijn het erover eens dat geo-engineering geen alternatief mag zijn voor het terugdringen van onze CO2-uitstoot, aangezien het geen echte oplossing is voor het probleem. Het is uitsluitend een laatste redmiddel om catastrofale opwarming te voorkomen.

foto Arni Saeberg

Binnen het CarbFixproject wordt bij de geothermische energiecentrale Hellisheidi in IJsland onder meer 30 % van het uitgestoten CO2 afgevangen en in basaltformaties geïnjecteerd.

14 | de ingenieur 10 | oktober 2019

GEO-ENGINEERING

VULKAANUITBARSTINGEN ALS INSPIRATIEBRON

Koelend effect Na een vulkaanuitbarsting komen er grote hoeveelheden stof en zwavelgassen tot enkele tientallen kilometers hoogte in de stratosfeer. Die gassen, waaronder zwaveldioxide, reageren in de lucht tot sulfaatdeeltjes. Deze microscopisch kleine deeltjes blijven langere tijd in de hoge luchtlagen hangen en weerkaatsen een deel van het zonlicht terug de ruimte in.

Met een afkoelend effect tot gevolg.

Maar volgens het KNMI is het effect sterk afhankelijk van op welke hoogte de deeltjes rondzweven. In tegenstelling tot de uitbarsting van de Pinatubo op de Filipijnen in 1991 is er na verschillende andere vulkaanuitbarstingen juist geen temperatuurdaling geregistreerd. Het grootste ­bekende effect is van de uitbarsting van de Tambora in Indonesië in 1815, waarbij de deeltjes tot 40 km hoogte kwamen.

Het daaropvolgende jaar 1816 staat

­ ekend als ‘het jaar zonder zomer’. b Het koelende effect van een vulkaanuitbarsting is volgens klimaatwetenschappers na te bootsen door flinke hoeveel­ heden sulfaat of zwaveldioxide in de atmosfeer te brengen. De uitdaging is om een kostenefficiënte methode te ontwikkelen die de deeltjes op de juiste hoogte brengt en gelijkmatig verspreidt. Daarvoor bestaan verschillende ideeën, die uiteenlopen van sulfaat de lucht in brengen met granaten, speciale vliegtuigen en ballonnen, of door het via een kilometers­ lange slang omhoog te pompen.

Dit laatste idee wordt al jarenlang als de meest haalbare methode onderzocht binnen het Engelse project Stratospheric Particle Injection for Climate Engineering (SPICE). De projectonderzoekers willen een 25 km lange, flexibele slang van composietmateriaal maken die wordt gedragen door ballonnen. De slang is verbonden met een pompinstallatie op de grond, die het sulfaat door de slang de lucht in moet pompen. Vooralsnog zijn er nog geen tests uitgevoerd, enerzijds door het gebrek aan regelgeving rondom geo-engineering, anderzijds vanwege de beperkingen van computermodellen om alle effecten goed te kunnen voorspellen.

Zo zouden de deeltjes, volgens een ander Engels onderzoek, de kans op orkanen of juist droogte in bepaalde regio’s kunnen vergroten.

De Amerikaanse Harvard University is binnen het project Stratospheric Controlled Perturbation Experiment (SCoPEx) van plan om via praktijktests meer data te vergaren

over deze vorm van zonnestralingsbeheer.

Het plan is om hoog in de stratosfeer onschuldige deeltjes los te laten en de effecten daarvan te meten. Deze data is vervolgens te gebruiken om computermodellen mee te verbeteren voor het maken van betrouwbare simulaties.

Ozonlaag Het SCoPEx-experiment werkt met een ballon voorzien van twee propellers. Deze vliegt tot een hoogte van 20 km en laat daar een kleine hoeveelheid materiaal los, aanvankelijk ijs en later waarschijnlijk calciumcarbonaat, ergens tussen de 100 g en 2 kg. De propellers zorgen ervoor dat de deeltjes zich goed mengen binnen een wolk van zo’n 100 m in diameter en 1 km in lengte. Vervolgens is de ballon met de propellers de wolk in te sturen om gedurende een etmaal luchtmetingen te verrichten. De ballon onderzoekt hoe de deeltjes zich gedragen ten opzichte van elkaar in de stratosferische lucht, en onderzoekt veranderingen in de chemische samenstelling van de lucht en de effecten op zonnestraling en infraroodstraling. Dit moet data opleveren voor betere simulaties, maar bijvoorbeeld ook ophelderen of de deeltjes effect hebben op de ozonlaag.

Een datum voor de eerste SCoPEx-testvlucht is er nog niet. Wellicht is in een ­latere fase ook het effect van sulfaat te testen. Volgens de onderzoekers is in dat geval de hoeveelheid sulfaat die daarbij wordt losgelaten, niet meer dan een commercieel vliegtuig in een minuut vliegen uitstoot.

foto Martin Stute

Een wolk reflecterende deeltjes de strato­ sfeer in schieten, dat is een van de weinige geo-engineeringideeën met een praktische grondslag. Die deeltjes kaatsen een deel van het invallende zonlicht terug de ruimte in, waardoor de aarde iets afkoelt. Dit effect is in het verleden geconstateerd en wetenschappelijk vastgelegd na vulkaanuitbarstingen. Toch zijn er nog een aantal belangrijke vragen te beantwoorden alvorens deze variant van zonnestralingsbeheer (solar radiation management, SRM) in de praktijk is toe te passen. Want wat zijn bijvoorbeeld de neveneffecten op het klimaat?

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 15

GEO-ENGINEERING

foto Kjetil Alsvik/Equinor

Bij het Noorse Sleipner-gasveld wordt bij de gas­ winning al sinds 1996 CO2 afgevangen en geïnjecteerd in een zoutwater­ houdende laag op 1 km diepte. Daar­ mee is het het oudste en meest langlopende CCSproject ter wereld.

In de loop der jaren zijn allerlei ideeën geopperd om via zonnestralingsbeheer de opwarming van de aarde tegen te gaan. Het rapport van ­Johnson uit 1965 stelde al voor om reflecterende deeltjes over de oceanen uit te strooien, maar dat klinkt gezien de huidige problematiek met de plastic soep niet als een geweldig idee. De Russische klimatoloog Michail Boediko kwam in de jaren zeventig van de vorige eeuw met het idee om reflectieve deeltjes de stratosfeer in te schieten. Dit idee wordt sindsdien steeds vaker bestudeerd, aangezien het de natuurlijke

effecten van een vulkaanuitbarsting nabootst (zie het kader ­‘Vulkaanuitbarstingen als inspiratiebron op pagina 15’).

Uitbarsting Bij de uitbarsting van de Pinatubo op de Filipijnen in 1991 kwamen namelijk enorme hoeveelheden zwaveldeeltjes hoog de atmosfeer in.

Deze deeltjes verspreidden zich vervolgens rond de aarde en reflecteerden dusdanig veel zonlicht dat de gemiddelde temperatuur op aarde 0,6 graden lager lag gedurende vijftien maanden. ‘Het feit dat zwaveldeeltjes in het verleden aantoonbaar tot afkoeling van de aarde hebben geleid, maakt dit de meestbelovende vorm van zonnestralingsbeheer’, vindt Shepherd.

AFVANGEN EN VASTHOUDEN CO2 uit de lucht halen klinkt een beetje als het omgekeerde van water naar de zee dragen. Het moet namelijk op enorme schaal gebeuren om enig effect te hebben.

Toch zijn er allerlei initiatieven op dit terrein, omdat het een van de meest beheersbare geo-engineeringtechnieken is, samen met het afvangen van CO2 uit industriële uitlaatgassen en dat diep onder de grond opslaan.

Dit is dan ook een belangrijke pijler van het Nederlandse klimaatakkoord. Om de CO2-uitstoot in 2030 met 49 % te verminderen ten opzicht van 1990, wordt afvangen en opslaan van kooldioxide als noodzakelijk gezien. Dat gaat echter wel deels

16 | de ingenieur 10 | oktober 2019

ten koste van investeringen in duurzame energievoorzieningen. Milieuorganisaties zien CO2-opslag daarom als een schijnoplossing die veel geld en energie kost.

Wat gebeurt er in de praktijk? Het Zwitserse bedrijf Climeworks ontwikkelde een installatie die jaarlijks zo’n 1000 ton CO2 uit de omgevingslucht kan verwijderen. Die lucht wordt door grote ventilatoren aangezogen, waarna chemische filters het CO2 binden met amines. Door verhitting komt deze CO2 weer vrij als een gas –dit kost wel de nodige energie – en wordt vervolgens opgevangen. Het afgevangen CO2 wordt doorverkocht aan onder meer de voedingsmiddelenindustrie, agrarische bedrijven en

de energiesector. De Amerikaanse concurrent Carbon Engineering doet iets soortgelijks, maar zet de CO2 onder druk om het vervolgens in vloeibare vorm de grond in te kunnen pompen.

CO2 is ook direct af te vangen uit industriële uitlaatgassen, die een veel hogere concentratie bevatten. De meest gebruikte techniek hiervoor is het zogeheten scrubben, waarbij rookgassen worden ‘gewassen’ om CO2 door middel van absorptie te isoleren.

Daar worden in de praktijk doorgaans amines voor gebruikt, wat tamelijk veel energie kost.

Overigens ziet Climeworks direct air cap­ ture (DAR), zoals de techniek ook wel

GEO-ENGINEERING

illustratie Carbon Engineering Ltd.

Impressie van een CO2-afvang­ installatie van het Canadese bedrijf Carbon Engineering.

Ook de Nederlandse Nobelprijswinnaar prof.dr. Paul Crutzen pleitte ruim tien jaar geleden in een wetenschappelijk artikel voor nader onderzoek naar de mogelijkheden om zwaveldeeltjes per raket naar 25 km hoogte te schieten. Hij schreef erbij het niet direct serieus te bedoelen, maar ‘als de CO2-uitstoot niet drastisch wordt gereduceerd, dan is klimaatengineering de enige beschikbare methode om temperatuurstijging en schadelijke neveneffecten daarvan tegen te gaan’.

gebieden, tegen opwarming beschermen. Een overkoepelend probleem bij al deze verschillende ideeën is de praktische uitvoerbaarheid op grote schaal en de enorme kosten die ermee zijn gemoeid. En wie is er verantwoordelijk om de maatregelen te nemen en de consequenties te dragen als het fout gaat?

Andere vormen van zonnestralingsbeheer behelzen onder meer het witter maken van laaghangende wolken, zodat ze meer zonlicht terugkaatsen, en het plaatsen van gigantische spiegels in woestijnen of ­zwevend in de ruimte om zonlicht terug te kaatsen. Studio Roosegaarde bedacht in samenwerking met de Europese ruimtevaart­ organisatie ESA het creatieve idee om grote hoeveelheden ruimteafval bij elkaar te brengen en zo een enorme zonnereflector te vormen, het Space Waste Lab. Dit zou kwetsbare gebieden op aarde, zoals de pool-

Een antwoord op die laatste vragen is er nog lang niet, zegt klimaatwetenschapper prof.dr.ir. Herman Russchenberg, directeur van het Climate Institute van de TU Delft. ‘Dat is onontgonnen terrein. Iedereen roept dat geo-engineering zo belangrijk gaat worden en dat er spelregels moeten komen, maar er gebeurt weinig. Het zou eigenlijk gelijk op moeten lopen.’ Gelijk met de

wordt genoemd, niet als vorm van geo­engineering. ‘DAR probeert de opwarming van de aarde niet tegen te gaan, zoals ­zonnestralingsbeheer doet, maar pakt juist de oorzaak van het probleem aan’, laat een woordvoerder weten. ‘Door CO2 uit de lucht te halen draagt DAR bij aan het herstellen van het biosysteem op aarde, zoals dat in het pre-industriële tijdperk was.’

Omzetten in gesteente Afgevangen CO2 is diep onder de grond op te slaan in poreuze gesteentelagen, bijvoorbeeld van oude olie- en gasvelden, steenkoollagen of zoutwaterhoudende lagen. Dit wordt ook wel geologische opslag

genoemd. Het oudste en meest lang­ lopende project ter wereld is bij het ­Sleipner-gasveld in Noorwegen. Daar wordt bij de gaswinning al sinds 1996 jaarlijks een miljoen ton CO2 afgevangen en geïnjecteerd in een zoutwaterhoudende laag op 1 km diepte. Daar zit het CO2 ingesloten en zal daar naar verwachting nog duizenden jaren veilig opgeborgen blijven.

Nog veel interessanter is om CO2 op te slaan in basalt-rots, omdat de CO2 daar een permanente chemische verbinding mee aangaat. Dit gebeurt al binnen het IJslandse CarbFix-project. In dit project haalt een testinstallatie van Climeworks CO2 uit de lucht, dat vervolgens wordt opgeslagen in

onderaardse basaltrots. Uit onderzoek blijkt dat het proces veel sneller gaat dan aanvankelijk gedacht. Binnen twee jaar tijd is 95 % van het CO2 al omgezet in gesteente.

Het doel van het project is om dit systeem kosteneffectief te maken, zodat het door heel Europa is in te zetten.

Het voordeel van de combinatie van CO2 uit de lucht halen en vervolgens vastleggen in basalt is dat het overal op aarde kan gebeuren, mits er basaltformaties in de bodem beschikbaar zijn. Het afvangen van CO2 hoeft dus niet per se te gebeuren bij een op fossiele brandstoffen gestookte elektriciteitscentrale of industriële installatie met veel CO2-uitstoot.

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 17

GEO-ENGINEERING

ATOOMBOM OP ORKAAN De Amerikaanse president Trump dacht onlangs de perfecte oplossing tegen orkanen te hebben bedacht: ‘Waarom gooien we er geen atoombom op?’ Zou dat een manier zijn om de gevolgen te temperen van de klimaatverandering, waarvan Trump overigens het bestaan in twijfel trekt? Volgens Amerikaanse onderzoekers worden orkanen namelijk steeds krachtiger en natter en bewegen ze langzamer door de klimaatverandering – met alle verwoesting en doden van dien.

Trump zou zijn uitspraak hebben gedaan tijdens een briefing over orkanen in het Witte Huis. Inmiddels heeft hij dit ontkend en het verhaal afgedaan als fake news.

Waar of niet waar, het idee om orkanen met kernbommen te bestoken is niet nieuw. Een slordige eeuw geleden wilden Amerikanen al met kanonnen op orkanen schieten om ze te bedwingen. Later, tijdens het presidentschap van Dwight ­Eisenhower in de periode 1953-1961, opperde een wetenschapper om kernbommen te gebruiken. Sindsdien duikt het controversiële idee elk jaar weer op tijdens het Amerikaanse orkaanseizoen.

De kracht van een good old Amerikaanse kernbom zou toch makkelijk een orkaan kunnen wegvagen?

Drukgolf De National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), die veranderingen in het weer en in de oceanen voorspelt, heeft het idee inmiddels officieel naar de prullenbak verwezen. Volgens de NOAA is er een gigantische hoeveelheid energie

nodig en is het bovendien zeer twijfelachtig of een kernexplosie werkelijk effect op een orkaan zou hebben. De drukgolf na de explosie beweegt zich iets sneller dan de geluidssnelheid naar buiten toe en verhoogt de atmosferische druk in de orkaan niet. Om dat wel te bewerk­ stelligen is simpelweg meer lucht nodig, die ook nog aan de orkaan toegevoegd zou moeten worden. En, niet onbelangrijk, de nucleaire fall-out zou dramatische effecten hebben op het klimaat en het ­leven op aarde.

Stapels autobanden In plaats van kernbommen op orkanen gooien bedacht de Britse wetenschapper Stephen Salter een simpele en goedkope oplossing om te voorkomen dat orkanen überhaupt ontstaan. Convectie boven warm zeewater is de belangrijkste ­energiebron van een tropische depressie, waaruit een orkaan kan ontstaan. De kritische watertemperatuur ligt rond 26,5 °C. Salter heeft het idee geopperd om drijvende buizen te maken van gestapelde oude autobanden, die 100 m diep in de oceaan steken. Golfslag zou warm zee­ water naar beneden forceren om zich daar te mengen met diepere, koudere waterlagen. Volgens Salter zijn er zo’n 150 tot 450 van deze drijvende structuren nodig in hurricane alley in de Atlantische Oceaan om merkbaar effect te hebben.

Salter patenteerde dit idee samen met Bill Gates en Nathan Myhrvold van het Amerikaanse technologiebedrijf Intellectual Ventures.

technieken die worden ontwikkeld, moet er ook een gedragscode worden opgesteld.

Makkelijk zal dat niet zijn. ‘Dan komen immers vragen aan de orde als: wie is de baas van de aarde en wie is de baas van het weer?’, legt Russchenberg uit. Duidelijk is wel dat het besluit om geo-engineeringtechnieken toe te passen niet aan één enkel land is over te laten. ‘Zelfs als er wordt besloten om de wolken boven de oceaan witter te maken, dan zal dat op land gevolgen hebben die lokaal kunnen verschillen’, zegt Russchenberg. ‘Op de ene plek leidt het tot droogte, terwijl het elders juist meer gaat regenen.’

18 | de ingenieur 10 | oktober 2019

Salter bedacht samen met John Lathan van het US National Centre for Atmo­ spheric Research ook nog een manier om orkaanvorming te verminderen via een vorm van zonnestralingsbeheer. Een schip met hoge schoorstenen sproeit zeewater als een fijne nevel hoog de lucht in, in de laaghangende stratocumuluswolken. Deze wolken hangen boven ongeveer 40 % van het wereldwijde oceaanoppervlak.

Die kleine druppeltjes vergroten de dichtheid van de wolken en zorgen voor een iets groter reflecterend vermogen van de bovenkant. Daardoor kaatst de wolk 3 tot 4 % extra zonlicht t­ erug de ruimte in.

Van het door Salter en Lathan bedachte schip (zie de artist’s impression hiernaast) zouden honderden stuks moeten worden gebouwd die als autonome vloot de oceanen gaan bevaren. Het schip wordt aangedreven door zogeheten Flettner­-rotors, die tevens de schoor­stenen vormen. Deze verticale cilinders draaien rond om zo in combinatie met de wind het Magnus­ effect op te wekken, dat zorgt voor een voorwaartse beweging van het schip. Aan de hand van satellietinformatie zijn de schepen allemaal gezamenlijk of in kleinere vloten naar bepaalde plekken te sturen, bijvoorbeeld om de poolgebieden of koraalriffen plaatselijk te koelen. Volgens Salter en Lathan zouden de effecten voldoende zijn om de opwarming van de aarde voorlopig tegen te gaan. Het h ­ ele concept wordt momenteel onderzocht binnen het Marine Cloud Brightening Project, dat is ondergebracht bij de University of Washington.

Het verwijderen van het broeikasgas CO2 uit de atmosfeer kan door het uit de omgevingslucht te filteren met speciaal daarvoor gebouwde apparatuur of door natuurlijke processen te stimuleren.

Een bestaand idee is om de oceanen te bemesten met ijzerdeeltjes om algengroei te stimuleren, zodat alle algen samen meer CO2 uit de lucht omzetten in zuurstof. Volgens Shepherd is de effectiviteit van die maatregel twijfelachtig, mede door de lage concentratie van 0,04 % CO2 in de lucht. ‘Bovendien zal van de extra algen in de oceaan ook een groot deel weer afsterven en binnen enkele dagen gaan rotten, waarbij weer CO2 vrijkomt. Het bemesten van de oceanen kan bovendien het natuurlijke ecosysteem van de oceanen ernstig verstoren met niet te voorspellen gevolgen, en dat alleen maar voor een relatief kleine hoeveelheid CO2-­ verwijdering.’

GEO-ENGINEERING

Artist’s impression van een schip met hoge schoorstenen dat zeewater als een fijne nevel hoog de wolken in sproeit om zo hun reflecterend vermogen te verhogen.

illustratie John MacNeill

­ limaatdoel van nul emissies in de tweede helft k van deze eeuw halen, zoals is vastgelegd tijdens e klimaatconferentie van de VN in 2015. Om dat te halen hebben we grootschalige, effectieve geo-engineeringprocessen nodig met minimale eveneffecten. Bij voorkeur ook op een manier dat we ze in en uit kunnen schakelen afhankelijk van het effect. CCS is naar alle waarschijnlijkheid nog het minst riskant en het meest praktisch voor de nabije toekomst.’

Een veiligere manier is simpelweg het planten van bomen. Zwitserse wetenschappers schreven eerder dit jaar in Science dat het wereldwijd planten van een biljoen bomen de CO2-uitstoot die sinds het begin van de negentiende eeuw door de mens is veroorzaakt, voor tweederde zou compenseren. Daarvoor is een gebied nodig ter grootte van de Verenigde Staten. Na analyse van tachtigduizend satellietfoto’s concluderen ze dat die ruimte er is, verspreid over onder meer de Verenigde Staten, Rusland, Canada, Australië, Brazilië en China. Of de politieke wil er ook is met presidenten als Trump en Bolsonaro aan het roer, is op dit moment zeer twijfelachtig. Trumps enige bijdrage op klimaatgebied was het idee om orkanen met kernbommen te bestoken (zie het kader ‘Atoombom op orkaan op pagina 18’).

Ten slotte is CO2 ook af te vangen uit de rookgassen van industriële installaties om zo de aanwas van nieuwe CO2 te minimaliseren. Carbon Capture and Storage (CCS) behelst het opvangen en vervolgens opslaan van CO2 (zie het kader ‘Afvangen en vasthouden’ op pagina 16). ‘De concentratie CO2 in industriële uitstoot is 10 tot 15 % vergeleken met 0,04 % in de om­gevingslucht,’ zegt Shepherd, ‘dus dat maakt afvangen wel effectief. Maar het is zeker geen snelle oplossing voor het klimaatprobleem. Om een substantieel effect te hebben is een CCS-industrie nodig die qua schaalgrootte de huidige industrie voor fossiele brandstoffen overstijgt. Het zal flink wat tijd kosten tot deze processen efficiënt en betaalbaar genoeg zijn om op grote schaal te draaien.’

VN-achtige organisatie ‘De kritische conclusie is dat geen van de geo-engineeringtechnieken te prefereren is boven het terugdringen van emissies’, zegt Shepherd.

‘Maar zonder een vorm van geo-engineering zullen we nooit het

Er zijn ook zorgen over het gebrek aan regels voor geo-engineeringtechnieken. Naast kleinschalige plaatselijke initiatieven, zoals het afdekken van gletsjers tegen smelten, hebben veel van de technieken een wereldwijd effect. Zwitserland diende eerder dit jaar een resolutie in bij het VN-milieuagentschap (UNEP) om voor augustus 2020 met een beleidskader te komen en een inschatting van de effecten van de verschillende geo-engineeringtechnieken.

Het voorstel haalde het niet. Toch ziet de Delftse hoogleraar Russchenberg het als een taak voor een ‘VN-achtige organisatie met wereldwijd gezag’ om beleidskaders te ontwikkelen. ‘Maar nog beter zou het zijn als landen besluiten geo-engineeringtechnieken samen te ontwikkelen’, zegt Russchenberg. ‘Dan is iedereen van meet af aan overtuigd van de noodzaak ervan en dan kunnen ze samen ook regels maken voor het inzetten van de technieken.’

Als het niet lukt om dit binnen VN-verband te regelen, moet er toch op z’n minst een Europese instelling in het leven worden geroepen. Russchenberg overweegt om daar zelf binnenkort een voorzet voor te doen. ‘Vanuit Nederland kunnen we prima het voortouw nemen’, zegt hij.

‘Als er maar een goede organisatie staat op het moment dat de technieken gereed zijn.’ |

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 19

illustratie Jeroen van der Most

Nadat een AI met tienduizenden landschapsfoto’s was getraind, genereerde een computer niet-bestaande landschappen voor het kunstwerk Newborn Widow.

MACHINES KRIJGEN EINDELIJK VERBEELDINGSKRACHT

Ideeënversneller Dankzij generative adversarial networks (GAN’s), een vorm van kunstmatige intelligentie, kunnen computers zelf nieuwe dingen bedenken: van foto’s, video’s en kunstwerken tot nieuwe medicijnen en materialen. ‘Dit kan het ontdekkingsproces met een factor tien versnellen.’ tekst dr.ir.drs. Bennie Mols

O

ver een digitaal canvas vliegt een vlinder met blauwe vleugels. Alsof hij een penseel in de hand heeft, trekt hij bruine strepen over het zwarte doek. Er duiken nog twee vlinders op.

Of is het dezelfde vlinder op meerdere plekken tegelijk? Onder het fladderen van de vleugels vult het canvas zich met vlinderpaden. Zo ontstaat het kunstwerk Beast on a leash, een project van kunstenaar Jeroen van der Most, dat hij samen met artificiële intelligentie (AI) heeft uitgevoerd (zie kader ‘Team van helpers’ op pagina 22).

Van der Most werkte tien jaar geleden 20 | de ingenieur 10 | oktober 2019

nog als marktonderzoeker, waarbij hij sociale media-data analyseerde.

Maar omdat hij daarin zijn creativiteit onvoldoende kwijt kon, zette hij een radicale stap: hij werd beeldend kunstenaar en ging kunstmatige intelligentie gebruiken om een nieuw soort kunst te maken. ‘Ik noem het een duo-­ kunstenaarschap tussen mens en machine.’ Gebogen over zijn iPad vertelt hij aan de hand van zijn kunst­ werken hoe ze tot stand kwamen. ‘Ik zie kunstmatige intelligentie als de ­volgende stap in de kunst. De mens bedenkt het hoofdidee en de AI zorgt voor de visuele vertaling.’

‘Het interessantste vind ik dat zo’n duo-kunstenaarschap ons als mensen nieuwe vragen stelt: wat is creativiteit? Kan een machine ook creatief zijn? Zo ja, wat is dan nog het verschil tussen mens en machine? Komt de kunstenaar ooit buitenspel te staan?’

Van der Most gebruikt een AI-­ techniek uit de machine learning die computers voor het eerst verbeeldingskracht geeft: generative adversarial networks, kortweg GAN’s. Sinds 2012 zijn computers dankzij deep learning (de belangrijkste techniek om computers te laten leren) razendsnel goed geworden in het herkennen van

illustratie Jeroen van der Most

­ atronen in beeld, geluid en tekst – denk aan een zelfrijdende auto die p voetgangers herkent. Maar wat ze tot voor kort niet konden, was het zelf genereren van realistische beelden, geluiden, ontwerpen en wat niet meer. Het bedenken van nieuwe dingen begint artificiële intelligentie nu te leren, dankzij GAN’s.

Het eerste generative adversarial network werd in 2014 ontwikkeld

WEDSTRIJD TUSSEN NETWERKEN Technisch gezien bestaat een generative adversarial network ­ofwel GAN uit twee neurale netwerken die een wedstrijd tegen ­elkaar spelen. Elk neuraal netwerk is een verzameling kunstmatige neuronen die met elkaar zijn verbonden en in tientallen verschillende lagen zijn verdeeld. Elk laag neemt een bepaald deel van de patroonherkenning voor zijn rekening. Het ene netwerk is te zien als een vervalser (de generator), het andere als een detective (de discriminator). De vervalser probeert de detective om de tuin te leiden. Beide netwerken worden getraind met dezelfde beelden, geluiden of wat dan ook. Laten we voor het gemak een beeld ­nemen. De vervalser leert dan om op basis van de trainingsdata een kunstmatig beeld te creëren. De detective bepaalt of het beeld realistisch is of nep, dat wil zeggen of het wel of niet past in de verzameling trainingsdata. Denkt de detective dat het nep is, dan maakt de vervalser een nieuw beeld. Deze wedstrijd gaat net zo lang door totdat de detective het kunstmatige beeld niet meer kan onderscheiden van een realistisch beeld uit de trainingsdata.

De eerste GAN’s die uitgebreid de publiciteit haalden, creëerden in 2017 hogeresolutiefoto’s die sterk leken op foto’s van beroemd­ heden. Maar geen van de geportretteerden bestond in het echt.

Beeldend kunstenaar Jeroen van der Most trainde voor zijn kunstwerk Beast on a leash een GAN om de vliegpaden van een vlinder te herkennen en vervolgens nieuwe paden te generen.

door de Amerikaanse onderzoeker dr. Ian Good­ fellow. Zijn doel was om een computer nieuwe beelden, geluiden of teksten te laten produceren door te leren van een bestaande dataverzameling.

Vorig jaar plaatste het tijdschrift MIT Technology Review GAN’s in de top tien van meest veelbelovende technologieën van 2018. Yann LeCun, een van de grondleggers van deep learning, noemde GAN’s ‘the coolest idea in deep learning in the last twenty years.’

Mode en kunst GAN’s hebben in de afgelopen twee jaar talloze nuttige toepassingen gekregen: het corrigeren en reconstrueren van foto’s, het scheppen van nieuwe muziek en games, het creëren van foto’s met computergegenereerde mode-modellen en het maken van kunst. In 2018 werd een door AI gemaakt schilderij verkocht voor 432.500 dollar (492.000 euro) bij veilinghuis Christie’s.

Je kunt zelf ook eenvoudig spelen met de technologie: op de website deepart.io kun je een foto uploaden en laten omzetten in een schilderij in de stijl van je favoriete schilder. Stop je er een foto van jezelf in en een afbeelding van Van Goghs schilderij De sterrennacht, dan maakt de computer dankzij een GAN binnen een paar minuten een prachtig schilderij van jou in de stijl van De sterrennacht. oktober 2019 | de ingenieur 10 | 21

Voor zijn schilderij Beast on a leash liet beeldend kunstenaar ­Jeroen van der Most de computer kijken naar video’s van rond­ vliegende vlinders. Hij trainde een generative adversarial network (GAN) om de vliegpaden te herkennen en vervolgens nieuwe ­paden te genereren. Zelf selecteerde hij daaruit de paden die hij voor zijn kunstwerk het meest interessant vond.

‘Voor mij is een GAN een team van helpers die me op allerlei ­manieren kunnen verrassen. Een GAN creëert soms een combinatie van vormen en kleuren die ik zelf nooit had bedacht. Aan de andere kant heeft deze kunstmatige intelligentie geen idee wat ik als kunstenaar mooi, aantrekkelijk en spannend vind. Ik selecteer zelf de resultaten. Ik bepaal ook zelf waarnaar ik het GAN laat kijken.

Zowel in de input als in de output van de kunstmatige intelligentie heb ik als kunstenaar nog steeds een grote hand.’

In een ander kunstwerk, Newborn Widow, trainde Van der Most een GAN met tienduizenden landschapsfoto’s. Vervolgens liet hij de computer nieuwe landschappen genereren. Voor zijn eigen kunstwerk van landschappen selecteerde hij juist die afbeeldingen die van veraf op een realistisch landschap lijken, maar van dichtbij alleen nog maar op een abstractie van een landschap. ‘Dat contrast vind ik spannend’, zegt hij. ‘Als mens kun je vervolgens weer gaan fantaseren over wat die abstracte landschappen voorstellen.’

foto BuzzFeed

Ook de wetenschap begint GAN’s te ontdekken. Die gebruikt de net­ werken onder meer voor het simuleren van botsingen in deeltjes­ detectoren, zoals bij CERN in Genève, voor de zoektocht naar donkere materie en voor het genereren van realistische, maar toch niet-­ bestaande medische data. Dat laatste heeft als voordeel dat onder­ zoekers zich geen zorgen hoeven te maken over dataprivacy en toch hun medische AI kunnen trainen.

Prof. Alán Aspuru-Guzik, hoogleraar Scheikunde en Informatica aan de Canadese University of Toronto, gebruikt GAN’s om over nieuwe moleculen te dromen, zoals hij dat noemt. Hij zoekt naar nieuwe, effi­ ciënte materialen om organische batterijen en zonnecellen van te maken. Aspuru-Guzik: ‘Het zichtbare universum telt 1082 atomen. Je kunt uitrekenen dat je daarmee tussen de 1060 tot 10180 middelgrote moleculen kunt maken. Veel materialen die kunnen helpen bij het oplossen van onze 21e-eeuwse duurzaamheidsproblemen liggen ergens in die enorme ruimte. Probleem is alleen dat de meeste van die moleculen waardeloos zijn. Momenteel duurt het ten minste tien jaar om een nieuw materiaal te maken. Dat is veel te langzaam. Met kunstmatige intelligentie wil ik het ontdekkingsproces een factor tien versnellen.’

Dat doet hij onder meer met GAN-technologie.

22 | de ingenieur 10 | oktober 2019

Een voorbeeld van deepfake: deze video van BuzzFeed laat de Amerikaanse oud-president Obama iets zeggen wat hij nooit publiekelijk zou uitspreken.

illustratie Jeroen van der Most

TEAM VAN HELPERS

Eyes of one, een van de kunstwerken die Jeroen van der Most maakte samen met kunstmatige intelligentie. ‘Ik noem het een duo-kunstenaarschap tussen mens en machine.’

Aspuru-Guzik formuleert eerst welke eigenschappen zijn moleculen moeten hebben. Vervolgens gaat hij op zoek naar moleculen die daarbij passen.

Dat heet inverse molecular design. GAN’s zijn daarbij een hulpmiddel. ‘Je kunt elk molecuul uitschrijven als een reeks symbolen. Vervolgens kun je een GAN trainen om patronen te herkennen in de relatie tussen de eigenschappen van bestaande moleculen en hun bijbehorende reeks symbolen.

Na voldoende training kan het GAN zelf nieuwe moleculen bedenken die hopelijk de gewenste eigenschappen hebben.’

‘Het is niet zo dat we dankzij GAN’s al een nieuw materiaal hebben ontdekt’, vervolgt Aspuru-Guzik, die uitgebreid over zijn werk publiceerde in toptijdschriften als Nature en Science, ‘maar we hebben wel laten zien dat ze het ontdekkingsproces versnellen. In een experiment om een organisch materiaal voor zonnecellen te maken,

kwam het GAN met dertig veelbelovende moleculen, terwijl traditionele technieken meer dan duizend mogelijke moleculen voorstelden.

Dat betekent dat wij als scheikundigen veel minder werk hebben om te testen welke moleculen ook echt werken. Bovendien hebben wij als menselijke scheikundigen allemaal zo onze eigen vooroordelen: we denken te weten dat bepaalde molecuulstructuren dit of dat juist wel of niet doen. Dat klopt lang niet altijd. GAN’s hebben die menselijke vooroordelen niet en juist daarom kunnen ze ons helpen sneller nuttige moleculen te ontdekken.’

Rode veren Trendwatcher digitale technologie Jarno Duursma publiceerde in ­september een rapport over toepassingen van GAN-technologie, Machines met verbeeldingskracht. Hij sprak daarvoor met een twintigtal kenners en gebruikers van GAN-technologie. Duursma vertelt over zijn conclusies: ‘GAN’s zijn een ideeënmachine voor alle terreinen die te digitali­seren zijn, en dat is tegenwoordig bijna alles. Als je tegen ­honderd mensen zegt: schilder een vogel met rode veren en een korte snavel, dan komen er honderd verschillende schilderijen uit. Dat is ­ wat GAN’s nu met één druk op de knop mogelijk maken: razendsnel nieuwe variaties creëren.’

Een technologisch domein waar GAN’s al worden toegepast, is de

wereld van het ontwerp van vliegtuigonder­ delen, auto-onderdelen en zelfs van stedelijke omgevingen. Duursma: ‘Vliegtuigbouwer Boeing heeft dankzij GAN’s de geometrie en het materiaal van bepaalde cabine-onderdelen zo geoptimaliseerd dat er ruim 50 % op gewicht is bespaard.’

Net als bij de moleculen van Aspuru-Guzik begint het ontwerpproces met het formuleren van de gewenste eigenschappen en helpen GAN’s bij het vinden van precies dat ontwerp dat tot die eigenschappen leidt.

Het Nederlandse bouwbedrijf Van Wijnen gebruikt dit soort generatief ontwerpen voor het creëren van complete stedenbouwkundige plannen. ‘De gewenste doelen zijn kwantificeerbaar: we willen appartementen met minimaal zoveel oppervlak, we willen zoveel parkeerruimte, we willen dat de zonnepanelen genoeg energie krijgen enzovoort. De software genereert dan bijpassende stedelijke ontwerpen.’

Nuttige toepassingen te over, maar GAN’s hebben ook een negatieve bijsmaak gekregen. Ze oktober 2019 | de ingenieur 10 | 23

illustratie Hyper Object/Jeroen van der Most

Een GAN creëert soms een combi­ natie van vormen en kleuren die kunstenaar Jeroen van der Most zelf nooit had bedacht. ‘Maar ik selecteer zelf de resultaten’.

worden gebruikt voor deepfake: het bewust maken van nepnieuws, nepfoto’s en nepvideo’s.

Beelden, stemmen, teksten – alles is in een handomdraai te manipuleren.

Geen gezond verstand Hoe ver reikt de verbeelding van GAN’s? Wordt de computer binnenkort net zo creatief als Picasso of Einstein? De huidige GAN’s leren alleen van de data die ze aangeboden krijgen. Zo kan een GAN dat is getraind met foto’s van echte honden, een beeld van een niet-bestaande hond maken, bijvoorbeeld eentje met een niet-bestaand stippenpatroon. Maar het GAN zal niet ineens een beeld van een totaal nieuw dier ­verzinnen. In die zin is de verbeeldingskracht beperkt. GAN’s creëren niet à la Picasso of Van Gogh ineens een nieuwe schilderstijl. Van de rest van de wereld hebben ze geen flauw benul.

24 | de ingenieur 10 | oktober 2019

­ ennis van het ene domein, waarin ze worden getraind, kunnen ze K verder niet verbinden met een totaal ander domein, waarin ze niet zijn getraind. Gezond verstand hebben ze ook niet.

Aspuru-Guzik gelooft daarom niet dat kunstmatige intelligentie de menselijke wetenschapper overbodig gaat maken. ‘In mijn visie is de wetenschapper van de toekomst zoiets als de mens in een zelfrijdende auto. De auto doet het leeuwendeel van het werk, maar de mens moet de auto nog steeds vertellen waar hij heen moet, wanneer en waarom.

De wetenschapper van de toekomst wordt een cyborg: een versmelting van mens en machine.’

Kunstenaar Van der Most ziet het creatieve verschil tussen mens en machine kleiner worden, maar denkt dat er nog heel lang een verschil blijft bestaan. ‘Wat ik vaak mis in wat AI aan kunst maakt, is de emotie, het ruwe, het irrationele, de agressie. Typisch datgene wat menselijke kunstenaars in hun werk stoppen. Kunstenaars hebben het vaak over het sublieme, dat wat bijvoorbeeld de Mona Lisa zo bijzonder maakt. Ook dat is moeilijk in een formule te vangen. Een kunstwerk moet impact hebben, mensen beroeren, mensen inspireren. ­Zonder de mens bestaat kunst niet.’ |

Een student van NNTS werkt aan een PCB, een printplaatje.

TECHNIEKSTUDENTEN WERKEN PARTTIME BIJ INGENIEURSBUREAU

Voor het echie

Als een van de weinige ingenieursbureaus zet het Enschedese No Nonsense Technical Solutions (NNTS) bij projecten techniekstudenten in. Zo kunnen ze al tijdens hun opleiding hun tanden zetten in het echte ingenieurswerk. De studenten leren snel veel bij én het drukt de prijs die opdrachtgevers moeten betalen. tekst ir. Jim Heirbaut foto’s NNTS

W

il je als techniekstudent iets bijverdienen, dan kun je natuurlijk achter de bar gaan staan, ­gaan vakkenvullen in de supermarkt of krantenabonnementen verkopen op straat. Maar je kunt ook direct in het diepe springen: techniekstudenten in Enschede werken parttime voor ingenieursbureau No Nonsense Technical Solutions (NNTS). Het mes snijdt aan twee kanten: ze kunnen lekker ver­

dienen én ze doen al voor het einde van hun studie echte werkervaring op.

De studenten zijn veelal afkomstig van de Universiteit Twente. Een deel studeert aan de Hogeschool Saxion.

Ze werken bij NNTS acht tot twaalf uur in de week aan één of meerdere projecten. ‘Op meer uren mag je vanwege hun studie niet rekenen’, vertelt ­projectleider Wouter Sieverink BSc van NNTS. ‘Toch zien we vaak dat ook de studenten die met het minimum

beginnen van acht uur per week, al gauw meer uren gaan werken, omdat ze het zo leuk vinden.’ Sieverink is er zelf een goed voorbeeld van. Hij begon als student Technische Natuurkunde aan de Hogeschool Saxion en Technische Geneeskunde aan de Universiteit Twente bij NNTS. Dat beviel hem zo goed dat hij is gebleven. ‘Ik ben de eerste vaste medewerker.’

Natuurlijk hebben de studenten meer begeleiding nodig dan afgestuoktober 2019 | de ingenieur 10 | 25

Een student is bezig met laswerk voor een machine die net geproduceerde assen moet gaan afvoeren.

deerde ingenieurs. Daarom staan aan het hoofd van elk project de meer ervaren mensen, die de planning van het project en het budget bewaken.

Soms is het lastig dat het werk bij NNTS voor de studenten een bijbaan is, bijvoorbeeld op de momenten dat er binnen een project snel moet worden geschakeld. ‘Dan moet ik eerst nagaan hoe de beschikbaarheid van onze mensen is in de komende weken’, zegt Sieverink. Aan de andere kant zijn studenten flexibeler met hun tijd dan ‘gewone’ werknemers. ‘Ze hebben er vaak geen probleem mee om in de avond te werken, of in het weekend’, zegt Jeroen van Dorp MSc, die zelf onlangs afstudeerde. ‘Dat vind ik ook logisch, want je bent als student toch al gewend om je eigen tijd in te delen.’ Hierdoor moeten de projectleiders op hun beurt ook flexibeler zijn. Sieverink: ‘Soms krijg ik ’s avonds appjes van project­ leden met een vraag. Dat vind ik helemaal niet erg, zolang ik niet bij een trouwerij zit.’

Onbevangen blik Dankzij de inzet van studenten kan NNTS veel lagere prijzen vragen voor het uitvoeren van ­projecten dan concurrerende, ‘gewone’ inge­ nieursbureaus. Het uurtarief ligt ongeveer de helft lager. Dat trekt bepaalde groepen klanten aan: vooral het mkb, waar vaak wat minder ­budget beschikbaar is dan bij grote bedrijven, en gemeenten weten de weg te vinden naar het ingenieursbureau. ‘Gemeenten huren ons vaak in om te analyseren wat er mogelijk is rond verduurzaming. Kleine bedrijven die willen innoveren, komen bij ons voor van alles, van een haalbaarheidsonderzoek tot het ontwikkelen van een

prototype tot een marktklaar product’, vertelt Auke Reitsma MSc, ­marketingman bij NNTS. Behalve een lager uurtarief brengen studenten ook een on­bevangen blik met zich mee, merkt projectleider Sieverink. ‘Ze zitten nog niet vastgeroest in een specifieke manier van denken, waardoor ze soms met creatieve oplossingen komen. Laatst werkten we aan een dakpan met zonnecellen erin. We wilden een onderdeel van de bevestiging 3D-printen, maar de nabewerking – het handmatig weghalen van ondersteunend materiaal – zou te veel tijd kosten. Toen kwam een ­student met het slimme idee om deze ondersteuning van wateroplosbaar plastic te maken. Daardoor hoefden we de geprinte onderdeeltjes alleen nog maar een paar uur in een bak water te leggen om de onder-

KLANTERVARING Een van de huidige klanten van NNTS is het eveneens ­Enschedese bedrijf THN, dat een paar panden verderop zit.

THN heeft een m ­ oderne draaibank aangeschaft voor het produceren van speciale geharde assen. Het bedrijf huurde NNTS in om een afvoersysteem voor de assen te ontwerpen en bouwen. Technisch directeur Alex Scheele is positief over de samenwerking. ‘Het was fijn communiceren in dit project. Doordat sommige projectleden nog studeren, ontstond er soms wel wat vertraging. Dat vonden we niet erg,

26 | de ingenieur 10 | oktober 2019

want we hadden met dit project ruim de tijd. Daar staat ­tegenover dat het werk in vakanties sneller gaat dan bij een regulier inge­nieursbureau.’

Ook kwalitatief leverden de studenten van NNTS goed werk. ‘Ik heb er weinig op aan te merken, op een paar kleine inschattingsfouten na – daar zag je het gebrek aan ervaring. Maar dat hebben ze in beide gevallen goed opgelost. Het vergde wat extra uitzoekwerk, wat ze voor een groot deel niet aan ons hebben doorge­rekend. Heel netjes.’

Projectoverleg bij NNTS: projectleiders die met studenten werken, moeten extra flexibel zijn.

steuning te laten verdwijnen. Die student heeft ons veel werk bespaard.’

De studenten zelf hebben uiteraard baat bij het werken voor een echt ingenieursbureau. ‘Ze leren veel op hun universiteit of hogeschool, maar hebben die kennis nog zelden toegepast. Als ze bij ons komen, gaan ze vaak voor het eerst echt praktische dingen doen’, aldus Sieverink. ‘Dat geeft een goed gevoel’, vult Van Dorp aan, ‘want je wil toch iets nuttigs doen met je studie. Je leert hier meer dan van de theo-

Studenten durven soms niet toe te geven dat ze iets niet snappen retische vakken. Allerlei praktische vaardigheden, zoals het ontwerpen van de printplaten die apparaten aansturen, heb je vaak nodig in een toekomstige vaste baan in de techniek. Maar misschien wel het belangrijkste wat je hier leert, is dat je net zo lang moet doorgaan tot een apparaat goed werkt en nog betrouwbaar is ook.’

Geen aannames Doordat een student minder ervaring heeft dan iemand die al jaren werkt, zal hij of zij bepaalde risico’s niet herkennen die een ervaren medewerker wel ziet, simpelweg omdat die er in een eerder project tegenaan is gelopen. ‘We leren onze mensen dan ook om in een project zeer systematisch van tevoren alle risico’s uit te sluiten. Doe geen aan-

names, ga ervan uit dat je niets zeker weet’, vertelt Sieverink.

Ook heeft een student nog maar een beperkte vakkennis; het kan zijn dat bepaalde vakken op de universiteit nog niet aan bod zijn geweest. Dit probeert NNTS deels op te lossen met een kennisdatabase, een soort Wikipedia met specifieke kennis die is opgeschreven door projectmede­ werkers. Hierdoor hoeft een oner­varen student in een nieuw project niet steeds opnieuw het wiel uit te vinden. De kennisdatabase is extra belangrijk vanwege het grote verloop van de mede­werkers. Veel extra moeite kost dit niet, vindt Sieverink, want binnen elk project wordt toch al een handleiding geschreven voor de leden van het projectteam. ‘Bijvoorbeeld over het ontwerpen van printplaten, of hoe je specifieke software gebruikt.’ Studenten zouden wel in een ­speciale valkuil kunnen stappen, denkt Van Dorp: niet durven toegeven dat ze iets niet weten of niet snappen. ‘Het voelt natuurlijk vervelend om dat toe te geven. Maar het is wel cruciaal, anders kunnen er dingen mis­lopen.

De project­leider moet dus doorvragen of de student iets écht begrijpt.’

Soms brengt een student bijzondere vaardigheden met zich mee die het bedrijf nog niet had.

Zo was er een die stage had gelopen in de VS en oktober 2019 | de ingenieur 10 | 27

Twee studenten (rechts Jeroen van Dorp) werken aan een dakpan met zonnecellen erin.

daar had geleerd hoe je een PLC (een elektronisch apparaat dat zware machines in de industrie aanstuurt, of bijvoorbeeld motoren of kleppen) kunt programmeren. ‘Dat is niet eens zo heel moeilijk, maar je leert dat gewoon niet aan een Nederlandse universiteit of hogeschool.

Zoiets is puur toeval.’ Wie van de studenten welke vaardigheden heeft, komt in – alweer – een database te staan. Zo kunnen de projectleiders zien wie ze graag bij een project willen betrekken.

Gepaste gezelligheid NNTS draait goed. Zaten de medewerkers vorig jaar nog op elkaars lip in een ruimte van 100 m2, inmiddels is het ingenieursbureau gevestigd in een open, licht pand op een industrieterrein net buiten het centrum van Enschede met 250 m2 kantoor en 150 m2 werkplaats. ‘Er is genoeg werk. We zouden nog kunnen uitbreiden’, laat Sieverink weten.

Een rondleiding voert door de werkplaats van het bedrijf, waar meerdere jonge mannen sleutelen aan grote technische kasten of iets tekenen achter een groot beeldscherm. In een hoek treffen we Jurre Kuijper, oprichter en eigenaar van het bedrijf. ‘Ik steek graag regelmatig zelf de handen uit de mouwen.’

De man-vrouwverhouding is nog niet in balans – 80:20 – maar dat is

simpelweg een gegeven bij de studierichtingen waaruit het bedrijf put. Ook zijn er niet veel buitenlandse medewerkers. Die zijn van harte welkom, maar komt iemand van heel ver, dan kan dat praktische onhandigheden opleveren.

Sieverink: ‘Op de Universiteit Twente studeren bijvoorbeeld Indiërs, maar meestal is het te duur om een werkvisum aan te schaffen voor een parttimebaan.’ Voor studenten van binnen de EU ligt het eenvoudiger. ‘We hebben op dit moment een Franse student in dienst die erg goed is in het bouwen van apps.’

De cultuur van NNTS is zichtbaar relaxed. Er is nauwelijks hiërarchie, iedereen kan elkaar aanspreken. Van Dorp noemt het gepaste gezelligheid. ‘Als we op kantoor zijn, werkt iedereen serieus en hard. Maar we trekken ook wel eens aan het eind van de dag spontaan een krat bier open, of we houden een borrel waarbij ook mensen van buiten welkom zijn.’ |

ONEERLIJKE CONCURRENTIE? NNTS kan door de inzet van studenten uurtarieven hanteren die ongeveer de helft lager liggen dan bij ‘gewone’ ­ingenieursbureaus. De grotere bureaus die De Ingenieur hierover ondervroeg, ervaren dit niet als oneerlijke concurrentie.

‘Het is vooral van belang dat iedereen de context goed begrijpt en weet wat je mag verwachten. Maar verder vinden wij het een charmant idee om de

28 | de ingenieur 10 | oktober 2019

kwaliteiten van studenten al tijdens hun opleiding meer te benutten’, mailt innovatie­manager Carlita Vis MSc van advies- en ingenieursbureau Royal HaskoningDHV. Dat bedrijf werkt zelf ook vaak met studenten, die voor een paar maanden een gerichte opdracht doen.

Ook ingenieursadviesbureau Sweco maakt graag gebruik van de innovatieve denkkracht van studenten. ‘Jaarlijks

loopt er een groot aantal studenten bij ons stage’, stelt recruitmentmanager Mark Wybenga BA. ‘Zij voegen veel waarde toe aan het werk voor onze klanten, door hun nieuwe inzichten en frisse m ­ anier van denken. Studenten maken bij ons wel altijd onderdeel uit van een divers team. Wij streven ernaar om in onze projecten nooit alleen maar junioren of a­ lleen maar senioren in te zetten.’

DE WAAROM-VRAAG

S

MÖRING

oms, als ik bewegend beeld zie van John ­Wayne, roep ik onmiddellijk: ‘Hände hoch, ­Halunke!’ In mijn hoofd spreekt hij Duits. Dat komt ervan als je in de jaren zestig en zeventig bent opgegroeid in het oosten van het land en Hollywoods klassiekers hebt gezien op de Duitse televisie. Die taal was ons sowieso nogal bekend, want de buren aan de andere kant van grens kwamen naar onze zaterdagse markt voor kaas en voor wat zij ‘Holländische pudding’ noemden en wij vla.

Wij, op onze beurt, gingen de grens over voor kleren en andere luxeartikelen, want destijds bestond luxe nog niet in Nederland. Geluk was weliswaar nog heel gewoon, maar voor een behoorlijke winterjas moest je de grens over.

Al die contacten leidden ertoe dat wij tijdens de laatste twee jaar van de lagere school vrijwillig Duitse les konden krijgen. Na schooltijd, natuurlijk.

Mijn ouders behoorden tot mijn spijt tot degenen die dat een goed idee vonden, en daardoor zat ik rijtjes naamvallen te stampen, terwijl andere jongens buiten kastanjes verzamelden.

Duits, wie spreekt het nog? Mijn kinderen niet. Ze gingen afgelopen zomer mee op een fact finding mission naar Worms en de enige die daar contact kon leggen met de inboorlingen, was ik. Ze spreken wel Engels, want dat is de taal van film, tv en internet. Ze spreken zelfs Engels als ze Nederlands praten. Ik had een discussie met mijn dochter over klimaatverandering, toen zij zei: ‘Wij zijn gewoon meer woke dan jullie generatie, pap.’ Ik: ‘Woke?’

Ik stond op het punt om een tirade te beginnen over Engelse woorden gebruiken als het ook in het Nederlands kan, toen ik mij realiseerde dat wij onszelf vroeger ‘geëngageerd’ noemden en dat dat ook niet bepaald een Nederlands woord is. Restte mijn reactie op de bewering dat haar generatie meer bezig is met milieu, klimaat en andere ellende. Dat was een beetje alsof ik probeerde uit te leggen dat ik niet fout was in de oorlog.

Marcel Möring is schrijver.

Zijn nieuwe roman Amen verschijnt op 10 oktober.

Ik besloot te beginnen met het makkelijkste, het rapport dat de Club van Rome in 1972 uitbracht, Grenzen aan de groei, en het vervolg daarop, in 2012. Dat eerste rapport veroorzaakte een enorme schok in de jaren zeventig. Het laatste werd door bijna niemand meer opgemerkt. Samengevat is de strekking van beide rapporten ongeveer dat het zo niet verder kan en dat we eindelijk eens moeten

nadenken over onze wereld en hoe we met haar omgaan. ‘En dat is 45 jaar geleden!’, zei ik op een en-nou-jij-weer-toon. ‘En?’, zei mijn dochter.

We zaten binnen, gordijnen gesloten, want buiten was het vanwege de klimaatverandering heel toepasselijk 41 graden. Ik zei dat er veel was gebeurd, vooral op technologisch gebied. Zonne-energie, windmolens, biologische landbouw, elektrische ­auto’s, namaakvlees in de winkels … ‘Maar waarom is er dan plastic in de oceanen en warmt de aarde op?’, vroeg mijn dochter.

Je wilt je kinderen goed opvoeden en dus leer je ze dat de waarom-vraag een van de belangrijkste vragen is. Misschien wel De Belangrijkste. En later, op een snikhete dag, binnen, achter dichtgetrokken gordijnen, krijg je daar dan spijt van.

We kunnen op technisch ­gebied veel, maar blijkbaar is dat niet genoeg

Hoe leg je een bezorgde jonge vrouw van 23 uit dat jouw generatie en die daarvoor en ongetwijfeld ook haar generatie niet in staat zijn om de boel wezenlijk te veranderen? Dat we op technisch gebied veel kunnen, maar dat dat blijkbaar niet genoeg is. Dat de techniek altijd wordt bepaald door economische en politieke omstandigheden en dat dat weliswaar frustrerend, maar toch ook weer goed is. Dat we, om een voorbeeld te noemen, ook pas het Deltaplan bedachten toen de watersnoodramp een feit was.

‘Ja, maar …’, zei mijn dochter. ‘Als het kalf verdronken is, dempt men de put’, zei ik nuffig. ‘En dat is goed?’, vroeg zij. ‘Nee, dat is niet goed, maar het is wel hoe het werkt. Jij gaat ook pas naar de dokter als er iets mis is, niet eerder.’

Een kulargument, ik geef het onmiddellijk toe. Maar wat moet je? In dit soort situaties denk ik aan de doos van Pandora. Als alle ellende je om de oren is gevlogen, blijft er één ding over. En dat is hoop. oktober 2019 | de ingenieur 10 | 29

De voetbalrobots van de TU Eindhoven kunnen dankzij kunstmatige intelligentie steeds beter spelen. In het nieuwe AI-instituut EAISI van de universiteit vormen de voetbalrobots een van de aandachtsgebieden.

STEEDS MEER INSTITUTEN VOOR KUNSTMATIGE INTELLIGENTIE

Allemaal AI

Deze maanden hebben maar liefst drie verschillende centra voor kunstmatige intelligentie (AI) in Nederland hun deuren geopend. Heeft de hype op het gebied van kunstmatige intelligentie een wildgroei veroorzaakt?

Of heeft Nederland juist nog meer AI nodig? ‘We hopen op centrale regie vanuit de overheid.’ tekst Marc Seijlhouwer MSc

D

e TU Eindhoven opende begin september een eigen lab voor kunstmatige intelligentie (AI). Dit Eindhoven Artificial Intelligence Systems Institute (EAISI, spreek uit als easy) focust zich op kunstmatige intelligentie in machines en systemen. Half september kwam de Radboud Universiteit in Nijmegen met het Radboud Center for Artifical Intelligence, waarin al het huidige onderzoek op AI-gebied van de universiteit wordt gebundeld. En werkgeversorganisatie VNO-NCW introduceert deze maand de Nederlandse AI-coalitie (NL AIC), die moet lobbyen voor een nationale AI-agenda, met ­bijbehorende subsidies.

En dit is alleen nog maar de recente oogst aan Nederlandse AI-instituten.

Als paddenstoelen schoten ze het af­­ gelopen jaar uit de grond, als reactie op de mondiale hype rond kunst­matige intelligentie. Utrecht, Amsterdam, Delft – overal zitten hubs voor onderzoek naar en ontwikkeling van artificiële intelligentie. Vaak werken ze samen met lokale bedrijven, die

30 | de ingenieur 10 | oktober 2019

smachten naar hoogopgeleide AI­­specialisten die met intelligente algoritmes processen kunnen versnellen of verbeteren. Waar komen al die insti­ tuten vandaan? En is het echt nodig dat elke (middel)grote stad een eigen AI-centrum heeft?

Achterlopen ‘Nederlandse universiteiten – vooral de niet-technische – hebben een lange traditie met AI’, vertelt prof.dr. Maarten de Rijke, directeur van het ICAI,

Daarvoor richt het ICAI labs op, samenwerkingen tussen universiteiten en ondernemingen, waarbij een bedrijf genoeg bruikbare data in huis moet hebben om de promovendi van een universiteit interessant onderzoek te laten doen. Sinds de oprichting van ICAI zijn er al tien labs opgezet. ‘Voor het eind van het jaar willen we er twaalf hebben, en eind 2020 hopen we op twintig labs.’ Die groei laat ook zien hoeveel vraag er naar AI-onderzoek is.

‘Nederland en Europa lopen achter op

’Een centraal, Europees AI-centrum opzetten is een slecht idee’ een overkoepelende organisatie voor AI-labs door het hele land. ‘In de jaren tachtig en negentig vond al onderzoek plaats naar technieken die nu worden toegepast. Wij als ICAI helpen om die kennis nu verder uit te breiden en bij bedrijven te brengen.’

het gebied van kunstmatige intelligentie’, stelt prof.dr. Tibor Bosse van de Radboud Universiteit. ‘China en de Verenigde Staten domineren nu de AI-innovatie, respectievelijk via de staat en Silicon Valley. Nederland heeft niet eens een nationale AI-­

foto TU Eindhoven

agenda, waardoor wij zelfs achter­lopen op buurlanden als Frankrijk, België en Duitsland.’

De Nederlandse AI-coalitie (NL AIC) is op 8 oktober van start gegaan en moet aantonen dat kunstmatige intelligentie een zaak van lands­belang is, en dat er geld nodig is om talent aan te trekken en vast te houden in Nederland. Maar subsidies kunnen ook helpen om AI-ontwikkeling gezamenlijk te ontwikkelen en zo te voorkomen dat de verschillende instituten dubbel werk doen.

Dat betekent volgens De Rijke niet dat al het onderzoek op één centrale plek moet gebeuren. ‘We moeten een balans vinden tussen versnippering en dubbel werk aan de ene kant, en brede ontwikkeling in allerlei verschillende regio’s, die dan allemaal de vruchten kunnen plukken, aan de andere kant. Een centraal Europees AI-centrum is ­bijvoorbeeld een slecht idee: dan trek je talent uit andere landen naar die ene plek, en heb je niet genoeg bedrijven in de buurt om de talenten neer te zetten.’

Geen rooie cent Het is dus goed dat Nijmegen en Eindhoven elk met een eigen AI­­centrum komen, ook omdat ze beide een andere niche bedienen. ‘De TU Eind­hoven is goed met machines en ons AI-onderzoek zal zich daar ook op focussen’, licht dr.ir. Carlo van de Weijer, directeur van het nieuwe EAISI, toe. ‘Zelfrijdende auto’s, operatierobots en de high­

techindustrie, daar gaan wij kunstmatige intelligentie toepassen.’ Dat er gedeeltelijke overlap is met andere universiteiten, zoals het gezondheidsonderzoek van de Universiteit Utrecht, is geen probleem. ‘Wij weten meer van de machines die helpen bij de zorg, zij weten meer van het menselijk lichaam en hoe je kunstmatige intelligentie daarin wegwijs maakt. Daar hebben we elkaar al gevonden voor samen­werking.’ Voor Van de Weijer kan er niet genoeg AI-onderzoek zijn. ‘We hebben in de toekomst duizenden studenten nodig die zich bezighouden met AI. Die kun je niet op één universiteit opleiden.’

De Radboud Universiteit zag hoe andere universiteiten succes hadden met een instituut voor kunstmatige intelligentie en wilde daar een graantje van meepikken. ‘We hebben al dertig jaar uitstekend onderzoek in dit vakgebied, maar het was versnipperd over verschillende faculteiten. Het nieuwe centrum geeft smoel aan onze AI-divisies’, vertelt Bosse. ‘En we focussen ons op responsible AI met een positieve bijdrage aan mens en maatschappij. Daarnaast vormt oktober 2019 | de ingenieur 10 | 31

foto Brother

In de gezondheidszorg is enorme potentie voor toepassingen van kunst­matige intelligentie. Beeld­ herkenning van röntgenfoto’s en scans, en betere, semi-autonome operatierobots behoren tot de mogelijkheden.

publiek-private samenwerking een kernpunt; hier in Gelderland is veel interesse vanuit het bedrijfsleven.’

Voor één onderzoeksgebied van het nieuwe AI-centrum geeft het college van bestuur van de Radboud Universiteit extra geld, namelijk de gezondheidstak. Daarin werken de Radboud ­Universiteit en het Radboudumc samen met het ICAI. Verder gaf het college een miljoen euro om het centrum op te zetten en te ondersteunen.

Het Eindhovense centrum krijgt geld van de universiteit dat voorheen naar andere plekken ging waar al dit type onderzoek werd gedaan. Het totale budget bedraagt twintig miljoen euro per jaar. Van de Weijer: ‘Als je dat soort budgetten achter AI-onderzoek zet, kun je als Nederland best wat betekenen op dit gebied.’ En het ICAI zelf? ‘We hebben geen rooie cent’, vertelt De Rijke, ‘maar we hebben wel ervaring en kennis over hoe je een lab goed opzet, en daar helpen we bij. Het geld voor die labs komt van bedrijven en universiteiten.’

Wildgroei Maar door een gebrek aan centrale regie is overlap onvermijdelijk. En ook niet elke universiteit zal zich op één niche focussen. Bosse: ‘Omdat ons onderzoek al jaren bij verschillende faculteiten zit, is het lastig om één expertise aan te wijzen.

We zijn goed in medische beeldanalyse, AI en taal, en het verband tussen het menselijke brein en kunstmatige intelligentie. Al die takken zullen aandacht krijgen in het centrum.’ Utrecht zit ook al aan de zorgkant, en het wordt een van de pijlers van Eindhoven. Maar voor de gezondheidszorg is dat geen probleem, weet De Rijke. ‘Dat is zo’n groot domein, waar je zo veel kunt ontwikkelen. Daar zijn verschillende centra voor nodig.

Het is toch ook niet raar dat er meerdere universitair medische centra zijn in Nederland?’

Sowieso ziet De Rijke nog geen wildgroei. ‘Het is goed dat AI-onderzoek overal in een stroomversnelling komt. In Eindhoven halen ze de ach32 | de ingenieur 10 | oktober 2019

terstand die ze hebben op de brede universiteiten, snel in.’ Van de Weijer: ‘Over vijf jaar willen we zorgen dat een kwart van alle studenten AI in het portfolio heeft. En als je goed afstemt welke niche elke universiteit bedient, is er geen probleem met overlap.’

De grote vraag is hoe je het goed afstemt. Want als universiteiten op de regio focussen, moeten ze brede AI-kennis hebben om elk bedrijf te bedienen. Focussen ze op één onderwerp, dan is het de vraag of er genoeg afzetmarkt in de buurt is. Dat is ook waarom het ICAI hoopt op centrale regie vanuit de overheid. ‘We willen graag dat de overheid

Het is de vraag of hier opgeleid talent niet elders op zoek gaat naar grotere uitdagingen ziet dat er AI-investering nodig is, met kennis- en talentontwikkeling.

Dan wordt het zinvol om te coördineren waar welk geld terechtkomt.

ICAI kent de sterke punten van elke AI-hub en vindt dat een landelijke AI-agenda die moet volgen.’

Of de partijen die niet bij ICAI horen het daar mee eens zijn? Bosse: ‘Een onderdeel van ons AI-centrum heeft zich ook aangesloten bij ICAI. Maar de eisen om er bij te komen zijn best streng. Uiteindelijk is het een keuze of je er bij wilt horen of niet.’

Den Haag Het lijkt misschien alsof drie AI-initiatieven in twee maanden veel is.

Maar wie beter kijkt, ziet juist heel verschillende initiatieven: van een lobbyclub tot rebranding van bestaand onderzoek en een echt nieuw onderzoekscentrum met budget. Met de verwachting van het ICAI dat er nog veel meer kleine en grotere labs bij komen op allemaal verschillende plekken in het land, wordt de behoefte aan centrale regie mogelijk ook groter.

Tot nu toe heeft de overheid nog geen concrete toezeggingen gedaan. De vraag is hoe groot de Nederlandse AI-sector kan worden zonder steun vanuit Den Haag. Ook is het de vraag of al het talent dat de universiteiten afleveren niet op zoek gaat naar grotere uitdagingen en investeringen elders in de wereld. Willen we dat voorkomen, dan is er misschien meer nodig dan eilanden van AI-excellentie in de polder. |

TO DO

GASTRAGEDIE | t/m 28 december

foto Toneelgroep Jan Vos

De in Amsterdam geboren kunstschilder Herman Heijenbrock (1871-1948) was ­gefascineerd door mijnen, hoogovens en fabrieken. Hij reisde heel Europa rond en specialiseerde zich in het vastleggen van de zware industrie. Niet alleen de op dat moment nieuwe en wereldveranderende machines boeiden hem, ook de werk­ omstandigheden van de arbeiders legde hij vast in zijn kenmerkende stijl. Omdat water- en olieverf lastig op industriële locaties zijn te gebruiken, werkte Heijen­ brock vaak met pastels op een zwarte ondergrond.

Werken van deze kunstschilder zijn nog tot en met 2 februari 2020 te zien op de tentoonstelling De fabriek als kathedraal in het Zaans Museum in Zaandam. ­Heijenbrock bezocht de Zaanstreek, het oudste industriegebied van Europa, meer­ dere malen. De tentoonstelling laat de beginjaren van de Zaanse industrialisatie zien door de ogen van de kunstenaar.

Tentoonstelling Herman Heijenbrock – De fabriek als kathedraal, Zaans Museum, Zaandam, t/m zondag 2 februari 2020. zaansmuseum.nl/heijenbrock

Na jaren van wegkijken en bagatelliseren hebben de politiek en de rest van Nederland eindelijk aandacht voor de gevolgen van de gaswinning in de provincie Groningen. Huizen worden hersteld, schades vergoed (als het goed is), en de gaswinning ­afgebouwd. Maar wat doet de angst voor aardbevingen met mensen? Wat doet het met je als je huis van de een op de andere dag veel minder waard is, doordat er scheuren in zitten? Daarover gaat het toneelstuk GAS van Toneelgroep Jan Vos. Daarin volgt het publiek het wel en wee van drie generaties van de Groningse familie Boelens. We kijken naar de belevenissen van de familie tegen de achtergrond van de ontdekking, de hoogtijdagen en de ondergang van het grootste gasveld van Europa. ‘Geestig en slim verweeft GAS de politieke catastrofe van de Groningse gaswinning met een ­indringend familiedrama’, schreef de krant NRC. Het stuk trekt nu door het land. Op sommige dagen is er vóór de voorstelling een ­talkshow over het onderwerp.

Toneelstuk GAS, Toneelgroep Jan Vos, ­tournee door Nederland. toneelgroepjanvos.nl

KLIMAATADAPTATIE | 23 oktober

foto Depositphotos

Toen een van de redacteuren van De Inge­ nieur afgelopen zomer op een hete dag verkoeling wilde zoeken in een recreatieve plas, kreeg hij het deksel op de neus: blauwalg – en niet zo’n beetje ook. In die blauwgroene smurrie gaan zwemmen was niet aan te raden. Het was het gevolg van,

opnieuw, een bovengemiddeld warme zomer. De zomer ervóór was het niet alleen uitzonderlijk heet in ons land, maar ook extreem droog. Het leidde tot verpieterende gewassen op de akkers, verdrogende veendijken, verzilting van ondiep grondwater en het inklinken van bodemlagen door lage grondwaterstanden.

Klimaatverandering laat sporen na. Dat we de oorzaak van deze verandering moeten aanpakken, staat buiten kijf. Maar we ontkomen er ook niet aan om ons een ­beetje aan te passen aan de veranderende weersomstandigheden.

Over dat onderwerp gaat de bijeenkomst Klimaatadap­tatie die KIVI Gelderland op woensdag 23 oktober organiseert bij de

Hogeschool Arnhem en Nijmegen (HAN) in Arnhem. Arnold Wielinga, adviseur Water en ­Klimaatadaptatie bij Royal HaskoningDHV, spreekt over wateroverlast; Frans Klijn van Deltares houdt een presentatie over zoetwatersystemen en een risicoanalyse voor waterbeheer. Hoe we het beste met hitte kunnen dealen, bespreekt Sanne Huisman van Tauw, en Peter Schrijver van Waterschap Rijn IJssel belicht het onderwerp droogte. De sprekers worden ingeleid door Mascha Smit, lector Duurzame Energie aan de HAN. Bijeenkomst Klimaatadaptatie, Arnhem, woensdag 23 oktober, 16.30–20.30 uur.

Uiterlijk 17 oktober inschrijven via: www.kivi.nl/gel

tekst ir. Jim Heirbaut

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 33

METINGEN ONTLEDEN WERPTECHNIEK VAN HONKBALLERS

Pijnloos pitchen Als bij honkbalpitchers de moeheid toeslaat of als ze onder spanning staan, beginnen ze minder goed te gooien. Dat maakt hen gevoelig voor blessures aan arm of schouder. Nieuwe meettechnieken leveren objectieve data over iemands werptechniek en dragen zo bij aan een meer verantwoorde manier van trainen. tekst ir. Jim Heirbaut

B

ovenhands gooien doen mensen al tienduizenden jaren.

We gooiden speren naar bizons en flinke stenen naar herten of wilde zwijnen om ze te doden voor hun vlees en vacht. Of onze voorouders daar wel eens bij geblesseerd raakten, is niet bekend.

In die tijd werden er nog geen medische dossiers bijgehouden. Feit is dat in onze tijd sporters die vaak een bovenhandse zwaai- of werpbeweging maken, gevoelig zijn voor blessures.

Dit geldt voor tennissers, maar vooral pitchers (werpers) bij honkbal hebben er last van. Wie heel vaak in korte tijd

Hoekversnellingen van lichaamsdelen tijdens een honkbalworp bekken romp bovenarm onderarm

3500

2500

2000

1500

illustratie Bart van Trigt

hoekversnelling (°/s)

3000

1000

500

0

25

25,2

25,4

25,6

25,8

26

26,2

tijd (s)

Sensoren aan bekken, romp, schouder en arm geven de (hoek)versnellingen van deze lichaamsdelen weer.

34 | de ingenieur 10 | oktober 2019

op volle kracht bovenhands een bal gooit, loopt een behoorlijk risico op blessures. Blijkbaar is de menselijke arm niet gemaakt om steeds weer op die manier te worden belast.

Bij pitchers is het vooral een specifiek gewrichtsbandje in de elleboog, het zogeheten ulnaire collaterale ligament, dat enorme krachten voor de kiezen krijgt. ‘Als de arm van de werper zich naar achteren strekt en deze beweging vervolgens overgaat in een voorwaartse, dan ondervindt de onderarm een versnelling van 90 g, negentig keer de valversnelling. Een groot deel van de kracht komt op dat bandje te staan’, vertelt Bart van Trigt MSc, promovendus aan de TU Delft.

Bij veel professionele pitchers gaat dit ligament dan ook een keer in hun carrière kapot. Het moet dan worden vervangen door een bandje elders uit het lichaam. Deze zogeheten Tommy John-operatie – genoemd naar de eerste pitcher die de ingreep onderging – is inmiddels zeer bekend in de honkbalwereld, simpelweg omdat veel toppitchers ermee te maken krijgen.

Daarom werken Van Trigt en zijn ­collega’s van de Vrije Universiteit in Amsterdam aan meetmethoden om

foto Ton Leenen

Deze pitcher is volgehangen met reflecterende bolletjes die infrarood licht weerkaatsen. Meerdere camera’s vangen dat licht op vanuit verschillende hoeken, en daaruit is in drie dimensies te reconstrueren welke beweging zijn lichaam maakt.

objectieve data over iemands werptechniek te verzamelen. Het idee is dat dit kan bijdragen aan een meer verantwoorde manier van trainen en zo blessures – en operaties – kan voorkomen.

Verwaarlozing Wat kan er misgaan bij het gooien van een bal? Als een pitcher uitgerust en scherp is, zal hij (of zij) de bal met een zo goed mogelijke techniek gooien; op de manier zoals de sporter het in jaren oefenen heeft aangeleerd. Dan kan hij of zij zelfs snelheden halen van 145 km/h.

Maar als er spanning op de arm komt te staan of als de werper moe wordt, dan begint hij die keurige techniek een beetje te verwaar­ lozen. De werpsnelheid loopt terug en de pitcher gaat dit compenseren met lompe kracht, vaak onbewust. En dát vergroot het risico op

DRAAIENDE ONDERARM Een gek weetje: de onderarm van een professionele werper bij honkbal kan veel verder naar achteren draaien dan bij gewone stervelingen. Dit komt door jarenlange training, waardoor de botten, pezen en bandjes zich hebben aangepast aan het extreem ver naar achteren bewegen van de onderarm. ‘Het hele bewegings­ traject is veranderd’, vertelt Ton Leenen MSc van de Vrije Universiteit in Amsterdam. ‘De meeste mensen kunnen hun onderarm om de schouder draaien van 0 naar 180°. Een pitcher kan zijn arm een kwartslag verder draaien, maar daarbij levert hij die kwartslag wel aan het begin in: hij draait dus van 90 tot 270°.’

een directe blessure, of op overbelasting als de pitcher herhaaldelijk het lichaamsdeel te veel belast.

Maar wat ís een goede werptechniek? Vooropgesteld, elke werper gooit net een beetje anders en dé perfecte werptechniek bestaat simpelweg niet. De wetenschap is er inmiddels wel achter dat de timing van de beweging van de verschillende lichaamsdelen die bijdragen aan de worp, cruciaal is. Fysisch gezien is het gooien van een bal niets anders dan vanuit stilstand het zo veel mogelijk versnellen van een voorwerp. Dat gebeurt achtereenvolgens door het plaatsen van de voeten, het draaien van het bekken, het draaien van de romp, het draaien van de schouder en het gooien van de bal met de arm. Die vier elementen dienen op een vloeiende manier op elkaar te volgen. Lukt dat niet, dan is de werpsnelheid niet optimaal. ‘Als de werper bijvoorbeeld eerst zijn schouder draait en dan pas zijn romp, dan zal de bal niet met optimale snelheid uit zijn hand vliegen’, zegt dr. Marco Hoozemans, universitair hoofddocent aan de afdeling Bewegingswetenschappen van de Vrije Univer­siteit (VU).

Draadmannetje Op de VU meten ze de precieze bewegingen van een pitcher door diens lijf vol te plakken met kleine reflecterende bolletjes. Die weerkaatsen infrarood licht en meerdere camera’s vangen dat licht op, met vierhonderd frames per seconde. oktober 2019 | de ingenieur 10 | 35

foto Ton Leenen

Doordat die allemaal onder een andere hoek hangen, is zo in drie dimensies te reconstrueren welke beweging het lichaam maakte. De beweging is over te brengen op een draadmannetje, een versimpelde modelversie van het lichaam, waarbij armen en benen bestaan uit strepen met een scharnier ertussen. ‘We meten hoe de coördinaten van de markers veranderen in de tijd. Dankzij de versimpeling naar een draadmannetje kunnen we dat omrekenen naar krachten en

Pitchers draaien hun arm met een ongelooflijke hoeksnelheid van 9000 °/s

ronddraaien’, zegt Van Trigt. ‘Fysiek on­mogelijk natuurlijk.’

Vervolgens gingen de onderzoekers de werpers een beetje plagen. Ze plakten hun romp af met strakke tape, waardoor ze dat lichaamsdeel niet goed meer konden draaien. Nu vroegen ze de pitchers weer meerdere ballen te gooien. ‘Ze werden dus gehinderd in de beweging van hun romp.

We vermoeden dat ze dit probeerden te compenseren met schouder en arm, maar we moeten de meetresultaten eerst nog uitwerken voordat we dit met zekerheid kunnen zeggen. Een aanwijzing hiervoor is dat één van de proefpersonen vertelde dat zijn arm al na een paar worpen vermoeider aanvoelde dan normaal’, zegt Leenen.

Sensorshirt krachtmomenten op gewrichten en ledematen’, vertelt Ton Leenen MSc, promovendus aan de VU, die samenwerkt met Van Trigt.

Op deze manier hebben de onderzoekers een aantal jonge pitchers uit het Nederlandse talentenprogramma van de Koninklijke Nederlandse Baseball en Softball Bond (KNBSB) onderzocht. Hieruit kwam onder meer naar voren dat die voor de hele pitchbeweging, van het plaatsen van de voorste voet op de werpheuvel tot het loslaten van de bal, slechts 145 ms nodig hebben. Daarbij draait de arm met een ongelooflijke hoeksnelheid van 9000 °/s. ‘In één seconde zou de arm 25 keer 36 | de ingenieur 10 | oktober 2019

De tot nu toe gebruikte meetopstelling is niet mobiel. Om gemakkelijker op het honkbalveld te kunnen meten, werken Leenen en Van Trigt aan een sensorshirt dat ook de bewegingen van arm en schouder kan meten. In dit strak zittende shirt van rekbare stof zitten vier sensoren, zogeheten IMU’s (Inertial Measurement Unit), die versnellingsmeters, gyroscopen en magnetometers bevatten. Er zit een sensor op het bekken, eentje

Close-up van een werper met de reflecterende bolletjes.

SERVICE VOOR TENNISSERS Het gecombineerde onderzoek van de Vrije Universiteit in Amsterdam en de TU Delft richt zich niet alleen op pitchers bij honkbal. Ook professionele tennissers hebben namelijk te kampen met blessures die zijn te wijten aan een bovenhandse beweging, in dit geval van de opslag. De overeenkomst met een worp bij honkbal is dat de arm bij een service eerst rustig naar achteren beweegt en vervolgens vliegensvlug naar voren zwiept. Bijkomende uitdaging is dat de arm van de tennisser een racket van 250 à 300 g moet versnellen – een honkbal weegt ongeveer de helft, 145 g.

De onderzoekers gaan de beste jeugdspelers van het land een jaar lang volgen. De tennissers trekken hierbij regelmatig het meetshirt aan tijdens het trainen van de service. Hierbij zijn de onderzoekers vooral nieuwsgierig naar de tijd die zit tussen het versnellen van verschillende lichaamsdelen.

‘Kunnen we vermoeidheid objectief meten aan de hand van een verandering in die getallen? Hangt een blessure misschien samen met veranderingen in de timing? Daar zijn we benieuwd naar’, zegt Bart van Trigt MSc van de TU Delft.

Dit ‘draadmannetje’ toont een schematische weergave van de werpbeweging van een pitcher. De kromme pijlen geven de energie weer die vanuit de voeten en benen via het bekken en de romp wordt doorgegeven aan de arm en uiteindelijk aan de hand en de bal.

De pijl voor de bal stelt de hoeveelheid energie voor die de bal meekrijgt.

illustratie Ton Leenen

op de romp, op de bovenarm en op de onderarm. Tezamen meten die met welke (hoek)snelheid, met welke versnelling en onder welke hoek een lichaamsdeel beweegt. De allernieuwste sensoren kunnen hoeksnelheden meten tot 4000 °/s, maar voor profs is dat nog niet genoeg.

Daarom bouwde de technische dienst van de VU zelf een sensor die draaisnelheden tot 10.000 °/s kan meten.

Waar dit meetshirt met vier sensoren nog volop in ontwikkeling is, is de voorganger van het speciale shirt bijna af. Dat moet op de markt komen voor een prijs van rond de honderd euro, en is bedoeld voor topsporters en hun coaches. Het is een simpel shirt met maar twee bewegingssensoren erin, op romp en bekken. Op een gebruiksvriendelijke app kan een coach straks zien of een werper met de juiste techniek blijft gooien en of hij moe wordt na x aantal ballen. ‘Met die informatie kan de coach de speler harder laten werken of juist gas laten terugnemen in de training’, zegt Leenen. Nuttige informatie, want de ene speler kan zwaardere trainingsarbeid aan dan de andere.

Het werk van de promovendi kan topsporters straks helpen vrij van blessures te blijven, is de hoop. Nu is honkbal in Nederland een kleine sport – hoewel ons nationale team onlangs wel Europees kampioen werd – maar in de Verenigde Staten gaan er miljarden dollars in om. Er

is de clubs daar dus veel aan gelegen om hun ­spelers fit te houden. Objectieve feedback op de werptechniek van de pitcher voorkomt misschien dat die geblesseerd raakt. En mocht dat onverhoopt toch gebeuren, dan moet een terugkeer op het veld wel gepaard gaan met extra aandacht voor de juiste werptechniek. Want als de pitcher weer vervalt in oude fouten, is er een behoorlijke kans dat hij opnieuw geblesseerd raakt.

Bijsluiter Over een paar jaar kan een meetshirt dat de werptechniek in de gaten houdt, wellicht ook amateursporters helpen. Als het meetshirt is doorontwikkeld tot een eenvoudig te bedienen consumentenproduct, kunnen amateursporters en hun trainers het gebruiken om zo te sporten dat het risico op blessures minimaal is. Hoe zo’n meetshirt in de praktijk het beste is in te ­zetten, dat weten de onderzoekers nog niet. ‘Wat de beste manier is om feedback te geven aan ­coaches, trainers en sporters zelf, dat is een aparte onderzoeksvraag in mijn deel van het project’, zegt Leenen.

Daar is behoefte aan, denken de onderzoekers.

Van Trigt: ‘Een hoogleraar van Amsterdam UMC, Evert Verhagen, vergelijkt sport met een medicijn. In die analogie vindt hij het gek dat je bij een geneesmiddel altijd een bijsluiter krijgt, maar dat bij sporten de meeste mensen maar wat doen.’

Met andere woorden: het is heel goed dat we vaker uit onze luie (bureau)stoel komen, alleen slaan sommige mensen daar meteen weer in door, met blessures tot gevolg. Collega Leenen knikt instemmend: ‘Ik werkte vroeger als fysiotherapeut en herinner me nog goed dat er twee periodes in het jaar waren wanneer het aantal blessures piekte: vlak na nieuwjaar, wanneer mensen met hun goede voornemens aan het sporten slaan, en vlak na de zomer, als mensen na twee maanden niets doen ook weer fanatiek gaan rennen en springen.’ Kortom, sporten is gezond, maar doe het met beleid. | oktober 2019 | de ingenieur 10 | 37

TEO WAMS (NATUURMONUMENTEN) ZIET UITWEG UIT STIKSTOFIMPASSE

‘Met wat vernuft moe Terwijl de regering zich beraadt op de adviezen van de ­commissie-Remkes (saneer de veestapel, verlaag de ­maximumsnelheid, geef voorrang aan natuurherstel), reikt Natuurmonumenten de ingenieurswereld de hand.

Het gat in de ozonlaag hebben we gedicht, stelt directeur Natuurbeheer drs. Teo Wams, ‘dus ook het stikstof­

QUOTE

probleem moeten we kunnen oplossen.’

D

tekst drs. Pancras Dijk foto Robert Lagendijk

e afgelopen maanden is het onderwerp dominant aanwezig in de media, in de Tweede Kamer en in menig overlegorgaan: stikstof.

Nu een commissie onder leiding van oud-minister Johan Remkes een aantal verregaande voorstellen heeft gedaan, is het aan de regering om de volgende stap te zetten. Natuurmonumenten, met 700.000 leden de grootste particuliere natuurbeschermingsorganisatie, is verheugd met het rapport van de commissie, ook al bevat dat een aantal pijnlijke maatregelen. De bouwstop rond natuurgebieden is niet heilig, zegt ecoloog en milieukundige drs. Teo Wams, sinds 2004 directeur Natuurbeheer van ­Natuurmonumenten. ‘Maar bouwers zullen dan wel keihard moeten maken dat een project op korte termijn leidt tot een verminderde stikstofuitstoot.’

Sinds wanneer houdt u zich bezig met stikstof?

‘Het is dit jaar vijftien jaar geleden dat ik bij Natuurmonumenten begon, en al vanaf de eerste dag zijn stikstofoxiden en ammoniak onderwerpen waarmee ik me intensief bezighoud. Het is de laatste jaren wel meer geworden. Jarenlang was er sprake van een lichte daling van de stikstofdepositie. Beleidsmakers meenden dat die trend van blijvende aard was en dat het stikstofprobleem zich zo vanzelf wel zou oplossen. Maar daarin hebben we ons sterk vergist. De hoeveelheid stikstof in de natuur wordt juist groter en onze kennis van wat stikstof aanricht in de natuur neemt eveneens toe. Nu zijn alle natuur­beschermers,

38 | de ingenieur 10 | oktober 2019

maar ook academische ecologen het erover eens dat er momenteel geen grotere bedreiging is voor de biodiversiteit in Nederland dan stikstof.’

Wat maakt stikstof zo schadelijk?

‘Feitelijk is stikstof een voedingsstof voor planten, ­net als fosfaat. Het is een vast bestanddeel van kunstmest, omdat het gewassen sneller laat groeien. De biodiversiteit in natuurgebieden wordt bepaald door concurrentie tussen soorten met elk een eigen niche. Sommige gedijen in droge grond met weinig voeding, andere juist in vochtige grond. Elke soort zoekt een plek op waar hij zo weinig mogelijk last heeft van concurrentie. Maar door de stikstof­ depositie wordt de bodem overal ongeveer gelijk.

Alleen de verruigingssoorten profiteren ervan, zoals de braam en de brandnetel. De rest raakt in de knel.

Bovendien verandert de s­ amenstelling van de bodem volledig, waardoor er plantensoorten ver­ dwijnen. Ook insecten die van deze soorten af­ hankelijk zijn verdwijnen vervolgens.’

t het lukken’ ­ nderneming wellicht tegen betaling de stikstof­ o uitstoot wil ver­lagen. Dan doet de markt het werk.

Daarnaast kan de bouwsector zelf werken aan een verminderde stikstofuitstoot, bijvoorbeeld door meer elektrische machines te gebruiken. Datzelfde geldt voor delfstoffenwinning, landbouw, bosbouw en natuurbeheer. Overschakelen op elektrisch rijden of op waterstofwagens is voor de transportsector noodzaak. De agrarische sector moet van intensieve veeteelt overstappen naar extensievere varianten.

Dan is het inkrimpen van veestapel onvermijdelijk.’

Terwijl de trend juist was dat er minder stikstof vrijkwam. Hoe kan dat?

‘Technische innovaties konden lange tijd de toenemende uitstoot bijbenen: auto’s kregen een katalysator, brandstoffen werden schoner, lucht uit de stallen werd eerst gefilterd. Maar op een gegeven moment waren die effecten uitgewerkt. Wat nog werd bedacht om de stikstofuitstoot te verminderen, hield niet langer gelijke tred met de uitstoot die juist toenam door de bevolkingstoename en de economische groei. Nu is het dus tijd voor een pakket maatregelen dat werkelijk effect sorteert. Geen juridische listen, ook geen nieuwe rekenmethode die gunstiger uitpakt, maar meer technische innovatie en slimmer beleid.’

Waaruit moeten die maatregelen bestaan?

‘Het is eenvoudig: alle sectoren die te veel stikstof produceren, moeten ­actie ondernemen. Er moet een duidelijk doel worden gesteld: dring binnen vijftien jaar de emissie van stikstofoxiden en ammoniak terug totdat de waarden weer onder de kritische grens liggen.

Ik kan me daarnaast goed voorstellen dat we in de richting gaan van een systeem met verhandelbare uitstootrechten. Op CO2-gebied kennen we dat al, voor de grote industrieën. Stel dat een bouwbedrijf ergens een groot project wil realiseren, dan kan dat in de omgeving kijken of een andere

De markt het werk laten doen. Dat klinkt weer als een programmatische aanpak. Heeft u er voldoende vertrouwen in dat het dan goed komt?

‘Het Europees Hof van Justitie wees het Programma Aanpak Stikstof (PAS) af, omdat dat een voorschot nam op een ongewisse uitstootverlaging in de toekomst. Maar een dergelijke aanpak op zich noemden de rechters zelfs intelligent. Met ideeën als ­saldering en het oprichten van een bank met verhandelbare stikstof konden ze ook prima leven. Wat niet werkte, was dat er stikstof mocht worden uitgestoten op basis van een belofte waarvan niet is te garanderen dat die ook wordt ­ingelost. Daarnaast is er regulering nodig. Minister Carola Schouten bepleit een landbouwtransitie en daarnaast staan we voor een energietransitie. De oplossing van het stikstofprobleem wordt mijns inziens vergemakkelijkt door die te koppelen aan die grotere toekomstvisie van circulair werken, ook in de veeteelt.’

Maak je het stikstofprobleem niet juist onoplosbaarder door het te verbinden met al die andere problemen?

‘Nee, het zal er juist eenvoudiger door worden. Aan de klimaattafel voor de landbouwsector, waar ik mocht aanschuiven, hadden we het onder meer over de verdroging van het veen. Daarbij komt net zoveel CO2 vrij als twee kolencentrales uitstoten.

Daar moet het grondwaterpeil dus wat omhoog, maar dan kan er minder vee op. Zo kwamen we tot een fonds voor extensivering van de veeteelt rond dergelijke beschermde gebieden. Zo’n maatregel is goed voor het klimaat, maar helpt net zo goed tegen de stikstofuitstoot. Ik durf de stelling wel aan dat het juist goed is om de snelkookpan vol te gooien met allerlei dossiers: het actieplan schone lucht, oktober 2019 | de ingenieur 10 | 39

foto Natuurmonumenten/Marc Slootmaekers

In Nationaal Park Grenspark De Zoom voert Natuurmonumenten herstelwerkzaamheden uit om de gevolgen van de hoge stikstof­ depositie te compenseren.

de behoefte aan een klimaattransitie, duurzaamheid en circulariteit in de landbouw. Dat levert brede oplossingen op die echt werken. Stel dat we het stikstofprobleem straks helemaal hebben opgelost en ons dan ineens realiseren dat we met de oplossing het klimaatprobleem juist hebben verergerd. Dan zouden we niets zijn opgeschoten.’

De commissie-Remkes lijkt goed naar u te hebben geluisterd. Bent u blij met het rapport, dat pleit voor sanering van de veestapel, een verlaging van de maximumsnelheid en voorrang voor natuurherstel?

‘De commissie schuwt geen taboe en is echt op zoek gegaan naar oplossingen die direct verlichting bieden. Zo’n aanpak is ­nodig. Nu is het afwachten of de minister diezelfde daadkracht zal tonen. Wat Natuurmonumenten betreft moeten alle sectoren naar rato bijdragen aan de emissiereductie. De commissie­Remkes ziet dat ook in. Nu het kabinet nog.’

‘In Nederland zijn we niet bang om maatregelen te treffen als die nodig zijn’ Bent u hoopvol dat het gaat lukken?

‘Ik verkeer al lang genoeg in de wereld van de ­natuurbescherming dat ik weet dat we al de nodige appeltjes hebben geschild. De aantasting van de ozonlaag was een tijd geleden een enorm, dringend probleem. Maar zodra duidelijk was waardoor het kwam – drijfgassen onder meer – zijn we daar alternatieven voor gaan ontwikkelen. Zo hebben we het probleem opgelost, zonder onoverkomelijke economische of maatschappelijke complicaties. Met zure regen was het niet anders. Dat kwam vooral door de zwaveluitstoot uit kolencentrales en verbrandings­ 40 | de ingenieur 10 | oktober 2019

motoren. Toen is het zwavelgehalte aangepast en zijn er filters gekomen. Nu speelt ook dat probleem niet meer. Ander voorbeeld is de rivier de Rijn. Een paar decennia geleden was dat een open riool, waar tal van chemische industrieën straffeloos afvalwater in lieten lopen. Pas na de ecologische ramp bij chemieconcern Sandoz in Zwitserland eind 1986 werden de landen langs de Rijn wakker en kwamen er strikte milieuregels. Opvallend genoeg floreren de chemische bedrijven er nog altijd. Nu zijn ze zelfs blij met die strikte regels: de chemische stoffen die ze ooit loosden, vormen in een circulair proces nu weer een nieuwe grondstof. Dat is ook economisch beter.’

Oftewel: er gebeurt pas iets als regeringen ingrijpen?

‘Op de eerste plaats is de publieke opinie belangrijk. Want die vormt de hete adem in de nek van de politiek. De politiek op haar beurt kan bedrijven met kennis en de inventiviteit in beweging brengen om oplossingen te verzinnen.’

De politiek moet wel snel in actie komen, want de tijd dringt.

‘Het probleem is urgent, maar tegelijkertijd hebben we ook de tijd. Bij de klimaat- en de energietransitie wordt soms het beeld geschetst dat we binnen twee jaar van het gas af moeten. Maar dat hoeft helemaal niet en het is zelfs niet wenselijk dat alle individuele huishoudens meteen de gaskraan dichtdraaien. Wat wel snel nodig is, is een plan dat het mogelijk maakt dat over dertig jaar alle huishoudens en industrieën van het gas af zijn. Dat geldt ook in het stikstofdossier. Het gaat er niet om dat er morgen geen stikstof meer wordt uitgestoten. Wel moeten we met z’n allen – agrariërs, bouwers, industrie, transport – kiezen op welke manier we stikstof te lijf gaan.’

U zegt dat er tijd genoeg is, maar bouwers denken daar anders over.

Zelfs de bouw van nieuwe windmolenparken is stil komen te staan door de uitspraak van de Raad van State. Wat heeft u hun te bieden?

‘Dat is een ongewenste situatie en zulke bouwprojecten moeten zo snel mogelijk weer op gang worden geholpen. Wat Natuurmonumenten betreft worden daarvoor dan ook direct weer vergunningen verleend. Maar bouwers zullen dan wel keihard moeten maken dat het project op korte termijn leidt tot een verminderde stikstofuitstoot. Bij windparken zal dat niet zo moeilijk zijn. Maar gaat het om de bouw van een woonwijk, dan zal de ­gemeente of projectontwikkelaar de stikstofwinst elders moeten halen – bijvoorbeeld door een boer uit te kopen of te helpen over te schakelen naar minder intensieve veeteelt. Nederland is een druk bevolkt, welvarend en actief land, waar we niet bang zijn om maatregelen te treffen als die nodig zijn. ‘God schiep de Aarde, maar Nederland liet hij aan de Nederlanders over’, zeggen ze wel eens over ons land. Met zulk vernuft moeten we het stikstofprobleem toch ook wel kunnen oplossen? Kom op, zeg! Laten we het zien als een geweldige kans om te kiezen voor een mooie toekomst voor Nederland.’ |

ACTUEEL TECHNIEKNIEUWS vind je op www.deingenieur.nl

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

www.deingenieur.nl

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

foto’s Pragma Industries

EUREKA

DE PRODUCTONTWERPEN VAN MORGEN

WATERSTOFFIETS

Waterstof tanken kan nog maar op een paar plekken in Europa. Toch neemt het Franse Pragma Industries al een elektrische waterstoffiets in productie. De αlpha is de eerste commercieel verkrijgbare elektrische fiets met traponder steuning die is voorzien van een brandstofcel.

Pragma Industries ging daarvoor een samen­ werking aan met een ander Frans bedrijf dat er een compact waterstoftankstation bij kan leveren.

De αlpha heeft een hol frame waarin alle aandrijftechniek is weggewerkt. De waterstoftank ligt in het schuin opstaande framedeel achter het balhoofd. Om voor een laag zwaartepunt te zorgen liggen de brandstofcel en de elektromotor achter elkaar, helemaal onder in het frame. De elektromotor is direct aan de trapas gekoppeld om elektrische trapondersteuning te leveren tot

tekst ing. Paul Schilperoord en Juliska Wijsman MA

42 | de ingenieur 10 | oktober 2019

snelheden van 25 km/h. Afhankelijk van hoe hard de fietser zelf trapt, de wind, de glooiing van de weg en het gewicht van de berijder heeft de αlpha een flink bereik van 135 tot 150 km.

Dat maakt forenzen mogelijk over aanzienlijke afstanden.

Om het probleem van een ontbrekend netwerk aan waterstoftankstations te ondervangen, werkt Pragma Industries samen met Ergosup. Dit bedrijf ontwikkelde de HyRiS, een compact en op zichzelf staand waterstofpompstation. De HyRiS produceert waterstof door middel van elektrolyse van water. Die waterstof wordt onder een druk van 248 bar opgeslagen in gasflessen, die direct zijn te gebruiken om te tanken. Raken de waterstofflessen leeg, dan slaat de elektrolyse weer aan om ze bij te vullen. Op die manier is het systeem ook te gebruiken voor de opslag van groene stroom afkomstig van zonnepanelen of een kleine wind­turbine.

De waterstoftank van de αlpha heeft een inhoud van 2 l en is volgens Pragma Industries binnen twee minuten vol te tanken. Het opladen van een gewone elektrische fietsaccu daarentegen duurt makkelijk een paar uur. Bijkomend voordeel is dat de prestaties onder alle weersomstandig heden gelijk blijven, terwijl de prestaties van een accu in de kou dramatisch kunnen kelderen.

Toch blijft het afwachten of waterstof voor fietsen uiteindelijk doorbreekt of niet. (PS)

foto’s Triple Solar

WARMTEWINNAAR

Het elektrische verbruik van de warmtepomp is volgens Triple Solar ongeveer gelijk aan de opgewekte energie van het paneel, afhankelijk van het vermogen van de warmtepomp en het energieverbruik in de woning. Een energieneutrale woning is dus pas te realiseren als er ook gewone zonne­ panelen op het dak liggen.

Warmepomppanelen op het dak plaatsen is wel een flinke investering. Een typische doorzonwoning is voor 25.000 euro voorzien. Daarvoor biedt Triple Solar dan wel een ‘totaaloplossing voor een aardgasvrije woning’, die ook ’s nachts en in de winter energie en warmte opwekt. Een lagere energierekening zou een deel van de kosten kunnen dekken; wellicht kunnen subsidies de investering werkelijk rendabel maken. (JW)

illustratie Frank van Maanen

Zonnepanelen zijn een steeds populairdere oplossing om thuis duurzaam energie op te wekken. Maar duurzame verwarmingsoplossingen verdienen eigenlijk minstens zoveel aandacht als groene stroom, meent Cees Mager, CEO van Triple Solar. Hij realiseerde zich dat het dak­oppervlak efficiënter is te benutten door zonnepanelen te combineren met andere energietoepassingen, zoals het verwarmen van een gebouw. Hij ontwierp hiervoor het PVT-warmtepomppaneel. Dit paneel zorgt niet alleen voor elektriciteit, maar door de combinatie met een warmtepomp ook voor verwarming en warm water. Zo kan het zogeheten ­Triple Solar-systeem de hele energievoorziening in een ­woning regelen zonder gebruik van aardgas.

De naam Triple Solar slaat op de drievoudige manier van ­warmtewinning door het paneel: uit zonlicht, daglicht en de buitenlucht. Hiervoor bestaat het PVT-warmtepomppaneel uit twee delen. De voorkant bevat fotovoltaïsche cellen (PV), die net als in gewone zonnepanelen zonlicht omzetten in elektriciteit. De achterkant van het paneel is opvallender en bestaat uit een warmtewisselaar, die koperen leidingen gevuld met de koelvloeistof glycol bevat. Doordat het paneel aan de achterkant niet is geïsoleerd, neemt het makkelijk warmte op uit de omgeving. De aan de lucht onttrokken warmte gaat vervolgens naar de warmtepomp, die daarmee het huis verwarmt en zorgt voor warm water.

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 43

foto’s Bosch

EUREKA

DUWHULP VOOR KINDERWAGEN Comfort en veiligheid vormen de belangrijkste criteria bij de aanschaf van een kinderwagen. Dat blijkt althans uit een onderzoek van Bosch onder aanstaande ouders en ouders met een kind onder de vier jaar.

De fabrikant ontwikkelde een elektrisch aandrijfsysteem dat ­ouders ondersteunt bij het duwen van een kinderwagen, en in nood­gevallen op de rem trapt. Bosch keek de technologie voor dit e-stroller-­systeem af van onder meer elektrische fietsen.

Het e-stroller-systeem van Bosch omvat twee stille elektromotoren op de achteras, slimme sensoren en een bluetooth-module. Tijdens het wandelen stellen de sensoren onder meer de snelheid, de acceleratie en het soort ondergrond vast waarop de kinderwagen rijdt. Algoritmes bepalen vervolgens welke actie de elektromotoren moeten ondernemen om degene die de kinderwagen duwt te ondersteunen.

44 | de ingenieur 10 | oktober 2019

Wordt de kinderwagen een heuvel opgeduwd, of over een wegdek met hobbels, dan springen de elektromotoren bij om de wielen aan te drijven.

Dat maakt het duwen makkelijker, zeker als de ­ouder bijvoorbeeld gelijktijdig hand in hand loopt met zijn of haar oudere kind. Gaat de kinderwagen juist heuvelaf, dan remmen de elektromotoren de wielen wat af om het hanteren van de kinder­ wagen lichter te maken. Laat de ouder de kinderwagen plotseling los, dan voorkomt een elektro­ mechanische parkeerrem dat de kinderwagen naar beneden rolt. Bosch testte het remsysteem in een wind­tunnel met windsnelheden tot 60 km/h.

Via bluetooth maakt het e-stroller-systeem contact met de smartphone van de ouder. Deze kan via de bijbehorende app kiezen uit drie niveaus van duwondersteuning en de acculading controleren. De ­accu is uitneembaar en te verwisselen met draadloos elektrisch gereedschap van Bosch. Opladen van de accu duurt 2,5 uur. In de laagste stand leveren de motoren maximaal 15 km lang duwondersteuning.

Na het parkeren kan de ouder een anti-diefstal­ alarm activeren. Wil iemand er met de kinder­ wagen vandoor gaan, dan klinkt er een alarm­ signaal en krijgt de ouder een waarschuwing op zijn smartphone.

De Zweedse kinderwagenfabrikant Emmaljunga brengt het Bosch e-stroller-systeem in 2020 als eerste op de markt. Samenwerking met andere fabrikanten is in voorbereiding. (PS)

EUREKA

Elke minuut telt bij een hartstilstand. Direct starten met ­reanimeren en gebruik van een automatische externe defibrillator (aed) kunnen levensreddend zijn. Een aed is echter niet ­altijd voorhanden. Daarnaast weten veel mensen niet goed hoe ze hartmassage moeten geven; ze zijn bang om het verkeerd te doen. Als het verkeerd gaat, dan kun je ribben breken, maar te zacht masseren is weer niet effectief. Een team onderzoekers van het Duitse Fraunhofer-Institut ontwikkelde daarom in samenwerking met studenten van de Ludwig-Maximilian-Universität München een alternatief, een eenvoudig hulpmiddel.

De Rescue Aid is een siliconenmat om op de borstkas van het slachtoffer te plaatsen. In de voorgevormde mat zitten zachte sensoren in een sterpatroon. Dit duidt het gebied aan waar moet worden gedrukt. Bij het toedienen van hartmassage vervormen de sensoren en meten ze de diepte van de indrukking.

De sensoren zijn verbonden met een centrale elektronica­ module boven op de mat. Naarmate er meer druk wordt op­ gebouwd, gaan er op deze module meer groene led-lampjes branden. Is de druk te hoog, dan springen ter waarschuwing rode led-lampjes aan.

Naast de juiste druk is ook het tempo van de hartmassage belangrijk. Daarom klinkt er een geluidssignaal, dat als een metronoom het juiste tempo aangeeft. Volgens de onder­zoekers heeft het gebruik van de siliconenmat nog

foto Fraunhofer-Institut

MAT VOOR HARTMASSAGE

een ­bij­komend voordeel: doordat het direct contact met het ­lichaam van het slachtoffer voorkomt, zouden mensen minder bang zijn om letsel toe te brengen door te hard drukken.

De effectiviteit van de Rescue Aid is inmiddels bewezen bij tests op trainingspoppen. De volgende stap is het optimaliseren van het ontwerp en het ontwikkelen van verschillende formaten van de mat voor verschillende lichaamsvormen.

Als de Rescue Aid goedkoop genoeg te produceren is, dan vormt de mat mogelijk een mooie aanvulling op aed’s. (PS)

KOELE CONTAINER

illustraties Otflow

Veel verse groenten en fruit die hier in de supermarkt liggen, zijn geïmporteerd vanuit verre oorden. Zo komen veel ­druiven uit Zuid-Afrika. Het meeste fruit­ transport vindt plaats over zee met gekoelde containers. Ligt een druiventros toevallig in een hoekje van de container vlakbij de deuropening, dan is de kans groot dat hij bedorven is tegen de tijd dat hij de winkel in Nederland bereikt.

De luchtstroom binnen een container is namelijk niet altijd even effectief. De koude lucht uit het koelelement

bereikt niet alle hoeken van de container, waardoor hotspots ontstaan, met bedorven fruit tot gevolg. Ing. Otto de Groot bedacht daarom een luchtverdeelmat voor op de containervloer en noemde die de Otflow. Deze vloerbedekking optimaliseert de luchtstroom, zodat de gekoelde lucht gelijkmatig wordt verspreid en alle hoeken van de container bereikt.

De Otflow bestaat uit platen gemaakt van gerecycled waterbestendig en slijt-

vast papierkarton in de vorm van een ­trapezium, die bovenop de T-balken van een containervloer worden geplaatst. Ze vormen een soort plafond voor de koude luchtstroom die onderlangs loopt, waardoor die ook de andere kant van de container bereikt. Zo neemt het temperatuurverschil tussen de warmste en de koudste uithoek met 30 % af en is de temperatuur in de hele container stabieler.

De vloerplaten van Otflow zijn uitgebreid getest door een onderzoeksinstituut van de Wageningen University & Research en zijn inmiddels op de markt. Er is één Otflow nodig per container. Bij een af­ name van duizend stuks kosten de platen tachtig euro per stuk.

De Groot en zijn team zijn bezig met het doorontwikkelen van de Otflow voor andere toepassingen, bijvoorbeeld om juist bevriezing in de hoek van een container te voorkomen. Ook kijken ze naar het vervoer van onder meer bloemen, vlees en medicijnen. (JW) oktober 2019 | de ingenieur 10 | 45

foto’s Edellocks

EUREKA

POMPSLOT Afgezien van een handjevol wielrenners heeft elke fietser een slot bij zich. Daarnaast ­nemen behoorlijk wat fietsers voor de ­zekerheid een kleine, compacte luchtpomp mee. Deze zijn vaak op het frame te bevestigen, maar zijn daarmee wel kwetsbaar voor diefstal. De Amerikaanse broer en zus Joe en Christine Edell kwamen op het idee om de twee fietsaccessoires met elkaar te combineren. ­Samen ontwikkelden ze binnen hun bedrijf Edellocks de AirLock, een fietsslot waarmee ook banden op te pompen zijn.

De Airlock is niet de eerste poging om een fietspomp en een ander object te verenigen. Zo bestaan er al fietspompen die tegelijk dienstdoen als achterlicht of als standaard. Ook zijn er fietssloten die zijn gecombineerd met fietsonderdelen als het stuur, de pedalen of het zadel. Een combinatie fietspomp en slot is echter nieuw en heeft als voordeel dat de pomp niet makkelijk door iemand anders is mee te nemen.

De AirLock oogt op het eerste gezicht als een gewoon kabelslot. De stalen kabel heeft een lengte van 76 cm en een diameter van ruim 6 mm. De kunststof be46 | de ingenieur 10 | oktober 2019

huizing rond de kabel is echter niet ­alleen een beschermlaag, maar vormt ook een luchtslang voor de pomp. Daarbij fungeert het ene uiteinde van het slot als opzetstuk voor het ventiel van de band. Het andere uiteinde, het steek­ gedeelte van het slot, is uit te schuiven tot een kleine handpomp met een slag van een kleine 9 cm.

Het pompgedeelte is wel de helft kleiner dan dat van de meest compacte fiets­ pompen; die hebben lengtes die variëren van 16,5 tot ruim 50 cm. Dat betekent dat je met het AirLock een stuk meer pompbewegingen moet maken om een band weer op druk te krijgen.

­ olgens opgave van Edellocks zijn twee­ V honderd slagen nodig om een band van 27 inch (68,6 cm) op een druk van 7,6 bar te brengen.

De AirLock is met een gewicht van ruim 0,5 kg ook wel wat zwaarder dan het gemiddelde standaardslot met staalkabel.

Zelfs een aparte handpomp en steekslot, afhankelijk natuurlijk van de kwaliteit, zijn te vinden voor een gezamenlijk gewicht van onder de halve kilo. Dit doet vermoeden dat een gecombineerd slot en pomp qua functionaliteit niet het beste uit beide producten haalt. Op de crowdfundingpagina van de AirLock loopt het ook nog niet storm. (PS)

Start-up Mi Terro uit Los Angeles strijdt op bijzondere wijze tegen voedsel­­­­ verspilling: het bedrijf upcyclet restmelk tot een T-shirt.

Om het Limitless Milk Shirt te maken roomt Mi Terro melk af die anders zou worden weggegooid. Nadat het vet op deze manier uit de melk is gehaald, vindt ontwatering van de melk plaats, waarna melkpoeder overblijft. Dit wordt ontbonden en gefilterd, wat resulteert in een geïsoleerd melk­­eiwit, caseïne.

Het goedje stolt wanneer het wordt ondergedompeld in een basische oplossing. Dit resulteert in een kluwen vezels, die wordt uitgerekt en op een klos gedraaid. Het garen is klaar om te verwerken, bijvoorbeeld in een T-shirt. ‘Elke vijf melkshirts zorgen voor één glas minder melkverspilling’, stelt Mi Terro.

De uiteindelijke stof is zijdezacht, zelfs zachter dan katoen, beweren de mensen achter de start-up. Verder blijft het shirt reukvrij, stellen de makers. Het voelt koel aan en blokkeert uv-straling door de natuurlijke eigenschappen van melk.

De missie van Mi Terro is make the ­planet green again. Het bedrijf heeft zich onder meer ten doel gesteld om binnen vijf jaar een miljoen bomen te planten. Voor elk verkocht product plant het bedrijf er tien.

Het Limitless Melk Shirt wordt bovendien zonder plastic verpakking verstuurd. (JW)

Twee jaar geleden zag ik hoe Cor van Essen met zijn dochter van een Pringles-chipskoker en een lampje een projector maakte. Dat was zo’n cool idee dat ik het de dag erna direct met mijn eigen kind ben gaan na­ maken. Ik veranderde wel iets aan Cors ontwerp. Ik verwijderde de spiegelende conus die in een zaklamp zit, waardoor het beeld over grote afstand helderder werd.

Zo helder dat we buiten onze namen op het huis van de buren konden projecteren. Trots op ons project zette ik het op YouTube in mijn ‘kijk wat ik gemaakt heb’-serie.

Een jaar later werd mede-maker Arjan van der Meij door Daan Roosegaarde gevraagd om een educatief element bij zijn nieuwe project te bedenken. Roosegaardes project bestond uit drie enorme laserprojectoren die wezen naar stukken ruimteafval die op dat moment b ­ oven je hoofd langskwamen. Arjans idee was om schoolkinderen mijn (en dus Cors) projector zelf te laten maken en ze te vragen om hun wens voor een betere wereld erop te zetten, zodat ze die ‘de ruimte in konden projec­teren’. Om van één exemplaar op de keukentafel naar veel exemplaren gemaakt door kinderen te gaan, verving Arjan de Pringles-koker door opgerold karton en de zaklamp door een led. Kinderen maakten die met krokodillenklemmen vast aan een batterij. De boodschap schreven ze op cellofaan. Alles werd met ducttape aan elkaar geplakt. Honderden kinderen hebben deze projector gemaakt.

Weer een jaar later werd ik gevraagd of ik nog leuke ideeën had voor het festival Nacht van Ontdekkingen, dat eind vorige maand in Leiden plaatsvond. Een van de coolste dingen in Leiden vind ik de muurformules.

Natuurkundigen Ivo van Vulpen en Sense Jan van de Molen hadden het lumineuze idee om in plaats van gedichten wetenschappelijke formules op de muren van de oude stad te schilderen. Het werk van onder meer Einstein en Snellius staat levensgroot op Leidse gevels.

Mijn idee was om festivalgangers zelf formules op de stadsmuren te laten projecteren. Ik nam Arjans versie van de projector en paste hem verder aan voor festivalpubliek. Ik kocht ledjes waar al een draadje aan zit, en batterijhouders, zodat het publiek alleen maar hoefde te ducttapen om zo hun eigen gekozen formule op de muren van Leiden te projecteren met hun zelfgemaakte projector. Dat is ondertussen dus al de vierde versie van Cors oorspronkelijke idee.

Mensen noemen me soms een uitvinder. Wat de geschiedenis van deze projector laat zien, is dat ik – en ik denk veel ‘uitvinders’ met mij – vooral doorbouw op de ideeën om me heen. Met elke versie is de projector aangepast, dus de vierde versie die we in Leiden hebben gebruikt, is net zo goed van Arjan en Cor. ‘Onze ­projector’.

ROLF ZAG EEN DING

foto Mi Terro Global

MELKSHIRT

PROJECTOR

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.

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 47

FELIENNE HERMANS

PETER-PAUL VERBEEK

CARLO VAN DE WEIJER

VANESSA EVERS

PODIUM

NIEUW IN SINGAPORE

Prof.dr. Vanessa Evers is sinds kort directeur van het Institute of Science and Technology for Humanity (NISTH) in Singapore.

De wekker gaat om zes uur. Voor ik onder de douche spring, moet ik het knopje van de elektrische warm­ watermachine aanzetten. Mijn dochter heeft haar schooluniform al aan. Om zeven uur vertrekt haar schoolbus vanaf het pleintje boven op de heuvel; wij wonen aan de voet van die heuvel. Als ik beneden de schuif­ puien open, dan hoor je het krekelkoor. Alsof iemand een knopje indrukt, wordt het plots licht en laten de vogels zich horen. Ik smeer boterhammen voor in de lunchtas – het kostte me drie weken om fatsoenlijk brood te vinden (zonder suiker!) en ik heb er meteen de diepvries mee volgepropt. Nadat dochter de deur uit is, maak ik mijn zoon wakker en help hem op weg.

We zijn in Singapore, al zes weken, en langzaamaan leren we hoe de zaken hier werken. Het is warm, schoenen laat je buiten staan – want we hebben allemaal stinkvoeten in dit weer – en je hebt nooit, maar dan echt nooit een trui of een vest nodig – behalve als je lange tijd in een restaurant, kantoorgebouw of shopping mall doorbrengt, in de airconditioned winter. We wonen op de universiteitscampus en eten vaak in een van de kantines.

Voor een euro of drie, vier heb je hier een fantastische maaltijd en zit je gezellig buiten tussen de studenten met je versgeperste watermeloensapje en je xiaolongbao.

Op de universiteit lijkt het er zeer anders aan toe te gaan dan in Nederland, maar het is nog te vroeg om echt te weten hoe de hazen lopen. De overheid lijkt bepalend: die stelt de onderwerpen voor de komende vijf jaar vast, evalueert de onderzoeksvoorstellen en keurt ze goed, en besluit soms dat er een nieuw onderzoekscentrum moet komen – bijvoorbeeld een centrum voor samenwerking van de Singaporese universiteiten met bedrijven op het gebied van fotonica. Dan krijgt iemand een zak geld en de opdracht om het uit te voeren. Gaat het goed, mooi.

Gaat het slecht, dan wordt de boel na drie tot vijf jaar weer opgedoekt.

Onderzoeksvoorstellen zien er hier anders uit dan wij in Nederland gewend zijn, vooral omdat het bekostigingsmodel zo anders is. Het ministerie hangt beurzen voor assistenten in opleiding (aio’s) aan een goed­gekeurd voorstel, dus die kosten neem je niet mee in een voorstel. Zo zijn er nog honderd weetjes die de overgang lastig maken.

Singapore is een erg klein land, dus iedereen kent werkelijk iedereen. Als iemand invloed heeft, dan is het duidelijk dat die persoon de kar trekt en komen anderen moeilijk aan het woord. Aan de andere kant worden er constant grote onderzoeksvoorstellen geschreven in allerlei combinaties met bedrijven en tussen disciplines, waarbij veel mensen worden betrokken.

De universiteit waar ik zit, beschikt over veel corporate labs, onderzoekslaboratoria waarbij nauwe samenwerking plaatsvindt met een bedrijf, bijvoorbeeld met Rolls-Royce of met Alibaba. Het lab heeft wetenschappelijke doelen, maar wordt gefinancierd door het bedrijf. Er staat wel altijd een wetenschapper aan het hoofd. Het omvat een centrum voor wetenschappelijk onderzoek, een wetenschappelijk trainingscentrum voor de onderzoekers van het bedrijf, een plek om nieuw talent te vinden voor het bedrijf en een valorisatiecentrum voor de universiteit.

Het meest opvallend is dat de universiteiten via ­onderzoeksvoorstellen veel financiering van de overheid en van het bedrijfsleven krijgen, maar dat de directe overheidsfinanciering van de universiteiten terugloopt.

Een reden is dat al lange tijd mensen in Singapore minder kinderen krijgen en de grootte van de bevolking slinkt, en dus ook het aantal jonge mensen dat naar de universiteit komt. Dat roept vragen op die mij bekend in de oren klinken. Moeten we het aantal professoren evenredig verminderen? Moeten we meer studenten van buiten Singapore toelaten? Blijft alles toch nog een beetje bij het oude.

INBOX De Ingenieur in een plastic hoesje Al vele jaren lees ik met plezier De Ingenieur, een blad gevuld met interessante artikelen en actuele thema’s, zoals milieuverontreiniging en, in het septembernummer, de ‘Grote schoonmaak’ over plastic afval in de rubriek Groene bedoelingen. Al dit moois wordt mij echter thuisbezorgd in een keurig plastic hoesje. Wordt het niet eens tijd hiervoor een milieuvriendelijke variant te gebruiken?

Ing. Casper Habets, Eindhoven 48 | de ingenieur 10 | oktober 2019

Naschrift redactie: Het blad wordt ­verstuurd in een seal van biofolie.

Die is niet van aardolie, maar van ­hernieuwbare grondstoffen gemaakt.

Het materiaal is volledig recyclebaar.

Robotarm bestaat al langer In de rubriek Eureka van het septembernummer van De Ingenieur las ik over de autonome robotarm Jaco van het Canadese bedrijf Kinova.

Al sinds 2000 bestaat zoiets in Nederland. Er zijn ook armondersteunende

robotarmen, maar dat is een a­ nder soort hulpmiddel.

Ik heb deze kennis indertijd opgedaan bij RTD Het Dorp, dat technische hulpmiddelen levert aan gehandicapten.

Tot 2015 werkten we deze robot­armen.

Belangrijk aandachtspunt is dat de eventuele vergoeding van de robotarm door de zorgverzekeraar goed wordt onderzocht.

Ing. Jeroen de Vries, Vleuten

foto Boeing/Dean Jones

Archiefbeeld van een gloednieuwe Boeing 737 MAX die opstijgt van het fabrieksterrein van de vliegtuigbouwer op weg naar klant Icelandair.

EXPERTS OVER DE MANKEMENTEN VAN DE 737 MAX

Het probleemkind van Boeing Experts zijn kritisch over het ontwerp van de Boeing 737 MAX. Het nieuwe besturingssysteem dat de aerodynamische instabiliteit moest compenseren, duwde de neus van het vliegtuig te sterk omlaag. Bovendien was dit kritische systeem afhankelijk van maar één enkele invalshoeksensor, wat een onacceptabel risico op fouten opleverde. ‘Veiligheid begint bij twee uit drie.’ tekst ir. Jim Heirbaut

N

og steeds vliegt hij niet, de Boeing 737 MAX. Na twee dodelijke crashes binnen een paar maanden tijd worden sinds half maart alle toestellen van het type uit voorzorg aan de grond gehouden. Boeing werkt sindsdien aan een oplossing voor het niet goed functionerende, nieuwe Maneuvering Characteristics Augmentation System

(MCAS). Dat systeem voerde de Ame­ rikaanse vliegtuigbouwer in bij de nieuwste versie van de 737, de MAX, die in 2016 voor het eerst het luchtruim koos.

Het lot van het populaire vliegtuig houdt luchtvaartliefhebbers en techneuten bezig. Zo ook drs. Wiebe ­Pronker, voormalig groepschef Constructietesten bij Fokker. Hij stuurde

De Ingenieur een lange brief met zijn analyse. Zijn belangrijkste punt: de Boeing 737 MAX 8 is in aerodynamisch opzicht onvoldoende stabiel.

‘Doordat Boeing koos voor grotere, zuinigere motoren pasten die niet meer onder de vleugels. Daar zouden ze te laag hangen en bij het opstijgen en landen steentjes binnen kunnen krijgen’, schrijft Pronker. ‘Gevolg was dat de oktober 2019 | de ingenieur 10 | 49

illustratie Ruud Vogelesang

De onderdelen van een vliegtuig die een belangrijke rol spelen bij het stijgen en dalen van een toestel. Het nieuwe MCAS-systeem, dat Boeing invoerde op de 737 MAX, dient om de piloot te helpen als het toestel bij lage snelheid dreigt te overtrekken.

Een vliegtuig stijgt of daalt door het hoogteroer te bedienen; het stabilo houdt het toestel op een vlakke koers (of constant dalend, op weg naar de landing). richtingsroer

kielvlak angle of attack invalshoeksensor

stabilo hoogteroer

motorgondel

Als de invalshoek (de hoek tussen de inkomende luchtstroom en de vleugels) te groot is, wordt de liftkracht van de vleugels te laag en kan het toestel in overtrek (stall) raken en uit de lucht vallen. Boeing ontwierp het nieuwe systeem MCAS om, bij handmatig vliegen, de piloot te helpen op het moment dat overtrek dreigt. Dan duwt MCAS de neus van het toestel omlaag. Bij de ramp met Lion Air bij Indonesië hebben de piloten geworsteld met MCAS. Steeds opnieuw werd de neus omlaag geduwd.

Omdat het vliegtuig nog laag vloog, werd dit de 737 fataal.

motoren omhoog moesten en noodgedwongen verder naar voren zijn geschoven in het ontwerp. Het bezwaar hiertegen is dat de motor­ gondels met hun grote luchtinlaten ook bijdragen aan de liftkracht, vooral als je “schuin aanvliegt” (met een relatief grote invalshoek, de hoek tussen de inkomende luchtstroming en de vleugels, red.). Die extra krachten grijpen ver naar voren op het toestel aan, wat een ­ nose up-neiging versterkt.’

In andere woorden: in situaties waarbij de piloot de neus van het toestel te ver omhoog trekt, geven de grotere, verder naar voren geplaatste motorgondels nog een zetje mee. Het toestel verliest snelheid en door een te grote hoek tussen vleugels en inkomende lucht dreigt het vliegtuig te overtrekken (stall). Daarbij valt de liftkracht die de vleugels leveren weg en kan het vliegtuig uit de lucht vallen.

Foute stand Boeing was zich hiervan bewust en heeft dat in het ontwerpproces willen oplossen met een nieuw systeem: het Maneuvering Characteristics Augmentation System, kortweg MCAS. Het is ontworpen om bij handmatig vliegen de piloot te helpen op het moment dat overtrek dreigt. MCAS bepaalt dit aan de hand van gegevens als de hoogte, snelheid en invalshoek (in het Engels angle of attack). Staat de neus te veel omhoog, dan duwt de software van MCAS de neus van het toestel een beetje omlaag door het horizontale staartvlak, het zogeheten stabilo, een beetje omhoog te laten draaien.

Dit kan een goede oplossing zijn, maar volgens Pronker is het probleem met het stabilo dat het een veel grotere oppervlakte heeft dan het hoogteroer. Daardoor is een foute stand van het stabilo niet eenvoudig te corrigeren met het hoogteroer – en vanaf een bepaalde afwijking helemaal niet meer, zoals we hebben kunnen zien bij de 50 | de ingenieur 10 | oktober 2019

invalshoek

stabilo hoogteroer

vliegrampen in Indonesië en Ethiopië. ‘De oplossing om het MCAS-systeem uit te zetten, voldeed bovendien niet. Bij proeven in een simulator in Zweden lukte het de piloten niet om het stabilo handmatig terug te draaien. Dat moet namelijk met het trimwiel dat tussen de piloten in zit, en de krachten op dat wiel bleken te groot.’ Dit komt doordat het hoogteroer, waarmee de piloot de foute stabilostand probeert te corrigeren, een tegengestelde kracht op het stabilo uit­oefent.

Vooral als het vliegtuig ook nog eens veel snelheid heeft als gevolg van de duikvlucht, zal de maximale kracht die een piloot met het trimwiel kan uitoefenen, tekortschieten. ‘Dit moet Boeing echt goed bekijken, want dit is heel zor­gelijk’, stelt Pronker.

HET LAATSTE WOORD

We legden deze analyse voor aan piloot en luchtvaartexpert dr.ir. Alexander in ’t Veld van de TU Delft. Hij bestuurt regelmatig het testvliegtuig van de TU Delft, een aangepaste Cessna Citation­zakenjet, en geeft daarnaast colleges aan studenten over de stabiliteit van vliegtuigen in de lucht.

Ook In ’t Veld is kritisch over de uitvoering van MCAS bij de 737 MAX. ‘Die schiet ernstig tekort – daar is iedereen het wel over eens.’

Te stevige werking Het gaat met name mis bij de hoek waarmee het MCAS-systeem het stabilo verdraait: die is te groot. ‘In het oorspronkelijke ontwerp van MCAS ging dat om eenmalig maximaal 0,6 °.’ Een klein zetje de goede kant op dus. Dit is in lijn met de bedoeling van Boeing dat piloten die op oude 737’s mochten vliegen, zonder extra training ook op de 737 MAX moeten kunnen vliegen. Die moet als het ware hetzelfde aanvoelen als de bestaande kisten. ‘Maar later bleek dat Boeing het systeem een grotere autoriteit had gegeven.’

Het stabilo kan nu tot 2,5 ° verdraaien op instructie van MCAS, en dat meerdere keren.

Het doel van Boeing is duidelijk: steviger de neus omlaag duwen. Maar in de praktijk heeft MCAS te stevig gewerkt. Zowel in Indonesië als in Ethiopië werd de neus van het vliegtuig herhaaldelijk sterk omlaag geduwd, met tragische gevolgen.

‘In de eerdere, lichte versie was MCAS een ‘niet-kritisch systeem’ en was het voldoende dat het slechts de input van één enkele invalshoeksensor gebruikte. Maar toen MCAS sterker ging regelen, was dit ontwerp niet meer afdoende’, vertelt In ’t Veld. Als een kritisch systeem op basis van slechts één sensor regelt, dan levert dat een te groot risico op fouten op. Foutieve angle of attack-data zijn ook wat de twee vliegrampen in gang heeft gezet: het MCAS-systeem kreeg data door die aangaven dat het toestel te steil steeg, terwijl er in feite geen probleem was. MCAS duwde vervolgens de neus onterecht omlaag. In ’t Veld denkt dan ook dat Boeing gedurende het ontwerpproces MCAS aan beide angle of attack-­ sensoren had moeten koppelen. Pronker vindt dat ook: ‘Input van één sensor is net zoiets als geen sensor. In die ene sensor kan zand komen, hij kan bevroren zijn of er is een vogel tegenaan gevlogen, waardoor hij krom is. Veiligheid begint bij twee uit drie.’

In de berichtgeving rond de twee vliegrampen met de Boeing 737 MAX in Indonesië en Ethiopië werd het bekritiseerde MCAS-­ systeem in zo’n beetje alle media (toegegeven, ook in De Ingeni­ eur) een anti stall system genoemd, een systeem dat overtrekken moet voorkomen. Maar dat klopt niet, stelt dr.ir. Alexander in ’t Veld van de TU Delft. Het is een systeem dat de stuurkrachten die de piloot voelt, zodanig moet beïnvloeden dat die een zo prettig mogelijk sturend vliegtuig gepresenteerd krijgt – een toestel dat net zo aanvoelt als de voorgangers van de 737 MAX. ‘MCAS is geïntroduceerd omdat de stuurkrachten bij hoge invalshoek – boven de 11° – ineens te veel afnamen, doordat de motorgondels ook liftkracht gingen leveren. Het is dus een onderdeel van het systeem dat de stuurkrachten regelt.’

In andere toesteltypen zitten wel systemen die overtrekken moeten tegengaan, zoals een stick pusher die de neus omlaag duwt bij een dreigende stall, vertelt In ’t Veld. ‘Maar de 737 MAX heeft alleen een stick shaker, die de stuurkolom laat trillen als waarschuwing voor de piloot, die daarop moet ingrijpen. Daar is de piloot zelf dus het feitelijke stall-preventiesysteem, geheel volgens de Boeing-filosofie dat de piloot het laatste woord heeft.’

Wat moet Boeing nu doen om de 737 MAX helemaal veilig de lucht in te kunnen sturen? In ’t Veld denkt dat MCAS in de eerste plaats minder sterk moet worden gemaakt. ‘Het systeem zal vermoedelijk minder lang bijsturen.’ Ook zal MCAS hoogstwaarschijnlijk redundant worden uitgevoerd, en dus voortaan zijn data krijgen van twee angle of attack-­ sensoren. ‘En als er eentje foutieve data geeft, dan moet MCAS koste wat kost uitschakelen’, benadrukt In ’t Veld. Ook moeten piloten een betere uitleg krijgen over MCAS: wat doet het precies en hoe is het uit

‘Verander het zwaartepunt van de MAX door het vliegtuig een beetje korter te maken’ te schakelen. Daar schortte het in eerste instantie nogal aan. Boeing had piloten niets verteld over het nieuwe systeem MCAS dat in de 737 MAX was ingebouwd, want deze nieuwste versie 737 moest voor piloten immers precies zo aanvoelen als eerdere modellen uit de reeks.

Pronker doet een meer rigoureus voorstel: maak de MAX een beetje korter, zodat het zwaartepunt van het toestel wat naar voren komt te liggen. ‘Het inkorten van de romp achter de vleugel, met een of twee spanten, is niet zo moeilijk. Dat kost een bedrijf als Boeing ongeveer een week werk.’ Maar dat lost het fundamentele probleem van de 737 MAX niet op, werpt In ’t Veld tegen. ‘Zolang die grotere motoren op die plek blijven zitten, los je de inherente aerodynamische instabiliteit niet op. Het effect blijft dat die motorgondels zelf extra lift leveren.’

Alles overziend zou je kunnen constateren dat Boeing de 737-reeks oktober 2019 | de ingenieur 10 | 51

ONTBREKENDE VLIEGKUNST De eerste vliegramp met de 737 MAX van Lion Air in Indonesië was een ongelukkige samenloop van omstandigheden, zo blijkt uit het artikel ‘What Really Brought Down the Boeing 737 Max?’ uit The New York Times Magazine van 18 september.

Het artikel, geschreven door jour­ nalist en voormalig piloot William Langewiesche, is de meest complete reconstructie die we t­ egenkwamen.

Niet alleen trad het MCAS-systeem boven de Javazee in werking zonder dat de piloten daarvan op de hoogte waren, maar ook blijkt dat al eerder bekend was dat de invalshoeksensor van dit toestel defect was, waardoor MCAS uiteindelijk ten onrechte in­ schakelde. De onderhoudsploeg had dat echter niet goed genoteerd, waar-

door de piloten van de volgende, noodlottige, vlucht dachten dat ze in een perfect functionerende toestel stapten.

Toch plaatst de auteur ook vraag­ tekens bij de vliegkunsten van de jongste generatie piloten, met name in landen waar de luchtvaart zeer snel groeit, zoals Indonesië. De journalist heeft betrokkenen geïnterviewd en een vliegschool van Lion Air bezocht.

Duidelijk wordt dat die met een minimale inspanning zo veel mogelijk verse piloten moet afleveren. De kantjes worden er regelmatig vanaf gelopen: leerling-piloten schrijven uren in de ­simulator, terwijl ze in werkelijkheid alleen hebben meegekeken bij medestudenten.

De jonge piloten, overwegend man-

foto YSSYguy/CC BY-SA 3.0

misschien net een stap te ver heeft willen uitmelken, onder druk van concurrent Airbus, dat met de zuinige A320NEO was gekomen. Boeing had wellicht beter een geheel nieuw toestel kunnen ontwerpen dat aerodynamisch gezien stabieler was. Wanneer de Boeings weer mogen vliegen van de Amerikaanse toezichthouder FAA, is nog ongewis. De Europese evenknie heeft al aangekondigd zelf testvluchten te willen uitvoeren met de verbeterde 737 MAX, voordat het Europese luchtruim wordt vrijgegeven voor het vliegtuig.

Stappen de experts nog in de 737 MAX als hij straks weer vliegt?

nen, die dit proces oplevert, kunnen vooral overweg met de automatische piloot. Ze zijn goed in het afwerken van checklists, maar ontberen airman­ship, meent Langewiesche.

Een lastig te vertalen begrip – letterlijk vliegkunst – ‘een diep gevoel voor oriëntatie in de lucht, maar vooral voor de energie en massatraagheid van een toestel en de krachten die de luchtstromingen erop uitoefenen.’ Een groot deel van de tijd heeft een piloot dit gevoel voor vliegen niet zo hard nodig, maar als het toestel ineens ­onverwachte dingen begint te doen, is het onmisbaar. Zoals is gebleken, ­helaas. ‘Vliegtuigen zijn levende ­wezens’, stelt Langewiesche. ‘De ­beste piloten gaan niet in een c­ ockpit zitten, maar binden hem om.’

‘­Liever niet, als ik de keuze heb’, zegt Pronker. ‘Ja, hoor’, zegt In ’t Veld. ‘Als ik ervan overtuigd ben dat de problemen opgelost zijn, geen probleem.’ | We hebben de ideeën van de experts voorgelegd aan Boeing, maar de vliegtuigbouwer geeft op dit moment geen commentaar. Het bedrijf heeft een speciale website waar het updates over de MAX plaatst. tinyurl.com/update737max

Het stabilo van een Embraer ­­­ ERJ-170. De woorden ‘up’ en ‘down’ slaan op de richting van de neus van het vliegtuig ten gevolge van de oriëntatie van het stabilo.

52 | de ingenieur 10 | oktober 2019

Nederland heeft het goed voor elkaar, maar de steden worden voller en voller. Er liggen echter nog grote ruimten te wachten om te worden ontwikkeld: die boven het spoor. Dat stelt Carolien Gehrels, grotestadsspecialist van ingenieursbureau Arcadis.

‘OVERKLUIZING IS HET ANTWOORD’

Drs. Carolien Gehrels leidt sinds 2014 het Big Urban Clientsprogramma van advies- en ingenieursbureau Arcadis. Daarvoor was ze acht jaar lang wethouder van Amsterdam.

technisch gezien in de afgelopen decennia zo veel verbeterd dat woonkwaliteit voor zich spreekt: geen trillingen, stank, geluidsoverlast of een beroerd uitzicht.

En mobiliteit gegarandeerd: wonen boven het spoor kan het beste in de buurt van het station.

Wereldwijd neemt het aantal steden toe dat overkluist en de vaak 100 tot 150 jaar oude stations herontwikkelt – denk aan Parijs, Londen, New York en ­Sydney.

Ook in Nederland hebben we met de sleutelprojecten van twintig jaar geleden de binnensteden rond sta­ tions weer veel kwaliteit gegeven: Breda, Arnhem, Rotterdam – we kennen de voorbeelden. Daarna gingen we door, met een overkluisde A2 in Maastricht en de spoorzone in Delft. Natuurlijk is daar het nodige economische en technische leed geleden, maar op de lange termijn zijn deze steden beter af. Het is nog even wachten op het Zuidasdok in Amsterdam.

Waarom gaan we niet door op de gedachte van het polycentrisch stedenlandschap en met vereende kracht en op hoge snelheid deze concepten toepassen in de grootste steden rond de stations? Ik zie ook mogelijkheden in Zwolle, Dordrecht, Amersfoort en Leiden. Geld is niet langer de bottleneck, visies en concepten zijn er genoeg, technisch kan het, de vraag is er. Dus waar wachten we nog op?

illustratie Joost Stokhof

PUNT

Hoe vaak komen we niet terug uit het buitenland en zien we opeens hoe goed we het hier voor elkaar hebben? We hebben compacte steden gecreëerd, die goed functioneren: ze hebben gemengde woonwerk­wijken, zijn via het spoor en de weg goed verbonden en profiteren zo van elkaars voorzieningen op het gebied van cultuur, onderwijs, sport en elkaars winkelaanbod. Op de fiets zijn we vaak zo in het groen. Geen megasteden hier, maar een polycentrisch stedenlandschap. Het is een goede uitgangs­positie voor de ontwikkeling de komende eeuwen, als we tenminste niet vergeten wat te doen met de vragen die de huidige en volgende generaties stellen.

Kern is dat de stad alleen functioneert als er ook onderwijzers, verplegers en politieagenten wonen, en dan hebben we het nog niet over al die andere groepen die dat ook graag willen: studenten, starters op de woningmarkt en expats. Waar is dan de ruimte?

Dat zie je als je op de Rembrandttoren in Amsterdam of het nieuwe stadskantoor in Utrecht staat: boven het spoor! ‘Woningtekort? Boven het spoor is ruimte zat’ kopte Het Financieele Dagblad een jaar geleden naar aanleiding van de Dag van de Stad. De vraag naar woonruimte in de stad is zo toegenomen dat we dat op gewilde plekken rendabel krijgen. Bovendien is er

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 53

TNO

Met elkaar in zee Het scheepvaartverkeer neemt een fors deel van de wereldwijde uitstoot voor zijn rekening. De trend van vergroening heeft echter ook de maritieme sector bereikt.

Vanuit de Maritieme strategie (2018) en de Green Deal Zeevaart, Binnenvaart en Havens (2019) gelden ambitieuze doelen voor verduurzaming. Maar wie neemt deze zware opgave op zich? De oplossing ligt in samenwerking. Het nieuw opge­ richte Dutch Ocean Technology Centre brengt de betrokken partijen bij elkaar.

N

et als veel andere sectoren is ook de maritieme sector zich steeds bewuster van de noodzaak tot vergroening.

De transitie naar schoner varen is een grootschalige onderneming waaraan op allerlei fronten wordt gewerkt. Om al de onderzoeksinspanningen beter op elkaar af te stemmen ­zijn TNO en de TU Delft een samenwerkingsver­ band gestart, het Dutch Ocean Techno­ logy Centre (DOTC). Dat richt zich op de uitdagingen voor de maritieme en ­offshore energietransitie.

De maatschappelijke relevantie is hoog, stelt ir. Pieter Boersma, busi­ ness director Maritime & Offshore bij TNO. ‘Het ontbreekt nu nog aan een adequate organisatie voor gezamen­ lijke projectuitvoering binnen een inte­ graal programma’, zegt Boersma, ­doelend op diverse losstaande initia­ tieven. De druk om schoner te varen wordt in de nabije toekomst steeds groter. Zo zullen de emissies van met name stikstof, fijnstof en zwavel fors omlaag moeten. Uit het Parijs-akkoord komt een emissie­reductie als doelstel­

Missie De onafhankelijke onderzoeksorganisatie TNO verbindt mensen en kennis om innovaties te creëren die de concurrentiekracht van bedrijven en het welzijn van de samenleving duurzaam versterken.

Daarvoor zetten de professionals van TNO al meer dan tachtig jaar hun kennis en ervaring in. TNO speelt een voortrekkersrol in de ontwikkeling en toepassing van nieuwe technologieën en werkt, samen met partners, gericht aan transities in negen maatschappelijke domeinen die het samen met de stakeholders heeft geïdentificeerd: Bouw, maritiem & infra, Milieu, Defensie & veiligheid, ­Energie, Gezond leven, Industrie, Informatie & communicatie­ techno­logie, Mobiliteit & logistiek en Strategische analyses & beleid. Doelgericht innoveren, dat is waar TNO voor staat, waarbij de kennis niet een doel op zich is, maar de praktische toepassing centraal staat. Hoofdkantoor Den Haag Vestigingen Circa veertig in binnen- en buitenland Werknemers Ruim 3200 www.tno.nl/nl/career/tno-als-werkgever

54 | de ingenieur 10 | oktober 2019 | advertorial

ling voort. Doel is om binnen een paar jaar de totale uitstoot terug te brengen tot 50% van de gemiddelde uitstoot in 2008. Die ambitie is stevig, zeker omdat de maritieme sector nog steeds door­ groeit. ‘We zullen veel meer moeten ­samenwerken dan voorheen om dit soort grote transities te realiseren. Die hele innovatie moeten we nu gaan ­orkestreren.’

Het DOTC zorgt ervoor dat alle par­ tijen die op verschillende manieren ­betrokken zijn bij de energietransitie in één ecosysteem kunnen samen­werken.

Denk hierbij aan scheepseigenaren en reders, maar ook aan (toe­komstige) brandstofleveranciers, regelgevers, ha­ vens en overheden. Op die manier ont­ staat niet alleen een centrum met veel kennis, maar worden de projecten daad­ werkelijk binnen ­dezelfde organisatie uitgevoerd. Boersma: ‘De vraag komt ook vanuit de industrie. Wat komt er al­ lemaal kijken bij de transitie naar scho­ ner varen?’

Stap voor stap

De transitie vergt een uitgebreid stap­ penplan. Stel je bijvoorbeeld voor dat een vergroeningsmethode het varen op duurzamere brandstof omvat. De alter­ natieve brandstof moet worden getest, om te weten of die daadwerkelijk aan de klimaateisen voldoet. Maar daarbij blijft het niet, legt Boersma uit.

foto TNO

ENGINEERING WORKS

Niet alleen de schepen, ook de havenactiviteiten moeten duurzamer worden, zoals hier in Rotterdam.

Allereerst moeten de scheepsmotoren worden aangepast, want die zijn niet gemaakt om op elke brandstof te functio­ neren. Hierbij draait het om de betrouwbaarheid van de technologie in nieuwe ontwerpen. Zijn bijvoorbeeld volledig nieuwe motoren nodig, of kan de huidige machinerie een­ voudig worden aangepast? En hoe zit het met de brandstof­ tanks aan boord? De brandstof moet immers vervoerd en opgeslagen worden.

Is alles aan boord eenmaal geregeld, dan ben je er nog niet. De groenere brandstof moet ook voldoende beschik­ baar zijn in de havens, zegt Boersma. Hoe ziet het tanksysteem er dan uit, kun je de brandstof ook overslaan, kun je hem bunkeren? Dit alles moet volgens de regelgeving kunnen gebeuren, om de veiligheid en betrouwbaarheid te waarborgen.

Essentieel voor een succesvolle energietransitie is verder een realistische business case. Vragen over onderhoud, bunkermogelijkheden, aanpasbaarheid en financiële af­ wegingen blijven ook niet onbeantwoord. De aanpassingen en oplossingen zijn sterk afhankelijk van vaarprofielen maar bijvoorbeeld ook van de verkrijgbaarheid van energie­ dragers.

Giftig goedje

Het Green Maritime Methanol-project is het eerste parade­ paardje van het DOTC. Methanol is een voorbeeld van een duurzamere alternatieve brandstof. Om het daadwerkelijk te implementeren is nog heel wat meetwerk nodig.

Het Green Maritime Methanol-project is het eerste initiatief

waarin verschillende partijen op grote schaal samenwerken, legt Boersma uit. Zowel scheepseigenaren en motorfabri­ kanten als brancheorganisaties en gespecialiseerde maritie­ me dienstverleners doen mee en er sluiten zich nog steeds nieuwe partners bij aan. Zo zitten grote concurrenten van el­ kaar samen aan tafel, vertelt Boersma. Dat was precies het idee: samen nadenken en uitvoeren om uiteindelijk allemaal aan de vergroeningseisen te voldoen.

De nadruk ligt nu op methanol, waar nog veel onderzoek naar wordt gedaan. ‘Het is geen standaard stookolie, dus je moet goed weten hoe je ermee om moet gaan. Is het wel veilig te gebruiken? Methanol is een spannend goedje’, waar­ schuwt Boersma. Varen op methanol lijkt een goed alterna­ tief om milieubewuster over water te transporteren. Er zijn echter nog veel vragen rond de toekomstige circulaire ener­ giedragers voor maritieme toepassingen, op het vlak van be­ schikbaarheid, fiscale regelgeving, bunkering, opslagmoge­ lijkheden aan boord en veiligheid en betrouwbaarheid.

Naast de ontwikkeling van methanol als brandstof be­ staan er ook andre, kansrijke alternatieven, zoals waterstof.

Vanuit de verduurzamingsambities bundelt het DOTC zijn krachten met verschillende kennispartners, waardoor de vraag vanuit de industrie ook daadwerkelijk effectief kan worden beantwoord. Boersma: ‘Als we deze klimaatdoelstel­ lingen halen, betekent het dat de Nederlandse maritieme sector haar internationale toppositie behoudt en daarmee concurrerend blijft, en dus een voorbeeld voor andere landen kan zijn.’

advertorial | oktober 2019 | de ingenieur 10 | 55

DE ONZICHTBARE CYBEROORLOG Door het internet is zo’n beetje alles en iedereen in de wereld met elkaar verbonden. Wat daarvan de gevolgen kunnen zijn, laat journalist Huib Modderkolk overtuigend zien in Het is oorlog, maar niemand die het ziet.

MEDIA

In een onopvallend gebouw in Beverwijk liep in 2011 een grijze netwerkkabel die daar niet hoorde. Het onbenullige draadje veroorzaakte de eerste grote cybercrisis van ons land, zo beschrijft onderzoeks­­ journalist Huib Modderkolk van de Volkskrant in zijn nieuwe boek Het is oorlog, maar niemand die het ziet. Het boek is zowel een leerzaam inkijkje in de cyberwereld als een spannende journalistieke ontdekkingstocht in een wereld die de auteur van te­­ voren volkomen vreemd was. Juist dat laatste maakt het boek zo goed.

Het bedrijf in Beverwijk is DigiNotar. Als digitale notaris speelt het een belangrijke rol op het internet. Met de certificaten die het uitgeeft voor web­ pagina’s, laat het zien of pagina’s te vertrouwen zijn.

Iedereen gebruikt ze: Google, Microsoft, de overheid, de douane. In 2011 krijgt de Nederlandse overheid de eerste signalen dat DigiNotar gehackt is: iemand is de systemen van het bedrijf binnen­ gedrongen en heeft digitale certificaten nagemaakt.

De gevolgen zijn enorm. Als het vertrouwen in DigiNotar wegvalt, kan de economie krakend tot stilstand komen.

Alles wijst erop dat de hack vanuit Iran is gedaan.

Op de eerste dag van Ubers introductie in de Amerikaanse stad Portland (Oregon) probeerde de overheid nog terug te vechten.

Uber had geen toestemming gekregen van de lokale autoriteiten om rond te rijden, maar CEO Travis Kalanick had daar lak aan. Hij vond dat de beleidsmakers er niets van snapten, dat Uber de toekomst was, en dat ze niet zo moesten zeuren. Dus rekruteerde hij een heleboel chauffeurs die op een goede avond allemaal begonnen te rijden. Via advertenties wisten inwoners van Portland Uber te vinden.

Controleurs van de overheid probeerden Ubers te bestellen om zo de illegale chauffeursdienst op heterdaad te betrappen. Maar op de een of andere

56 | de ingenieur 10 | oktober 2019

James Bond De auteur zet de problemen met zijn boektitel weliswaar dik aan, maar wie het boek leest, merkt dat dit terecht is. Er ís een oorlog gaande, en die blijft meestal onder de radar. Landen hebben teams van honderden, soms duizenden cyberspecialisten en hackers in dienst. Die vallen uiteen in grofweg twee categorieën: informatie vergaren (spionage) en ontwrichting, dingen kapotmaken – of eigenlijk dingen kapot kúnnen maken, want alleen al van die macht gaat veel dreiging uit.

ONFRISSE TAXIDIENST

De Strijd om Uber van New York Times-­ journalist Mike Isaac laat zien hoe een Silicon Valley-lieveling te werk gaat om koste wat het kost de grootste te b ­ lijven.

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

Met de valse certificaten worden namelijk namaakpagina’s van Googles mailomgeving Gmail gebouwd, zodat de gebruikersnamen, e-mails, locaties en bestanden van mensen door kwaadwillenden zijn in te zien. Het vermoeden is dat de Iraanse regering kritische burgers wil bespioneren.

Een medewerker van DigiNotar had de grijze netwerkkabel eventjes snel getrokken om het proces van uitgeven van certificaten te versnellen. Maar daarbij was die persoon vergeten dat de centrale computer niet voor niets in een kluis stond, namelijk om binnendringers buiten te houden. Door de grijze kabel was DigiNotar te hacken. Door de hack kon de Iraanse overheid de e-mailwisselingen van zo’n 300.000 Iraniërs inzien – heftig en ingrijpend. Voor de Nederlandse regering was de DigiNotar-zaak een wake-upcall. Sinds die tijd is de overheid meer geld en mankracht gaan besteden aan cyberveiligheid.

manier – mogelijk met hulp van spionagediensten – wist Uber precies wie een controleur was. Het bedrijf zorgde dat er geen enkele auto stopte voor een controleur.

Dit introductieverhaal in het boek De Strijd om Uber tekent perfect de werkwijze van de taxidienst. Kalanick ging over lijken, wilde altijd de beste zijn, en zou niet stoppen voor alles en iedereen de grootsheid van zijn bedrijf zag.

Dat hij daarbij constant regels overtrad, er een giftige werksfeer ontstond en chauffeurs structureel werden uitgebuit, maakte Kalanick niets uit.

In 2014 voerde het bedrijf een prijsstijging van een dollar door, zogenaamd voor betere veiligheidschecks van Uber-bestuurders. Wat blijkt? In de eerste twee jaar maakte Uber 450 miljoen dollar winst dankzij die verhoging. Het geld kwam ook niet in een apart potje voor extra veiligheid, en was dus eerder bedoeld om de zakken van het bedrijf te vullen.

Ultracentrifuges voor het verrijken van uranium.

Computer­worm Stuxnet, verant­woordelijk voor de allereerste groot­schalige indus­triële sabotage, maakte dergelijke high­tech apparaten in Iran stuk.

ROADMOVIE De documentaire Snelweg NL neemt de kijker mee naar de rafelranden van ons wegennetwerk.

Documentairemaker Ben van Lieshout kocht een oude camper en reisde ermee over de Nederlandse autosnelwegen. Zijn inspiratie vond hij bij columnist H.J.A. Hofland, die eens schreef dat ‘iedere Nederlander die over het heden, verleden en de toekomst van zijn land wil meepraten’ verplicht eens per jaar ‘een studiereis binnen de grenzen’ zou moeten maken, ‘met uitsluitend de opdracht om te kijken’.

Nederland telt bijna 2500 km snelweg. Maar om zulke feitjes is het Van Lieshout niet te doen. Hij richt zijn camera op de verscheidenheid aan alledaagse bezig­ heden rond het asfalt. Oost-Europese chauffeurs die op een troosteloze parkeerplaats een blik bonen opwarmen. Verkeersleiders van Rijkswaterstaat die naar een wand vol beeldschermen turen. De werkneemster van een wegrestaurant die de ramen lapt.

Niets bijzonders eigenlijk, maar met grote aandacht en in trage shots in beeld ge­ bracht. Zo is Van Lieshout erin geslaagd een kalme film te maken, waarin niettemin voortdurend verkeer langsraast.

Geen van de mensen in beeld krijgt een naam, geen van de snelwegen wordt expliciet benoemd.

Van Lieshout heeft oog voor de schoonheid van de snelweg, voor de eindeloze rij koplampen van een nachtelijke file, maar voelt zich duidelijk meer aangetrokken tot de rafelranden: het afval in de bermen, de graffiti op de viaducten, de verdozing van het landschap (de opmars van distributiecentra). Zonder voice-over is het uiteindelijk lastig om vast te stellen wat Van Lieshout precies beoogt.

Wil hij een ode brengen aan de snelweg of maakte hij een pamflet tegen het oprukkende asfalt?

Wat de film de moeite waard maakt, zijn de (sporadische) figuren die wél aan het woord komen. De man die zich bekommert om een verlaten douanekantoor aan de Duitse grens, of de boer die zijn karren gebruikt als billboard om zijn politieke mening op te dringen. Wegenbouwers zelf zijn overigens in geen velden of wegen te bekennen. Alsof al die snelwegen er altijd al hebben gelegen; ze maken onlosmakelijk deel uit van ons landschap. (PD)

Het boek leest hier en daar als een James Bond-achtige thriller, vooral wanneer Modderkolk laat zien hoe veel zaken met elkaar samenhangen. Zo staat de Iraanse hack bij DigiNotar niet op zichzelf, maar lijkt die een vergelding te zijn voor een cyberaanval op Iraanse ultracentrifuges in 2007. Met deze hightech machines verrijkt Iran uranium, maar op een dag gingen ze zo snel draaien dat ze uit elkaar klapten. Zouden ingenieurs in het verleden aan een fabricagefout denken, nu bleek het sabotage. Hackers hadden computers in Iran (en daarbuiten – collateral damage) besmet met de Stuxnet-worm. De makers ervan kwamen waarschijnlijk uit Israël en de VS, maar Nederland speelde een cruciale rol bij het verspreiden van het virus. Het was een AIVD-agent die de computerworm binnensmokkelde in de centrale van Natanz, zo onthult Modderkolk in zijn boek. Het is de grootste scoop van het boek, dat verder ook genoeg nieuwe informatie bevat.

Sinds de ontdekking van de computerworm Stuxnet in 2010 is het hek van de dam. Landen hebben hele gebouwen gevuld met de beste hackers, zo laat Modderkolk zien. Er is een nieuwe wapenwedloop ontstaan en daarin speelt Nederland zijn rol.

Niet als krachtigste mogendheid, maar wel als klein slim landje, dat vaak onder de radar opereert. (JH) HET IS OORLOG, MAAR NIEMAND DIE HET ZIET | 272 Blz. | € 20,50 (e-book € 9,99)

Verder beschrijft het boek onuitgevoerde plannen van Uber om kritische reporters te laten onderzoeken, om negatieve dingen uit hun privéleven op te graven en die te publiceren.

SNELWEG NL | vanaf 10 oktober in de bioscoop

foto SNG Film

Het zoveelste schandaal Voor wie niet elk detail over de taxidienst mee kreeg de afgelopen vijf jaar, is dit boek een verhelderende reis langs schandalen, aanstootgevende karakters en onfrisse zakenpraktijken. ­Travis Kalanick is de spil: hij dicteerde de bedrijfscultuur en de tactieken die het bedrijf moest gebruiken. Isaac schetst, dankzij tientallen interviews met (ex-)Ubermedewerkers, een treffend beeld van de opgefokte, constant ijsberende Kalanick.

In 2017 moest Kalanick na het zoveelste schandaal vertrekken.

Het boek is exemplarisch voor het systeem van Silicon Valley.

Investeerders hebben miljoenen dollars durfkapitaal over voor disruptive bedrijfjes, die daardoor veel te veel waard worden.

Ze moeten dan blijven groeien, wat het soort gedrag in de hand werkt dat Isaac haarfijn in zijn boek beschrijft. (MS)

Een medewerker van Verkeers­ centrale MiddenNederland houdt toezicht op het snelwegverkeer.

De Strijd om Uber | 416 Blz. | € 24,99

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 57

MEDIA

HET NIEUWE CHINA In China voltrekt zich een architectonische revolutie. Kris Provoost verhuisde naar de Volksrepubliek en bracht de bouwwoede in beeld.

De Olympische Spelen van 2008 in de Chinese hoofdstad Beijing vormden de gongslag die een architectonische revolutie inluidde. Sindsdien is het aangezicht van de Volksrepubliek radicaal aan het veranderen. En daarmee verandert ook het land zelf, schrijft Kris Provoost in het voorwoord van Beautified China.

Provoost verhuisde rond 2010 naar China. Hij vond er werk als architect en bekwaamde zich daarnaast in de architectuurfotografie. Vanaf dat moment reisde hij het land door, van de hoofdstad en Shanghai naar minder bekende steden in het binnenland als Harbin en Changsha. Overal legde hij de glimmende glazen en stalen iconen van het nieuwe China vast.

Enigszins eenzijdig De beelden in het boek zijn vaak bijna abstract: golvende of juist hoekige vormen tegen een onveranderlijk blauwe lucht. Provoost fotografeert vooral vanaf de grond omhoog, wat het perspectief enigszins eenzijdig maakt: elk bouwwerk oogt vooral hoog – als lezer voel je de nekpijn bijna opkomen.

Behalve de beelden bevat het boek een aantal korte essays, die meer ruimte hadden verdiend. Want hoe dit nieuwe, veelal door Westerse architecten ontworpen China zich verhoudt tot het oude China is een vraag die zeker wat duidelijker gesteld had mogen worden. Wat er nieuw, revolutionair en imposant is aan deze bouwwerken is na lezing van dit boek duidelijk. Maar wat er precies Chinees aan is, nog altijd niet. (PD) Beautified China | 191 Blz. | € 36,99

foto’s Kris Provoost

De nog in aanbouw zijnde wolkenkrabber Poort naar het Oosten in de stad Suzhou.

In China is alles hoger, groter en massaler, aldus Provoost. De bouwwoede die er heerst, is bovendien ongeëvenaard. ‘Als architect en als fotograaf zou ik nergens liever zijn dan in China.’

Het kunstcentrum van Chongqing.

Het Wanda Movie Park in de stad Wuhan.

58 | de ingenieur 10 | oktober 2019

De bijna 250 m hoge toren van de Chinese Bank in Ningbo.

MEDIA

FOTO-OORDEEL

Met een opzichtige ketting om haar hals lijkt De Ingenieur-columnist Enith Vlooswijk het meest op een travestiet, oordeelt ImageNet Roulette.

Technische wetenschappers denken dat technologie ons zal redden in de strijd tegen klimaatverandering.

Ten onrechte, menen ­filosofen Marc Schuilenburg, Sjoerd van Tuinen en andere auteurs in deze essaybundel.

LEVEN IN HET ANTROPOCEEN | 192 Blz. | € 22,50

De app ImageNet Roulette wil ons ­tonen dat zelflerende algoritmes de vooroordelen reproduceren van de mensen die de data h ­ ebben gelabeld.

Op een dag hoort Vitangelo Moscarda, bankier in het Italiaanse stadje Richieri, dat zijn neus scheef staat. Zijn vrouw wijst hem erop; hemzelf was het nog nooit opgevallen. Niet die scheve neus, maar de gedachte dat de buitenwereld hem op een andere manier ziet dan hij zelf, slaat Moscarda totaal uit het lood.

Wie is hij in de ogen van anderen? En hoe verhouden al die ‘Vitangelo’s’ zich tot wie hij ‘echt’ is?

Troep Ik voelde een vage verwantschap met deze hoofdpersoon uit de roman Iemand, niemand of honderdduizend van Luigi Pirandello, toen ik ImageNet Roulette uitprobeerde. ImageNet Roulette is een webapplicatie die mensen aanspoort om een portretfoto van ­zichzelf in te voeren, waarna een zelf­ lerend algoritme hun gezicht classificeert. De applicatie is gebaseerd op ­ImageNet, een database van veertien miljoen beelden, geplukt van het internet en door mensen van een label voorzien. Het bestand bevat meer dan twintigduizend categorieën en wordt gebruikt voor het trainen van kunst­ matige intelligentie op objectherkenning. Het algoritme van ImageNet ­Roulette is getraind op 2833 eigenschappen binnen de categorie ‘persoon’.

Ik ontdekte de applicatie op Twitter, waar talrijke mensen al jolig de uit­ komsten deelden van hun portret­

analyse. En dus haastte ook ik me naar image­net-roulette.paglen.com. Ik zette mijn webcam aan en wachtte af. De eerste analyse was wat teleurstellend: het programma oordeelde dat ik een ‘person, individual, someone, somebody, mortal, soul’ was. Onmiskenbaar waar, maar toch een tikje generiek.

Toen ik mijn hand onder mijn kin zette, was de uitkomst al specifieker: ‘biographer’, oordeelde het algoritme. Uitbundig lachend veranderde ik in ‘mezzo-­soprano’ en ten slotte, met een opzichtige ketting om mijn hals, had ik het meest weg van ‘transvestite, someone who adopts the dress or manner of the opposite sex’.

ImageNet Roulette, de naam zegt het al, is geen serieuze applicatie. De makers willen ons tonen dat zelf­ lerende algoritmes de vooroordelen reproduceren van de mensen die de data hebben gelabeld. Algoritmes geven soms de indruk objectieve, ­statistisch verantwoorde analyses te geven, maar voed ze met troep en er rolt troep uit.

Advertenties Dat weerhoudt talrijke techbedrijven er niet van lucratieve karakterschetsen van ons te maken op basis van ons online gedrag. Die karakterschets leidt weer tot commerciële of politieke advertenties, die ons gedrag beïnvloeden en daarmee wellicht ook het beeld van onszelf. Hoe anderen ons zien en wie we zijn: het is een ingewikkelde constructie, wist Pirandello al. Als hij nog had geleefd, had hij hier vast een roman over geschreven.

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

De piramides van Caral in ­Peru, de Deense ­Vikingburcht Trelleborg en de Minoïsche ruïnes op Kreta.

Met geavanceerde animaties worden oude bouwwerken ‘opgeblazen’ om te achterhalen hoe ze zijn gebouwd.

BLOWING UP HISTORY | Discovery | vanaf 8 oktober, 21.30 uur

We worden steeds wel­ varender, toch weten we het grondstof­ verbruik terug te ­dringen. Andrew ­McAfee (MIT) over de positieve krachten van kapitalisme en technologie.

MEER UIT MINDER | 344 Blz. | € 21,99

Fotojournalist Kadir van Lohuizen reist naar laaggelegen gebieden waar de stijgende zeespiegel een acuut probleem vormt, van Jakarta tot New York en van Bangladesh tot Miami.

Vormen dijken de oplossing?

NA ONS DE ZONDVLOED | NPO 2 | vanaf 20 oktober, 20.20 uur

De spelers exploiteren planeet MYC.14.250.

Daartoe moeten ze hulpbronnen winnen en fabrieken bouwen. Maar natuurrampen blijken aan de orde van de dag en die treffen de ene speler van dit bordspel harder dan de andere.

LIVING PLANET | 2 tot 4 spelers | € 49,88

oktober 2019 | de ingenieur 10 | 59

VOORWAARTS

TOTALE OMKEER IN BOUWKUNST BEGON MET ROEIBOOTJE

Beton overwon In Nederland begon gewapend beton 130 jaar geleden aan zijn ­opmars. Eerst voorzichtig en onzichtbaar in de utiliteits- en water-

bouw, later zelfbewust en zichtbaar in de architectuur. Hoewel in onze is de ‘omkeer’ die het nieuwe bouwmateriaal teweegbracht, zoals bouwmeester Berlage voorspelde, nog altijd ‘totaal’. tekst Fanta Voogd

E

en betonnen roeibootje. Dat was de eerste lijfelijke kennismaking van Nederland met gewapend beton. De firma Picha-Stevens uit het Zeeuwse Sas van Gent bouwde het bootje, de Zeemeeuw, in 1887. Op de Middelburgse Nijverheidstentoonstelling van 1888/1889 presenteerde het bedrijf het aan een enthousiast publiek.

De bezoekers kenden Picha-Stevens de publieksprijs toe, niet alleen voor de Zeemeeuw, maar ook voor de tentoongestelde dakplaten en waterputten van gewapend beton. ‘Blijkt dit systeem in de praktijk te voldoen – wat nu nog niet vaststaat – dan kunnen bij het maken van openbare gebouwen hout en andere brandbare stoffen worden gemeden’, schreef de Nieuwe Rotterdamsche Courant in een verslag van de tentoonstelling.

Al in het oude Griekenland werd een soort beton, met vulkanisch materiaal als bindmiddel, op kleine schaal

Technologische voorspellingen uit het verleden zijn soms griezelig accuraat; een andere keer slaan ze de plank op vermakelijke wijze mis.

De rubriek Voorwaarts verdiept zich in de geschiedenis van de toekomst.

60 | de ingenieur 10 | oktober 2019

toegepast. De Romeinen gebruikten beton bij de constructie van bruggen, aquaducten, wegen en gebouwen, met als bekendste voorbeeld het Pantheon in Rome (118-125 na Christus). Maar het zou tot 1845 duren eer de Franse edelman Joseph-Louis Lambot voor het eerst experimenteerde met gewapend beton: hij maakte plantenbakken van ijzervlechtwerk omhuld door cementmortel. In 1855 vroeg hij octrooi aan op zijn vinding, die hij fer ciment noemde. Het was zijn landgenoot Joseph Monier, van oorsprong tuinman, die vanaf 1867 de inzet van ge­wapend beton op een hoger plan bracht met de constructie van buizen, waterreservoirs, bruggen en vloerplaten.

Graanpakhuis De belangstelling voor gewapend beton in Nederland kwam wat trager op gang dan in onze buurlanden, net zoals bij ijzerconstructies een halve eeuw eerder. De Ingenieur besteedde een jaar na de tentoonstelling in Middelburg aandacht aan een voetbrug in Bremen van wat toen nog ‘cement­ijzer (systeem Monier)’ werd genoemd.

Joseph Cuypers, zoon van de vermaarde bouwmeester Pierre Cuypers,

foto Stadsarchief Amsterdam

tijd vaak aan het zicht onttrokken door een buitenlaag van baksteen

somde in 1892 op een congres van de Maatschappij ter Bevordering van de Bouwkunst de voordelen van het nieuwe constructiemateriaal op: het is sterk, waterdicht, onbrandbaar en relatief licht van gewicht. De technische en bouwkundige wereld in Nederland reageerde weliswaar positief, maar toch voornamelijk afwachtend. Dat veranderde in de nieuwe eeuw. In 1904 deed Hendrik Petrus Berlage op een congres van architecten in Madrid de rake voorspelling dat gewapend beton voor ‘een totale omkeer in de bouwkunst’ zou zorgen.

Kort na de Middelburgse Nijverheidstentoonstelling kreeg de fabrikant van het betonnen roeibootje het verzoek samen te werken met een Amsterdams bedrijf. Dat leidde tot de oprichting van de Amsterdamsche Fabriek van Cementijzerwerken, die waterreservoirs, pijpen, kelders, tunnels en bijvoorbeeld een buitenwand van brood- en meelfabriek Ceres in Amsterdam (1891) maakte.

Een van de pioniers van gewapend

VOORWAARTS

W

aarschijnlijk is het, dat het gewapend beton de oorzaak zal zijn van een totale omkeer in de bouwkunst.

Het is daarom een dringende eisch, dat de architecten de artistieke vormen voor dat materiaal reeds thans bestudeeren, indien zij meester van hun kunst willen blijven.

Hendrik Petrus Berlage tijdens het VIe ­Congrès Internationale des Architectes in Madrid (6-13 april 1904).

Een van de oudste toepassingen van gewapend beton in Nederland, de Amsterdamse brood- en meelfabriek Ceres uit 1891, werd gesloopt in 1988.

beton in Nederland was Ludwig Sanders, een selfmade man die zich na de ambachtsschool opwerkte tot betonspecialist. Hij trad in dienst als technisch directeur van de Amsterdamsche Fabriek en realiseerde een paar van de eerste grote gebouwen met gewapend beton in Nederland, zoals de Rijkspostspaarbank in Amsterdam (1899), het huidige Conservatorium Hotel in Amsterdam, en graanpakhuis Fortuna in Leeuwarden (1902).

Jantje Beton De nieuwe bouwtechniek vroeg ook om nieuwe wegen om de kennis te vergroten en te verbreiden. Sanders’ verdiensten lagen tevens op dat terrein. In 1898 publiceerde hij in De Ingenieur een reeks baanbrekende artikelen over zijn onderzoek naar de elasticiteitscoëfficiënt van beton onder druk. Zijn artikelen verschenen ook in vooraanstaande Engelse, Duitse en Oostenrijkse technische bladen. Het tijdschrift Gewapend Beton kwam in 1912 op de markt. KIVI publiceerde in de

jaren dertig het maandblad Beton, het huisorgaan van de Betonvereniging, als bijlage van De Ingenieur.

Gewapend beton sloeg aanvankelijk vooral aan in de utiliteits- en waterbouw. Het bleek uiterst geschikt voor waterbouwkundige werken als dijken, tunnels, brugpijlers, duikers, sluizen en kademuren. Het was goedkoper dan metselwerk en ook onder water hardde het snel uit, waardoor het niet nodig was een bouwput lang droog te houden.

In woningbouw kwam het gebruik moeizamer op gang. In 1911 bouwde ingenieur Henri Harms een door Berlage ontworpen villa van gietbeton in Santpoort, die binnen een week klaar was (die staat er nog steeds: Vinkenbaan 14). De komst van het Witte Dorp in Rotterdam, Betondorp in Amsterdam en andere vergelijkbare wijken vanaf 1920 vormde de doorbraak. Het goedkope materiaal en de besparing op de arbeidskosten boden de (vaak socialistische) wethouders de kans om iets te doen aan de woningnood. Het Nieuwe

Bouwen en gewapend beton zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. Zonder het nieuwe materiaal waren de transparante constructies van architecten als Staal, Rietveld, Oud en Duiker ­on­­uit­voerbaar geweest. In de jaren twintig en vroege jaren dertig kende de betonbouw zijn artistieke hoogtepunt met bijvoorbeeld het Rietveld-­Schröder­­huis in Utrecht (1924), sana­torium De Zonnestraal in Hilversum (1928), flatgebouw Nirwana in Den Haag (1930) en het Glaspaleis (1933) in Heerlen. Qua bouwvolume en -hoogte begon de zegetocht van gewapend beton pas na de Tweede Wereldoorlog.

Het betonnen roeibootje waar het allemaal mee begon, heeft nog jarenlang dienst gedaan in Artis, bij het onderhoud van de vijver naast het ­Reptielenhuis – tot 1968 om precies te zijn. Het waren de jaren van Concrete Jungle en Jantje Beton. Het succes van beton was inmiddels zo overweldigend dat een tegenreactie niet kon uitblijven.

Beton stond inmiddels symbool voor grootschaligheid, eenvormigheid en grauwheid, waardoor de baksteen in woningbouw populariteit herwon.

De Zeemeeuw is, na enige omzwer­ vingen, teruggekeerd in het dorp waar het bootje ooit werd gefabriceerd, en is sinds de jaren negentig te bewonderen in het Industrieel Museum in Sas van Gent. | oktober 2019 | de ingenieur 10 | 61

DUURZAME SMARTPHONE IN PLAATS VAN WEGWERPPRODUCT

GROENE BEDOELINGEN

Eerlijk repareren

Aan de lopende band presenteren bedrijven en organisaties initiatieven die het milieu moeten sparen. In deze rubriek zoekt De Ingenieur uit of die maatregelen echt zoden aan de dijk zetten. Deze keer: de introductie van de Fairphone 3. Hoe duurzaam is deze smartphone?

W

at als een droom klonk, werd in 2013 werkelijkheid: het Nederlandse ­bedrijf Fairphone introduceerde een van fair trade-materialen gemaakte smartphone die makkelijk is te repareren.

De ideeën achter de ‘eerlijke’ telefoon gaan dwars tegen de bestaande gedachten over smartphones in. Bij de Fairphone is het niet de bedoeling elke twee jaar een nieuwe uit te zoeken, maar juist om de oude te repareren, onderdelen te vervangen of zelfs te upgraden, zodat de elektronica het veel langer volhoudt. De in de Fairphone gebruikte materialen hebben een traceerbare oorsprong. ­Arbeiders krijgen een fatsoenlijk loon voor hun arbeid. En er worden geen metalen uit conflict­ gebieden gebruikt.

Eind augustus lanceerde Fairphone zijn nieuwste toestel: de Fairphone 3, waarbij het gebruik van eerlijke materialen en de repareerbaarheid de belangrijkste aandachtspunten zijn. Beide punten vragen een hoop werk van de makers.

Neem de materialen: alle chips in een hightech telefoon bevatten kleine hoeveelheden van allerlei verschillende metalen, zoals goud, kobalt en het

tekst Marc Seijlhouwer MSc

62 | de ingenieur 10 | oktober 2019

zeldzame aardmetaal neodynium. Fairphone zocht uit waar al die materialen vandaan komen.

Het moest bijvoorbeeld vragen of de producent van de printplaat zijn goud van een andere plek wilde halen. Een grote stap, als je bedenkt dat Fairphone slechts 125.000 exemplaren van de Fairphone 2 verkocht. Maar intussen komt het goud op de printplaat wel van een mijn met het Fairtrade-keurmerk.

Fairphone heeft acht metalen uitgekozen die eind dit jaar voor 40 % van duurzame bronnen moeten komen. Zo’n bescheiden ambitie laat zien hoe gecompliceerd de missie van het bedrijf is.

Qua repareerbaarheid maakt Fairphone met het nieuwste model grotere stappen. Website iFixit riep de Fairphone 3 uit tot ’s werelds meest repareerbare telefoon. Het modulaire ontwerp, waarbij de verschillende onderdelen afzonderlijk uit de telefoon te halen zijn dus individueel vervangbaar of repareerbaar zijn, draagt daar aan bij. Ook zit er maar één soort schroefje in het hele apparaat. Bij aankoop krijgt de consument daarvoor een schroevendraaier. De buitenkant is niet verlijmd, zodat het toestel eenvoudig te openen is.

De Fairphone is modulair opge­bouwd: speaker, luidspreker en camera zitten in losse modules, wat reparatie een­ voudiger maakt.

foto en illustratie Fairphone

Geen enkele smart­ phone is beter te repareren dan de Fairphone 3, die eind augustus is gelanceerd.

Online is informatie te vinden over reserveonderdelen. Ook zijn er ­gidsen voor reparatie beschikbaar.

Repareerbaarheid is nodig, want Fairphone hoopt dat je vijf jaar doet met een telefoon. Dat is lang: veel telefoonaanbieders laten je na twee jaar al een nieuw toestel kiezen. In vijf jaar komen soms wel vier nieuwe toestellen van één aanbieder op de markt. Dat dat slecht is voor het milieu én verspilling in de hand werkt, moge duidelijk zijn.

Opvallend genoeg maakt die repareerbaarheid de Fairphone bij de productie minder duurzaam. Doordat camera, speaker en microfoon allemaal losse modules zijn, is er meer grondstof nodig om de telefoon te maken. In de Life Cycle Analysis van de Fairphone 2 – die analyse van de 3 laat nog op zich wachten – bleek dat de omgerekende CO2-impact van de telefoon daardoor 4 tot 12 % hoger uitviel dan die van een theoretische, niet-repareerbare Fairphone.

Die extra impact wordt echter ruimschoots goedgemaakt doordat de telefoon langer meegaat. Als de vijf jaar wordt gehaald met een gemiddeld aantal reparaties, daalt de klimaatimpact met 28 %. Dat laat zien dat repareerbaarheid belangrijker is dan een (iets) groter grondstofgebruik.

Voor prof.dr. Ruud Balkenende, hoogleraar Circulair Productdesign aan de TU Delft, heeft Fairphone een voorbeeldfunctie. ‘Fairphone laat zien dat je een werkend product kunt maken dat veel langer meegaat dan andere telefoons.’ Dat betekent niet dat de Fairphone perfect is., benadrukt Balkenende. ‘De Fairphone gebruikt geen lijm of andere slimme afsluiting. Dat maakt het toestel niet bijster waterdicht. Maar het ontwerp kan als inspiratie dienen voor de grotere telefoonbouwers.’

Afwentelen Vooralsnog krijgt Fairphone echter geen navolging; Apple, Samsung en andere producenten maken telefoons die lastig zijn te repareren. Volgens Balkenende is dat een slechte zaak: ‘Het is de vraag wat je als bedrijf belangrijker vindt: de samenleving of winstmaximalisatie? Nu wentelen ze het repareren en recyclen af op de consument. Het opruimen van de resten van een telefoon is aan de samen­leving.’ Om dat te veranderen moeten er nieuwe regels komen. ‘Als je garantiewetgeving verandert en bijvoorbeeld vijf jaar reparaties moet garanderen, dan zullen die bedrijven plotseling heel anders telefoons gaan bouwen.’

Het is volgens Balkenende tegenwoordig namelijk goed mogelijk om jaren langer met een telefoon te doen. ‘De ontwikkeling van de techno-

logie gaat langzamer, waardoor op een telefoon van een paar jaar oud nog makkelijk nieuwere software kan draaien. En er is bij de consument volgens mij behoefte aan een stevige telefoon die eenvoudig te repareren is, bijvoorbeeld als het scherm breekt.’ Hoe bedrijven als Apple dan nog geld kunnen verdienen, als ze slechts een keer per vijf jaar een nieuw model uitbrengen? ‘Dat kan op allerlei manieren. Ze kunnen bijvoorbeeld een reparatieservice leveren tegen betaling.’ Nu is het ook mogelijk om een telefoon te verzekeren, maar dat is erg duur. Als reparatie de norm wordt, dalen die kosten mogelijk.

Een laatste voordeel van het modulaire ontwerpen is dat je elk onderdeel los kunt upgraden. Is er een nieuwe camera met een AI-module voor scherpere foto’s beschikbaar? Dan haal je simpelweg de oude camera eruit en stopt de nieuwe erin. ‘Dat upgraden kennen we uit de wereld van computers, waar je bijvoorbeeld extra geheugen toevoegt. Met een smartphone is dat theoretisch ook mogelijk.

Maar je moet dan wel weten wat de techniek van de toekomst is. Een klein bedrijf als Fair­phone heeft daar weinig kennis van, reuzen als Apple en Samsung veel. Als zij modulair gaan ontwerpen, kunnen ze bestaande toestellen zo uitvoeren dat toekomstige upgrades erin passen.’ Dan worden telefoons pas echt duurzaam, in de brede zin van het woord.

Ondertussen plaveit Fairphone de weg. |

Claim: duurzame telefoon Van: Fairphone Oordeel: fair trade metalen winnen blijkt complex; repareerbaarheid is met de nieuwe Fairphone 3 beter dan ooit; kan de grote bedrijven inspireren. oktober 2019 | de ingenieur 10 | 63

PASSIE

Een reis naar 1584

E

r is altijd baas boven baas, er is er altijd een de beste. En zo is het ook met ‘mensen’ – leest u maar gerust ‘mannen’, want de eerste vrouw moet nog worden gevonden – behept met een technische hobby. We keerden nog een keer terug naar Ad Los (71), voormalig BMW-dealer te Rijsoord, om in zijn tijdmachine te stappen, die ons, garandeerde Los, terug zou brengen naar het Delft van 1584. Of naar de maan, we mochten kiezen.

We kozen voor Delft.

De heer Los bracht ons in zijn woning naar een grote metalen bol, zo groot als een riante tweepersoonsauto. We moesten erin met een ladder. Fotograaf Elmer voorop, Los achteraan.

Hij had jaren aan zijn vinding gewerkt. De vliegtuigstoelen kwamen uit een oud Sabena-vliegtuig. Hij grendelde ons persoonlijk stevig in de riemen, deed een stapje naar achteren, smeet de metalen deur achter ons in het slot en schreeuwde terwijl hij het laddertje afdaalde dat hij hoopte dat hij ons ooit nog terug zou zien.

We keken elkaar aan. Waarom? Waar gingen we eigenlijk naar toe? Wat bezielde deze man, waarom was hij dag en nacht bezig met technische uitvindingen? En werkte dit echt?

De bol begon te schudden. Op de achtergrond hoorden we Los schaterlachen in zijn woning. Het werd donker. Op een ­monitor zagen we hoe we in een wormgat terechtkwamen.

Het schudden werd heviger. Daarna vlogen we.

We vlogen, we zagen de woning van Ad Los en zijn lieve vrouw, daarna een panorama boven Rijsoord, waar mensen handmatig akkers bewerkten.

‘We zijn in 1584!’, schreeuwde Elmer.

64 | de ingenieur 10 | oktober 2019

Hij zou toch niet echt denken dat we aan het tijdreizen zijn?, schoot het even door me heen.

We vlogen door, naar Delft, waar Balthasar Geeraerts, we herkenden hem meteen aan zijn boeventronie, Willem van Oranje stond op te wachten met een pistool.

‘Kijk Elmer, hij schiet’, riep ik.

Even later stortte de Vader des Vaderlands ter aarde op de trappen van het Prinsenhof. We keken naar het lijk, vlogen weg, kwamen weer in een wormgat en landden op bekend terrein: in de woonkamer van Ad Los. Ad trok de deur open.

‘En?’, wilde hij weten, ‘Vonden jullie het realistisch?’

‘Ja!’, riepen we terug.

Ad, meteen in de overdrijving: ‘Nog een ritje? Willen jullie naar de maan, jongens?’

‘Nee, Ad’, zei ik, ‘we willen weer naar huis.’

Ad begon nu te vertellen hoe hij het filmpje had gemaakt en gemonteerd en vroeg zich af of het wormgat goed werkte.

‘Kregen jullie die duizeling? Hadden jullie echt het idee door de tijd te reizen?’

Elmer knikte, maar tekende wel aan dat het moeilijk was ­geweest om het geheel fotografisch vast te leggen.

We maakten ons los van Ad Los, een man met eigen dimensies.

‘Ja hoor, we komen terug’, riepen we nadat Ad ons had verteld over zijn nieuwste technische hobby: het realiseren van de grootste kleurenfontein van Europa die danst op klassieke muziek. | tekst Marcel van Roosmalen foto Elmer van der Marel

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

patent

new job internship

portfolio

big project

new team new role

curriculum vitae

new client self-employed

need new job skills learning searching experience

budgets portfolio update

staff training

cancelled project

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

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

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

Meer info: www.kivi.nl/opd

THE OPD TOOL

ONLINE PROFESSIONAL DEVELOPMENT

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.

AMSTERDAM, 36 UUR PER WEEK

ASSEN/GRONINGEN, FULLTIME

De gemeente Amsterdam is constant in ontwikkeling. De koploper in duurzaamheid en energietransitie! Als Constructeur Civiele Techniek ben je vooral verantwoordelijk voor het rekenwerk t.b.v. constructieve projecten zoals bruggen, kademuren parkeergarages en steigers. Een deel hiervan zijn bestaande constructies. Jouw werkzaamheden en inzet kunnen per project verschillen, dit is afhankelijk van de capaciteitsvraag voor het project. Het zijn deze enorme diversiteit aan projecten en de prachtige uitdagingen in de stad die jouw baan enorm afwisselend maken.

Als Manufacturing Engineer ben je iedere dag bezig met het bepalen en verbeteren van de optimale productierouting. Je gaat aan de slag in onze complexe productieomgeving, waar hoogwaardige rookgasafvoer- en luchtdistributiesystemen de eindproducten zijn. Alles draait om klant­ tevredenheid, veiligheid, kwaliteit, levertijd en kostenreductie. En daar heb jij een belangrijke rol in. Interessant? Lees dan snel verder.

CONSTRUCTEUR CIVIELE TECHNIEK

Deze uitdagende projecten vragen om een frisse aanpak; realistisch, werkbaar en van toegevoegde waarde voor de projectleiders en opdrachtgever(s). Het Ingenieursbureau is, in opdracht van de eigenaren in de stad, verantwoordelijk voor de integrale voorbereiding, contractering en realisatie van alle projecten in de openbare ruimte van Amsterdam, ter waarde van jaarlijks honderden miljoenen euro’s.

Met jouw kennis van civiele constructies betekent dit dus veel meedenken en adviseren, met veel vrijheid, flexibiliteit en eigen verantwoordelijkheid.

Met als doel om goede berekeningen te maken. Je werkt op diverse locaties/projectbureaus in de stad waardoor het zeer afwisselend werken is.

Voor meer informatie kun je contact opnemen met Marc Bruchner, ­Technisch Manager Constructies & Waterbouw op 06 1137 7581 of m.bruchner@amsterdam.nl.

We zien graag je reactie uiterlijk 31 oktober tegemoet, op onze sollicitatiepagina: www.solliciterenbij.amsterdam.nl Constructeur civiele techniek (1147292)

MANUFACTURING PROCESS ENGINEER

Onze organisatie M&G Group is een van de meest succesvolle bedrijven in de Nederlandse maakindustrie en is internationaal marktleider op het gebied van rookgasafvoer- en luchtdistributiesystemen. Onze organisatie bestaat uit 10 locaties met circa 600 medewerkers in verschillende landen en maakt op dit moment een snelle groei door. Onze bedrijfscultuur kenmerkt zich door een informele en open werksfeer, korte communicatielijnen en intensieve onderlinge samenwerking. Onze mensen zijn gericht op ontwikkeling, leren, aanpakken en (durven) ondernemen. En krijgen dan ook alle ruimte om ideeën in de praktijk te realiseren en zichzelf te ontwikkelen binnen de M&G Group. Samen werken we aan de toekomst!

Ons aanbod Als Manufacturing Engineer bieden we je een functie met veel verantwoordelijkheden in een prettige, informele en open werksfeer. Met voldoende ontwikkelingsmogelijkheden om je op professioneel vlak verder te ontwikkelen. En natuurlijk een uitstekend arbeidsvoorwaardenpakket dat naast een goed salaris o.a. bestaat uit 27 vakantiedagen, 13 adv-dagen, een eindejaarsuitkering en variabele bonus, prima reiskostenvergoeding woon/werk en een fietsenplan en regeling voor bedrijfsfitness.

Solliciteren? Kijk snel op werkenbijmggroup.nl.

OSS

TEAMLEIDER ENGINEERING Zonder jou wordt het een chaos! Jij brengt structuur op onze dynamische engineering afdeling. Je bewaakt de planning en het budget, verdeelt de taken, biedt een luisterend oor, adviseert, motiveert en stimuleert. Jij stuurt een team van engineers aan, dat wisselt tussen de 8 en 20 mensen, afhankelijk van de projecten.

Werken bij Orangeworks betekent veel zelfstandigheid, verantwoordelijkheid en afwisseling. We geven je de ruimte om jezelf te ontwikkelen of verder te specialiseren. Orangeworks biedt jou een dynamische werkom­ geving met veel ruimte voor eigen initiatief en persoonlijke inzet. Binnen ons team is er veel collegialiteit en een no-nonsense aanpak.

Daarnaast bieden we een salaris tussen € 3500 en € 5000 (afhankelijk van kennis en ervaring) en goede secundaire arbeidsvoorwaarden, zoals ­carrièreontwikkeling, een collectief zorgplan en een bonusregeling.

Orangeworks is al ruim 50 jaar actief met het ontwerpen en bouwen van procesinstallaties voor de internationale voedingsindustrie. Vanaf 19 augustus werken we in een splinternieuwe, state of the art fabriek in Oss. Belangrijke kernwaarden voor ons zijn: kwaliteit, oplossingsgericht, creatief, initiatief en samen plezierig werken!

HAARLEM

ELECTRICAL ENGINEER SENSORTECHNIEK SPORTS TIMING EQUIPMENT

Onze klant, MYLAPS (150fte), werkt al 30 jaar als wereldmarktleider aan eigen productontwikkeling van sportgerelateerde tijdregistratieapparatuur.

Hightech elektronica meet onder robuuste omstandigheden met de hoogste nauwkeurigheid de prestaties van de sporter. Dat varieert van hardloper tot autocoureur, waarbij de belangen navenant zijn.

Samen met een team van circa 10 collega-developers werk je aan nieuwe toepassingen met de nieuwste technologieën. Je ontwerpt, bouwt en test onder meer PCB’s, antennes en batterij-units, om prototypes of upgrades van bestaande modellen te realiseren.

Je hebt een allround elektronicaprofiel (HBO) met ruime ervaring in productontwikkeling van hightech-apparaten. Bij voorkeur heb je ervaring met sensor, RF en batterijtoepassingen. Je kan werken met ontwikkelmethodes en tools zoals Nordic, ARM MCU en je bent bekend met Xilinx FPGA chips.

­ rangeworks is de afgelopen jaren flink gegroeid en wil dat ook blijven O doen. En daar hebben we jou voor nodig!

Engineer your career bij Orangeworks!

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

https://vacatures.orangeworksnl.com/ o/teamleider-engineering

BuildingCareers werving en selectie voor ­ingenieurs in de industrie.

Ook uw vacature op deze pagina? Neem contact op met Sandra Broerse via 06 46 61 86 14 of sandra.broerse@kivi.nl