De Ingenieur december 2019

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

DE INGENIEUR nummer 12 | jaargang 131 | december 2019

Stikstof

Kan technologie de impasse doorbreken?

DE PRINS FRISO INGENIEURSPRIJS WOENSDAG 4 MAART 2020 TIJDENS DE

DAG VAN DE INGENIEUR Met de uitreiking van de Prins Friso Ingenieursprijs aan de Ingenieur van het Jaar wil het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) excellente ingenieurs en hun werk voor het voetlicht brengen.

Kijk voor aanmelden en verdere informatie op: www.kivi.nl/dagvandeingenieur

@dagvandeingenieur #dvdi2020

met medewerking van:

foto Depositphotos

20 STIKSTOF TE LIJF Vanuit de intensieve veehouderij lekken grote hoeveelheden stikstof weg. Valt dit op te lossen met nieuwe technologie in de stal?

De mogelijkheden om stikstofuitstoot terug te dringen en zo de leefomgeving te sparen, worden verkend – ook door ingenieurs.

Wereldwijd groeit de behoefte aan koeling. Maar net als bij verwarmen, veroorzaakt ook het koelen van woningen en gebouwen veel CO2-uitstoot. Het klinkt tegenstrijdig, maar juist het gebruik van restwarmte en zon kan die uitstoot verminderen.

jaargang 131 nummer 12 december 2019

De zonneparken van de toekomst zijn zo in te richten dat ze het landschap en de biodiversiteit niet verpesten. Dat is mede te danken aan zonnepanelen die meedraaien met de zon.

49 GEDRAGSCODE In de programmeurswereld lopen veel mannen rond voor wie programmeercodes belangrijker zijn dan omgangsvormen.

Niet iedereen voelt zich daar prettig bij. De vraag is of een code of conduct hier verandering in kan brengen.

53 TECHNISCHE GENEESKUNDE De Universiteit Twente heeft onlangs het TechMed Centre ­geopend. Hier draait alles om de ontwikkeling van medische technologie. Studenten en artsen kunnen hier onder meer ­operaties oefenen. De Ingenieur kreeg een rondleiding.

Geknipt Vooraf Focus Giesen Koeltechnieken Stikstof aanpakken Möring Groene zonneparken Inbox Duurzaam dierenpark IJzer maken op Mars Quote Punt Eureka Rolf zag een ding Simpele prothesen To do Gedragscode TechMed Centre 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 12 | jaargang 131 | december 2019

Stikstof

Kan technologie de impasse doorbreken?

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

40 NSPEAKER

illustratie Peter Welleman

INHOUD

25 NIEUWE ZONNEPARKEN

2 3 4 5 12 20 24 25 30 31 34 36 39 40 45 46 48 49 53 56 60 62 64

De Sprinters van de NS worden grondig gerenoveerd en dat levert veel restmate­ riaal op. Zonde om zomaar weg te doen.

Overblijfselen uit de oude treinstellen worden hergebruikt voor gloednieuwe bluetoothspeakers.

Ook in Eureka: een diervriendelijke bijenkast, elektrische parasieten die rest­ warmte opvangen en een grondstof voor voedsel die landbouw overbodig maakt.

De veehouderij draagt fors bij aan de stikstofuitstoot. foto Depositphotos

EUREKA

12 KOELTECHNIEKEN

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, Marc Seijlhouwer MSc, Babette Tierie (eindredacteur) 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

­

‘Natuurlijk zullen er mensen zijn die liever op aardgas blijven stoken, maar voor enkele woningen in een wijk kun je geen ­gasleidingnet in stand houden.’

Meindert Smallenbroek, directeur Warmte en Ondergrond bij het ministerie van Economische Zaken en Klimaat, erkent dat burgers niet altijd zelf zullen kunnen kiezen hoe ze hun huis verwarmen (Venster).

‘Een slimme thermostaat die aanspringt wanneer jij de straat in rijdt laat, wanneer hij gekraakt is, aan criminelen zien of je thuis bent. Wat voor jou een handigheidje is (best fijn als het lekker warm is als je thuiskomt), is tegelijkertijd ook ­gevaarlijk.’

Journalist Nick Kivits heeft jarenlang geprobeerd zijn huis slimmer te maken met technologie, maar haalt nu veel van die slimme technologie weer weg (FD Magazine).

‘IJmuiden was toonaangevend, kan toonaangevend zijn en moet dat ook zijn.’

Henrik Adam, de topman van Tata Steel Europe, is kritisch over de Nederlandse tak van het staalbedrijf (FD).

‘Eerstejaars denken veelal dat technologie simpelweg neutraal is. Wij filosofen zijn geschoold om de onderliggende complexiteit zichtbaar te maken.’

Ook technologie is gekleurd, zegt Katleen Gabriels, assistent-hoogleraar filosofie aan de Universiteit Maastricht (Trouw).

’Iemand met een technische opleiding heeft nu de keuze uit 39 banen, wat in 2017 nog een keuze uit zeven banen was.’

Tessa van Doremaele, programmamanager maakbaarheid bij Alliander, legt uit waarom het lastig is om mensen te werven (Technisch Weekblad).

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.

‘Een vergunning is geen wijn. Die wordt beter als je hem langer laat liggen. Een beslissing wordt er niet beter op als je het proces lang laat duren.’

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.

Topman Wino de Jong van bouwbedrijf Van Wijnen beklaagt zich over stroperige procedures (Cobouw).

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.

In het denken over veiligheid moet het begrijp ‘noodlot’ weer een plek ­krijgen, zegt Rob Geerts van ingenieursbureau Aviv (ChemieMagazine).

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

‘In Nederland heerst de opvatting dat elk ongeluk een aanwijsbare oorzaak heeft, die het gevolg is van een onnodig gemaakte fout, die vermijdbaar was en dus verwijsbaar is.’

‘Als we het op zijn beloop laten, dan gaan er veel dingen mis met het internet. Doen we niets, dan dreigt er een digitale dystopie.’

Tim Berners-Lee, de geestelijk vader van het internet, bepleit een Contract for the Web (The Guardian).

GELOOF ZE NIET ALTIJD

T

Drs. Pancras Dijk is hoofd­ redacteur van De Ingenieur.

Natuurlijk houden ­ingenieurs zich ook met het milieu b ­ ezig, toch?

Maar je moet ze echt niet altijd geloven, was zijn boodschap.

Onlangs kwam het trieste bericht dat Hoekstra op veel te jonge leeftijd plotseling is overleden. Voor mij aanleiding om mijn eerste interview met hem (uit 2006) er nog eens bij te pakken. ‘U bent civiel ingenieur, maar onderzoekt milieuproblemen. Is dat niet tegenstrijdig?’ Een vraag die ik nu niet meer zo gauw zal stellen. Natuurlijk houden ingenieurs zich ook met het milieu bezig, toch? In De Ingenieur van deze maand komen er in ieder geval weer een paar voorbij. Zoals de experts uit het omslagverhaal die met technologische innovaties de stikstofimpasse proberen te doorbreken. U zult ze niet horen zeggen dat ze alles meteen kunnen oplossen. Maar in de stikstofcrisis is elk klein stapje al grote winst.

keer mogen interviewen en dat waren steeds mooie gesprekken. Het ging meestal over de watervoetafdruk. Hoekstra had een inmiddels beroemd concept ontwikkeld dat inzichtelijk maakt dat we veel meer water verbruiken dan we dagelijks door onze gootsteen, douche en toilet laten lopen. Ook voor de productie van onze kleding, ons voedsel en onze gebruiksvoorwerpen is immers veel water nodig.

Binnen een paar dagen zat ik weer bij Hoekstra op zijn werkkamer. Hij gaf me een update van zijn onderzoek, en op mijn verzoek deelde hij ditmaal ook zijn inzichten over de ingenieurswereld. En niet te vergeten over dit tijdschrift, dat hij elke maand las en waarop hij wel wat aan te merken had. Zijn mening was als altijd genuanceerd: geen pittige oneliners, maar een goed, doordacht verhaal waarin hij duidelijk veel denkkracht had gestoken en waar hij ook niet makkelijk vanaf was te brengen. Ingenieurs hebben nog weleens de neiging om hoog van de toren te blazen dat hun vinding of onderzoek de wereld beter zal maken, zei hij.

foto Inge van Mill

VOORAF

oen ik een jaar geleden te horen had gekregen dat ik de nieuwe hoofdredacteur van De Ingenieur zou worden, was ik behalve ontzettend blij ook meteen tamelijk ongerust. Was ik nu echt de aangewezen persoon voor de functie? Hoeveel wist ik nu eigenlijk van het ingenieurswereldje?

Het nieuws was nog niet bekend, of ik ontving een gelukwens per mail van een hoogleraar van de Universiteit Twente, prof.dr.ir. Arjen Hoekstra. Dat gaf me direct weer vertrouwen. Ik had Hoekstra in de jaren ervoor voor een ander tijdschrift een aantal

december 2019 | de ingenieur 12 | 3

V i ss e n e n b e l l e n s c h e r m e n

I s k l i m a at a k ko o rd b e ke n d ?

foto LeydenJar

Va r i a b e l e g eve l i s o l at i e

Lees het laatste ­technieknieuws op www.deingenieur.nl

Een werknemer van LeydenJar werkt aan de eerste siliciumanoderollen.

BETERE BATTERIJEN OP KOMST

FOCUS

De capaciteit van de veel gebruikte lithium-ionbatterijen kan niet veel verder meer omhoog. Het Nederlandse bedrijf LeydenJar heeft een batterij met silicium erin ontwikkeld die wél hogere energiedichtheden aankan.

De Leids-Eindhovense start-up gaat een proeffabriek bouwen voor de productie van de betere batterijen. Die zullen naar verwachting 50 % meer energie kunnen opslaan dan de traditionele lithium-ionbatterij, terwijl de productiekosten vergelijkbaar zijn.

Oprichter drs. Christian Rood van LeydenJar verwacht dat de nieuwe techniek voor een enorme doorbraak gaat zorgen. Vooral producenten van elektrische auto’s, vliegtuigen en consumenten­ elektronica zitten op zulke batterijen te wachten. Maar de batterijen zijn ook bruikbaar voor de kortetermijnopslag van duurzaam opgewekte stroom.

‘De huidige lithium-ionbatterijen zitten vrijwel aan hun maximale opslagdichtheid’, legt Rood uit. Knelpunt is de anode, de pool waar energie de batterij instroomt. Die is gemaakt van grafiet, maar dat kan maar een beperkt aantal lithiumionen per gram herbergen. Silicium kan tien keer meer lithiumionen bevatten, dus als het lukt om de anode van silicium te maken, kan de ­capaciteit van de batterij flink toenemen.

Probleem daarbij is echter dat silicium niet stabiel is: bij het opladen zet het materiaal uit. Sommige batterijproducenten gebruiken daarom wel silicium, maar alleen in zeer kleine hoeveel­ heden.

In samenwerking met onderzoeksinstituut TNO is LeydenJar erin geslaagd om een bruikbare, stabiele anode van 100 % silicium te maken. Het geheim zit hem in de door LeydenJar gepatenteerde, poreuze siliciumstructuur, zegt Rood.

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

Volgens Rood biedt de silicium-anodetechniek ‘grote kansen voor de gigafabrieken voor batterijen’ die we in Europa nodig hebben om aan de vraag naar duurzame energie te voldoen. Ook andere partners geloven in de technologie. De Europese Unie, BOM Brabant Ventures, DOEN Participatie en informele beleggers

4 | de ingenieur 12 | december 2019

staken gezamenlijk circa vier miljoen ­euro in het project.

De proeffabriek komt in Eindhoven en moet halverwege 2020 klaar zijn. Het voornaamste doel van de fabriek is niet om productie te draaien, zegt Rood. ‘We willen laten zien dat we de productie van silicium-anodes kunnen opschalen. Uiteindelijk zullen we geen batterijcellen gaan verkopen, maar voornamelijk de technologie erachter.’

In eerste instantie zullen de productie­ kosten nog relatief hoog liggen. De nieuwe fabriek moet aantonen dat de nieuwe batterijen uiteindelijk net zo voordelig kunnen worden geproduceerd als de huidige. ‘De eerste toepassingen zullen vooral in specialistische apparaten voor de industrie liggen’, zegt Rood. ‘Maar naarmate de levensduur langer wordt, is de batterij ook geschikter voor consumentenelektronica, zoals de smartphone of de laptop.’

Binnen drie tot vier jaar kan de technologie ook in elektrische auto’s zitten. Vanuit die hoek is er al veel interesse voor de techniek van LeydenJar: met de nieuwe batterijen wordt het bereik van de auto een stuk groter. Hoe snel de verdere ontwikkelingen precies zullen gaan, is echter lastig te voorspellen, zegt Rood. ‘We willen niet alles zelf in huis hebben, maar ­laten ons graag omarmen door de automobielindustrie en de energiesector.’ (PD)

VARIABELE ISOLATIE Steden gaan in de zomer steeds vaker gebukt onder hittestress. Ingenieurs van bureau Peutz ontwikkelden een gevelisolatie die naar wens open of dicht te zetten is, zodat een woning na een warme dag haar warmte kwijt kan aan de omgeving.

Illustratie Peutz

De isolatie van woningen is steeds beter geworden. Dat houdt in de winter de stookkosten beperkt, maar in de zomer blijft daardoor de warmte juist onaangenaam lang in huis hangen.

Een team van jonge ingenieurs van ingenieursbureau Peutz heeft hiervoor iets slims bedacht. Met hun oplossing wonnen ze onlangs de Doe & Durf-wedstrijd van jongNLingenieurs, een onderafdeling van branchevereniging NLingenieurs.

‘De opdracht was om met een innovatie te komen die het leven in de toekomstige stad verbetert’, vertelt Sanne Vega BSc van Peutz. ‘Wij kozen voor het stedelijke hitte-eilandeffect. Nu al is het in de stad veel warmer dan daarbuiten en als je de klimaattrends ziet, wordt dat probleem alleen maar erger.’

Links is de gevel gesloten, rechts zijn de isolatieplaten opengeschoven.

Gewone gevelisolatie is statisch, maar de ingenieurs van Peutz kwamen op het idee om isolatie te maken van losse, beweegbare compartimenten. Daarmee is de isolatiewaarde van de woning voortdurend aan te passen. ‘Het is als een vierseizoenendekbed voor om je huis’, zegt Vega. ‘Je kunt zelf besluiten om de isolatie open te schuiven, wanneer het binnen warm is en buiten al is afgekoeld.’ Daarnaast zou een algoritme kunnen bepalen op basis van de binnenen buitentemperatuur en de weersverwachting wanneer de gevel het beste even ‘open’ kan.

Het systeem, dat VariaTherm wordt genoemd, bestaat uit op maat gepre-

INTERIM-DIRECTEUR KIVI

pareerde verticale isolatiesegmenten, die mechanisch worden aangestuurd.

Elk segment is voorzien van verticale pennen, die aan de boven- en onderkant langs een groef in de ophanging schuiven, met motorisch aangedreven tandwielen. De segmenten zijn zo gevormd dat er ondanks de aanwezige kieren en naden, in gesloten toestand geen energielekken zijn. Staat de isolatie open, dan kunnen er geen insecten binnenvliegen. Ook wordt geluid beter geweerd dan bij het openzetten van een raam, zegt Vega. Het idee bestaat nog slechts op de tekentafel; de uitvinders willen nu een prototype gaan bouwen.

(PD)

GIESEN illustratie Matthias Giesen

Het bureau van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI) wordt sinds eind oktober tijdelijk geleid door ir. Bart Struwe. Hij vervangt drs. Micaela dos Ramos CEng, die wegens ziekte verlof moest nemen.

Ad interim-directeur Struwe loopt al enkele maanden rond bij KIVI. In juni nam hij enkele taken van Dos ­Ramos over en daarnaast deed hij in opdracht van het Hoofdbestuur onderzoek naar het functioneren van het bureau, de vereniging en naar de toekomstbestendigheid. Hij voerde daartoe gesprekken met medewerkers en met verschillende afdelingen in het land. Het ­onderzoek heeft geresulteerd in een ­reorganisatievoorstel en een voorstel voor aanpassingen in de ­strategie van KIVI. Struwe stelt een inkrimping van de ­bezetting van het bureau voor, van 25,1 naar 19,5 ­arbeidsplaatsen vanaf voorjaar 2020. ‘In de nieuwe strategie komt de focus te liggen op het inspelen op de wensen van jonge mensen’, stelt Struwe, ‘naast het goed blijven bedienen van de huidige ­leden, die veelal wat ouder zijn.’

De plannen van de interim-directeur worden op 16 de­cember besproken in de Ledenraad van KIVI. (PD) december 2019 | de ingenieur 12 | 5

FOCUS

Economische motor Brainport Onder de naam Brainport profileert het gebied rond Eindhoven zich internationaal. De regio kenmerkt zich door hoogtechnologische bedrijven, goede kennisinstellingen en een steeds internationalere beroepsbevolking. Het gaat Brainport voor de wind, zo blijkt uit de laatste Brainport Monitor, een jaarlijkse analyse van de economische vooruitgang en innovatieve kracht van de regio.

Beroepsbevolking

Economische groei

Gedurende het laatste decennium nam het percentage hoger opgeleiden in de beroepsbevolking toe. Het aantal middelbaar opgeleiden blijft stabiel.

In 2018 staat Brainport na Amsterdam op de tweede plaats van de economisch meest florerende regio’s, met een groei van 3,3%. Over de afgelopen tien jaar groeiden Amsterdam en Eindhoven gemiddeld veel sneller dan andere industriële regio’s.

130% Beroepsbevolking naar opleidingsniveau

Hoog opgeleiden

120%

Groei in de vijf economisch grootste regio’s

110%

2018 2008­2018

Middelbaar opgeleiden

100% 90% 80%

Laag opgeleiden ‘08

‘10

‘12

‘14

‘16

‘18

Verbonden met de wereld Sinds 2008 is het aantal passagiers dat gebruik maakt van Eindhoven Airport geëxplodeerd, een stijging van 274 %. De regio is zo steeds beter verbonden met andere landen.

400% Aantal passagiers van/naar luchthaven

+2,8%

+3,4%

Eindhoven Airport

300% 200%

Amsterdam

100% 0%

Totaal luchthavens* ‘08

‘10

‘12

‘14

0% ‘16

+1,1%

+2,7%

Den Haag

+2,8%

Utrecht

*Van nationaal belang. +0,5% +2,6%

+2,5%

+3,3%

Rotterdam

illustratie Ymke Pas

Brainport Eindhoven

Patenten

Buitenlanders

Nog nooit dienden Nederlandse bedrijven zoveel octrooiaanvragen in als in 2018: 7.140 stuks. Daarvan kwam ruim de helft uit Noord­Brabant (dat is dus een iets ruimer gebied dan Brainport). Daarmee staat de provincie in Europa op plaats 5.

Het aantal mensen uit het buitenland dat in Eindhoven en omgeving woont en werkt, neemt toe. Hier is te zien waar zij vandaan komen. Opvallend is de sterke groei van mensen uit Azië. In het taartdiagram rechts de absolute aantallen.

Beieren Île­de­France Noordrijn­Westfalen Baden­Württemberg Noord-Brabant Stockholm Iän Hessen Groot­Londen Nedersaksen Rijnland­Palts

300%

1.893 2.698

130

3.399 200% 33.071

100% 12.168 ‘08

0

3.000

6 | de ingenieur 12 | december 2019

6.000

9.000

‘10

Aziatisch Europees

‘12

‘14

Amerikaans Oceanisch

‘16

‘18 Afrikaans Staatloos

Bron: Brainport Monitor

FOCUS

foto The Great Bubble Barrier

WEERT BELLENSCHERM OOK VISSEN? Het Nederlandse bedrijf The Great Bubble Barrier wil schermen met opstijgende luchtbelletjes in rivieren en kanalen gebruiken om stukken zwerfplastic bijeen te drijven en op te vangen. Een slim en milieuvriendelijk idee. Maar vissen kunnen hier last van hebben, waarschuwen experts. tekst ir. Jim Heirbaut

The Great Bubble Barrier experimenteert al een paar jaar met bellenschermen in rivieren en andere waterwegen. Begin november plaatste het bedrijf in Amsterdam zijn eerste permanente plastic­ vanger. In het Westerdok ligt op de bodem een lange buis met gaatjes, waaruit luchtbelletjes ontsnappen. Dit gordijn van opstijgende bellen staat diagonaal op de stroming in de gracht. Daardoor worden stukken drijvend plastic naar de kant geduwd en komen daar in een opvangbak terecht. Eens in de zoveel tijd wordt die door mensen geleegd.

Een slim idee, want het systeem draait op eigen kracht, werkt de hele dag door en het energieverbruik is laag. Alleen de compressor die lucht door de buis perst, gebruikt een beetje elektriciteit.

Bovendien hebben de luchtbellen geen enkele nadelige invloed op het milieu.

Dat claimt althans het bedrijf van deze bellenschermen. ‘De Bubble Barrier vormt een barrière voor plastic, maar laat vissen en ­andere dieren gemakkelijk door’, valt te lezen op de website van het bedrijf.

Of dit klopt, is echter de vraag. Bellenschermen worden soms juist gebruikt om vissen weg te houden bij de water­inname van elektriciteitscentrales, schrijft dr. Theo­ dore Castro-Santos, ecoloog bij de U.S. ­Geological Survey in een e-mail aan De Ingenieur. ‘We weten van sommige vissoorten, zoals haringen, dat ze bijzonder ­gevoelig zijn. De invloed van bellenschermen op vissen is nog niet voldoende ­onderzocht. Dat komt vooral ­omdat het moeilijk is om de bewegingen van vissen lang genoeg én over zinvolle afstanden, te volgen.’

The Great Bubble Barrier is zich ervan bewust dat bellenschermen bij waterkracht­

Werking van de Bubble Barrier: luchtbellen brengen zwerfplastic naar de oppervlakte en duwen het naar de zijkant van de gracht.

centrales juist worden gebruikt om vissen uit de buurt te houden. ‘Maar daarbij worden vaak veel grotere en krachtigere ­bellen gebruikt, in combinatie met elektrische schokken, lichtflitsen en geluids­ effecten. De bellen vormen daar een eerste visuele barrière, waarop lichtflitsen en geluiden moeten weerkaatsen’, mailt oprichter Francis Zoet MSc van het bedrijf.

Al die impulsen om vissen af te schrikken, heeft het Amsterdamse bellenscherm niet. ‘Bovendien ligt de Bubble Barrier niet helemaal op de bodem’, zegt Zoet. ‘Kleine vissen die niet dóór het bellenscherm heen durven zwemmen, kunnen er dus ook onderdoor gaan. En vissen kunnen ook altijd aan de zijkant onder de opvangbak door zwemmen, want daar zijn geen bubbels.’

Laserstralen Toch is ook drs.ing. Herman Wanningen, aquatisch ecoloog en oprichter van de World Fish Migration Foundation, kritisch op The Great Bubble Barrier. ‘Voordat je nieuwe bellenschermen plaatst, zou je wetenschappelijk moeten onderzoeken of ze geen barrière vormen voor vissen die door rivieren migreren.’ En dat is ook precies wat The Great Bubble Barrier gaat doen. ‘De komende drie jaar doen we op locatie verder onderzoek naar de impact van het bellenscherm op de ecologie, waaronder vismigratie. Het belang van

gezonde ecosystemen is juist de drijfveer geweest om ons bedrijf te starten’, aldus Zoet. Makkelijk zal dat onderzoek trouwens niet worden, want het is niet eenvoudig om bij te houden hoeveel vissen er langskomen en hoe ze reageren op de luchtbelletjes. ‘Bij een eerdere test in de IJssel maakten we camerabeelden, maar kregen we door het troebele water geen goed beeld over de volle 180 meter lengte van ons bellenscherm. Een andere methode werkt met laserstralen, die een vis registreren als de straal wordt onderbroken. Dat werkt niet optimaal, doordat de bellen zelf een verstorende factor zijn voor de laser. We zijn dus op zoek naar betere methoden.’

Rectificatie In het artikel ‘Sterk afhankelijk van Amerikanen’ (De Ingenieur november 2019, pag.7) staat dat de overname van het Nederlandse datacenterbedrijf InterXion door het Amerikaanse Digital Realty grote gevolgen heeft. Gegevens die in Nederlandse datacentra staan opgeslagen, zouden in handen kunnen komen van Amerikaanse veiligheidsdiensten. Dit is onjuist. Digital Realty wordt met de overname geen eigenaar van de servers in de datacentra. Het bedrijf biedt ­alleen de fysieke locatie waar bedrijven hun servers kunnen plaatsen en de bijhorende ­infrastructuur.

december 2019 | de ingenieur 12 | 7

FOCUS

AI: MEER DAN MENSELIJK Overal lezen we over artificiële intelligentie (AI), maar hoe kun je deze technolo­gische revolutie echt inzichtelijk en tastbaar maken? Het gloednieuwe Groninger Forum doet een dappere ­poging met AI: More than human, de eerste grote tentoonstelling over het ­onderwerp.

De tentoonstelling, die eerder te zien was in het Londense Barbican Centre, is opgebouwd rond vier thema’s. In de eerste ruimte staat het aloude, menselijke verlangen om hogere intelligentie te vergaren centraal. Van de alchemisten die in de middeleeuwen het goddelijk geheim van het maken van goud wilden ontraadselen tot het Japanse shintoïsme, waarin niet alleen aan de mens, maar ook aan andere levensvormen intelligentie wordt toegeschreven. Ook het monster van Frankenstein kun je hier ontmoeten. In de tweede ruimte gaat het om het bouwen van intelligente systemen, van de Turingmachine tot de eerste rekenmachines. De negentiende eeuwse Ada Love­lace, die geldt als de eerste computerprogrammeur, is hier een van de hoofdrolspelers.

Een andere ruimte is ­gewijd aan data: welke data worden er gebruikt voor kunstmatige intelligentie en hoe werken algoritmen? In de laatste ruimte staat de vermenging van de digitale en organische wereld centraal: ­robots krijgen een steeds menselijker ­gezicht en het wordt mogelijk om mensen bionische lichaamsdelen aan te meten. ‘Het onderscheid tussen mens en machine vervaagt langzamerhand’, zegt drs. Hans Poll van het Groninger ­Forum. ‘De ethische vragen die dat oproept, ­komen ook uitgebreid aan bod.’

Om kunstmatige intelligentie ook visueel interessant te maken voor de bezoekers, wordt er veel digitale kunst vertoond.

Een van de hoogtepunten is What a ­Loving, and Beautiful World van kunstcollectief teamLab, te zien op de foto: een landschap van schermen die reageren op menselijke aanwezigheid. AI: More than Human is nog te bezoeken tot en met 1 mei 2020. tekst drs. Pancras Dijk foto teamLab, met dank aan Pace Gallery

8 | de ingenieur 12 | december 2019

FOCUS

december 2019 | de ingenieur 12 | 9

FOCUS

Dankzij een vondst van de Technische Universiteit Eindhoven is er minder van het schaarse, dure metaal platina nodig voor katalysatoren.

Dat kan op termijn zowel brandstofcellen als elektrolyseapparaten duurzamer en goedkoper maken.

Niet alle duurzaam opgewekte stroom is meteen te gebruiken. Een stroomoverschot kan met behulp van elektrolyse worden omgezet in waterstof, dat je goed op kunt slaan. Op een later moment kan dit gas in een brandstofcel weer stroom opwekken. Bij beide processen is een katalysator nodig, een materiaal dat de chemische reactie makkelijker laat verlopen.

Als katalysator wordt vaak platina gebruikt, een zeldzaam en daardoor kostbaar materiaal. Hoe minder je daarvan nodig hebt, hoe beter het is. Aan de lijst met manieren om het platina te verminderen, hebben onderzoekers van de TU Eindhoven nu een belangrijke optie toegevoegd. Ze bedachten een zogeheten ‘nanokooi’, opgebouwd uit platina- en nikkeldeeltjes.

Nieuwe generatie Dankzij zijn speciale vorm heeft de nanokooi veel meer contactoppervlak dan bestaande katalysatoren, waardoor reacties sneller plaatsvinden. De activiteit is zelfs veertien tot zeventien keer groter dan bij de katalysatoren van platina die nu in brandstof-

cellen zitten. Meer activiteit betekent dat er minder nodig is van een katalysatormateriaal. Uit het onderzoek blijkt ook dat de nanokooien lang meegaan.

Na 50.000 keer te zijn gebruikt in een brandstofcel zagen de onder­zoekers nauwelijks verval. Voor het onderzoek werkten de Eindhovense onderzoekers, onder aanvoering van prof.dr.ir. Emiel Hensen, samen met groepen in China, Singapore en Japan. Zij publiceerden vorige maand over hun werk in het tijdschrift Science.

In een brandstofcel worden waterstof en zuurstof gecombineerd tot water, waarbij elektriciteit wordt opgewekt. Hensen deed vooral de berekeningen; nanokooien hebben een ingewikkelde vorm, waardoor het moeilijk is om te bedenken hoe zuurstof ­reageert met de katalysator. Hensen simuleerde op een computer de werking van de katalysator; andere onderzoekers bouwden de nanokooien daadwerkelijk in een brandstofcel in en deden praktijktests.

‘Veel fundamenteel onderzoek naar katalysatoren werkt alleen in het lab, en wordt nooit in het echt getest. Wij hebben deze nieuwe katalysator wel met een echte brandstofcel getest en zien dat het werkt’, zegt Hensen.

De resultaten zijn veelbelovend voor een nieuwe generatie waterstoftechnologie. ‘Ik hoop dat we dankzij deze techniek in elke wijk een elektrolyse­ apparaat kunnen neerzetten, dat met elektriciteit waterstof produceert. Dan kan een wijk duurzaam opgewekte stroom eenvoudig opslaan in de vorm

foto Periodictableru / CC BY 3.0

BESPAREN OP PLATINA

Kristallen van puur platina, een zeldzaam en kostbaar metaal.

Hoe minder je ervan nodig hebt, hoe beter.

INSCHRIJVING KOOY PRIJS GEOPEND foto KIVI Defensie en Veiligheid

Wie momenteel afstudeert op een onderwerp in de defensie- of veiligheidstechnologie, kan zich aanmelden voor de Kooy Prijs 2020. KIVI kent deze prijs elk jaar toe aan de beste afstudeerder op deze gebieden. De winnaar krijgt 1.000 euro, een certificaat en eeuwige roem.

Johan Kooy (1902-1983) was een internationaal bekende hoogleraar in de rakettechniek.

10 | de ingenieur 12 | december 2019

De Kooy Prijs is genoemd naar prof.dr.ir.

Johan Kooy (1902-1983), een internationaal bekende hoogleraar in de rakettechniek. Hij gaf les aan de Technische Universiteit Delft en de Koninklijke Militaire Academie in Breda. De prijs wordt jaarlijks mogelijk gemaakt door een fonds dat wordt beheerd door de afdeling ­Defensie en Veiligheid van het KIVI. ­Doelstelling van het fonds is ‘bevordering

van de wetenschap en de technologie in Nederland, aansluitend op of voortvloeiend uit op defensie gerichte functies en taken, zoals de ballistiek.’

Scheurvorming Vorig jaar ging de Kooy Prijs naar Olivier Baas MSc, die aan de TU Delft afstudeerde op onderzoek naar het magnetische gedrag van scheepsstaal. Dit werk is nuttig voor defensie: dat rust schepen uit met elektrische spoelen die de magnetische signatuur van een schip (het meetbare magnetische veld dat een schip met zich meedraagt) opheffen, zodat het niet goed te detecteren is. Dergelijk systemen bestaan al, maar het magnetische gedrag van scheepsstaal verandert mettertijd een beetje. Dankzij Baas’ onderzoek

FOCUS

KLIMAATAKKOORD BEKEND? Na lang praten kwamen overheid, bedrijven en organisaties een jaar geleden een ontwerp-Klimaat­ akkoord overeen. In hoeverre voelen ingenieurs en ambtenaren zich vertrouwd met de inhoud?

Slechts de helft van de ingenieurs in Nederland zegt goed op de hoogte te zijn van de voorstellen uit het Klimaatakkoord. Ruim een op de vijf weet daarentegen niet of nauwelijks welke doelstellingen en afspraken een jaar geleden in het akkoord zijn vastgelegd. Daarmee voelen de ingenieurs en andere professionals uit het commerciële veld zich minder geïnformeerd dan beleidsmakers en bestuurders in gemeenten. Van hen is namelijk naar eigen zeggen twee derde in meer of mindere mate op de hoogte van de inhoud van het akkoord.

Dit zijn enkele van de uitkomsten van een enquête die ingenieurs­vereniging KIVI afgelopen najaar samen met de detacheringsbureaus Yacht en BMC heeft gehouden. Aan de peiling namen ruim 350 mensen deel.

Het Klimaatakkoord bevat een reeks afspraken die zijn gericht op een substantiële CO2-reductie in 2030 in onder andere de gebouwde omgeving.

Om deze doelstelling te halen zal er vanaf nu heel wat moeten gebeuren in de Nederlandse gemeenten, zowel aan de bestuurlijke als aan de technische kant. ‘Het verbinden van de bestuurlijke en technische wereld is niet eenvoudig’, stellen de initiatiefnemers. ‘Met deze onderzoekenquête

wordt het mogelijk de stroom door de spoelen een beetje bij te stellen, zodat het systeem optimaal blijft werken.

Daarnaast heeft het winnende afstudeerwerk van dit jaar een civiele toepassing: het monitoren van scheur­ vorming in staal. Momenteel ontwikkelt Baas een sensor op basis van deze ­techniek.

Voordrachten voor de Kooy Prijs 2020 kunnen tot en met 23 december 2019 worden ingediend via www.kivi.nl/dv, onder het kopje Prof. Kooy afstudeerprijs. De winnaar wordt bekendgemaakt tijdens het Kooy Symposium, op woensdag 15 april 2020 in het auditorium van de Generaal-majoor Kootkazerne in Stroe. (JH)

foto Depositphotos.com

van waterstof’, zegt Hensen.

Eer het zover is moeten er nog wel enkele horden worden genomen. ‘Nu zijn elektrolyseapparaten nog veel te duur.

Maar als ze straks goedkoper worden en grootschalig worden toegepast, wil je niet dat er te weinig platina beschikbaar is op aarde om ze te bouwen. Dankzij ons onderzoek heb je twintig keer minder van het edelmetaal nodig.’(MS)

wilden we in beeld brengen waar de bestuurlijke en technische wereld elkaar al vinden en waar de verbinding nog niet tot stand komt.’

Waar de beleidsmedewerkers en bestuurders het Klimaatakkoord in meerderheid (zeer) ambitieus vinden, daar zijn de ingenieurs wat minder uitgesproken. Bijna een derde van de bestuurders acht het akkoord niet haalbaar, tegen net een kwart van de ingenieurs. Bijna driekwart van de ingenieurs en andere partijen in de private sector (72 %) betwijfelt of er binnen gemeenten voldoende expertise in huis is om de voorstellen uit het klimaatakkoord uit te voeren. Binnen de gemeenten zelf heerst meer vertrouwen in het eigen kunnen.

Slechts 56 % denkt dat er extra kennis vereist is om de doelstellingen te halen. De ingenieurs (66 %) denken bovendien dat er binnen gemeenten te weinig capaciteit is om de ambities waar te maken. De ambtenaren zelf denken daar iets positiever over; 57 % denkt dit.

In de grote steden is duidelijk meer kennis aanwezig dan in de kleinere gemeenten. Ingenieurs en ambtenaren in de G4-gemeenten voelen zich aanzienlijk vertrouwder met het Klimaatakkoord dan die uit overige gemeenten of regionale samenwerkingsverbanden. Dat resulteert ook in meer uitgewerkte plannen: waar de G4 volgens de ambtenaren en de ingenieurs vaak al een uitgewerkt plan hebben liggen, daar is dat in andere gemeenten veel minder vaak het geval, blijkt uit de peiling. (PD)

Zonnepanelen op woningen.

december 2019 | de ingenieur 12 | 11

foto Depositphotos

KOELTECHNIEKEN

KOEL BLIJVEN MET WARMTE

12 | de ingenieur 12 | december 2019

KOELTECHNIEKEN

Het wordt steeds warmer op aarde en de behoefte aan koeling groeit. Maar de airconditioners die daarvoor kunnen zorgen, ­verbruiken veel energie. Hoe houden we het koel zonder de uitstoot van CO2 verder op te voeren? Door te gebruiken wat er al is: warmte. tekst drs. Timo KÜnnen

december 2019 | de ingenieur 12 | 13

KOELTECHNIEKEN

illustratie SolabCool

De SolabCool van De Beijer RTB. Het koelapparaat bestaat uit twee identieke modules. Inzet: De binnenkant van een module met een groot opper­vlak om waterdamp te adsorberen.

D

e behoefte aan airconditioning begint langzaam een van de grootste milieuproblemen op aarde te worden. De verkoop van stroomvretende airconditioners groeit snel. Vooral in landen als India en China, waar de bevolking steeds meer geld te besteden heeft, stijgt de verkoop. Het Interna­ tionaal Energieagentschap waarschuwt dat ­air­conditioners nu al 10 % van het mondiale ­energieverbruik voor hun rekening nemen, en 20 % van de jaarlijkse groei van dat verbruik.

In 2030 zal de energie-inhoud van alle olie die Saoedi-Arabië exporteert, minder zijn dan de energie die het land in dat jaar zelf nodig heeft voor airconditioning.

Airco’s werken met een zogeheten compressiewarmtepomp. De elektriciteit hiervoor komt ­grotendeels uit fossiele bronnen (vooral kolen).

De CO2-uitstoot die daardoor ontstaat, draagt bij aan de opwarming van de aarde en dat leidt vervolgens tot een nog grotere behoefte aan koeling.

En dan is er nog een ander milieuprobleem dat airconditioners teweegbrengen: ze werken bijna

allemaal met fluorkoolwaterstoffen. Als deze HFK’s vrijkomen – wat niet mag, maar toch vaak gebeurt – vormen die sterke broeikasgassen.

Daarom ziet het ernaar uit dat HFK’s de komende jaren stapsgewijs verboden worden.

Behoefte aan koeling Ook energiebedrijf Vattenfall – tot voor kort bekend als Nuon – zat met een warmtedilemma. Het bedrijf beheert warmtenetten, die woningen verwarmen met restwarmte van bedrijven. Maar in de zomer hebben bewoners juist behoefte aan koeling. Het energiebedrijf klopte daarom aan bij ir. Henk de Beijer, oprichter en directeur van bureau De Beijer RTB in Duiven en gespecialiseerd in duurzame verwarming en koeling. Had De Beijer wellicht een goede oplossing? Dat had hij zeker: de SolabCool, een koelapparaat dat warmte van 70 °C of

KOELEN MET STADSVERWARMING De bestaande airconditioners voor gebouwen werken bijna allemaal op dezelfde manier: een koelmiddel met een lage temperatuur neemt eerst warmte op en wordt dan door een elektrische compressor samengeperst, zodat de temperatuur stijgt. Het koelmiddel kan de opgenomen warmte bij een hogere temperatuur weer kwijtraken, waarna het alvast weer mag uitzetten voor een volgende cyclus. Dit systeem, de zogeheten compressiewarmtepomp, wordt ook gebruikt in koelkasten en in de warmtepompen die CV-ketels op gas kunnen vervangen.

De SolabCool, het koelapparaat van De Beijer RTB, werkt anders. Dit apparaat werkt met silicagel. Een stof die ook wel bekend is van de zakjes met do not eat erop, die vaak in verpakkingen of nieuwe producten worden gestopt. De silica is vastgezet op een metalen kolom, die via een warmtewisselaar wordt gekoeld met water op omgevingstemperatuur en in een vacuümkamer staat. Onder deze omstandigheden adsorbeert de gel alle waterdamp die

14 | de ingenieur 12 | december 2019

langskomt. Dat stimuleert op zijn beurt water om te verdampen van het natte oppervlak van een naburige warmtewisselaar, de zogeheten condensor. Net zoals de menselijke huid warmte kan kwijtraken door verdamping van transpiratievocht, verliest de condensor daardoor snel warmte. Zo wordt een watercircuit dat door de binnenkant van de condensor loopt, gekoeld tot 10 à 15 °C. Er komt echter een moment dat de kolom verzadigd raakt en damp moet lozen voor hij verder kan. De warmtewisselaar in de kolom krijgt dan heet water (60-90 °C) aangeboden, afkomstig van de stadsverwarming, een zonnecollector of een andere bron. De opgenomen waterdamp laat daardoor los en condenseert op het oppervlak van de condensor, die nu met het omgevingscircuit wordt gekoeld. Na afloop is de kolom weer klaar om te koelen. Om ononderbroken te kunnen werken bevat de SolabCool niet een, maar twee modules: terwijl de ene kolom damp loost, neemt de andere damp op.

foto SunRidge

KOELTECHNIEKEN

De SunRidge-zonnecollector op de nok van een dak laat de rest van het oppervlak vrij voor zonnepanelen.

wat minder gebruikt om water koud te maken. Het koude water circuleert door de radiatoren in een huis. Met SolabCool wordt de verwarming dus een koeler in de zomer.

Koelen met warmte klinkt tegenstrijdig, maar uiteindelijk is warmte óók een energiebron, net als de elektriciteit waarop koelsystemen nu nog draaien. SolabCool koelt met behulp van een silicagel, die waterdamp opneemt en weer loslaat. Dat proces noemen we vastestof­adsorptiekoeling (zie kader ‘Koelen met stadsverwarming’). Het apparaat zet ongeveer 65 % van de warmte-energie om in koude en levert zo genoeg energie voor het koelen van een flinke woning. Het apparaat levert 5 kW aan koude en gebruikt zelf alleen wat elektriciteit (25 W) voor hulpprocessen. SolabCool past bij de kijk die De Beijer op de energiet­ransitie heeft: om met oplossingen te komen, moet je praktisch denken en slim aansluiten op bestaande infrastructuur, zoals leidingen en radiatoren.

Camping Het principe van adsorptiekoeling is al oud, maar het werkt in de ­gangbare vorm met een vloeistof in plaats van een vaste stof. De vastestof-variant is nog relatief jong en ontwikkelt zich snel nu de interesse voor lagetemperatuur-warmtenetten in veel landen groeit. ‘Silica is voor de relatief lage brontemperatuur van 70 °C geschikter dan een vloeistof’, verklaart De Beijer. Toch is serieproductie van SolabCool, mede door een strategieverandering bij Vattenfall, nog niet op gang gekomen. ‘We zoeken een launching customer’, zegt De Beijer. Mogelijk wordt dat het Spaanse energiebedrijf Gaz Naturel. Zij hebben De Beijer echter wel gevraagd het koelvermogen te ver­hogen naar 7 kW, zodat het beter aansluit op de warmte in hun ­zuidelijke klimaat.

Wie warmte te over heeft, beschikt tegelijk over een overvloedige energiebron voor sorptiekoeling. Sorptiekoelers gebruiken weinig elektriciteit en er zitten geen fluorkoolwaterstoffen (HFK’s) in. Met de vloeistofvariant hebben veel mensen zonder het te weten trouwens al kennisgemaakt. Die wordt onder andere gebruikt in koelkastjes voor op de camping, die op een gasvlam kunnen werken. In sommige auto’s draait de airco op zo’n koelvloeistof. De laatste jaren is bovendien vloeistof-absorptiekoeling van grote gebouwen aan een opmars

begonnen. Vooral in de zonnige staten in de Verenigde Staten is er veel aandacht voor sorptiekoeling. Zo heeft de Desert Mountain High School in Scottsdale (Arizona) de daken van het uitgestrekte schoolcomplex vol gelegd met zonnecollectoren voor de airconditioning.

Andersom aangesloten Het voorbeeld van de Desert Mountain High School toont meteen aan dat niet alleen een stadsnet, maar ook de zon als warmtebron voor SolabCool geschikt is. Een speciale zonnecollector op het dak van een huis vormt de warmtebron. Normaal gesproken bestaat zo’n collector uit een of meer panelen waarin circulerend water door de zon wordt verhit. Maar De Beijer heeft een eigen variant: de SunRidge, een brede, doorzichtige pijp die over de nok van het dak wordt gelegd. ‘Hij werkt efficiënter, ligt nooit in de schaduw en laat de rest van het dak vrij voor elektrische zonnepanelen.’ Een derde geschikte warmtebron is de restwarmte van lage temperatuur (70–90 °C) die veel fabrieken overhouden.

Zo gebruikte de Duivense afvalenergiecentrale van AVR in een demonstratieproject drie SolabCool-apparaten om met restwarmte van de afvalverbranding het eigen kantoor te koelen.

Technisch gesproken is zowel een sorptiekoeler als een compressiekoeler een warmtepomp.

Beide installaties halen warmte uit een vloeistof of gas met lage temperatuur en pompen die naar een vloeistof of gas met een hogere temperatuur.

Zo leveren ze aan de ene aansluiting koude en aan de andere aansluiting warmte, waarbij de warmte op de omgeving wordt geloosd.

Een beetje verwarrend is het wel: de bekende warmtepomp die de cv-ketel moet vervangen, december 2019 | de ingenieur 12 | 15

KOELTECHNIEKEN

foto SkyCool Systems

Zonnereflectoren van SkyCool Systems op het dak van een gebouw.

levert juist warmte aan de woning (en loost zijn koude buiten). Maar dat apparaat werkt óók volgens het compressieprincipe van een airco, het is alleen ‘andersom’ aangesloten. Dat betekent dat de meeste type warmtepompen in de zomer kunnen koelen door de aansluitingen om te draaien. Warmte wordt in dat geval buiten geloosd en koude geleverd aan de woning. Ook de huishoudelijke warmtepomp kan dus koelen met warmte, al gebruikt hij daarbij nog vrij veel elektriciteit.

Weerkaatste zonne-energie

illustratie SkyCool Systems

Zonne-energie

Warmtestraling naar de lucht

Koelen in huis kan ook zonder warmtepomp. De Californische start-up SkyCool Systems, een spinout van Stanford University, heeft dat aangetoond. SkyCool gebruikt een materiaalsoort die zelfs in de volle zon vanzelf afkoelt. Het materiaal warmt niet op, doordat het vrijwel al het zonlicht terugkaatst, maar het zendt wel zelf warmte­ straling uit (zie kader ‘Koelend metamateriaal’).

Door een folie van dit materiaal op een metalen warmtewisselaar aan te brengen creëert SkyCool een soort omgekeerde zonnecollector, een spiegelend paneel voor op het dak van een gebouw. Een waterkringloop neemt warmte op in het gebouw en brengt die naar de panelen, die de warmte ­vervolgens naar buiten uitstralen.

‘Het koel­vermogen is afhankelijk van het weer, maar schommelt rond 100 W/m2’, zegt chief science officer dr. Aaswath Raman. In tests lukte het om een gebouw tot 5 °C onder de omgevingstemperatuur af te koelen.

Datacenter pomp

Heet water naar panelen

Koud water uit panelen

Warmtewisselaar

Koud koelmiddel

De werking van het SkyCool-systeem.

16 | de ingenieur 12 | december 2019

Heet koelmiddel

De start-up richt zich nu vooral op inzet van het systeem als aanvulling op traditionele compressiekoeling. ‘Het systeem is gemakkelijk in te passen, je hoeft alleen maar een extra warmtewisselaar op te nemen in de bestaande koelkringloop van een gebouw’, zegt Raman. ‘Het lastigste is nog om mensen ervan te overtuigen dat koelen in de zon echt mogelijk is en dat ze niet worden bedrogen met dit systeem.’ Er lopen vijf proefprogramma’s, onder meer bij een supermarkt, een datacenter en een kantoorgebouw. Het systeem

KOELTECHNIEKEN

KOELEND METAMATERIAAL In het begin van dit decennium promoveerde dr. Aaswath Raman aan de Amerikaanse Stanford University op onderzoek aan metamaterialen die licht bijna perfect terugkaatsen. Zo’n materiaal vormt een barrière die aan twee kanten licht tegenhoudt, waardoor het materiaal – een folie – zelf ook geen licht kan uitstralen. Maar in die barrière brachten Raman en zijn collega’s expres een klein ‘venster’ aan voor licht in het verre infrarood.

Raman: ‘Wat gebeurt er als je zo’n folie in de zon legt? Alleen het infrarode licht wordt doorgelaten, maar dat is

maar een klein deel van de zonne-­ energie. De zon verwarmt het materiaal dus nauwelijks. Intussen geeft de folie zelf in het infrarood een heleboel warmtestraling af. Het resultaat is een materiaal dat in de volle zon afkoelt.’

Raman werd mede-oprichter van het bedrijf SkyCool Systems, dat het materiaal gebruikt om panelen voor het koelen van gebouwen of installaties te produceren.

Hoe maakt het bedrijf die folie? Raman: ‘We gebruiken een materiaal dat verwant is aan de tra­ditionele halfgeleidermaterialen hafnium- en siliciu-

werkt het beste bij een lage luchtvochtigheidsgraad, maar hoewel Nederland een vochtig land is, sluit Raman toepassing niet uit. ‘Als een installatie intensief wordt gebruikt – denk bijvoorbeeld aan een datacenter waar hij de hele dag draait – zijn de kosten ook in een vochtiger klimaat terug te verdienen.’

moxide. Daarvan m ­ aken we laagjes die veel dunner zijn dan de golflengte van het licht, met patronen erin op een even kleine schaal. Zulke laagjes en patronen zijn heel s­ electief in de manier waarop ze met licht van verschillende golflengten omgaan. In dit geval kaatsen ze alles terug behalve het verre infrarood, de golflengtes tussen 8 en 13 µm.’ Is het niet lastig om zo’n gecompliceerd m ­ ateriaal in serie te maken? ‘Nee, h ­ elemaal niet.

De dunnefilm-indus­trie, met bedrijven als 3M, maakt het voor je zoals je het hebben wilt.’

Prototype van de akoestische 1 kW-warmtepomp van Blue Heart Energy. Boven de kringloop voor het geluid, onder de module met de luidspreker.

Geluidsgolven In een klein huishouden zal een koelsysteem van SkyCool niet gauw worden geïnstalleerd. Daar blijven warmtepompen het meest geschikt, alleen al omdat je die toch nodig zult hebben om cv’s te vervangen. Hoewel de huidige compressie­ warmtepomp vriendelijker voor het milieu is dan een cv, zou een apparaat zonder HFK’s en dat zuiniger is met elektriciteit toch beter zijn. Het goede nieuws is dat die opvolger er al aankomt. Het is de thermo-akoestische warmtepomp, een installatie die werkt met behulp van geluidsgolven in een (onschadelijk) gas. Een geluidsgolf is immers een bewegende fluctuatie in de gasdruk, en is dus bruikbaar om energie van de ene naar de andere plek te brengen. In dit geval van een koude naar een warme aansluiting.

foto Blue Heart Energy

Sinds 2016 is het Alkmaarse Blue Heart Energy in samenwerking met onderzoeksinstituut ECN zo’n warmtepomp als onderdeel van een koelinstallatie aan het ontwikkelen (zie kader ‘Sprekende hitte’). Een team van acht personen werkt aan een koelinstallatie met een vermogen van rond de 1 kW die uiterlijk in 2021 in productie wordt genomen. Directeur ir. Michiel Hartman legt de bedrijfsstrategie uit: ‘In plaats van een compleet nieuwe installatie op de markt te brengen, wat voor een nieuwkomer op de markt lastig is, willen december 2019 | de ingenieur 12 | 17

KOELTECHNIEKEN

we dit apparaat als onderdeel leveren aan fabrikanten van warmtepompinstallaties. Binnen een bestaand systeem vervangt het dan het compressie-apparaat. Alleen is onze warmtepomp ­ 20 tot 50 % efficiënter: hij levert 1 tot 2 kW koude of warmte voor 250 W elektriciteit. Verder is hij stiller, ook al werkt hij met geluid, want dat komt niet naar buiten.’ Hartman voegt eraan toe dat zij nu ook werken aan een grotere versie van 5 kW. Bovendien heeft het bedrijf de ambitie om nog grotere installaties te bouwen tot 100 kW, die geschikt zijn voor grotere panden.

Een ander voordeel van de Blue Heart-warmtepomp is de mogelijkheid om het geluidsvolume te regelen. Om geluidsgolven op te wekken gebruikt de akoestische warmtepomp een luidspreker, die net als de speakers van een stereo met een volumeknop is in te stellen. Hoe meer volume, hoe harder de pomp werkt. Hartman: ‘Hij levert standaard een temperatuurverschil van 35 °C, maar 60°C kan ook.’ De compressiewarmtepomp mist die flexibiliteit, wat in de praktijk nogal eens leidt tot hoge elektriciteitsrekeningen doordat het ingebouwde elektrische verwarmingselement te vaak moet bijspringen.

Geruisloze installatie Blue Heart Energy bouwt voort op de ervaring die ECN de afgelopen decennia heeft opgedaan bij het ontwikkelen van grote akoestische warmtepompen voor de industrie. Dat heeft Nederland een stevige kennisvoorsprong op­geleverd.

Thermo-akoestiek is een lastig vak, volgens ­ ir. Herbert Berkhout, directeur en mede-oprichter van SoundEnergy in Enschede, dat ook akoestische warmtepompen maakt. Er komen disciplines in samen die normaal gesproken los van

elkaar staan: thermodynamica, aerodynamica, akoestiek en elektrotechniek. ‘Onze mede-oprichter en chief research officer Kees de Blok was in de jaren tachtig de enige in Nederland die de combinatie kon maken. Hij had een MTS-opleiding in de luchtvaarttechniek en elektrotechniek, deed bij de PTT onderzoek aan het gedrag van lichtgolven in glasvezelkabels en las zich in zijn vrije tijd in de thermo-akoestiek in.’

Pioniers van het Amerikaanse Los Alamos National Laboratory hadden een computermodel voor thermo-akoestische apparaten beschikbaar gesteld, waarin De Blok met eigen experimenten allerlei verfijningen wist aan te brengen. Toen hij met de opgedane kennis naar ECN stapte voor een samenwerking, werd het zaadje voor de latere ontwikkeling geplant. Een patent van De Blok is nu de basis van de warmtepomp van Blue Heart. Later maakte hij samen met dr.ir. Pawel Owczarek, de derde oprichter van SoundEnergy, een volgende stap: een type dat zonder luidspreker werkt en daardoor bijna geen elektriciteit nodig heeft. Het gaat om de THEAC-25, de koelinstallatie die SoundEnergy nu in productie heeft. Een groot apparaat met dikke buizen.

‘Er is een exemplaar besteld door het Duitse leger, om bij een missie in Mali een kampement te koelen’, vertelt Berkhout. Het lage stroomverbruik is voor de militairen ongetwijfeld een belangrijke reden geweest om de THEAC-25 te verkiezen boven een gewone airconditioner. Ook het lage geluidsniveau en de volgens Berkhout ‘extreem grote’ betrouwbaarheid hebben vermoedelijk een rol gespeeld. ‘Dat de installatie zo efficiënt en betrouwbaar is, komt doordat het een volledig passief systeem is’, legt Berkhout uit (zie kader ‘Sprekende hitte’). ‘Er zijn alleen drie circulatiepompjes nodig om het argon rond te pompen dat als medium voor de golven fungeert.’ Bij een verbruik van 50 kW warmte en 2 kW elektriciteit levert het toestel 25 kW koude, geschikt voor bijvoorbeeld een appartementengebouw of een kantoor – en blijkbaar voor een militair kampement.

Pottenbakkerij SoundEnergy leverde vorig jaar zijn eerste akoestische warmtepomp aan een ingenieursbedrijf in Dubai, dat hem gebruikt bij een project om water te maken door middel van condensatie. Berkhout vertelt dat er gesprekken worden gevoerd met partijen in India, Indonesië en Saoedi-­Arabië voor de koeling van gebouwen met hun installaties. In

illustratie SoundEnergy

De akoestische warmtepomp THEAC-25 van SoundEnergy.

De cirkel heeft een diameter van enkele meters.

18 | de ingenieur 12 | december 2019

KOELTECHNIEKEN 4

SPREKENDE HITTE

2 1

illustratie Blue Heart Energy

Het hart van de thermo-akoestische warmtepomp van Blue Heart Energy is een rondlopende buis, gevuld met helium op een druk van 50 bar. Een ‘luidspreker’, een dikke cilindervormige staafmagneet die binnen een elektromagnetische spoel heen en weer beweegt, wekt daarin geluidsgolven van ongeveer 80 Hz op. Verderop in het circuit zitten dicht bij elkaar twee warmtewisselaars, de ‘koude’ en de ‘warme’, waarvan er een op een waterkringloop door het huis is aangesloten en de andere op een kringloop die naar buiten leidt. Tussen de twee warmte­ wisselaars in zit de zogeheten regenerator, een fijn netwerk van metaaldraad dat de functie van warmte-accu heeft en snel warmte met het gas kan uitwisselen.

Jesse van der Kolk MSc, R&D engineer bij Blue Heart, legt uit hoe die onderdelen samenwerken om warmte te verplaatsen: ‘Als een top van een geluidsgolf aankomt bij de koude warmtewisselaar, begint het gas daar uit te zetten. Je kunt het je voorstellen als een belletje dat groeit. Normaal zou de temperatuur daardoor dalen, maar de bel houdt dat tegen door warmte uit de warmtewisselaar op te nemen.’ Door het groeien van de bel komen de moleculen die eerst in de buurt van de warmtewisselaar zaten in de regenerator terecht, die op dat moment warm is.

Daardoor stijgt de temperatuur van het gas. ‘Zo blijft de bel verder uitzetten tot hij de hete warmtewisselaar bereikt. Dan begint hij weer te krimpen, waarbij hij temperatuurverandering tegengaat door warmte af te geven aan de wisselaar. Bij het verder krimpen van de nog warme bel komen de moleculen weer langs de regenerator en warmen die alvast op voor de volgende cyclus. Het gas koelt daarbij af.’ Als de bel zijn kleinste formaat en laagste temperatuur heeft bereikt, is de volgende golftop in aantocht en begint de nieuwe cyclus.

De thermo-akoestische warmtepomp THEAC-25 van SoundEnergy werkt op een verwante manier, behalve dat hij in staat is om zonder luidspreker geluidsgolven op te wekken. Het apparaat bestaat uit een kring van vier identieke drukvaten, verbonden door buizen, met argongas op 11 bar erin. Elk vat lijkt van binnen op het Blue Heart-systeem: er zitten twee warmtewisselaars in met een regenerator ertussen. Twee van de vaten, tegenover elkaar geplaatst, werken inderdaad net als dat systeem en gebruiken een geluidsgolf om warmte uit een te koelen ruimte naar de buitenlucht te verplaatsen.

3

Opbouw van de warmtepomp van Blue Heart Energy.

1 luidspreker 2 warmtewisselaar naar warm circuit 3 regenerator 4 warmtewisselaar naar koud circuit

De beide andere drukvaten wekken die geluidsgolf juist op. Daarvoor krijgt de ene warmtewisselaar – die naar het warme circuit – van elk drukvat olie op een temperatuur van laten we zeggen 180 °C aangeboden, bijvoorbeeld van een zonnecollector op het dak van een kantoorgebouw. Door de andere wisselaar – die naar het koude circuit – stroomt vloeistof op omgevings­temperatuur.

Het grote temperatuurverschil brengt een soort dans op gang: het argon bij de hete wisselaar warmt op, zet uit en gaat door de regenerator richting de koude wisselaar. Onderweg krijgt de uitzetting nog een boost van de regenerator, die eveneens heet is. Bij de koude wisselaar aangekomen koelt het argon af en begint te krimpen, waarbij het nog extra warmte kwijt kan aan de inmiddels koude regenerator – die daardoor weer warm wordt. Vervolgens komt de uitzetting weer op gang en zo gaat het door.

Die heen en weer gaande beweging wekt net als een speaker een geluidsgolf op, die met een snelheid van 100 km/h door het buizenstelsel loopt. De golf krijgt telkens een zwieper als hij weer langs een van de twee aandrijvende drukvaten komt. ‘De lengte van de buizen, de dikte van de regeneratoren en alle andere afmetingen zijn precies zo berekend dat de golf daardoor niet uitdooft, maar juist wordt versterkt’, legt directeur Herbert Berkhout uit. ‘Het hele proces komt vanzelf op gang, een regelsysteem is niet nodig.’ Daarbij groeit de geluidssterkte snel tot zo’n 150 dB, normaal gesproken genoeg om een menselijk trommelvlies te laten scheuren. Berkhout: ‘Maar omdat er geen enkele opening is die het geluid doorlaat, is het apparaat juist heel stil.’ De energie blijft dus binnen en zorgt ervoor dat de andere twee drukvaten als warmtepomp gaan werken.

Nederland heeft een school een akoestische warmtepomp besteld.

Ook een industriële bakkerij en een metaalgieterij hebben interesse.

Die laatste twee willen het apparaat inzetten voor proceskoeling op restwarmte. Berkhout: ‘Hier in Nederland richten we ons speciaal op toepassingen met restwarmte, omdat met ons klimaat het terugverdienen met zonnewarmte lastiger is. Voor fabrikanten van metalen, rubberen of plastic producten kan de akoestische warmtepomp interessant zijn, omdat zij in hun productieproces relatief hoge temperaturen gebruiken. Na het vormen van een product moeten zij het bovendien ook afkoelen. De THEAC-25 kan dat doen met behulp van restwarmte. Net werd ik nog gebeld door een pottenbakkerij die warmte van 1100 °C heeft, daar is onze installatie ook voor geschikt.

Het toont aan hoe flexibel het apparaat is, want gebruikelijk is bronwarmte van 100 tot 300 °C. Het koelt desgewenst tot –40 °C en in een aan­ gepaste versie zelfs tot –160 °C.’ Het is de bedoeling dat de THEAC-25 binnenkort een aantal grotere en kleinere broertjes en zusjes krijgt. Naast enkele verkleinde versies, die al in een gevorderd stadium van ontwikkeling zijn, wil SoundEnergy zeer grote koelers gaan maken voor onder meer de maritieme en offshore-sector, zoals olie- en gasbedrijven met boorplatforms. | december 2019 | de ingenieur 12 | 19

foto depositphotos.com

KAN TECHNOLOGIE DE VEEHOUDERIJ SCHONER MAKEN?

Minder stikstof uit de stal In de intensieve veehouderij lekken grote hoeveelheden stikstof weg naar de leefomgeving. Welke technologische hulpmiddelen zijn er om dit probleem te lijf te gaan? tekst ir. Jim Heirbaut

‘L

andbouwproducten en -kennis zijn een belangrijk exportproduct geworden. Dat leidt ertoe dat veevoer met scheepsladingen wordt ingevoerd en dat vracht­ auto’s vol vlees Europa bevoorraden, maar dat de stront in Nederland ­achterblijft’, vatte een recent opiniestuk in de krant NRC het stikstof­ probleem van de landbouw samen.

Veel kernachtiger wordt het niet.

Eigenlijk klopt de term stikstof niet.

Stikstof is een inert gas, dat het belangrijkste bestanddeel van lucht is. In feite gaat het om stikstofverbindingen,

20 | de ingenieur 12 | december 2019

stoffen die bestaan uit stikstofatomen in combinatie met andere. Ammoniak (NH3), lachgas (N2O) of stikstofoxiden (NOx). Dát zijn de stoffen die voor problemen zorgen. Ze zijn slecht voor de gezondheid van mens en dier en schaden de natuur.

Ammoniak is het grootste probleem en de veehouderij neemt veruit het grootste deel voor haar rekening. Varkens, koeien en kippen zorgen in ons land voor 90 % van de ammoniak­ uitstoot. Om die terug te brengen, zal er in die sector iets moeten gebeuren.

De in theorie eenvoudigste maatregel

is het verminderen van het ­aantal ­dieren. Minder poep betekent immers minder problemen. Omdat deze ingreep veel boerenbedrijven de kop zal kosten, ligt dit politiek nogal gevoelig. Welke technologische én andere maatregelen zijn er die kunnen helpen om de stikstofuitstoot terug ­te dringen?

Emissiearme vloeren Om te beginnen de bestaande tech­ nieken. Voor het terugdringen van de stikstofuitstoot zijn er namelijk al verschillende technische innovaties door-

illustratie Europese Commissie, Joint Research Centre

Stikstofoverschotten in Europa. De kaart toont de hoeveelheid stikstof die op de grond neerkomt, min wat er door planten wordt opgenomen in een jaar. Boeren brengen meer stikstof (in de vorm van mest) op hun gronden dan voor de groei van hun gewassen nodig is. Dit overschot aan stikstof komt in het milieu terecht.

Kilogram stikstof per hectare <0 1 - 30 31 - 60 61 - 90 91 - 120 > 120

0 125 250 500 Kilometers

gedrongen tot de stallen. Een deel van de boeren gebruikt ‘schone stallen’, stallen met technische maatregelen die de uitstoot moeten beperken.

Zo zijn daar emissiearme vloeren die urine en poep zo snel mogelijk van elkaar scheiden. Hoe langer die met elkaar in aanraking zijn, hoe meer ammoniak er ontstaat (zie kader ´Een koe plast niet waar zij poept´). De speciale vloeren zijn daarom zo ontworpen dat de vloeibare mest zo snel mogelijk de kelder in kan lopen. Tegelijk veegt een mechanische schuif de vaste mest om de zoveel tijd weg. Er zijn tegenwoordig ook robots op de markt die de mest weghalen. Daarnaast worden er in de veehouderij luchtwassers gebruikt. Dit zijn installaties die de lucht in de stal zoveel mogelijk zuiveren van stof, ongewenste gassen en nare luchtjes voordat hij op de buitenlucht wordt geloosd.

Maar deze technische systemen blijken in de praktijk vaak niet het gewenste effect te hebben.

De milieuvriendelijke stallen zorgen niet (of nauwelijks) voor een lagere stikstofuitstoot, zo meldde het CBS begin november. Naar de redenen voor deze tegenvaller is het gissen, maar dit kan bijvoorbeeld komen doordat boeren de systemen niet goed onderhouden of doordat ze er aanpassingen aan doen die het reinigende effect weer tenietdoen. Zo maken boeren soms de vloer van de stal ruwer, vertelde onderzoeker milieu en

veehouderij dr.ir. Nico Ogink aan NRC, zodat koeien er minder snel op uitglijden. ‘Maar dan verwijdert de mestschuiver de mest weer minder goed.’ Bij de luchtwassers zijn er systemen van inferieure kwaliteit op de markt. Ook leidt achterstallig onderhoud aan op zich goede systemen tot een vermindering van de prestaties.

Ammoniak Milieuvriendelijke stallen lijken een oplossing, maar leveren (nog) niet de gewenste resultaten. Wat is er nog meer mogelijk? Een eerste verbetering is het verdunnen van de mest van dieren. De boer voegt daarbij water toe aan de drijfmest, een vloeibaar mengsel van mest en urine.

‘Daardoor trekt de mest na het toedienen sneller de grond in en blijft hij dus korter in contact met lucht’, legt ir. Herman de Boer van Wageningen Livestock Research uit. Dat is slim, want mest die in contact staat met lucht laat ammoniak los. ‘Als de mest in de grond trekt, bindt

EEN KOE PLAST NIET WAAR ZIJ POEPT Als in een koeienstal de vaste mest (poep) en de urine vermengd raken, is dit de ideale voedingsbodem voor de vorming van ammoniak. In de vorm van dat gas lekt stikstof gemakkelijk naar buiten. In de poep zit namelijk een enzym (urease) dat ammoniak vormt wanneer het in contact komt met de stikstofhoudende ureum in de urine. Het is dus zaak om de poep en pies van een koe zo snel mogelijk van elkaar te scheiden. Loopt een koe in de wei dan zal zij nooit plassen waar ze net heeft gepoept. Dat heeft de natuur dus een stuk slimmer opgelost.

december 2019 | de ingenieur 12 | 21

DE GEVOLGEN VAN TE VEEL STIKSTOF De ene ‘stikstof’ is de andere niet. De natuur in ons land heeft het meeste last van ammoniak (NH3). Die stof ontstaat voor een groot deel (85 %) in de intensieve veehouderij. Ammoniak ontsnapt uit stallen en slaat in de buurt van de veehouderijen neer.

Voorbeelden van kwetsbare natuurgebieden zijn de Maasduinen (Noord-Limburg), de Veluwe en andere droge gebieden. De bodem daar verzuurt en raakt tegelijk overbemest. De gevolgen zijn op verschillende plekken in ons land te zien. Door de verzuring spoelt de calcium uit de bodem en dit calciumtekort leidt tot het ­verdwijnen van slakken, pissebedden en miljoenpoten, vertelt ­ dr. Arnold van den Burg van Stichting Biosfeer. ‘Die nuttige beestjes sterven lokaal gewoon uit. Daardoor hebben vogels te weinig voedsel.’ Het gevolg: de eierschalen van vogels bevatten nauwelijks kalk en zijn zwak; jonge vogels die ter wereld komen, hebben breekbare botten. Bij planten is overbemesting te zien: bepaalde soorten, die gemakkelijk stikstof opnemen, woekeren over andere soorten heen.

Om aangetaste natuurgebieden te herstellen moet de bodem minder zuur gemaakt worden. Dat kan volgens Van den Burg door kalk (calciumcarbonaat) of kalkhoudende stoffen in de bodem te brengen, bijvoorbeeld als steenmeel (gemalen gesteente). ‘Maar het wordt nooit meer zo als het was’, benadrukt Van den Burg.

het ammonium (NH4+, red.) vervolgens aan de bodemdeeltjes. Zo komt er uiteindelijk meer stikstof in de gewassen terecht.’ Dat levert meer gras voor de koeien om te eten. Deze relatief eenvoudige maatregel kan veel helpen. Drijfmest verdunnen met één deel water op twee delen mest levert maar liefst 40 % minder ammoniakemissie op, blijkt uit een recent afgeronde pilot, Proeftuin Veenweiden Natura 2000.

Deze maatregel zou wel hand in hand moeten gaan met het verlagen van de totale hoeveelheid mest die een boer op zijn land brengt.

Want momenteel is dat meer dan de planten aan stikstof kunnen opnemen, en dat zorgt dus voor een groot stikstoflek.

‘Van 1 kg kunstmest komt slechts 10 % in vlees dat we eten terecht’ Er is mogelijk een heel andere manier om de emissie van ammoniak te beperken, vertelt De Boer, die daar zelf onderzoek naar doet. Je kunt lucht inbrengen in de mestvoorraad in de kelder onder de stalvloer. De reductie van ammoniakvorming die dat oplevert, kan onder optimale omstandigheden fors zijn, meldde vakblad Boerderij onlangs. Uit onderzoek blijkt dat ammoniakvorming kan verminderen met wel 70 %.

Hoe het proces precies werkt, is nog niet helemaal bekend, maar feit is dat er bij de juiste beluchting veel minder ammoniak wordt gevormd. Mogelijk eten zuurstofminnende bacteriën het volop aan­ wezige ammonium op om te kunnen groeien. Op die manier wordt deze ammonium gebonden en kan hij niet meer vervliegen. Het let wel heel nauw, deze beluchting. Doe je het goed, dan neemt de ammoniak­ uitstoot fors af. Maar blaas je er te snel veel lucht doorheen, dan neemt de ammoniakemissie juist toe; de ammoniak wordt dan als het ware uit de mest geblazen.

22 | de ingenieur 12 | december 2019

Met het juiste systeem is de techniek in de praktijk goed toe te passen door boeren, zegt De Boer.

Er zijn al systemen hiervoor te koop. ‘In Nederland zijn zo’n veertig beluchtingssystemen ­geïnstalleerd bij boeren, maar in het Verenigd Koninkrijk wel duizend.’ Op de grond van de mestopslag liggen dan slangen waaruit op gezette tijden lucht komt. Die mengen de mest en houden hem op die manier homogeen. Het af­­ breken van de mest door anaerobe bacteriën (die een zuurstofarme omgeving fijn vinden) wordt dan geremd.

Boeren komen zelf ook met ideeën, vertelt De Boer. Zo werden hij en zijn collega’s benaderd door een boer die zijn koeien in de stal op houtsnippers houdt. Op die snippers hout leven bacteriën en schimmels die energie halen uit stoffen in hout. De snippers hout vormen echter geen goede stikstofbron. ‘Gevolg is dat deze micro­-organismen maar wat graag stikstof uit de urine van de koeien opnemen’, legt De Boer uit. Daarvan gaan ze groeien. Per saldo wordt zo de ammonium uit de urine omgezet in ­organische vorm (in micro-organismen). Een lagere ammoniakuitstoot van deze stal is ook hier het gevolg. ‘Het mooie is dat de interesse om het beter te doen helemaal van deze boer zelf kwam. Hij las zich in en ontwierp zelf dit systeem.’

Stikstofkraan dichter draaien Iemand die met een heel andere bril op naar het stikstofprobleem kijkt, is prof.dr.ing. Jan Willem Erisman, voorheen hoogleraar integrale stikstofstudies aan de Vrije Universiteit en nu directeur van het Louis Bolk Instituut, dat zich richt op duurzame landbouw, voeding en gezondheid. Volgens Erisman moeten we aan de inputs gaan draaien. Ofwel aan de stromen stikstof die het systeem íngaan: krachtvoer en kunstmest, twee stoffen die Nederlandse boeren in grote hoeveelheden gebruiken en die veel stikstof bevatten. ‘Het is hoog tijd dat we die kraan aan de voorkant van het systeem een flink stuk gaan dichtdraaien. Krachtvoer en kunstmest zijn zo goedkoop voor boeren dat veel bedrijven er slordig mee omspringen, ­waardoor er veel van de leefom­geving in lekt.

Weet je hoeveel er van 1 kg kunstmest uiteindelijk wordt om­­gezet in vlees? Maar 10 %! De rest komt in het milieu terecht.’

foto Herman de Boer

Deze vloer van houtsnippers verlaagt de ammoniakuitstoot van de stal.

Waar hebben we het over? Kunstmest is de verzamelnaam voor stikstofrijke stoffen die melkveehouders aan hun grasland en akkerbouwers aan hun gewassen geven. Die varen daar wel bij, maar een deel van die stoffen verdwijnt in lucht, bodem en grondwater. Dat zorgt bijvoorbeeld in natuurgebieden in de buurt voor overbemesting (zie kader ‘De gevolgen van te veel stikstof’).

Krachtvoer bestaat onder andere uit eiwitrijke gewassen, zoals soja en granen, die boeren aan hun dieren voeren. En veel eiwit betekent: veel stikstof. ‘Van al het krachtvoer dat Nederland invoert gaat ongeveer een derde naar melkkoeien, een derde naar varkens en een derde naar kippen’, zegt Erisman. Maar als een dier meer eiwit binnenkrijgt

VOORSTEL VAN DE BOEREN Eind november stuurden boerenorganisaties een voorstel naar het kabinet met maatregelen om hun stikstofuitstoot terug te dringen.

Daarin staan opties als: minder eiwitrijk krachtvoer, koeien meer buiten laten lopen (dat levert minder ammoniakuitstoot op) en het verdunnen van mest met water.

Zou dit zoden aan de dijk zetten? Stikstofexpert Jan Willem Erisman zet daar in NRC grote vraagtekens bij. Er komt jaarlijks veel te veel (500 mol) stikstof per hectare in de grond terecht. Veel meer dan de natuur kan verdragen. De maatregelen uit het boerenplan leiden volgens Erisman tot een reductie van 6 tot 10 mol/ha, schrijft NRC. ‘Dat is voor de korte termijn mooi als je het afzet tegen bijvoorbeeld de bouw. Maar op lange termijn is het peanuts.’ De veehouderij ontkomt niet aan een kleinere productie met hogere winstmarges.

dan het nodig heeft, leidt dat tot meer mest en dus meer ammoniakuitstoot. Alle dieren hebben stikstof nodig, want het is een belangrijke bouwsteen voor al het leven, net als koolstof dat is.

Eiwitmoleculen zitten vol stikstofatomen; DNA ook en de afgeleiden daarvan. ‘Levende organismen kunnen niet zonder stikstof; ze hebben er alleen niet zo véél van nodig.’

Maar hoe zijn boeren te prikkelen om minder van de stikstofhoudende grondstoffen te gebruiken? ‘Het spul is nu te goedkoop, dus gooi om te beginnen de prijs maar eens omhoog. Dan zul je zien dat een boer nauwkeuriger gaat werken en zuiniger omgaat met krachtvoer of kunstmest.

Dat levert zo 20 % besparing op stikstof op’, voorspelt Erisman. Niet dat we er daarmee zijn, waarschuwt hij. ‘Maar als je de kraan met inputs nog verder dichtdraait, dan gaat dat ten koste van de productie; dan produceert een boer gewoon minder melk, vlees of eieren.’

Dit is de enige route die de stikstofbelasting door de veehouderij genoeg kan terugschroeven, zegt Erisman. ‘Het is niet anders. Een boer doet er dus goed aan om producten van hogere waarde te gaan maken. Nu gaat een derde van alle melk onder de kostprijs weg. We moeten naar producten van hogere kwaliteit. Een melkveehouder kan zich bijvoorbeeld specialiseren in het maken van bijzondere kazen, waar consumenten meer voor willen neertellen.’ | december 2019 | de ingenieur 12 | 23

KNUTSELAARS

O

MÖRING

p zoek naar koffie belandden we in een uurwerkenmuseum-werkplaats-café. Het was een prachtige herfstdag, stralende zon, de bossen oranje-geel, een aangename acht graden.

Frederiksoord was de plek, ooit een dorp waar de overheid maatschappelijk ongewenste elementen beschaving wilde bijbrengen, tegenwoordig favoriet bij toeristen en wandelaars. ‘Ik weet niet of we hier goed zijn’, zei mevrouw mijn geliefde. ‘Dit lijkt meer een museum.’ Ik gaf geen antwoord. ‘Hoor je me eigenlijk wel?’ Dat is altijd de vraag, want ik ben mijn hele leven al half doof en het wordt er niet beter op. ‘Ja ja’, zei ik, wijzend op een tafeltje waar een echtpaar op leeftijd achter de appeltaart zat.

Het duurde even voordat wij ook een plekje vonden.

Er waren maar drie tafeltjes en nog een grote in een zijkamer, maar daar zat een gezelschap te luisteren naar wat een rondleiding leek. De eigenaresse verscheen om te zeggen dat de appeltaart vers was.

‘Ik heb het gevoel dat ik in een Engelse televisie­ serie terecht ben gekomen. Straks ligt er iemand dood op het toilet’, zei ik. ‘Ben je daarom zo af­ wezig?’ vroeg mijn geliefde. ‘Nee, het komt door mijn grootvader.’ Dat verduidelijkte de zaken niet.

Om ons heen tikten tientallen klokken. Het tikke­ tikketik van kleine klokjes, het tiktaktiktak van staande klokken. Ik herinnerde mij een liedje van de lagere school. Mijn grootvader, die mijn grootvader niet was maar de onderduikvader van mijn moeder, verzamelde en restaureerde klokken. Mijn ouders, die zich jong, modern en anders voelden, bekeken zijn bezigheden met lichte afschuw. ‘Komt hij thuis met een berg hout en messing in een paarden­ deken die naar mest stikt en dat moet dan een klok zijn’, zei mijn vader. Het was een stokoude Friese staartklok, ver voorbij de uiterste houdbaarheids­ datum, die nu al weer heel wat jaren in het appartement van mijn ouders hangt. Mijn grootvader had uit die verzameling onderdelen, gevonden op de zolder van een boerenschuur, tegen ieders verwachting in, weer een klok tevoorschijn getoverd.

Marcel Möring is schrijver.

Zijn nieuwe roman Amen verscheen afgelopen maand.

We liepen rond tussen de klokken en horloges. Ik heb lang geleden een roman geschreven over een geslacht van klokkenmakers. In die tijd volgde ik internetgroepen over horologie en las boeken over de geschiedenis van het uurwerk. Ik dacht, daar tussen het tiktakken en tikketikketikken, dat ik veel van klokken wist, maar de kapotte wekker van mijn geliefde zou ik niet kunnen repareren. Een ergerlijk

24 | de ingenieur 12 | december 2019

soort tekort­koming. Eigenlijk vind ik dat ik alles moeten kunnen. Op technisch gebied, dan. Sport hoeft niet. Het is niet erfelijk, die behoefte.

Mijn vader, werktuigbouwkundig ingenieur in ruste, heeft twee linkerhanden. Toen hij de oude Friese staartklok had opgehangen die mijn grootvader terug had gevoerd uit het land der dode uurwerken, bleek hij hem aan één petieterig spijkertje te hebben bevestigd. Op een mooie zomeravond kwam de klok met donderend geraas naar beneden en lag in tientallen stukken op de grond. We stonden er met het hele gezin naar te kijken. Mijn vader lichtelijk geërgerd, mijn moeder in tranen en ik verbijsterd.

‘Aan één spijkertje?’, vroeg ik. Mijn vader had zijn schouders opgehaald.

Niemand wist wat daar op zolder lag, tot ze gingen verhuizen ‘Mijn grootvader’, zei ik tegen mijn geliefde, ‘was hovenier. Hij had een kas achter het huis waarin hij planten opkweekte, de tuin had zo uit Midsomer Murders kunnen komen. Het huis had een zolder, zo een die je van buiten door een groen geverfd deurtje kon betreden. Niemand wist wat daar lag.

Tot ze gingen verhuizen en daar een ongelooflijke hoeveelheid rotzooi uit kwam. Stukken kachelpijp, want je wist maar nooit, een tweetakt motorblokje, magneten in alle soorten en maten, de dynamo van een vooroorlogse auto. Te veel om op te noemen.

Het ging allemaal mee met het grofvuil, maar toen ik mijn grootouders later bezocht in hun kleine appartement in een Enschedese buitenwijk, zag ik dat mijn grootvader toch een kachelpijp of twee had weten te redden.

‘Ik begrijp niet waarom hij die troep bewaart’, had mijn moeder gezegd. Ik begreep dat wel. ‘Hij is een knutselaar’, zei ik. ‘Die hebben spullen nodig die voor handen zijn. En omdat je nooit weet wanneer je…’

‘Dat zegt hij ook!’, had mijn moeder uitgeroepen.

Mijn geliefde keek mij aan. ‘Ik ben nog nooit in jouw kelder geweest,’ zei ze.

In de toekomst zijn zonne­ parken geen verboden terrein, maar een plek om te wandelen en te recreëren.

ZONNEPARKEN VAN DE TOEKOMST

Landbouw tussen zonnepanelen Grootschalige zonneparken verschijnen op steeds meer plaatsen in het landelijk gebied. Maar lang niet iedereen kan de vergezichten vol zwarte panelen waarderen.

Het kan ook anders. Met de inzet van nieuwe typen zonnepanelen of een andere inrichting van het landschap, waarbij zonneparken samengaan met wandelpaden, natuur, landbouw of veeteelt. tekst en foto’s drs. Amanda Verdonk

B

uurtbewoner Harry Wentink laat drie keer per dag zijn hond uit tussen de zeven­ duizend zonnepanelen van Solarpark De Kwekerij, in het Gelderse Hengelo. Op deze zonnige herfstdag staan de paardenbloemen er nog in bloei. Even verderop groeien grote stronken boerenkool in de moestuin.

Het was wel wennen, vond Wentink,

toen zeven jaar geleden de plannen bekend werden om een zonnepark te vestigen op de plek waar toen nog een bos en een kwekerij waren. Het park is immers direct naast een woonwijk gelegen. ‘Maar nu zijn de mensen eraan gewend. Je moet ook met de tijd mee.’

De Kwekerij is geen doorsnee ­zonnepark. Die zijn doorgaans ver­

boden terrein voor onbevoegden.

Maar hier is iedereen welkom om te wandelen, tuinieren, spelen of picknicken. Hoewel het ook mogelijk (en veel lucratiever) is om de zeven­duizend panelen te concentreren op 2 hectare, zijn ze hier verdeeld over 7 hectare.

Daardoor is er veel ruimte voor wandelpaden, heuveltjes en andere natuur.

Initiatiefnemer Gaby Koenders en december 2019 | de ingenieur 12 | 25

ZONVOLGERS Naast het Schelde-Rijnkanaal en vlak bij het Zeeuwse Rilland werd afge­lopen zomer Europa’s grootste zonnepark met zogeheten bifacial zonne­panelen geopend. Dat zijn dubbelzijdige zonnepanelen met een piekvermogen van 12 MW. Ook de oriëntatie, op het oosten en westen in plaats van zuiden, is bijzonder. Hierdoor vangen de panelen zowel ochtend- als avondzon. Ook kunnen ze gebruikmaken van meer diffuus en indirect zonlicht. Doordat de panelen transparant zijn valt een deel van het licht op de bodem en kan de reflectie daarvan alsnog met de achterkant worden opgevangen. Naar verwachting leveren deze panelen gemiddeld 5 tot 10 % meer energie op dan de huidige panelen, stellen ECN part of TNO en de Universität Zürich.

‘Het park in Rilland is niet heel ecologisch aangelegd, maar toch is dit al een hele verbetering’, zegt Kay Cesar, onderzoeker bij ECN. ‘Doordat het strijklicht de bodem b ­ ereikt, kan meer begroeiing ontstaan. Bovendien zijn de panelen l­ager, waardoor ze het landschap minder ver­vuilen.’

Nog enthousiaster is Cesar over zonvolgsystemen: zonnepanelen die de stand van de zon volgen. Uit ECN-­ onderzoek blijkt dat deze systemen, gecombineerd met bifacial-panelen, een 25 % hogere opbrengst hebben dan enkelzijdige, gefixeerde systemen. ‘Parken met dit soort panelen vormen een mooi alternatief voor massale, dichtbevolkte zonneparken, met meer ruimte tussen de panelen en daardoor meer ruimte voor natuur.’

Verschillende marktonderzoeks­

haar vader zochten een alternatief voor de grootschalige zonneparken, die steeds vaker in het landschap opdoken. ‘We vonden de grote solarvelden zoals je die je veel in Duitsland ziet zo deprimerend. We vroegen ons af hoe dat anders zou ­kunnen.’ Met medewerking van een landschaps­architect en een welwillende gemeente kon het park in 2017 worden geopend.

‘De bewoners zijn van begin af aan betrokken bij de ontwikkeling’, zegt Koenders. ‘Er is geen enkele zienswijze na de vergunningsaanvraag ingediend en dat is uniek.’ De bewoners openen en sluiten de poort elke dag zelf, plaatsen er bijenkasten en organiseren er picknicks en buurtfeesten.

Keerpunt Zonneparken zijn aan een opmars bezig. In 2018 kwam 62 % van het totale geïnstalleerde vermogen aan zonne-energie in een zonnepark terecht.

Nog altijd wordt er meer zonnestroom op daken opgewekt, maar de groei op land is sterker. Door de sterk dalende prijs van zonnepanelen, de gunstige subsidiemogelijkheden en de mogelijkheid om in één keer een enorm vermogen te installeren, zijn zonneparken een aantrekkelijke optie voor projectontwikkelaars en grondeigenaren zoals gemeenten en agrariërs. Sterker nog: een zonnepark levert een boer nu zelfs meer op dan landbouw of veeteelt. Maar het tij van gouden jaren lijkt te keren door maatschappelijke en politieke onrust. Roosendaal, Someren (Brabant), Lewedorp (Zeeland), Duurkenakker (Groningen): de lijst van dorpen waar verzet ontstaat tegen geplande zonneparken wordt steeds langer. Ook 26 | de ingenieur 12 | december 2019

bureaus verwachten dat in de toekomst 40 tot 50 % van de grond­ gebonden zonnepanelen een zonvolgsysteem zal hebben.

Zonvolgsystemen werken op basis van een algoritme. Je kunt dit optimaliseren voor de beste zon­opbrengst, maar ook voor andere functies. ‘Als je panelen met een zonvolgsysteem combineert met akkerbouw, kun je ze bijvoorbeeld tijdelijk verticaal plaatsen wanneer er een tractor langs moet. En als de bodem heel droog is en er regen wordt verwacht, kan de bodem zo gelijkmatiger worden bewaterd. In de ochtend en avond kun je ze juist liggend opstellen, zodat ze minder zichtbaar zijn’, zegt Cesar. De komende jaren verwacht hij dat in Nederland de eerste panelen met zonvolgsysteem worden geplaatst.

in Zeewolde (Flevoland) is verzet, hoewel het daar gaat om een recreatief zonnepark.

‘Zonneparken worden als hagelslag over het land uitgestrooid’, zei Tweede Kamerlid Carla Dik-Faber van de ChristenUnie in een debat in mei dit jaar. Ze diende samen met VVD en CDA een motie in om voor­ lopig geen nieuwe zonneparken op natuur- en landbouwgronden toe te staan, en die werd aangenomen. Provincies en gemeenten moeten in de eerste plaats een afwegingskader opstellen, waarmee ze kunnen bepalen welke locaties het meest geschikt en welke minder geschikt zijn, met

‘We weten nog niet of de zink van de metalen palen schadelijke effecten heeft’ bijvoorbeeld daken en stedelijk gebied bovenaan en landelijk gebied onderaan. Daarnaast zijn er met name in Noord-Nederland aansluit­ problemen op het elektriciteitsnet. De vele megawatts die de parken in één keer aan het net leveren, veroorzaken capaciteitsproblemen. Het net zou daardoor eigenlijk moeten worden verzwaard, maar daarvoor is wel een forse investering nodig. Het lijkt er dus op dat de megazonneparken waar alles draait om efficiëntie, hun langste tijd hebben gehad.

Zonneparken worden in het buitenland vooral aangelegd in de zogeheten Sunbelt, zegt dr.ir. Kay Cesar, zonne-energieonderzoeker bij ECN part of TNO. Dat zijn gebieden met een hoge zoninstraling en waar weinig mensen wonen, zoals woestijnen. Daar heb je meer mogelijkheid om tegen lage kosten een groot zonnepark aan te leggen. ‘Maar deze standaardoplossing past niet bij Nederland. Op bepaalde locaties kun je je dit type zonnepark misschien nog permitteren, maar naast financiële waarden moeten we hier ook rekening houden met esthetische en ecologische waarden. Die kunnen namelijk helpen om de

f

Bedek maximaal 75% van het bodemoppervlak met zonnepanelen en laat ruimte tussen de panelen open, adviseren onderzoekers van Wageningen University & Research.

maatschappelijke acceptatie te vergroten.’ Een moratorium op nieuwe zonneparken is wat Cesar betreft in ieder geval niet aan de orde. ‘De energietransitie is een enorme opgave en daarvoor moeten we nu eenmaal meters maken.’ Als voorzitter van het consortium Zon in Landschap onderzoekt hij hoe zonne-energie grootschalig én verantwoord in het landelijk gebied is in te passen. ‘We doen dat dus met aandacht voor ruimtelijke inpassing, ecologie en meervoudig ruimtegebruik.’

Biodiversiteit De vraag is of zonneparken het bodemleven en de biodiversiteit aantasten. Zonnepanelen bedekken de bodem, waardoor minder licht de bodem kan bereiken. Ook de neerslagverdeling verandert, waardoor sommige plekken geen en andere juist meer water moeten verwerken.

Waarschijnlijk leidt dat tot veranderingen in het bodemleven, lagere organische stofgehalten en minder bodemvruchtbaarheid. Dat concludeerde Wageningen University & Research, die in opdracht van het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit de landschappelijke effecten van zonneparken onderzocht. Het advies van de onderzoekers is om maximaal 75 % van het bodemoppervlak te be­­ dekken, zodat genoeg zonlicht de bodem raakt. Ook adviseren ze om ruimte tussen de panelen open te houden, zodat regenwater gelijk­ matig over de bodem wordt verspreid. Zo kunnen er meer bloemen ­ en planten groeien.

Op voormalige landbouwgrond is een zonnepark juist positief voor de biodiversiteit, stelt ir. Friso van der Zee, die als bioloog aan Wageningen Universiteit is verbonden. ‘Op landbouwgrond is de biodiversiteit beperkt, doordat voortdurende bemesting de bodem te voedselrijk heeft gemaakt. Er zit te veel stikstof en fosfaat in de bodem, waardoor

HET WATER OP Irrigatiebekkens, baggerdepots, zandwinplassen en bassins bij waterzuiveringsinstallaties – er zijn genoeg plaatsen op het water die m ­ ogelijk geschikt zijn voor zonnepanelen. Dit jaar werd op een zandwinplas in Tynaarlo (Drenthe) het grootste drijvende zonnepark van Europa aangelegd: op 6 hectare leveren 2300 panelen 8,4 MW aan stroom. De verwachting is dat er in 2023 in heel Nederland 2000 MW, oftewel zo’n 2000 ha, aan zonnepanelen op het water zal zijn opgesteld, aldus Wageningen University & Research.

‘Zon op water’ kan grootschaliger worden uitgevoerd dan op het land, maar het is nog onduidelijk of de stroomopbrengst hoger is. Doordat de panelen gekoeld worden door het water, gaat het rendement omhoog, want zonnepanelen presteren beter bij een lage temperatuur. En de eisen aan de constructie zijn hoger: die moet bestand zijn tegen golfslag en harde wind. Ook de ecologische gevolgen zijn nog onduidelijk.

De Vogelbescherming maakt zich zorgen over de waterkwaliteit, het onderwaterleven en het verdwijnen van rustplaatsen voor vogels. Het was om die redenen dat een zonnepark op een zandwinplas in Friesland niet doorging.

december 2019 | de ingenieur 12 | 27

ENERGIE OPWEKKEN TUSSEN FRAMBOZEN EN AARDAPPELS Elk jaar moet fruitteler Piet Albers op zijn kwekerij in Babberich in de zomer zogeheten folieboogtunnels plaatsen, om te voorkomen dat zijn frambozen kapot gaan door regen, storm of hitte. Dit jaar verving hij ze door lichtdoorlatende zonnepanelen, die tegen een stootje kunnen en de vruchten beschermen. ‘Het fruit is nog niet op het niveau van de huidige manier van telen’, zegt Klaas de Jager van The Greenery. ‘Maar ik zie voldoende aanknopingspunten en potentie om deze interessante dubbelfunctie door te ontwikkelen.’ Albers hoort bij de pioniers in Nederland die experimenteren met zogeheten agrivoltaics dat zonnepanelen met landbouw combineert.

In de akkerbouw wordt de toepassing van agrivoltaics ook onderzocht. Het Duitse Fraunhofer Institut plaatste twee jaar geleden bijvoorbeeld 720 dubbelzijdige zonnepanelen op een grote, metershoge stalen constructie boven een akkerland waar tarwe, aardappelen, knolselderij en klavergras groeiden. Gemiddeld gezien haalden zowel de gewassen als de zonnepanelen slechts 80 % van hun normale opbrengst. Maar met zo’n dubbelfunctie kan een boer verdienen met gewassen én met energie, waardoor de totale financiële opbrengst hoger is. Kay Cesar, onderzoeker van ECN part of TNO, verwacht deze hoge stellages echter niet in Nederland. ‘In ons platte landje is het weidse landschap heel belangrijk, dus ik verwacht eerder dat we zonnepanelen naast in plaats van boven gewassen te zien ­krijgen.’

Ook veeteelt tussen de panelen is een optie, bijvoorbeeld vrije-uitloopkippen of schapen, hoewel dat nu nog ingewikkeld is. Vooralsnog zijn zonnepanelen boven scharrelende kippen niet

In Nederland worden de eerste experimenten met zogeheten agrivoltaics gedaan, waarbij zonnepanelen met landbouw worden gecombineerd.

toegestaan; het dierverblijf mag volgens EU-regels alleen als boomgaard, bos of grasland worden gebruikt. Ook de inzet van grazende schapen, die het gras korthouden, loopt tegen obstakels aan. De ­schapen die bijvoorbeeld in solarpark De Kwekerij in Hengelo graasden, komen voorlopig niet terug, nadat een schaap zich had verwond aan de onderkant van een zonnepaneel. Fabrikanten van stellages van zonnepanelen zijn nu eenmaal (nog) niet gewend om rekening te houden met rondscharrelende dieren.

weinig plantensoorten overleven. Hierdoor is de huidige stikstofproblematiek ontstaan (en zijn veel geplande infra- en bouwprojecten stilgelegd, red.). Onder en tussen de zonnepanelen kan de bodem weer herstellen en de groei van (zeldzame) planten neemt toe.’ Met een goed groenbeheer kunnen zonneparken dus juist bijdragen aan diversiteit.

Een aandachtspunt zijn de metalen palen waarop de zonnepanelen staan. ‘We weten nog niet of het zink in de bodem uitloogt en schadelijke effecten heeft in waterwingebieden.’

Subsidies Ook Van der Zee merkt dat het huidige type zonnepark op zijn retour is. Hij heeft veel contact met ontwikkelaars van zonneparken die op zoek zijn naar alternatieven. ‘De eerste parken waren enkel gericht op zoveel mogelijk energieproductie, maar ontwikkelaars beseffen nu dat ze breder moeten kijken en compromissen moeten sluiten. Gemeenten en provincies eisen steeds vaker een betere landschappelijke inpassing, met groenbeheer gericht op bloemen en insecten, en regelmatige monitoring van de biodiversiteit en bodemgesteldheid.’

28 | de ingenieur 12 | december 2019

Hoe moet het dan verder met de zonneparken?

Zonnepanelen op andere plekken, zoals daken, hebben in ieder geval de voorkeur, vindt Van der Zee. ‘Je zou bijvoorbeeld subsidies kunnen aanpassen, zodat het aantrekkelijker wordt om daken voorrang te geven. In Nederland is ruim 800 km² geschikt dakoppervlak. Als je die ruimte helemaal benut, dan hoef je in theorie zelfs niets op de grond te leggen. Dat is alleen lastiger te organiseren, omdat je met verschillende eige­ naren hebt te maken en daardoor meters kunt maken.’ Volgens Cesar zal dat bovendien niet snel genoeg gaan. ‘De veiligste optie is om beide trajecten parallel te ontwikkelen.’ Zonneparken zullen dus nog wel even in beeld blijven. Cesar: ‘We moeten daarom steeds slimmere oplossingen bedenken om ze voor omwonenden acceptabel te maken.’ |

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

INBOX

Zilte teelt geen oplossing tegen verzilting vanuit zee Telen in zoute grond is al dertig jaar actueel. Prof.dr.ir. Pier Vellinga zegt in De Ingenieur van november 2019 dat verzilting zal toenemen. Zoute grond kent echter een grote range aan ­mogelijke zoutgehaltes en ik had graag gelezen welke zout­ gehaltes hij verwacht.

Ik heb nog wel enkele reserves. Al jarenlang wordt er op Texel onderzoek gedaan naar zilte teelt. Ondanks veel subsidie is er geen noemenswaardig succes te melden.

Een van de belangrijke vragen is: hoe krijgen we de zilte gewassen in de keuken? Zeekraal vind ik best lekker. In een restaurant krijg je een klein toefje, maar daarmee komt een omnivoor als ik bepaald niet aan voldoende groente. Bovendien is de teelt van zeekraal zeer arbeidsintensief en groeit er te weinig op de slikken. Wil men misschien land gaan verzilten om meer zeekraal te gaan kweken? Het lijkt mij de omgekeerde wereld, maar in Zeeland graven we nu al door de natuur gevormde hoge gronden af onder het mom van natuurherstel en gaan dat

deels inrichten voor zilte teelten. Zeewier hoort volgens mij uit zee te komen en niet op land in bakken te worden gekweekt.

Daarvoor is ons zoete land veel te zeldzaam. Zilte teelt is bovendien geen oplossing voor de toenemende verziltingsdruk vanuit zee. We moeten zuinig zijn op het zoete water van de rivieren en dat zo lang mogelijk zien vast te houden. De grootste weerstand tegen die verziltingsdruk wordt verkregen door zoet water zo dicht mogelijk naar de kustlijn te drukken en daar te houden.

Het vormt zo een buffer tegen verzilting van het achterland. De Deltawerken waren daar ook voor bedoeld. Momenteel wordt er in Zeeland een bewust verziltingsbeleid gevoerd, met het weren van elke druppel zoet water die van de rivieren kan komen, terwijl vóór de Deltawerken een groot deel van de hoogwater­ afvoer door de zuidwestelijke delta stroomde. We hebben een gebrek aan buffering van zoet water. Het Grevelingenmeer bijvoorbeeld zou daar heel geschikt voor zijn.

Ir. Wil Lases, Tiel

foto Depositphotos

Plastic afval waarde geven

Kunstmatige intelligentie berust op een misverstand In het oktobernummer van De Ingenieur werd mijn aandacht getrokken door het artikel ‘Allemaal AI’. Opmerkelijk is dat bijna tegelijkertijd in NRC van 9 oktober een artikel is opgenomen met de titel ‘Miljarden voor kunstmatige intelligentie’.

In januari van dit jaar gaf prof.dr. Robbert Dijkgraaf drie colleges over de toekomst in het televisieprogramma DWDD University. In deze tv-colleges komt Dijkgraaf, directeur van het Institute for Advanced Study in Princeton

(Verenigde Staten) en hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam, tot de conclusie dat kunstmatige intelligentie niet bestaat. Ook een aantal andere wetenschappers trekken die conclusie. Tot nu toe zijn er geen publicaties met resultaten verkregen op basis van kunstmatige intelligentie, waarin is bewezen dat die resultaten met gewone intelligentie niet kunnen worden verkregen. Daaruit blijkt dat kunstmatige intelligentie berust op een misverstand.

Prof.dr.ir. Jaap Schijve, Retranchement

Het artikel ‘Grote schoonmaak’ in het ­septembernummer van De Ingenieur toont een absoluut zinvolle activiteit, die echter het probleem van plastic afval in onze ­oceanen niet oplost. Door plastic verpakkingen te belasten, probeert men de ver­ pakker er toe te brengen om andere materialen te gebruiken. Deze methode heeft echter geen invloed op het gedrag van de consument, en daar ligt de crux.

Voor velen is de prijs van een plastic zak of een petfles geen rem om de verpakking na gebruik achteloos weg te gooien.

Het is namelijk waardeloos en iets wat waardeloos is wordt weggeworpen. In de meeste Europese staten met een goed afvalverwerkingssysteem gaat het in een afvalbak. Maar daar waar geen afvalbakken zijn, wordt het vaak op straat gegooid.

Indien plastic afval waarde krijgt en er een opkoopstructuur wordt opgebouwd, zullen mensen over de hele wereld plastic ‘afval’ gaan verzamelen. Het brengt immers geld op. Of we dat plastic gaan recyclen of verbranden is een tweede thema. Eerst moeten we voorkomen dat plastic in de oceaan belandt, want dan ben je al te laat met inzamelen. Plastic uit het water vissen is namelijk een veel duurdere en complexere methode.

Ing. Jacob van Kogelenberg, Schaffhausen

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

30 | de ingenieur 12 | december 2019

foto ARTIS, Siebe Hubers

Het monu­mentale Apenhuis, waar de temperatuur altijd rond de 29 ° C ligt, krijgt betere isolatie.

TROPISCHE TEMPERATUREN ZONDER GAS

ARTIS wordt duurzaam stadspark ARTIS wil in 2030 volledig klimaatneutraal zijn. In een stadspark met veel monumentale panden en waar diersoorten leven die gedijen bij tropische temperaturen, is dat een grote uitdaging. Ingenieursbedrijf Royal HaskoningDHV is die aangegaan en helpt het park hun ambitie te realiseren. tekst drs. Pancras Dijk

‘O

lifantenpoep!’ Wanneer ing. Rinus Vader MSc op een feestje vertelt dat hij betrokken is bij het verduurzamen van het Amsterdamse dierenpark ARTIS, dan weten de meeste gesprekspartners wel waar hij de oplossing kan vinden. Vader kan er inmiddels om lachen. ‘Er is vast wat energie uit te winnen, maar mest levert natuurlijk maar een fractie op van wat hier nodig is. We zetten in op iets groters.’

ARTIS is behalve een van de bekendste dierenparken van Nederland, ook een negentiende-eeuws stadspark van circa veertien ha. Het biedt plaats aan dieren, groen en ongeveer zestig gebouwen, waarvan er 28 op de monumentenlijst staan. Dit hele park van het gas af helpen en zelfs volledig klimaatneutraal maken, is een flinke uitdaging. Toch is dat de ambitie van directeur Rembrandt Sutorius. Hij wil dat ARTIS als educatieve instelling ook

op energiegebied voorop loopt en het blijven gebruiken van gas past simpelweg niet binnen zijn visie. Vader, als strategisch adviseur in dienst van ingenieursbureau Royal Haskoning­ DHV, zit vaak met Sutorius om tafel.

Laatst schetste de ingenieur drie reële sce­nario’s die een forse vermindering van het energieverbruik zouden ­betekenen. ‘ARTIS kiest niet automatisch voor de optie met de eenvoudigste oplossing, maar wil weten aan december 2019 | de ingenieur 12 | 31

welke van de drie de stad het meest heeft.’ In 2030 wil ARTIS volledig klimaatneutraal zijn. Een jaar geleden ging Royal HaskoningDHV aan de slag om het park te helpen die ambitie waar te maken. Het ingenieursbureau heeft voor dit soort grote verduurzamingsprojecten de FastLane-tool ontwikkeld. De essentie van de tool is dat alle expertise van het ingenieursbureau wordt gebundeld. De klant krijgt een catalogus gepresenteerd waaruit hij kan kiezen om de beoogde ambitie te behalen, waarbij direct inzichtelijk wordt wat de duurzaamheidswinst is van elke specifieke maatregel. Ook berekent de software de bijbe­ horende kosten.

‘Als je met een warmtecamera een luchtfoto zou nemen, dan is het Vlinderpaviljoen een vuurrode plek’ ‘FastLane maakt het voor gebouweigenaren eenvoudig om te kiezen uit de mogelijke maatregelen’, zegt Vader. Dat versnelt het proces aanzienlijk en verklaart ook de naam van deze tool. De specialisten van Royal HaskoningDHV zitten aan tafel bij ziekenhuizen en zorginstellingen, gemeenten, woningcorporaties, onderwijsinstellingen en commercieel vastgoed, waar gesprekken telkens resulteren in een op maat gemaakte routekaart voor het verduurzamen van het vastgoed. Dat doen ze door in te gaan op gebruiks-, gebouw- en gebiedsaspecten: de drie elementen die in de FastLane-aanpak onder handen worden genomen.

Tropische temperaturen

foto ARTIS, Amber Dekker

In de regel begint het traject met het vaststellen van de knelpunten. Zo ging het ook bij ARTIS. ‘Er stond hier op het terrein een warmtekrachtkoppeling, waarmee uit gas elektriciteit werd gemaakt. Die was net buiten gebruik geraakt en een van de eerste besluiten was om die niet meer aan te zetten. Want het is een flinke stap op weg naar fossielvrije energie om elektriciteit gewoon uit het net te halen’, zegt Vader. Het scheelde direct 40 % van de totale CO2-emissie. Mooi, maar nog lang niet genoeg. Vervolgens werden de andere energievreters bekeken, zoals het Vlinderpaviljoen: een geliefde plek, waar alleen wel bijzonder

32 | de ingenieur 12 | december 2019

veel energie wordt verbruikt. Als je met een warmtecamera een luchtfoto zou nemen, dan zou het Vlinderpaviljoen ongetwijfeld een vuurrode plek zijn. Door de relatief dunne, glazen overkapping gaat er veel warmte verloren. Maar ook het Reptielen- en het Apenhuis zijn niet gebouwd om de tropische temperaturen optimaal binnenskamers te houden. ‘Dit willen we veel beter isoleren’, legt Vader uit in de monumentale verblijfplaats van de apen, waar de temperatuur op deze koude winterdag de 30 graden nadert. Omdat het om een rijksmonument gaat, zal de isolatie aan de binnenkant komen: het uiterlijk mag niet worden aangetast.

Historische context Bij het kamelenveld hebben verschillende diersoorten hun onderkomen: van kamelen tot ezels en van watusirunderen (herkenbaar aan hun enorme hoorns) tot rendieren. Hun binnenverblijf heeft twee aparte vleugels. Om de dieren een behaaglijk gevoel te geven zijn ze beide verwarmd. Vader heeft voorgesteld om een van de twee vleugels niet meer te verwarmen. ‘Als de dieren het koud hebben, zoeken ze elkaar graag op. Waarom zouden ze niet samen in één stal kunnen? Dat is volgens ons het proberen waard.’

Op de achtergrond loeien de kamelen, maar onduidelijk is of dat een teken is van instemming of juist protest.

Het niet of anders verwarmen van een stal is een kleine stap op weg naar totale verduurzaming van een volledig dierenpark, maar Vader en zijn collega’s hebben samen met ARTIS-medewerkers zoveel van dit soort kleine mogelijkheden gevonden, dat ze al met al toch een verschil maken.

Vader loopt verder naar het Kerbertterras, een door leeuwen bewoond rijksmonument uit de jaren twintig. In de loop der decennia zijn verschillende gebouwtjes aan het verblijf van de

Bij de verwarming van de hoge olifantenstal gaat veel energie verloren. Mogelijk biedt verwarming met gericht infra­roodlicht hier uitkomst.

foto ARTIS, Maarten van der Wal

Het personeelsgebouw De Volharding krijgt een extra isolatieschil. Meer medewerkers zullen hier een werkplek krijgen.

De conclusie van de ervaren ingenieur: ‘Weinig helpt de duurzaamheid zo goed als een goed slot.

Sluit ruimtes die je niet nodig hebt af.’

De meest gedurfde plannen zitten niet zozeer in het gebruik of de gebouwen, maar in het gebied.

Door de uitgesproken visie van directeur Sutorius en de steun die hij daardoor voelt, bestudeert Vader een duurzaamheidsoplossing die nog vrijwel nergens in verstedelijkt gebied wordt toegepast: geothermie (aardwarmte). ARTIS heeft wat dat betreft een aantal pluspunten. Ten eerste bevindt het zich midden in de gebouwde omgeving, met een grote vraag naar warmte. Pal naast het stadspark ligt bovendien een groot parkeerterrein waar kan worden geboord. ‘We hebben een boorplaats, het begin van een verdienmodel en een directeur met ambitie. Wellicht ligt hier een kans. Maar zo’n traject vraagt in de binnenstad om grote zorgvuldigheid.’

Gescheurde flappen

grote katachtigen aangebouwd, wat installatietechnisch een verre van ideale situatie heeft opgeleverd. ‘Dat is niemand te verwijten, zo is het in de historische context nu eenmaal gelopen, in een tijd waarin duurzaamheid nog niet bovenaan de agenda stond’, zegt Vader. ‘Allerlei functies zijn verknoopt geraakt: daar zitten de leeuwen, eraan vast zit een horecapunt met een open gevel en de verdieping is een quarantaineruimte voor het opvangen van nieuwe of zieke dieren, die lang niet altijd wordt gebruikt maar wel continu wordt verwarmd.’ Dergelijke quarantaineruimtes bevinden zich op meer plekken in ARTIS. Vader heeft voorgesteld om die zoveel mogelijk op één plek te concentreren, wat het energieverbruik efficiënter maakt.

Schouw Onderdeel van de aanpak van Royal HaskoningDHV is de schouw: per gebouw wordt onderzocht welke verduurzamingsopties er zijn. ‘Dat doen we met een team dat bestaat uit een energiespecialist, een bouwkundige, een bouwfysicus, een kostenexpert en mensen van de technische dienst.’ De bevindingen worden vervolgens gebouw voor gebouw besproken, waarbij het draait om de vraag welke maatregelen er zinvol zijn om de gewenste energiewinst te behalen. Daarbij komen zowel de energiebesparingsmogelijkheden van het gebouw als het gebruik ervan aan de orde.

Vaders ervaring bij vergelijkbare projecten: waar een gebouwtje staat, nestelt zich al snel een medewerker, die de verwarming aanzet.

En het duurt niet lang meer of er komt een boilertje voor warm water.

Vooralsnog is echter onduidelijk of de ondergrond geschikt is voor geothermische toepassingen, daar is eerst een grootschalig grondonderzoek voor nodig. ‘Het is een nieuw inzicht’, zegt Vader.

Behalve veertien ha oppervlak ligt hier ook veertien ha ondergrond. Misschien kunnen we warmte winnen uit de diepe grondlagen.’

Intussen wordt wel al een begin gemaakt met het oogsten van warmte uit de omliggende waterlopen. Uit de Plantage Muidergracht wordt in de toekomst oppervlaktewater gehaald, waar thermische energie uit wordt gewonnen. Het water wordt vervolgens naar het Entrepotdok geleid. Op het terrein komt een hoofdleiding met vier aftakkingen te liggen, waarmee de warmte over het terrein wordt verdeeld. Het gaat daarbij niet om hoge temperaturen, zodat het goed isoleren van de diverse gebouwtjes een eerste vereiste is. Daar waar dat niet lukt, wordt het water in de gebouwen bijverwarmd door warmtepompen. ‘Welke keus we ook maken, leveringszekerheid staat altijd voorop. Stel dat het Reptielenhuis door een probleem niet meer wordt verwarmd, dat mag nooit gebeuren.’

Intussen staan we voor de Aziatische olifanten.

Die doen lang niet altijd wat uit energetisch oogpunt het beste is. Verwarmen van het enorme olifantenverblijf veel energie. De deuren staan bovendien vaak aan twee kanten open, om de dieren de vrijheid te geven in- en uit te lopen. Om het warmteverlies te beperken, werden er plastic flappen voor de deur gehangen. Daar wisten de olifanten wel raad mee: ze scheurden ze direct af. De experts zullen weer creatief moeten zijn. | december 2019 | de ingenieur 12 | 33

IJZER MAKEN OP MARS

Geen hoogovens maar bacteriën Zijn bacteriën de wegbereiders voor een reis naar Mars? De Delftse promo­ vendus Benjamin Lehner denkt van wel. Hij ontwikkelde een uitgebreid plan om met ijzervretende micro-organismen het verblijf op de rode planeet makkelijker te maken. tekst Marc Seijlhouwer MSc foto’s Ernst de Groot

Benjamin Lehner onderzoekt hoe op Mars ijzer kan ontstaan.

M

ars, 2040. Ruimtereizigers komen er na een maandenlange reis eindelijk veilig aan. In hun ruimtepak stommelen ze de raket uit met het weinige wat ze mee mochten nemen. Ze zijn niet op een desolate vlakte beland, want naast de raket ligt al een berg materialen klaar: metalen platen, schroeven en bouten. Alles wat nodig is om snel een basis te bouwen.

Dit is het toekomstbeeld van dr.ir. Benjamin Lehner. Eind november promoveerde hij aan de TU Delft op een onderzoek naar de mogelijkheden om op Mars ijzer te laten ontstaan. Niet in hoogovens, zoals op aarde gebruikelijk is, maar met behulp van ijzeretende bacteriën. Het belangrijkste wat daarvoor moet gebeuren is de bacteriën en een bioreactor naar Mars brengen. De bacterie, Shewanella oneidensis, komt voor op aarde. Ze zet rood ijzeroxide, een verschijningsvorm van erts die ook op Mars veel voorkomt, om in magnetiet, een ijzeroxide. Omdat magnetiet magnetisch is, kan die relatief eenvoudig aan de grond worden onttrokken: klaar voor verdere verwerking in bijvoorbeeld een 3D-printer.

Bioreactor Lehner rekende uit dat het goed mogelijk is om een bioreactor, water, eten, bacteriën, een 3D-printer en een rover naar Mars te sturen. Het zou allemaal passen in een ruimteschip zo groot als de Apollo, zegt de onderzoeker. Zodra alle benodigdheden op Mars zijn aangekomen, kan het proces beginnen. De rover rijdt rond, verzamelt grond en gooit die in de reactor. Daarin wordt de grond vermengd met water en bacteriën. Het kost de bacteriën ongeveer twee dagen om de grondstof in 34 | de ingenieur 12 | december 2019

Marsgrond bevat rood ijzeroxide.

magnetiet om te zetten. Vervolgens wordt de reactor geleegd, het water gerecycled en worden de vaste bestanddelen gedroogd. Een sterke magneet trekt het ijzer eruit.

‘Met dit proces produceer je eigenlijk drie dingen: ijzer, een voedzame grond voor planten, en de CO2 die de bacteriën uitstoten. Allemaal nuttige grondstoffen voor de planeet.’

350 kilo ijzer per jaar In de eerste plaats draait het echter om het ijzer waarvan een 3D-printer allerlei nuttige onderdelen kan maken.

Schroeven, bouten, of zelfs hele platen, je hebt het allemaal nodig als je installaties op Mars wilt bouwen, maar deze voorwerpen zijn niet zo eenvoudig naar de planeet te transporteren. Dat bacteriën in staat zijn om metaal te maken, is pas net ontdekt. Op aarde is het praktischer om hoogovens te gebruiken, erkent Lehner. ‘Maar op Mars, waar het lastig is om genoeg energie voor een hoogoven op te wekken, biedt de bacterie misschien uitkomst.’

In het scenario dat Lehner heeft berekend, produceren de bacteriën in een reactorvat van 14.000 liter 350 kilo ijzer per jaar. Na ruim drie jaar is de ijzerproductie groter dan het gewicht van de hele installatie. ‘In mijn berekening is het voedsel voor bacteriën op dat moment ook op. Maar je kunt natuurlijk meer voedsel meegeven, of een circulair systeem bouwen waarin algen groeien op basis van CO2 en zonlicht, zodat de aanvoer van voedsel voor de bacteriën door blijft

gaan.’ Het ijzer dat met behulp van de bacteriën in de bio­ reactor ontstaat, is lang niet zo sterk als normaal ijzer. Het bevat slechts 25 % ijzer en bestaat verder uit allerlei mineralen. ‘Maar voor veel toepassingen is dit type goed genoeg’, zegt Lehner. Ook is het nog mogelijk om het proces te ver­ beteren en hogere percentages ijzer te behalen. Daarmee zou je bijvoorbeeld schroeven kunnen maken die meer gewicht kunnen dragen.’

Ruimteorganisaties NASA (Verenigde Staten) en ESA (Europa) werkten mee aan Lehners onderzoek. ‘Ze hebben interesse in dit idee en overwegen om het verder uit te werken. Als het doorgaat, gaan zij de bioreactor daadwerkelijk bouwen. Eerst op aarde, en wie weet over een jaar of twintig op Mars.’ |

Een 3D-printer verwerkt het Marsijzer in allerlei onderdelen.

december 2019 | de ingenieur 12 | 35

MARC-UWE KLING NEEMT ALGORITMEN OP DE HAK

‘Grote techbedrijven ge Bedrijven als Facebook, Google en Amazon worden steeds ­dominanter. Hoe valt die almacht van de grote techbedrijven het best te illustreren? De Duitse schrijver, muzikant en komiek Marc-Uwe Kling koos voor sciencefiction. Zijn maatschappij­ kritische satire Qualityland speelt zich af in een nabije toekomst waarin algoritmen de dienst uitmaken. ‘Technologie heeft een

QUOTE

keerzijde die op menselijk niveau vrij groot en heftig kan zijn.’

‘I

tekst drs. Pancras Dijk foto Sven Hagolani

k wilde niet dat het boek te pessimistisch zou worden’, zegt drs. Marc-Uwe Kling. Dat is hem ook ­gelukt, want er valt veel te lachen in zijn dystopische ­satire Qualityland, waarvan eerder dit jaar de Nederlandse vertaling verscheen bij uitgeverij De Harmonie. Na te zijn afgestudeerd als filosoof en ­theaterwetenschapper maakte Kling naam als kleinkunstenaar en muzikant. Zijn boekenreeks De Kangoeroe­kronieken, waarvan inmiddels vier delen verschenen, behaalde een oplage van meer dan een half miljoen. Ook Qualityland is zo’n groot succes dat de filmrechten inmiddels zijn verkocht aan de Amerikaanse zender HBO, die er een serie van gaat maken.

Wat was uw inzet toen u met Qualityland begon?

‘In mijn voorgaande boeken had ik bij aanvang de personages in het hoofd, waarna het verhaal zich vervolgens als vanzelf ontspon. Maar dit keer begon ik met het opbouwen van de wereld waarin het verhaal speelt. Ik wilde een satire op de maatschappij schrijven, maar algauw bleek het vooral over technologie te gaan. Dat was helemaal niet de bedoeling, maar technologie is zo’n belangrijke factor in de maatschappij, dat ik er niet omheen kon. Dus zo werd het een boek over technologie.’

U koos ervoor de roman te situeren in de nabije toekomst.

‘De schrijver Bertolt Brecht schreef veel over het Verfremdungseffekt. Die vervreemding kun je berei-

36 | de ingenieur 12 | december 2019

ken door een verhaal in het verleden te plaatsen. Ik heb dat effect willen bereiken door het geheel juist in de toekomst te plaatsen. Dat geeft de lezer net een ander perspectief. Het gaat niet om een verre toekomst en veel van wat ik beschrijf, gebeurt nu al.

Door dat sprongetje in de tijd te maken, kon ik de onderliggende mechanismen net wat beter beter zichtbaar maken. Je zou de roman als sciencefiction kunnen beschouwen (Qualityland werd in 2018 bekroond met de Deutsche Science-Fiction-Preis, red.), maar ik wilde schrijven over de maatschappij van nú. Het is geen profetie, maar een boek over de ­wereld van vandaag, vermomd als sciencefiction.’

Welk maatschappelijk probleem wilde u aankaarten?

‘Ik wilde laten zien dat technologie niet per se goed

ven niets om individu’ nen belanden, nog geen algemeen bekend begrip.

Maar sinds de verkiezing van de Amerikaanse president Donald Trump, mede gebaseerd op diens getwitter, kent iedereen het. Dat hoefde ik toen niet meer uit te leggen.’

Waaruit bestond uw research?

‘Dat was vooral heel veel lezen. Veel ideeën ontstonden ook pas tijdens het schrijven. De algoritmen die in Qualityland alles weten en bepalen, hielpen me in de onderzoeksfase ironisch genoeg ook vooruit. Dan kreeg ik weer een nieuwe boeksuggestie op basis van studies die ik eerder had gelezen. Het was alsof het algoritme ontdekte dat ik kennelijk verzot was op boeken die kritisch zijn over algoritmen. Het was vervolgens niet te beroerd om andere boeken te suggereren waarin algoritmen er ook niet al te best afkomen.’

is. Vooropgesteld, ik denk niet dat technologie intrinsiek verkeerd is. Het klinkt misschien als een cliché, maar uiteindelijk gaat het erom hoe de technologie wordt ingezet. Wie gebruiken die en waarvoor. En dan komen we snel bij wat in mijn ogen het echte probleem is: het verdienmodel van de grote techbedrijven.’

Het boek verscheen in Duitsland in 2017, nog voordat het schandaal rond Cambridge Analytica en Facebook losbarstte. Was u niet bang dat uw boek snel gedateerd zou zijn?

‘Daar was ik als de dood voor. Als je schrijft over technologie in een tijd waarin de technologische veranderingen razendsnel gaan, dan is het een reële angst dat de werkelijkheid de verbeelding zal inhalen. Uiteindelijk viel het gelukkig mee: de wereld veranderde snel en ik liet het verhaal mee veranderen. Van alle boeken die ik schreef was Qualityland zonder meer het meest tijdrovende. Ik begon al in 2012 met de research. Maar steeds bleef het de vraag: hoeveel weet de lezer? Toen ik begon met schrijven was de ‘filterbubbel’, waarin we als gevolg van social media kun-

Die hulp uit onverwachte hoek heeft uw mening over algoritmen niet veranderd. U blijft kritisch.

‘Ik ben niet tegen het gebruik van algoritmen, maar je moet er volgens mij wel vreselijk mee uitkijken.

Ik las dat ze in het Amerikaanse rechtssysteem algoritmen inzetten om de kans op recidive bij criminelen te berekenen. Uiteindelijk is het wel een rechter die bepaalt of een gedetineerde vrijkomt, maar die rechter laat zich nu dus adviseren door een stukje software. Meestal zal de rechter dat advies opvolgen. Slecht? Dat hoeft helemaal niet. Het algoritme kan weliswaar sterk bevooroordeeld zijn, maar dat kan een rechter ook zijn. Het wordt echter kwalijk wanneer het niet transparant is, zoals nu vaak het geval is. Wanneer volstrekt onduidelijk blijft waarom het algoritme een bepaald advies heeft ­gegeven.

Als gevangene kun je moeilijk protest aantekenen tegen een beslissing wanneer onduidelijk is waarop die is gebaseerd.’

Wat valt daartegen te doen?

‘Het eerste wat overal moet gebeuren is het openbaar maken van onderliggende aannames en redeneringen wanneer ergens een algoritme wordt ingezet dat een aanbeveling doet. Het systeem werkt nu vaak als een grote, zwarte doos, maar dat is onwenselijk en onjuist. Een burger heeft er recht op te weten waarom hij in verband wordt gebracht met uitkeringsfraude, wanneer dat kennelijk de uitkomst is december 2019 | de ingenieur 12 | 37

QUOTE

illustratie Marc-Uwe Kling

In de wereld van Qualityland bezorgen drones voortdurend pakketten, ook al heeft de ontvanger daar niet om gevraagd.

van een algoritme dat allerlei datasystemen heeft geanalyseerd.’

De hoofdpersoon in de roman is Peter Werkloze (in de wereld van ‘Qualityland’ wordt de achternaam bepaald door het beroep van de vader op het moment van de conceptie). Wat is hij voor man?

‘Peter is de held tegen wil en dank. Het liefst zou hij met rust worden gelaten, maar dat is hem niet gegund. Hij is de gewone man die maar moet meedoen met al die technologische ontwikkelingen. Intussen ziet hij steeds wat er daardoor verloren gaat aan menselijk contact. Op een zeker moment krijgt hij een pakketje toegestuurd. De algoritmen hebben besloten dat hij het product op dat moment nodig heeft, maar hij wil het niet. Hij probeert het terug te sturen: een ogenschijnlijk simpele handeling, maar tegen algoritmen is niet te vechten. Hij zet ermee een hele reeks gebeurtenissen in gang. De gemiddelde lezer kan zich vermoedelijk vrij goed aan ­Peter spiegelen. Maar er zijn meer personages: een rijkeluiszoon, een androïde politicus, een whizzkid.

Die personages namen tijdens het schrijven zelf allerlei beslissingen. Ik schiep een wereld, maar toen namen de karakters het over. Ze stelden mij in staat om vanuit allerlei invalshoeken licht te schijnen op het verhaal.’

Peter past niet in het profiel van de algoritmen.

Daarmee is zijn leven haast gedoemd om te mislukken.

‘Dat klopt en daarmee zitten we, denk ik, niet ver van de werkelijkheid. De grote techbedrijven beweren van alles over hun gebruikers te weten, maar op individueel niveau zitten ze er vaak ver naast. Het probleem van Peter is dat zijn profiel van geen kanten klopt: daardoor werkt er helemaal niets meer voor hem. Bedrijven als Facebook, Google, Amazon, noem maar op: het maakt ze niets uit wanneer het leven van een enkeling zo door het toilet wordt gespoeld. Ze geven niets om het individu. Statistisch gesproken werkt hun methode immers. Ook bij het beoordelen van je kredietwaardigheid worden tegenwoordig algoritmen ingeschakeld. Laatst hoorde ik over een correlatie die er zou bestaan tussen de omgang met een mobiele telefoon en het afbetalen van schulden.

Laad je je telefoon niet op tijd op, dan zou je ook minder geneigd zijn leningen af te lossen. Een geldverstrekker zou dus kunnen nagaan of jij je mobieltje wel vaak genoeg oplaadt, anders krijg 38 | de ingenieur 12 | december 2019

je geen lening. Enkel die correlatie in de grote getallen schaadt jouw persoonlijke kans op een hypotheek, ook al betaal jij je leningen altijd netjes terug. Voor jou is dat desastreus, maar voor de kredietmaatschappij werkt het uitstekend.’

Kennelijk maakt het de gemiddelde burger allemaal weinig uit.

Waarom gaan we niet met z’n allen de straat op om te protesteren?

‘Goede vraag. Dat er nog altijd mensen zijn met een gmail-account van Google vind ik echt onbegrijpelijk. Wie vindt het nu prettig dat zijn mail wordt meegelezen? Waarom onderwerpen we ons aan dat surveillance-­ kapitalisme? Je kunt wel zeggen dat je niets te verbergen hebt, maar met al je data blijf je zulke bedrijven voeden. Misschien is het ook wel net als met de opwarming van de aarde. De veranderingen zijn niet meteen urgent en ze raken niet zozeer het individu, maar veeleer de samenleving als geheel. En dan vinden we het toch wel makkelijk, zo’n gratis mailaccount.

Zoals we ook nog gewoon vliegen naar Parijs, terwijl we veel beter de trein kunnen nemen.’

Wat kan de overheid doen?

‘De almacht van de techbedrijven moet worden opgebroken. Zoals honderd jaar geleden Standard Oil werd opgesplitst, omdat het oliebedrijf te dominant was. Daarnaast moet de overheid gewoon duidelijke regels stellen.

Verbieden om bepaalde data te verzamelen en te verkopen.’

In de wereld van ‘Qualityland’ wordt betaald middels een kus op een tablet. Wordt dat de toekomst?

‘Ik hoop heel erg dat we over twintig jaar zullen vaststellen dat een kus nog altijd een blijk van affectie is, geen betaalwijze. Het is aan ons, aan onze regeringen en aan de bazen van de techbedrijven om te beslissen hoe we willen dat de wereld eruit zal komen te zien. Aan de laatsten kunnen we het niet overlaten, dus moeten we zelf maar de juiste regeringen kiezen.’

Het vervolg op ‘Qualityland’ is inmiddels af. Wat gaat Peter daarin beleven?

‘Zonder iets te willen verklappen: er zou wel eens een oorlog kunnen uitbreken, met automatische wapensystemen die zelf beslissingen nemen.

De eerste versie is af, maar het zal pas over een jaar verschijnen. Toen ik klaar was met deel één, merkte ik dat er nog zoveel meer te vertellen was. De angst dat het boek bij verschijning al achterhaald zal zijn, heb ik niet meer. Alle technologische ontwikkelingen in de wereld bleken het boek ­alleen maar relevanter te hebben gemaakt.’ |

De traditionele indeling in jongens- en meisjesspeelgoed duwt kinderen ongemerkt in een ­ouderwets rollenpatroon. Meisjes denken daardoor minder snel aan een techniekopleiding, ­signaleert hoogleraar Belle Derks.

‘MAAK GENDERNEUTRAAL SPEELGOED’

Prof.dr. Belle Derks is hoogleraar Sociale en Organisatiepsychologie aan de Universiteit Utrecht.

vrouwen, pas te ontstaan vanaf zes à acht jaar. Onder die leeftijd is er geen verschil in competenties tussen jongens en meiden. Er zijn sterke aanwijzingen dat de sekse­verschillen die op die leeftijd ontstaan, te maken hebben met de verschillende soorten speelgoed waarmee ze in aanraking komen.

Door extra training kunnen meisjes hetzelfde niveau van ruimtelijk inzicht halen als jongens, maar bij meisjes worden ­deze vaardigheden tijdens het ­spelen minder gestimuleerd.

Misschien denkt u: maar meisjes wíllen toch gewoon met ander speelgoed spelen dan jongens? De invloed van ouders, leraren en anderen in hun omgeving hierop blijkt echter groot. Zij spreken vaak hun verwachtingen uit via het speelgoed dat zij kinderen aanbieden. Ook ontvangen kinderen vaak rolbevestigende feedback wanneer zij met ander speelgoed spelen. Kinderen nemen deze overtuigingen gemakkelijk aan. Neem bijvoorbeeld de studie over gezinnen waar vaders geloven dat jongens analytischer zijn dan meisjes. Uit het onderzoek blijkt dat meisjes uit die gezinnen minder interesse ­ontwikkelen voor wiskunde.

Op de achtergrond speelt natuurlijk de groeiende vraag naar technologieprofessionals en de wens om meer meisjes voor techniekopleidingen te interesseren. Ik denk dat de oproep van de minister – maak minder onderscheid tussen speelgoed voor jongens en meisjes – wel degelijk kan leiden tot meer interesse bij meisjes voor technische opleidingen. De boodschap die meisjes nu vaak nog krijgen is dat ze zich bezig moeten houden met hun uiterlijk en de zorg voor anderen en dat techniek vooral iets is voor ­jongens.

illustratie Joost Stokhof

PUNT

In Franse speelgoedwinkels en speelgoedadvertenties komt volgend jaar een einde aan de traditionele indeling in jongens- en meisjesspeelgoed. Ook in ons land is er discussie over. Minister Ingrid van Engelshoven riep speelgoed­fabrikanten op hun stereotyperende speelgoed onder de loep te nemen. De Tweede Kamer had k­ ritiek op haar oproep. De minister is niet aangenomen om speelgoed te becommentariëren, vond men daar. ‘Laat Van Engelshoven eerst maar eens zorgen dat meer meiden kiezen voor techniek’, zei Kamerlid Zohair El Yassini in Het Parool.

Die opmerking triggerde mij, want onderzoek laat juist zien dat het lage aantal meisjes dat voor ­techniekstudies kiest mede voortvloeit uit onze neiging om jongens en meisjes al vanaf hun geboorte systematisch anders te behandelen. Ga maar eens kijken op een kinderfeestje waar een vijfjarig meisje een voor een haar cadeautjes openmaakt. Roze armbandjes, glitterspeldjes, een make-upsetje, een rugzakje van Elsa en Anna uit Frozen. Niet zo vreemd, want speelgoed­ producenten schotelen jonge meisjes vooral lieflijk roze speelgoed voor. Terwijl jongens vaak dingen krijgen om mee te bouwen, zoals Lego en K’nex. Is dat een probleem? Wel als je weet dat de ervaring die kinderen hebben met speelgoed een aanzienlijke invloed heeft op de ontwikkeling van hun interesses en competenties. Zo blijken verschillen in ruimtelijk inzicht, een van de weinige aangetoonde verschillen tussen mannen en

december 2019 | de ingenieur 12 | 39

foto Design Academy Eindhoven/Femke Reijerman

EUREKA

DE PRODUCTONTWERPEN VAN MORGEN

SPAARZAME PARASIETEN

tekst ing. Paul Schilperoord en Juliska Wijsman MA

Veel huishoudelijke apparaten produceren warmte als bijproduct, waardoor in het gemiddelde huishouden veel energie verloren gaat. Denk ­alleen al aan warm douchewater dat in het afvoerputje verdwijnt of de warmteafgifte van een waterkoker aan de omgeving. Om iets aan dit warmteverlies te doen, bedacht de Chinese ontwerper Yiqian Bao als ­afstudeerproject aan de Design Academy Eindhoven zijn Electrical Para­sites. Deze kleine appa­ raatjes gebruiken verschillende technieken om restwarmte om te zetten in elektriciteit.

De Electrical Parasites zijn voorzien van thermo-­ elektrische panelen die elektriciteit opwekken uit het warmteverschil tussen de twee kanten van het paneel. Ook maakte Bao een variant met een kleine stirling­motor (heteluchtmotor), die al gaat draaien door relatief lage verwarming en zo een dynamo aandrijft. De opgewekte elektriciteit wordt opgeslagen in batterijen. Met de Electrical Parasites kun je vervolgens bijvoorbeeld een ­mobiele telefoon of andere apparaten opladen.

Bao geeft echter wel toe dat het opladen van de batterijen even kan duren.‘Dit project is ook niet bedoeld als daadwerkelijke oplossing voor de

40 | de ingenieur 12 | december 2019

energieproblematiek’, zegt hij. ‘Het is bedoeld om ingenieurs te inspireren om op basis van mijn idee verder te denken over oplossingen voor energie­ besparing in het huishouden.’ Dat doet Bao zelf ook: ‘De warmte die door de compressor in een koelkast wordt opgewekt zou je kunnen omzetten in elektriciteit voor de verlichting in de koelkast en de warmte van een tv kan worden gebruikt voor de stand-by modus.’

Bao wil met de komische en overdreven vorm van de Electrical Parasites mensen bewust maken dat er nog steeds veel mogelijkheden zijn om energie te besparen, zelfs als we niet zuiniger gaan leven.

Via zijn uitvinding uit hij ook zijn zorgen over ­mensen in de ontwerpwereld die denken dat de oplossing voor de klimaat- en energieproblematiek ligt in een terugkeer naar het verleden, toen huishoudens met eenvoudige middelen grotendeels zelfvoorzienend waren. ‘Dat is een neergaande ontwikkeling, die niet alleen schadelijk is voor ­toekomstige technologische ontwikkelingen voor de lokale bevolking, maar ook de toekomst van de mensheid bedreigt door terug te keren naar ­inferieure technologie.’ (PS)

foto 4Silence

GELUID BUIGEN Veel bewoners in de directe omgeving van grote verkeersaders hebben last van het geluid van het verkeer. De geluidsoverlast wordt veroorzaakt door het contact tussen autobanden en het wegdek, en neemt exponentieel toe bij een hogere snelheid. De bestaande oplossingen om geluidsoverlast tegen te gaan, zoals geluidswanden, hebben onvoldoende effect. Veel mensen hebben nog steeds veel last van het verkeer.

4Silence lijkt daar iets op te hebben ­gevonden. Het bedrijf ­gebruikt daarvoor diffractie: het afbuigen van geluidsgolven langs obstakels. Op basis van dit principe hebben ze de WHIS­ stone ontwikkeld, een betonnen rooster dat naast het wegdek wordt neergelegd en het geluid afbuigt in opwaartse richting.

Het betonnen element heeft verticale gleuven met verschillende diepten. De diepten zijn afgestemd op de resonantie­ frequentie van het verkeerslawaai. Er zijn meerdere gleuven nodig om een groot frequentiebereik, zoals bij het diverse geluid van verkeer het geval is, te beïnvloeden. De werking is als volgt: het geluid van het wegdek scheert in horizontale ge-

luidsgolven over de WHISstone. Omdat in de gleuven van de WHISstone een lagere geluidsdruk heerst, schieten de door geluid trillende moleculen de gleuven in. Eenmaal in de gleuf kan het geluid geen kant meer op, waardoor het gaat resoneren (vergelijkbaar met het effect van een panfluit). Het gevolg is dat de trillende moleculen alleen nog maar verticaal omhoog kunnen, waar ze botsen met de horizontaal verplaatsende moleculen die nog steeds van de weg af komen. Zo ontstaat een soort barrière van opwaarts bewegende moleculen. Omdat geluidsgolven de weg van de minste weerstand volgen, buigen de horizontale golven vervolgens af naar boven onder een hoek van ongeveer 30 graden. Het gevolg is dat direct naast de betonnen elementen een zone wordt gecreëerd waar het tot 4 dB stiller is.

De resultaten van de WHISstone zijn vergelijkbaar met die van een stil wegdek, zoals zoab. De roosters zijn los te plaatsen of als aanvulling in de buurt van geluidsschermen om de overlast daar nog verder terug te dringen. (JW) december 2019 | de ingenieur 12 | 41

foto Flow Hive

EUREKA

DIERVRIENDELIJKE BIJENKAST Het gaat wereldwijd niet goed met de bijen. Er zijn allerlei oorzaken waardoor ze massaal sterven. Het gebruik van bestrijdingsmiddelen, ­parasieten en de gevolgen van klimaatverandering bijvoorbeeld. De ­oplossing ligt deels bij de politiek, vooral in landen als Nederland waar landbouwgif op grote schaal wordt gebruikt. Daarnaast kun je zelf ook iets doen. Veel bloemen in de tuin en het plaatsen van een bijenhotel of bijenkast waar de bijen zich kunnen nestelen, kunnen helpen. Maar ook bij de honingproductie zijn veel bijen te redden.

Vader en zoon Stuart en Cedar Anderson uit Australië houden bijen en oogsten zelf honing. De manier waarop een imker dat doet, is sinds de ­negentiende eeuw weinig veranderd. In een bijenkast hangen honing­ ramen waar de bijen met was honing­raten op bouwen. Deze vullen ze met honing en sluiten ze vervolgens af. Wanneer de imker de ­honing gaat oogsten moet hij de ramen stuk voor stuk uit de kast halen om de honingraten eraf te snijden. De honingraten snijdt hij vervolgens open, daarna slingert of perst hij de honing eruit. Nadat de honingramen zijn schoongemaakt plaatst de ­imker ze weer terug in de bijenkast.

Het zat Cedar Anderson dwars hoeveel bijen er bij dit proces onbedoeld worden doodgedrukt. Samen met zijn vader bedacht hij daarom de Flow Hive, een bijenkast waarbij honing op een eenvoudige manier is te oogsten, zonder het huis van de bijen open te breken. Binnen in de Flow ­Hive zit een aantal Flow Frames. Deze bestaan uit deels voorgevormde 42 | de ingenieur 12 | december 2019

­ oninggraatcellen, waar openingen in zitten. De h bijen vullen de honingraatcellen met honing en sluiten ze daarna af met bijenwas. Het oogsten van de honing is simpel: boven in elk Flow Frame wordt een sleutel geplaatst en omgedraaid. Daardoor bewegen de deels voorgevormde honingraten ten opzichte van elkaar, de bijenwas breekt en de honing kan via de openingen wegvloeien.

De honing stroomt naar beneden en is via een kraantje aan de voorkant van de bijenkast af te tappen. Als de bijen na een paar uur merken dat de honingraten leeg zijn, knagen ze de beschermlaag eraf. Ze repareren de cellen om ze vervolgens opnieuw te vullen.

Stuart en Cedar Anderson introduceerden onlangs een verbeterde versie van hun Flow Hive: de Flow Hive 2. Deze is helemaal opgebouwd uit houten delen die met laserstralen op maat zijn gemaakt en als een puzzel in elkaar vallen. De kast heeft verstelbare ventilatieopeningen om in elk jaar­ getijde voor de bijen de optimale omstandigheden te creëren. (PS)

EUREKA

Speakers zijn overal om ons heen. Bovendien zijn er steeds meer draadloze varianten, die bijvoorbeeld met een ­blue­tooth-verbinding werken. Je neemt ze makkelijk mee en je kunt muziek luisteren waar je maar wilt. Het is alleen zonde dat er voor elke nieuw geproduceerde speaker weer nieuw materiaal wordt gebruikt.

Dat kan anders, dacht Ceriel Lucker MSc, de bedenker van de NSpeaker. Deze speaker bestaat volledig uit hergebruikte treinonderdelen. De speakers zelf zijn zo’n 40 jaar in gebruik geweest in Sprinters van de NS. Nu deze treinen grondig worden gerenoveerd, blijft er nogal wat materiaal over, waarvan veel nog bruikbaar is. ‘Ik heb deze speaker ontworpen om mensen te laten zien dat hergebruik van onderdelen vaak goed mogelijk is’, vertelt ­Lucker.

Hoewel de luidsprekers van de omroepinstallaties in treinen oud zijn, werken ze vaak nog goed. Ze vormen de ­basis voor de nieuwe NSpeaker. De behuizing bestaat uit stroken treinpanelen, die anders bij het afval ­waren terecht gekomen. ­­Aan de binnenkant van de speaker zit schuim van de stoelbekleding uit de Sprinters. Dat geeft het geluid een warmere klank. De speaker is met oude schroeven uit de treintoestellen in elkaar gezet.

foto NSpeaker

OUDE TREIN WORDT SPEAKER

Het enige nieuwe onderdeel van de NSpeaker is de bluetooth-module. Deze kan in de toekomst gemakkelijk worden vervangen, als hij kapot gaat of achterhaald raakt door ­nieuwe technologie. Een stroomadapter wordt niet standaard geleverd bij de NSpeaker. De meeste mensen hebben er immers nog wel eentje thuis rondslingeren. Voor de­ genen die er geen hebben worden oude adapters ­ingezameld.

Deze maand worden een hoop oude Sprinters van de NS ontmanteld. Dan kan het ‘oogsten’ van materialen voor deze speakers op grote schaal beginnen. Naar verwachting is de NSpeaker in het voorjaar van 2020 te koop. (JW)

BETER LOPEN NA BEROERTE

foto iStride

Als mensen na een beroerte halfzijdige verlammingsverschijnselen krijgen, wordt lopen vaak moeilijker. Het ene been beweegt minder goed, waardoor ze geneigd zijn om met het andere been langere passen te maken. Daardoor ontstaat een asymmetrische loopbeweging en raken mensen sneller uit balans, waardoor de kans op een val groter wordt. Een team van de University of South Florida bedacht een eenvoudig hulpmiddel om het deels verlamde been tijdens het lopen te trainen.

De iStride lijkt op een ouderwetse rolschaats die onder de schoen wordt gebonden. Je kunt hem verstellen en aanpassen aan de schoenmaat van de gebruiker. De iStride heeft vier niet-ronde wielen met een kromming die uitloopt in een lange platte kant. Hij wordt onder de voet van de niet-verlamde kant gebonden. Aan de andere voet komt een speciale schoen die

het hoogteverschil compenseert dat door de wieltjes ontstaat.

Als de gebruiker zijn voet met de iStride optilt, naar voren beweegt en weer neerzet, komt de voet neer op het gekromde deel van de wielen. Daardoor rolt de voet een stuk naar achteren tot de wielen met het platte deel blokkeren. Tilt de gebruiker zijn voet weer op dan gaan de wielen vanzelf terug naar de begin­ positie. Door de extra rolbeweging neemt de stapgrootte toe en wordt de asymmetrische loopbeweging overdreven. Het gevolg is dat de gebruiker automatisch gaat compenseren met een grotere staplengte van het deels verlamde been. Zo wordt dit been langzaam sterker.

Het onderzoeksteam voerde recent een klinisch onderzoek uit met zes mensen tussen de 57 en 74 die door een beroerte verlammingsverschijnselen hebben. Zij kregen per week drie trainingen van een halfuur om te oefenen met de iStride gedurende een ­periode van vier weken. Na die periode hadden zij alle zes minder last van asymmetrie in hun loopbeweging en was hun loopsnelheid toegenomen. Dit effect is volgens het onderzoeksteam blijvend, ook wanneer de iStride niet meer wordt gebruikt.

Het basisidee achter de iStride wordt in de revalidatie al langer toegepast met een dubbele loopband waarbij de linker- en ­rechterkant op verschillende snelheden kunnen bewegen. Een belangrijk voordeel van de iStride is dat die ook in het dagelijks leven is te gebruiken. Recent is een tweede klinisch onderzoek afgerond met 21 mensen die de iStride zelf hebben gebruikt. Het Amerikaanse bedrijf Moterum Technologies is van plan om op korte termijn een commerciële versie op de markt te brengen. (PS) december 2019 | de ingenieur 12 | 43

foto Eco Wave Power

EUREKA

HYBRIDE ENERGIECENTRALE Het Zweedse bedrijf Eco Wave Power (EWP) werkt al een paar jaar aan de ontwikkeling van een energiecentrale die energie opwekt via golfslag. Na een eerste installatie op Gibraltar, werd onlangs een tweede systeem in de haven van Jaffa in Israël geplaatst. Het bedrijf merkte dat potentiële klanten vaak ­geïnteresseerd zijn in een mix van duurzame energiebronnen, maar niet elke locatie biedt voldoende ruimte om meerdere energie­ systemen bij elkaar te plaatsen. Daarom bedacht EWP een manier om zonnepanelen te integreren in de golf­slagcentrale.

De energiecentrale van EWP werkt met een drijver op het ­water die is gekoppeld aan een hydraulische zuiger. Door de open neergaande beweging van de drijver op de golven comprimeert de zuiger de hydrauliekvloeistof en wordt er in een tank druk opgebouwd. De gecomprimeerde vloeistof drijft vervolgens een generator aan die elektriciteit opwekt. Door meerdere van deze systemen aan elkaar te schakelen is de ­installatie op te schalen voor een hogere energieopbrengst.

EWP wil nu boven op deze drijvers grote zonnepanelen monteren. De drijvers

hoeft het Zweedse bedrijf daarvoor niet aan te passen, o ­ mdat deze van boven plat zijn en boven het wateroppervlak uitsteken. Het water heeft nog een extra voordeel: door het water koelen de ­zonnepanelen af, waardoor ze beter ­werken. EWP heeft het concept gepatenteerd en is al begonnen om eerste testen met het gecombineerde systeem uit te voeren. Als dit succesvol is zullen de ­zonnepanelen alsnog worden geïnstalleerd op de energiecentrales in Jaffa, ­mogelijk ook op Gibraltar en natuurlijk op toekomstige nieuwe installaties. (PS)

Wereldwijd is nu bijna de helft van de leef­ bare grond in gebruik voor landbouw. Het is tijd voor een nieuwe fase, vindt het Finse ­Solar Foods. Het bedrijf komt met biotechnologische oplossingen om zonder gebruik van landbouw voedsel te produceren.

Solar Foods gebruikt daarvoor bacteriën die het voedt met koolstofdioxide, ­waterstof en ammonia. De bacterie heeft geen suiker als energiebron nodig en kan toch een eiwit produceren dat in gedroogde vorm zowel qua smaak als qua uiterlijk op tarwebloem lijkt.

De energiebronnen van de bacterie – koolstofdioxide en waterstof – produceert het bedrijf via elektrolyse met water, lucht en duurzame elektriciteit. De gevormde waterstof 44 | de ingenieur 12 | december 2019

gebruikt Solar Foods ook om ammonia te ­maken op basis van stikstof uit de lucht.

Met Solein wordt het mogelijk om overal ter wereld voedsel te kweken en produceren, ook in de woestijn, in arctisch gebied of in de ruimte, zegt Solar Foods. Het product is ­klimaatvriendelijk doordat minder land en water worden gebruikt. Per kg Solein is slechts 10 l water nodig, dat is ruim 1500 keer minder dan de hoeveelheid water die nodig is voor de productie van rundvlees. ­Bovendien worden geen broeikasgassen uitgestoten. Solar Foods gebruikt enkel duurzaam opgewekte stroom om het eiwit te ­produceren, en daarbij worden juist koolstof­ gassen gebonden in het proces. (JW)

foto Solar Foods

GEBAKKEN LUCHT

Halverwege de negentiende eeuw werd de reddingsboei onderdeel van de standaarduitrusting van veel sloepen en grotere boten. Sindsdien is het klassieke ontwerp van de reddingsboei nauwelijks veranderd. Het bedrijf ­Noras Performance brengt daar nu ­verandering in. Zij hebben de USafe uitgevonden, een elektrisch aangedreven reddingsboei die je op afstand kunt besturen.

De hoefijzervormige boei heeft een ­afmeting van ongeveer 80 bij 100 cm en weegt 13 kg. In de uiteinden van de boei zitten twee elektromotortjes. Het maakt niet uit welke kant van de boei boven komt te liggen, want de motortjes werken apart van elkaar en op eigen kracht. Met een snelheid van 15 km/u stuur je de reddingsboei vanaf een boot of kade richting een drenkeling.

De elektrische aandrijving van de USafe werkt op basis van een batterij waarmee de boei 30 minuten lang kan ‘varen’. De batterij wordt door middel van inductie opgeladen, waarbij gebruik wordt gemaakt van elektromagnetische velden.

De USafe kan tot een afstand van 450 m een persoon in nood uit het ­water redden. Uit testen is gebleken dat de U Safe tot 2 km afstand vanaf 16 m boven zeeniveau zelfs nog een goede verbinding heeft met de ­afstandsbediening.

De USafe wordt op dit moment in ­negen verschillende landen verkocht en Noras Performance heeft de ­reddingsboei U Safe in 69 landen ­gepatenteerd. (JW)

Als twee kinderen zo blij rennen Luuk (6) en ik (38) om de bladvormige rijdende robot heen die we net zelf in elkaar hebben gezet. Zodra we een voet ervoor houden, stopt het karretje, draait een stukje en rijdt in een andere richting verder. Precies zoals we het zelf geprogrammeerd hebben.

Ik bel de maker, docent Natuur Leven en Techniek, Olivier van Beekum om te vragen waarom hij deze zelfbouwrobot heeft gemaakt. ‘Dat heb ik niet, dat hebben Vroukje en Hannah gedaan toen ze bij mij in vwo 4 zaten. Vroukje is trouwens nu tweedejaars student bij jullie op de TU Delft.’

Ik ben even stil en kijk nog eens goed naar de Leaphy: de body van deze rijdende robot is uit hout met laser gesneden (ik herken het logo van het Delftse bedrijf Laserbeest) en klik je zelf in elkaar. Het elektronische brein is de veel gebruikte kleine Arduino-microcomputer die je zelf programmeert. Twee wielen die je apart kunt aansturen en een akoestische inparkeersensor maken het bouwpakket compleet. Programmeren doe je in Scratch, de visuele ­programmeeromgeving die in het onderwijs al veel wordt gebruikt. Luuk en ik hadden een middag nodig om Leaphy te bouwen en aan het rijden te krijgen. Als Leaphy door mijn studenten aan de TU Delft was ontworpen, hadden die een heel goed cijfer gekregen. Dat twee vwo-leerlingen dit hebben gedaan is geweldig. Ik besluit Vroukje van der Vliet op onze TU Delft-campus op te zoeken.

Heb je Leaphy als hobby ontworpen?

‘Onze docent natuurkunde vond dat robotica in het onderwijs te duur was. Hij kwam de klas in met een bak onderdelen en gaf ons de opdracht om in zijn lessen zelf een robot te maken. Hannah en ik hebben toen Leaphy gemaakt.’

Wat direct opvalt is de vorm: een blad. Waarom?

‘Onze klasgenoten maakten bijna allemaal een blokvormige robot. Dat is makkelijker, maar minder aantrekkelijk voor kinderen. Wij wilden een robot maken die er ook cool uitzag en opviel.’

Hield het Leaphy-verhaal op toen de les klaar was of toen je van school ging?

‘In de les hebben we alleen het eerste prototype gemaakt.

Daarna gaf de school ons ruimte om in een leeg lokaal zelf verder te gaan. We hebben toen met een team Leaphy verder ontwikkeld en het lesmateriaal geschreven dat er nu bij zit. Dat team bestaat nog steeds: elk jaar komen er nieuwe leerlingen bij die Leaphy verder ontwikkelen. Er wordt nu gewerkt aan een lespakket waarmee mbo-studenten met Leaphy trainingen geven aan basisschoolleerlingen.’

Wist je voor Leaphy al dat je aan de TU Delft wilde ­studeren?

‘Nee! Dat komt juist door Leaphy. Daardoor kwam ik erachter hoe leuk ik het vind om iets te ontwerpen en te maken.’

ROLF ZAG EEN DING

foto Noras Performance

ZWEMMENDE REDDINGSBOEI

ZELFBOUWROBOT

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.

december 2019 | de ingenieur 12 | 45

foto 3D Sierra Leone

BETER LEVEN VOOR PATIËNTEN IN SIERRA LEONE

Prothesen uit de printer Sierra Leone telt als gevolg van een gebrekkige zorg en jaren van oorlog veel mensen die een of meer ledematen moeten missen. Een initiatief van onder meer Twentse studenten technische geneeskunde blijkt een wereld van verschil te maken. tekst drs. Pancras Dijk foto’s 3D Sierra Leone

H

et was begonnen met een breuk, maar na een kruidenbehandeling door een traditionele genezer ging het van kwaad tot erger. De breuk ging ontsteken en toen Alex uiteindelijk in het ziekenhuis kwam, hadden de artsen geen andere keuze dan overgaan tot amputatie van zijn arm, om erger te voorkomen.

Merel van der Stelt, student technische geneeskunde aan de Universiteit Twente, liep stage in het Masanga Hospital in Sierra Leone toen ze Alex ontmoette. Hij smeekte om een prothese. Maar ze moest hem teleurstellen; de stomp was klein en bood onvoldoende houvast voor een bruikbare

46 | de ingenieur 12 | december 2019

kunstarm. ‘Alex liet zich niet wegsturen en vertelde mij hoe onzeker hij was. Het verlies van zijn arm had hem getraumatiseerd en hij durfde niet meer naar school. Ook zijn sociale leven was tot stilstand gekomen, uit schaamte voor zijn lichamelijke gebrek’, vertelt Van der Stelt. Het verhaal liet haar niet los en uiteindelijk lukte het haar om met een 3D-printer een prothese te maken voor Alex. Het ging hierbij niet zozeer om de functionaliteit van het nieuwe lichaamsdeel, maar om het feit dat deze jonge student niet langer uit de toon zou vallen als gehandicapte. Dankzij de prothese leefde Alex helemaal op en ging verder met zijn

Om een nieuwe prothese te printen, wordt eerst een scan van de stomp gemaakt met een eenvoudige handscanner.

studie. De cosmetische prothese bleek wel degelijk functioneel, want deze veranderde Alex in een zelfverzekerde jongen.

Van der Stelt vertelt dit verhaal om te illustreren dat zelfs een simpele, lowtech prothese het leven van iemand totaal kan veranderen. De positieve gevolgen die deze protheses met zich meebrengen, motiveerden haar om zich in te zetten voor een permanent 3D-printlab voor dit ziekenhuis in Sierra Leone, dat ook een opleidingskliniek is dat wordt gerund door tropenartsen uit Nederland, Engeland en Denemarken.

Een crowdfunding-actie, waaraan De Ingenieur dit najaar al aandacht besteedde, leverde 12.500 euro op. Dat bedrag was hoger dan verwacht en dus kan er naast het inrichten van het lab nog meer worden gerealiseerd, zoals een training voor het opleiden van specialisten ter plaatse en het inhuren van een fysiotherapeut.

Lowtech prothese Normaal gesproken is het maken van een passende prothese erg bewerkelijk. Om de stomp legt een specialist een gipsverband, waardoor een negatieve mal van de stomp ontstaat. Daar wordt vervolgens gips ingegoten, waarna er een positieve mal ontstaat. Hier en daar wordt materiaal weggeschraapt of juist aangevuld, afhankelijk van waar zich botmateriaal of juist zacht weefsel bevindt. Deze hand­ matige nabewerking is noodzakelijk om drukplekken te voorkomen.

Wanneer de mal is geperfectioneerd, wordt uit giethars de juiste vorm gegoten.

Het lastige van deze methode is dat er veel materiaal voor nodig is. Al die materialen moeten worden geïmporteerd, waardoor de kosten te hoog zouden oplopen. Daarnaast is deze methode tijdrovend en sterk afhankelijk van de ervaring en vaardigheden van het beschikbare personeel.

‘We willen dat de prothesen betaal­baar blijven; daarom houden we het proces simpel’ Dankzij de Nederlandse hulp is daar nu een oplossing voor. ‘Wij werken niet met gips, maar met een 3D-scanner’, zegt Van der Stelt. Komt er een patiënt die bijvoorbeeld een arm mist, dan wordt eerst de stomp gescand met een eenvoudige handscanner. Vervolgens wordt de arm aan de andere zijde van het lichaam gescand. Een 3D-ontwerp­ programma maakt vervolgens een model van de arm dat precies op ­­ de stomp past en vervolgens uit de printer rolt. Na enkele simpele aanpassingen om de prothese perfect op maat te maken, is die klaar om te worden aangemeten.

Hergebruikt plastic Een 3D-printer en een computer, veel meer heb je niet nodig om deze protheses te maken. Het filament, de thermoplastic waaruit de nieuwe prothese is gemaakt, wordt nu nog uit Nederland meegenomen, maar in de toekomst is het de bedoeling om afgedankt plastic te hergebrui-

Dankzij nieuwe prothese uit de 3D-printer, leefde Alex helemaal op.

ken. ‘De prothesen moeten betaalbaar blijven en we willen dat de lokale bevolking het project zelf draaiende kan houden. Daarom houden we het proces simpel, zodat het niet stilvalt zodra wij zijn vertrokken of de materialen op zijn.’

Inmiddels is de vierde student technische geneeskunde onderweg naar Sierra Leone: dan zijn het er drie geweest van de UTwente, en één van de TU Delft. ‘Elke student richt zich op een nieuwe casus’, zegt Van der Stelt. ‘Er valt nog veel te leren en het is fijn om dat in de gecontroleerde omgeving van de Masanga Medical Research Unit te kunnen doen. Daar zijn veel onderzoekers.’ Vanuit Nederland kunnen de studenten bovendien rekenen op de expertise van prof.dr.ir.

Thomas Maal van het 3D-lab in het Radboud UMC en op Lars Brouwers MD, MSc, chirurg in opleiding aan het Raboud UMC en het Elisabeth-Tweesteden Ziekenhuis. Beiden zijn bij de oprichting van het lab in Sierra Leone betrokken.

‘Het klinkt makkelijk, een prothese maken’, zegt Van der Stelt. ‘Maar nergens op de wereld worden ze gemaakt op de manier waarop wij het doen. We komen voortdurend problemen tegen, waarvoor we steeds zelf een oplossing moeten bedenken. Maar door goed te luisteren naar de patiënt en ze ook na de behandeling goed te blijven volgen, leren we steeds weer bij.’ | december 2019 | de ingenieur 12 | 47

TO DO

foto Continium

STAR WARS |

vanaf 18 december

foto starwars.com

Ben jij geschikt als astronaut? Test het in het Continium discovery centre in Kerk­ rade. Daar draait sinds kort de scienceshow Astronautentraining in het theater van het museum. De museumbezoeker mag als ruimtevaarder in opleiding testen hoe spaceproof hij of zij is. Hoe sportief ben je? Hoe is het gesteld met je oog-hand­ coördinatie? Spreek je je talen? Ook zie je van dichtbij welke uitrusting een astronaut nodig heeft. Waarom is een ruimtevaartpak nodig? Wat staat er op het menu in de ruimte? En hoe gaat een astronaut naar de wc? In het Continium is bovendien nog veel meer te doen. Een tijdreis maken in het Time Warp Theater bijvoorbeeld, of lekker in het Tinker Lab prutsen aan knikkerbanen, windmachines of elektronische schakelingen.

‘Astronautentraining’, Continium, Kerkrade, t/m 12 september 2020.

De kersttijd komt eraan, velen van ons ­genieten van extra vrije dagen. Een goed moment om weer eens naar de bioscoop te gaan. Dit jaar kun je daar onder meer de nieuwe Star Wars, The Rise of Skywalker zien. Fans zullen reikhalzend uitkijken naar alweer het zoveelste deel van deze cyclus.

Daarin kwamen de verhalen niet chronologisch in de bioscoop. Het begon ooit met de delen 4, 5 en 6 en pas veel later kwamen de eerste drie delen in de bioscoop.

The Rise of Skywalker is deel 9, en regisseur J.J. Abrams liet onlangs weten dat dit voorlopig het laatste deel van de Star Warsreeks zal zijn. Helemaal zeker is dat nooit, in filmland; de eerdere Star Wars-films die in de bioscoop werden uitgebracht, waren namelijk nogal lucratief voor Disney.

Star Wars: The Rise of Skywalker, ­ 155 minuten, vanaf 18 december in de bioscoop

LESSEN OVER DROOGTE | 8 januari

foto Regionaal Archief Alkmaar / CC BY 2.0

Het zit misschien niet meer vers in ieders geheugen, maar de zomer van 2018 was uitzonderlijk. Hij was namelijk extreem droog, zo droog dat de grondwaterstanden ver wegzakten en niet meer volledig herstelden tijdens de winter die erop volgde.

De droogte veroorzaakte schade in de land-

48 | de ingenieur 12 | december 2019

bouw, natuurgebieden en andere economische sectoren. De waterkwaliteit had er­ onder te lijden en er was sprake van extra bodemdaling door de lage grondwater­ standen. De scheepvaart had ernstige problemen, door geringe vaardiepten en beperkingen bij sluizen. Als gevolg daarvan

ontstonden zelfs knelpunten bij de grondstoffenvoorziening voor de bouw en de ­bevoorrading van tankstations.

De invloed van een zeer droge ondergrond op dijken en funderingen is het onderwerp van een KIVI-bijeenkomst op 8 januari. Ingewijden van Rijkswaterstaat, Deltares en het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat blikken terug op deze droge zomer.

De Landelijke Coördinatiecommissie Waterver­deling (LCW), die in actie komt als het lange tijd droog is, bespreekt de ervaringen van de afgelopen twee droge zomers. En leden van de Beleidstafel Droogte geven een toelichting op het conceptadvies waarin 22 aanbevelingen staan om Nederland beter voor te bereiden op de volgende ­periode van extreme droogte.

Bijeenkomst Effect van droogte op dijken en funderingen, 8 januari 13.30-16.45 uur, KIVI, Den Haag. Inschrijven op www.kivi.nl/activiteiten.

tekst ir. Jim Heirbaut

foto’s Depositphotos

GEDRAG AAN BANDEN IN PROGRAMMEURSWERELD

Code in cultuurstrijd Mag je seksueel getinte grapjes maken? Hoe moet je reageren op kritiek en wat mag je als vertegenwoordiger van een softwareproject zeggen op Twitter? Formele gedragscodes moeten programmeurs een antwoorden bieden op zulke vragen en de diversiteit in het werkgebied bevorderen. ­­ In de praktijk leiden ze regelmatig tot felle conflicten. Waar komt de cultuurstrijd rondom codes of conduct vandaan? tekst drs. Enith Vlooswijk

december 2019 | de ingenieur 12 | 49

CODE OF CONDUCT De code of conduct kwam in de jaren ­tachtig op als een instrument om veranderprocessen door te voeren in het Amerikaanse bedrijfsleven. Personeelsmanagers gingen ervanuit dat je mensen moet laten wennen aan een nieuwe situatie en ze ­regels moet geven die horen bij de nieuwe status quo.

Een code of conduct is een lijst van gedragsnormen die helpt misverstanden te voorkomen en schept duidelijkheid voor een nieuwe situatie. De gedragscode moet bovendien duidelijk zijn over wat er gebeurt als mensen zich niet aan de regels houden. Een code of conduct vormt geen juridische overeenkomst, maar is wel te gebruiken om consequenties te verbinden aan afwijkend gedrag. Het is bovendien veel meer dan een gedragsnorm die moet voorkomen dat mannen zich tegenover vrouwen misdragen. Een code of conduct is er om elke vorm van ongelijkwaardigheid

en discriminatie uit te bannen. In de programmeurswereld leidt het breken van een gedragscode meestal eerst tot een waarschuwing van de organisatie die het evenement organiseert, of van degenen die het softwareproject leiden. Bij volharding van onwenselijk gedrag kunnen zij de overtreder verwijderen uit de ruimte of het online project.

Muiterij om gedragscode Linux De invoering van een nieuwe gedrags­code bij Linux in 2018 is illustratief voor de stennis die dit kan veroorzaken. De geestelijk vader en eindbaas van het beroemde besturingssysteem, Linus Torvalds, staat niet bepaald bekend om zijn subtiele omgangsvormen. Als grofgebekte bullebak stond hij jarenlang symbool voor de toxische macho­cultuur die het werk­gebied minder aantrekkelijk maakt voor vrouwen en andere minderheden. Groot was dan ook de

O

orspronkelijk, in de beginjaren van het vak, werd programmeren vooral door vrouwen gedaan. Het werd gezien als een logische vervolgstap voor secretaressewerk, een vak dat doorgaans door vrouwen werd uitgeoefend. De eerste elektronisch werkende, digitale computer ter wereld, ENIAC, werd in de jaren ‘40 van de vorige eeuw geprogrammeerd door een team van de Amerikaanse University of Pennsylvania dat onder leiding stond van zes vrouwen.

Maar de afgelopen decennia is de programmeurswereld van lieverlede een mannenbolwerk geworden en voor de vrouwen die in het vak actief zijn, is dat soms lastig. Sinds #metoo is er ineens meer aandacht voor de bedenkelijke omgangsvormen van veel programmeurs. Natuurlijk is het mooi wanneer twee mensen elkaar echt leuk blijken te vinden tijdens een bijeenkomst, maar wanneer alle mannen gaan sjansen met die ene, aanwezige vrouw, wordt het een heel ander verhaal.

Schuddende borsten Dat er bij een congres op het grote scherm een gifje wordt vertoond met schuddende borsten, voelt evenmin prettig wanneer er maar een paar vrouwen aanwezig zijn tussen vele mannen. Of als vrouwelijke programmeurs te horen krijgen dat hun jurkje leuk weliswaar is, maar dat programmeren toch meer iets is voor mannen. Stuk voor stuk voorbeelden uit de praktijk die ertoe kunnen leiden dat vrouwen zich wel twee keer bedenken eer ze voor een loopbaan in het programmeerwereldje kiezen. En dat is allesbehalve wenselijk, want er is een groot gebrek aan programmeurs.

Steeds meer organisaties hebben daarom een code of conduct: een reeks gedragsvoorschriften die een gelijkwaardige samenwerking en diversiteit onder werknemers moeten 50 | de ingenieur 12 | december 2019

verbazing toen Torvalds in een brief publiekelijk zijn excuses maakte voor zijn niet empa­thische gedrag. De nieuwe code of conduct die hij in dezelfde periode aannam en die was bedoeld om meer diversiteit te bewerkstelligen, maakte veel protest los bij een deel van de ontwikkelaars. Bij open source gaat het puur om inhoud en kwa­ liteit, niet om de vorm of afzender, betoogden zij. De discussies liepen zo hoog op dat de ontwikkelaars iedereen die het niet eens was met de code of conduct, op­ riepen de licenties voor eigen bijdragen aan Linux terug te trekken. Omdat de open ­Linux-programmatuur een bonte kluwen is van bijdragen die op elkaar voortborduren, zou dit betekenen dat er gevaarlijke gaten zouden vallen in het besturingssysteem.

Omdat de juridische werkelijkheid wat weerbarstiger bleek dan de groep muiters veronderstelden, is het tot op heden bij die boze oproep gebleven.

bevorderen. Niet alleen bij conferenties en meet-ups, maar ook bij online open source projecten moet een code of conduct de omgangsvormen tussen programmeurs vastleggen.

Hoewel de gedragsvoorschriften dus bedoeld zijn als sociaal smeermiddel, veroorzaken ze in de praktijk nogal eens discussie. Google op termen als CoC, coders en toxic culture, en op je scherm ontvouwt zich een felle cultuurstrijd. Die strijd vertoont parallellen met de discussies over #metoo, waarbij tegenstanders van de gedragscodes de voorstanders uit­ maken voor social justice warriors, terwijl de voorstanders hun opponenten wegzetten als witte, geprivilegieerde mannen die hun macht niet willen delen. Wat is er aan de hand?

Safe space Om wat tegenwicht te bieden aan die door mannen ge-­ domineerde sessies, organiseert Janine Khuc MSc, data ­scientist bij Pacmed, zelf bijeenkomsten voor de Amsterdamse afdeling van R-Ladies, een organisatie die het gebruik van de programmeertaal R (die gebruikt wordt voor statistiek en data-analyse), bevordert bij vrouwen en andere minderheden binnen de programmeurswereld. De organisatie hanteert ook een code of conduct om een respectvolle omgang tussen de deelnemers aan te moedigen. Die schept duidelijkheid voor het geval er zich mannen aanmelden die eigenlijk op zoek zijn naar een date.

Er zijn vele gedragscodes in omloop, die onderling vooral verschillen in de mate waarin ze in detail treden. De ene gedragscode beperkt zich tot geboden als: ‘wees aardig voor elkaar’, de andere is een ellenlange lijst regels van do’s and don’ts. Veiligheid (meestal uitgedrukt met de Engelse term safe space) is hierbij een kernbegrip, aldus Khuc. Safe space betekent dat iedereen binnen een organisatie of samen­ werkingsverband zich vrij voelt om zich uit te drukken en

Dat er conflicten zijn tijdens een veranderproces is onvermijdelijk.

vragen durft te stellen, zonder bang te zijn dat anderen je veroordelen. Geef geen beledigend commentaar over iemands gender, identiteit, seksuele oriëntatie, leeftijd, mentale aandoening, ras of religie. Oordeel niet over zaken als leefstijl of eetgewoonten en raak niemand ongewenst aan.’

Het lijken voorschriften waar niemand iets op tegen kan hebben: wie pleit er nu vóór het ­toestaan van seksisme en beledigingen? Toch is drs. Jos Vos, mede-oprichter van X/OS Experts in Open Systems BV en expert op het gebied van open source software, erg kritisch over het vastleggen van gedragsregels. ‘Hardcore programmeurs zijn vaak direct en soms ook arrogant’, zegt hij. ‘Dat kan weliswaar niet iedereen waarderen, maar het wordt meestal wel geaccepteerd uit respect voor de kennis en de bijdragen. Ik kan me voorstellen dat sommige mensen zich hierdoor laten afschrikken, maar dat is dan maar zo. Het werkt niet om iemands natuurlijke wijze van omgang geforceerd te wijzigen, dat zou sommige echt goede mensen juist wegjagen en de kwaliteit van het werk nadelig beïnvloeden.’

Sneeuwvlokjes Het is een veel gehoord argument bij discussies over codes of conduct: de programmeer­wereld is altijd een meritocratie geweest: alleen de kwaliteit van de software telt, niet wie deze heeft geschreven. Hoe buitenissig en onaangepast programmeurs ook zijn, als hun codes deugen doet hun gedrag niet ter zake. Drs. Guido van Rossum, ontwerper van de programmeertaal Python, vindt het maar onzin. ‘Bij het Python­project zijn we blij met iedereen die een bijdrage levert. Niet iedereen hoeft een ervaren C-programmeur te

zijn.’ Ook van het argument dat een code of conduct begaafde, maar minder sociaal handige programmeurs zou wegjagen, is Van Rossum niet onder de indruk. ‘Echte eenlingen functioneren sowieso niet goed in een project, omdat je in open source goed moet kunnen samen­ werken. De code of conduct treedt in werking wanneer er beledigingen of bedreigingen worden geuit. Ook minder sociaal handige personen moeten in staat zijn om zich te houden aan de grenzen die deze gedragscode stelt.’

Houvast Het verschil in visie tussen Vos en Van Rossum is tekenend voor de discussie: de tegenstanders van een code of conduct zeggen ‘dat ze tegenwoordig ook niets meer mogen door een stel overgevoelige sneeuwvlokjes’. De voorstanders werpen tegen dat het heus niet zo moeilijk is om gepast gedrag te vertonen. De definitie van wat gepast is, verschilt echter per persoon. Volgens dr. Meir Shemla, diversiteits­onderzoeker aan de Rotterdamse Erasmus Universiteit, is dat precies de reden waarom veel codes of conduct in het bedrijfsleven niet werken.

‘Teamleden hebben vaak ieder een eigen blik op de realiteit en verschillende verwachtingen van wat wenselijk gedrag is. Een code of conduct die duidelijkheid schept, zou kunnen helpen om tot een gedeelde werkelijkheid te komen en mogelijke bronnen van conflict weg te nemen. Het probleem is dat gedragsvoorschriften vaak breed worden gedefinieerd. Dan staat er in de gedragscode bijvoorbeeld: wees respectvol en werk goed samen. De kans is groot dat teamleden zo’n regel niet op dezelfde manier interpreteren en daardoor de problemen juist verergeren.’ Regels die op meerdere manieren zijn te interpreteren, kunnen immers opnieuw zorgen voor onenigheid.

Een code of conduct kan houvast bieden wanneer de interactie tussen mensen spaak loopt. Het is dan uitgesproken dat bepaald gedrag niet wordt getolereerd, is het idee. Het draagt ook bij aan een groeiend bewustzijn over omgangsvormen bij mensen die hier normaal gesproken niet over nadenken. Khuc haalt ter illustratie een incident aan dat zich onlangs voordeed. ‘Er kwam een vrouw naar ons toe, omdat een man haar had proberen te versieren. Zij dacht dat hun gesprek puur december 2019 | de ingenieur 12 | 51

professioneel van aard was en vertelde hem over haar werk. Toen ze hem naar zijn baan vroeg, gaf hij commentaar op haar kleding en maakte hij duidelijk dat hij haar aantrekkelijk vond. Dat gaf haar een heel ongemakkelijk gevoel. Wij hebben de man toen een waarschuwing gegeven. Als het nog een keer gebeurt, mag hij niet meer naar de meet-ups komen.’

Toch zal niet iedereen dit een duidelijk voorbeeld vinden van grensoverschrijdend gedrag. Sterker nog, tegenstanders van codes of conduct klagen door dergelijke verhalen over alsmaar striktere en puriteinse gedragsnormen. Shemla benoemt nog een tweede probleem dat een code of conduct met zich meebrengt. Vaak leggen deze gedragsvoorschriften meer nadruk op het nakomen van regels, dan op het versterken van de samenwerking op basis van een gelijkwaardige relatie. Dat geldt bijvoorbeeld voor regels ter voorkoming van seksuele intimidatie. ‘Dat is belangrijk, maar met inclusie heeft het niets te maken. Sterker nog, als je de nadruk legt op seksuele ­intimidatie is de kans groter dat je een gevoel van afstand en ­vijandigheid creëert tussen mannen en vrouwen, dan dat je samenwerking stimuleert.’

Aan de regels houden Martijn, een programmeur bij ING die anoniem wenst te blijven, heeft gezien hoe de gedragsvoorschriften bij conferenties de afgelopen tien jaar steeds uitgebreider werden. ‘In de eerste code of conduct van de CCC-conferentie (Chaos Computer Club) in Hamburg stond bijvoorbeeld dat je niet ongevraagd foto’s mag nemen van mensen. Ik had daar nooit zo over nagedacht, maar ik was het er wel mee eens. Maar in de loop der jaren kwamen er steeds meer van die gedragsvoorschriften, ook bij online softwareprojecten, die om veel meer gingen

’Het blijkt wel goed te werken als teams zélf hun gedragsregels opstellen’ dan een paar huisregels. Er waren allerlei regels over het uiten van je mening, en er kwamen steeds meer en steeds extremere discussies over die regels. Bij een groot softwareproject, FreeBSD, werd een jaar of twee geleden een code of conduct opgesteld die verbood om bij technische discussies een virtuele knuffel te sturen als anderen iets goed hadden gedaan. Dat kon worden ervaren als ongemakkelijk en als een inbreuk op iemands persoonlijke integriteit. Voor mij voelde dat alsof ik naar een aflevering van Monty Python keek (absurdistische Britse comedy, red.).’

Veranderproces Martijns relaas illustreert het derde probleem waarmee veel codes of conduct kampen: de mensen die zich eraan moeten houden, zijn meestal niet degenen die de gedragsregels hebben opgesteld. ‘Het management dringt de regels op aan de werknemers’, zegt Shemla. ‘Dat kan nuttig zijn om rechtszaken te vermijden, maar een betere samenwerking levert het niet op. De kans is juist groot dat mensen hun kont tegen de krib gooien. Wat wel blijkt te werken, is als teams zélf hun gedragsregels opstellen. Als er misverstanden zijn, gaan de teamleden 52 | de ingenieur 12 | december 2019

zelf om de tafel zitten om regels op te stellen, om het probleem in de toekomst te voorkomen.’

Ook prof.dr. Alfons van Marrewijk, hoogleraar bedrijfsantropologie aan de Vrije Universiteit Amsterdam, zegt dat het zelf opstellen van gedragsvoorschriften door het team dat zich eraan moet houden, beter is. Hij bestudeerde ­cultuurveranderingen binnen het bedrijfsleven, waarbij codes of conducts soms een rol spelen.

‘Managers denken dat de gedragsvoorschriften wel naar beneden zullen druppelen en het gedrag van mensen beïnvloeden, omdat het nu eenmaal op papier staat. Ik geloof daar helemaal niets van.’

Dát er conflicten zijn in een verander­proces, is volgens Van Marrewijk overigens onvermijdelijk en ook niet slecht. ‘Verandering bij mensen kost bloed, zweet en tranen. Als je ander gedrag met elkaar afspreekt, zitten er altijd rotte appels tussen, mensen die zich niet aanpassen. Die moet je verwijderen, anders gaat iedereen denken dat je overal mee wegkomt. Maar het is wel belangrijk dat je zoveel mogelijk op één lijn zit.’

Bij veel beroepsgroepen, zoals artsen en ingenieurs, is dat eenvoudiger dan bij programmeurs.

Elke arts of ingenieur heeft een vergelijkbare ­training doorlopen bij een universiteit of hogeschool. Dat leidt tot een gedeelde beroeps­cultuur, waardoor het makkelijker is om afspraken te maken over de beroepsethiek.

Programmeurs hebben daarentegen de meest uiteenlopende achtergronden. Ze hebben niet één specifieke opleiding gevolgd. ‘Het is een bont, divers gezelschap, van techno-anarchisten en hackers tot keurige, brave programmeurs’, zegt Van Marrewijk, die ook in grote technische ondernemingen onderzoek deed. ‘Is daar wel een hek omheen te zetten? De discussies over codes of conduct zie ik ook als een poging van een jonge beroepsgroep om de beroepsidentiteit af te bakenen. Wie horen er wel bij ons en wie niet? Waaraan moet je voldoen, hoe moet je je gedragen? Dat is een strijd die waarschijnlijk niet vandaag of morgen wordt beslecht.’

Ajax Martijn ziet het proces intussen met lede ogen aan. ‘Van jongs af aan ben ik betrokken geweest bij een obscure cultuur van spelen met computers tot hacken. Daarbinnen zaten veel mensen die wars waren van wat anderen vinden. In die wereld is het niet belangrijk of je voor PSV of Ajax bent, of je PvdA stemt of VVD. Ik denk dat het warse van politieke en sociale normen ervoor heeft gezorgd dat de cultuur zich zo heeft kunnen ontwikkelen en dat er zoveel fantastische dingen uit zijn gekomen. Wat mij betreft dwaalt de aandacht nu onnodig af naar randzaken en politiseert het de subcultuur. Dat vind ik jammer.’ |

foto Fokke Eenhoorn / Universiteit Twente

Uitzicht vanaf de eerste verdieping over het atrium van het nieuwe TechMed Centre van de Universiteit Twente.

MEDISCHE TECHNOLOGIE ONTWIKKELEN VOOR BETERE ZORG

Operaties oefenen in TechMed Centre Op 29 november opende de Universiteit Twente officieel de deuren van het TechMed Centre. Hier draait alles om onderzoek, onderwijs en innovatie­ ontwikkeling van medische technologie. De operaties die studenten en artsen hier kunnen oefenen zijn levensecht. tekst ir. Jim Heirbaut

O

p de campus van de Universiteit Twente staat een gebouw dat wat weg heeft van een hightech ­ziekenhuis.

Maar dan zonder patiënten. Het is het nieuwe TechMed Centre, dat op 29 november officieel werd geopend door koning Willem­-Alexander. Dit is het nieuwe hoofdkantoor van de uni-

versiteit als het gaat om onderzoek, onderwijs en innovatieontwikkeling op het gebied van medische technologie. Vlak vóór die opening kreeg De Ingenieur een rondleiding.

Simulatie Het TechMed-gebouw oogt ruim en er valt veel daglicht naar binnen. Het

ruikt er nog een beetje naar een nieuwe auto. In het grote atrium zitten groepjes studenten die samenwerken aan hun projecten. Laptops open­ geklapt op de tafeltjes, volgekrabbelde notebooks ernaast. Achter de deur die directeur ir. Remke Burie opent, zien we ineens de operatiekamer van een ziekenhuis. Een stukje verderop staan december 2019 | de ingenieur 12 | 53

foto Eric Brinkhorst / Universiteit Twente

Studenten aan het werk in de ‘operatie­ van het 12 TechMed Centre. 2019 54 |kamer’ de ingenieur | december

acteurs op de gang te wachten totdat ze als ‘patiënten’ een ‘spreek­ kamer’ worden binnengeroepen. Daar zal een student ze als ‘arts’ te woord staat.

Het gebouw op de Twentse campus – de voormalige Technohal – stamt uit 1970 en was lang in gebruik voor chemische experimenten met hoge installaties. Het oude pand werd helemaal gestript en gerenoveerd tot een spiksplinternieuw universiteitsgebouw: het ­TechMed Centre. Sinds het begin van dit collegejaar werken hier de studenten gezondheidswetenschappen, bio­medische technologie en technische geneeskunde aan hun projecten. Ook komen chirurgen in opleiding vanuit het hele land hier hun handvaardigheid oefenen. ‘In ons simulatiecentrum hebben wij apparaten waarop zij oefenen met hartkatheterisatie of het plaatsen van een stent. Alle vaatchirurgen in opleiding komen bij ons langs’, vertelt Burie.

Technisch dokter Voor de Universiteit Twente is dit nieuwe centrum een logisch vervolg op het medisch-technologische onderzoek dat de universiteit al langer doet en het onderwijs dat de instelling al aanbiedt. De Twentse universiteit was in 2003 de eerste onderwijsinstelling die de bachelor­opleiding technische geneeskunde aanbood. Hier worden jonge mensen opgeleid tot ‘technisch dokter’, iemand die kennis van het menselijk lichaam combineert met diepgaande technische exper-

‘We oefenen ook met operaties waar de stroom ineens uitvalt’ tise om zelfstandig ­patiënten te kunnen helpen. In 2014 startte ook de TU Delft met zo’n soort opleiding. ‘In het buitenland kijken ze met enige jaloezie naar deze opleidingen’, zegt prof.dr.ir. Nico Verdonschot, wetenschappelijk directeur van het TechMed Centre. De ­technisch geneeskundigen maken steeds meer volwaardig deel uit van behandelteams in ziekenhuizen verspreid over het land. Sinds dit jaar kunnen zij zelfs BIG-geregistreerd worden, waarmee zij ­zelfstandig medische handelingen mogen verrichten en beslissingen over de behandeling mogen nemen.

Nieuwe technieken testen Rond het grote atrium bevinden zich verschillende ruimtes die je normaal gesproken alleen in een ziekenhuis aantreft. Zo is er een volledig uitgeruste operatiekamer (OK), met een operatietafel, speciale verlichting en een robotisch C-vormig röntgenapparaat. Het enige wat hier ontbreekt is de laminaire luchtstroming die de ruimte steriel houdt.

Maar die is hier ook niet nodig. ‘Deze ruimte is bedoeld voor wetenschappelijk onderzoek en voor OK-teams om verschillende scenario’s bij operaties te oefenen op poppen. Vaak worden er operaties na­­ gebootst die goed verlopen, maar er wordt ook geoefend met situaties waarbij de stroom uitvalt’, vertelt Burie.

De rondleiding gaat verder en we komen in een ruimte waar we getuige zijn van het testen van een state-of-the-art MRI-scanner. Een onder­ zoeker schuift gestrekt het apparaat in. Op een tafel liggen realistische modellen van menselijke aderen met stents erin; de buisjes die helpen om een bloedvat open te houden. ‘Zo’n MRI-scanner geeft beelden van een bepaalde kwaliteit, met een bepaalde nauwkeurigheid. Maar bij specifiek gebruik wil je wel zeker weten wat je ziet. Daar­om valideren we hier dit soort machines en de algoritmen voor beeldanalyse’, legt Burie uit.

De MRI-scanner is van Siemens, zoals wel meer apparaten in het TechMed Centre. Dat is geen toeval: deze Duitse producent van medische apparatuur werkt samen met de Twentse universiteit. Het idee is dat nieuwe technieken hier uitgebreid worden getest, voordat ze in het ziekenhuis worden ingevoerd. Tegelijk huurt Siemens de oefenruimten voor een deel van de tijd terug van het TechMed Centre. Het bedrijf verzorgt samen met de TechMed Academy trainingen voor medisch professionals. Daarmee bedient die naast de Nederlandse ook een deel van de Duitse markt.

Betere zorg In eigen land werkt het TechMed Centre samen met alle universitair medische centra, acht umc´s in totaal. Ook die hebben kleine afdelingen die nieuwe technologie ontwikkelen om de zorg te verbeteren. ‘Daar zijn ze vaak heel goed in complexe medische gevallen. We werken ook samen met grotere algemene ziekenhuizen, want daar hebben ze juist grotere aantallen patiënten. Dat is voor sommige aandoeningen nuttig, zoals voor diabetes’, legt Verdonschot uit. Doel is altijd om technologie zó in te zetten dat de zorg beter én beter betaalbaar wordt.

Wanneer Burie een volgende deur opentrekt, staan we ineens in een huiskamer. Het lijkt wel een showroom van IKEA. Als je beter kijkt, vallen de camera’s aan het plafond en de bijzondere ­spiegelende muur op. ‘We zijn nu in het e-health­house. Die spiegelende wand is een observatie­ raam. Hier kunnen we zien hoe mensen omgaan met sensoren in hun woning, met domotica of een virtual reality-bril. De achterliggende vraag is hoe je patiënten het beste thuis kunt monitoren. Want dat is de grote trend van de zorg: mensen zo kort mogelijk in het ziekenhuis houden na een behandeling en zoveel mogelijk thuis laten herstellen.’ | december 2019 | de ingenieur 12 | 55

EENMANSZAAK WORDT TECHREUS onderdeel van het maken van een chip. Omdat ASM de apparatuur voor zijn klanten moest kunnen installeren en onderhouden, nam Del Prado enkele technici in dienst. Die bouwden steeds meer kennis op, waardoor ze begin jaren zeventig een eerste eigen ­reactor konden bouwen. Daarmee begon de geleidelijke transformatie van ASM tot fabrikant.

In 1956 vertrok de Nederlander Del Prado naar de Verenigde Staten om te studeren. Hij kwam echter al snel bij het bedrijf Knapic Electro-Physics terecht, dat siliciumkristallen maakte die als basis dienden voor chips. Del Prado werd terug naar Nederland ­ge­­stuurd om voor Knapic de Europese markt te veroveren. Toen Knapic zes jaar later stopte, begon Del Prado een handelsagentschap voor silicium en apparatuur voor chipfabricage. Het eenmansbedrijfje Advanced Semiconductor Materials (ASM) was ge­boren. De handel in apparaten werd al snel de hoofdzaak. Vaak waren het reactoren, die één stap verzorgden van het ingewikkelde proces van laagjes toevoegen en deels weer wegetsen, een belangrijk

Op straat gezet Opvallend was dat Del Prado die omschakeling wist te realiseren zonder researchafdeling en zonder financiering van buitenaf. Zo nam hij voor zijn Amerikaanse vestiging dr. Don Jackson in dienst, een toptechnicus die door Motorola op straat was gezet, nadat die grote chipfabrikant een veelbelovend ­ontwikkeltraject had stopgezet. De kennis van dat traject kwam daarmee bij ASM terecht.

Toen ASM – inmiddels mét een eigen research­ afdeling – begin jaren tachtig met de zogeheten epitaxiereactor voor het eerst geheel eigen technologie ontwikkelde en daarmee meteen marktleider werd, brak een periode van stormachtige groei aan.

MEDIA

Een van de succesverhalen van de Nederlandse industrie is de geschiedenis van ASM International, machinefabrikant voor het maken van computerchips. In Fortunes of High Tech blijkt dat verhaal voor een groot deel de geschiedenis te zijn van Arthur del Prado (1931–2016), die het bedrijf oprichtte en tot grote bloei bracht.

MEESTER IN NATUURKUNDE

Over de befaamde natuurkundige Hendrik Antoon Lorentz raak je als schrijver niet uitgeschreven. Onlangs verschenen er twee dikke pillen over zijn leven en natuurkundige doorbraken.

onder redactie van Babette Tierie m.m.v. drs. Pancras Dijk, ­ drs. Timo Können, Marc Seijlhouwer MSc en drs. Enith Vlooswijk

Zeg de naam Lorentz en bij veel lezers zal er een belletje gaan rinkelen. Misschien denk je aan de lorentzkracht, de kracht die een geladen deeltje ondervindt in een magnetisch en een elektrisch veld. Of aan de lorentzcontractie, die beschrijft dat een snel bewegend voorwerp waargenomen vanuit een stilstaand referentiestelsel korter is dan gezien vanuit het bewegende voorwerp zelf.

Aan de naamgever van deze natuurkundige verschijnselen, de Nederlander Hendrik Antoon Lorentz, zijn twee recent verschenen boeken gewijd.

De eerste draagt de sobere titel Hendrik Antoon Lorentz, natuurkundige en is geschreven door Anne Kox, emeritus hoogleraar Geschiedenis van de Natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam. Het boek beschrijft in heldere taal bij welke natuurkundige doorbraken Lorentz eind negentiende en begin

56 | de ingenieur 12 | december 2019

twintigste eeuw betrokken was en dat zijn er nogal wat.

Wonderkind Lorentz was een soort wonderkind en al vroeg werd zijn grote talent voor wis- en natuurkunde herkend. Het boek volgt Lorentz op zijn tocht langs middelbare school, universiteit en – heel snel – naar een hoogleraarspositie in Leiden. Al snel bedreef hij natuurkunde van wereldniveau en kwamen van heinde en verre collega’s op bezoek. De bekendste is zonder twijfel Albert Einstein, die over Lorentz zei: ‘Ik bewonder deze man als geen ander, ik zou willen zeggen, ik houd van hem.’

Terwijl dit boek al de moeite waard is, is er nog een overtreffende trap. Het boek Lorentz, gevierd fysicus, geboren verzoener van Frits Berends en Dirk van Delft is met 725 bladzijden een dikke pil.

Het heeft een soortgelijke aanpak als Kox’ boek, maar gaat vaak wat dieper op natuurkundige details in. Beide boeken leggen – terecht – de nadruk op Lorentz’ belangrijke natuurkundige prestaties. Toch heeft de man zich ook beziggehouden met meer

GAMEN VIA GOOGLE Fortunes of High Tech is de handelseditie van het proefschrift van historicus Jorijn van Duijn. Hij reisde de halve wereld rond om met meer dan vijftig direct betrokkenen te praten, en heeft een geweldige hoeveelheid werk verzet. Knap is zijn brede aanpak, met evenveel aandacht voor de technologie als voor de commercie. Het resultaat is geen licht verteerbare, maar wel vaak fascinerende kost. Gelukkig heeft de auteur een goede vertelstijl en scheidt hij de verhalende hoofdstukken duidelijk van de (over te slaan) academische gedeelten.

Ruzie Een rode draad is het belang van Del Prado’s persoonlijkheid voor de ontwikkeling van ASM. Door op een ontspannen, maar goed gecalculeerde manier nieuwe uitdagingen aan te gaan, stelde hij het bedrijf in staat om snel te schakelen en te groeien. Wel veranderde de informele organisatie daardoor onvermijdelijk in een grote multinational met aandeelhouders en de bijkomende verantwoordelijkheden. Zo paste het bedrijf geleidelijk steeds minder goed bij Del Prado’s karakter. In 2008 vertrok hij met ruzie, en werd hij opgevolgd door zijn zoon als directeur. (TK) FORTUNES OF HIGH TECH | 952 Blz. | € 34,95

praktisch ingenieurswerk. Hij was nauw betrokken bij de aanleg van de Afsluitdijk om de toenmalige Zuiderzee af te sluiten.

De bekende ingenieur en minister Cornelis Lely, had daarvoor al jarenlang plannen klaarliggen. Het laatste zetje om die daadwerkelijk uit te voeren was een grote stormvloed in 1916, die grote delen van Noord-Holland onder water zette.

Lely kende Lorentz onder andere van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI), schrijven Berends en Van Delft. Zij hadden destijds samen weleens gepubliceerd in De Ingenieur.

Lorentz werd benoemd tot voorzitter van de staatscommissie die moest onderzoeken wat de gevolgen zouden zijn van de afsluiting van de Zuiderzee voor de waterstanden in de Waddenzee, voor de kusten van Noord-Holland, Friesland en Groningen. Berends en Van Delft beschrijven mooi hoe Lorentz geavanceerde wiskundige methoden inzette om te berekenen hoeveel het water zou stijgen. Bijna niemand anders in de commissie kon dat goed volgen. Maar de resultaten waren, na maanden aan rekenwerk goed; de bouwers van de Afsluitdijk konden in 1927 met een gerust hart beginnen. Lorentz heeft de voltooiing van het bouwwerk niet meer meegemaakt; hij zou een jaar later overlijden. Zijn naam leeft voort in de natuurkunde, waar belangrijke formules en bewerkingen zijn naam dragen. (JH)

Gamen zonder dure console of pc kan nu dankzij Google Stadia. Maar de dienst is wel nogal prijzig.

Stel je voor dat je de nieuwste videospelletjes kunt spelen op je mobieltje. Altijd en overal. Het kan met Stadia, het nieuwste project van techbedrijf Google. Met Stadia kun je gamen in de cloud. Het enige wat je nodig hebt is een Chromecast (Googles eigen streamingapparaat) en een redelijke internetverbinding. Google adviseert minimaal 20 mbps, een een snelheid die de meeste wifi-netwerken wel halen.

Vervolgens stream je binnen een paar seconde de nieuwste spellen. Alle berekeningen die nodig zijn om het spel te laten werken, vinden plaats in een datacenter van Google.

Dat dat werkt mag een wonder heten. Normaal gesproken is er een beetje vertraging tussen het moment dat een internetgebruiker een opdracht geeft, en het moment dat een datacenter reageert. Door zulke vertragingen zijn spellen vaak niet goed online te spelen.

Google heeft die vertragingen echter sterk weten te beperken. Zelfs spellen die snelle reflexen vereisen (vechten en schieten) zijn goed te spelen, al laten ze soms wel wat vertraging zien. De extreem goede infrastructuur van de web­ gigant maakt dat mogelijk. Google heeft naar eigen zeggen bijna overal wel een datacentrum in de buurt. Het signaal hoeft dus nooit ver te reizen. Bovendien heeft Google dankzij YouTube veel ervaring met het streamen van data.

Google ziet Stadia dan ook als een volgende stap in de technologie die ervoor zorgt dat de miljarden gestreamde YouTube-videos goed bij iedereen binnenkomen.

Maar er is ook kritiek. Dat Stadia op dit moment slechts 24 spellen aanbiedt, bijvoorbeeld. En dat je 10 euro per maand betaalt voor een lidmaatschap, en daarbovenop een flink bedrag per spel. Hoewel Google plannen heeft om volgend jaar een gratis dienst met minder opties te lanceren, zul je de hoge prijs per spel blijven betalen. En de vraag is wat er gebeurt als Google besluit de stekker uit Stadia te trekken.

Je bezit de spellen immers niet, je streamt ze. Of de toekomst van videospellen in streaming ligt? Stadia is het eerste consumentenproduct dat voor veel mensen toegankelijk is. Maar als de dienst zich wil richten op mensen die ook al een dure pc of console in huis hebben, zal het goedkoper moeten worden. Anders is het publiek voor Stadia vermoedelijk vrij beperkt. (MS)

HENDRIK ANTOON LORENTZ, NATUURKUNDIGE | 320 Blz. | € 25,LORENTZ, GEVIERD FYSICUS, GEBOREN VERZOENER | 725 Blz. | € 29,99

december 2019 | de ingenieur 12 | 57

MEDIA

ALTIJD KLAAR, NOOIT AF Schiphol viert in 2020 honderd jaar burgerluchtvaart. Een cruciaal jaar in het bestaan van de luchthaven was 1967.

SCHIPHOL. GRENSVERLEGGEND LUCHTHAVENONTWERP 1967-1975 | 192 Blz. | € 49,95

foto Ben Merk, National Archief

foto Schiphol

Al meer dan honderd jaar stijgen er vliegtuigen op in de Haarlemmermeer. Na de verwoestingen van de Tweede Wereldoorlog werd het vliegverkeer snel hervat, maar het was algauw duidelijk dat er een veel grotere luchthaven moest komen. Dit nieuwe Schiphol werd een paar kilometer verderop aangelegd. In 1967 werd het in gebruik genomen.

De kranten waren lyrisch: de toekomst was ineens heel dichtbij gekomen. ‘Treedt binnen in de nieuwe eeuw, de jumbo’s brengen u straks met honderden tegelijk in enkele uren naar New York’, schreef De Tijd.

In het nieuwe Schiphol was alles tot in detail uitgedacht, van het stelsel van landingsbanen tot aan de inmiddels iconische bebording en belettering. Het haast therapeutische, veelal witte interieur werd zo ontworpen dat de passagiers, ondanks alle zenuwen

van het reizen, gemakkelijk de weg naar hun vliegtuig zouden vinden. Dagjesmensen keken er hun ogen uit en werden door de stijgende welvaart niet lang erna zelf passagiers. Schiphol groeide uit tot een geoliede machine die jaarlijks meer dan zeventig miljoen passagiers verwerkt.

Maar hoewel Schiphol altijd klaar is, is het nooit af.

Paul Meurs en Isabel van Lent beschrijven in hun indrukwekkende studie hoe uitbreidbaarheid in het ontwerp tot een kunst is verheven. De ontwerpers hebben voor Schiphol ‘een bouwdoos met elementen bedacht die een enorme flexibiliteit biedt om uit te breiden, in te passen of te hergebruiken’.

Komend jaar viert Schiphol honderd jaar burgerluchtvaart. Wie dit boek heeft gelezen en niet te ver­geten al de prachtige foto’s heeft ­bewonderd, zal bij zijn komende bezoek aan de luchthaven een stuk beter begrijpen wat Schiphol zo uniek maakt.

(PD)

foto Nationaal Archief

Koningin Juliana bij de opening van de nieuwe terminal in 1967.

foto Nationaal Archief

De verkeerstoren van Schiphol en het luchthavengebouw rond 1970.

De nieuwe pier in 1967.

58 | de ingenieur 12 | december 2019

Bagageband in aankomsthal, 1971.

MEDIA

PERZIK EN AUBERGINE foto Lilian Stolk

Met de ‘Emoji Voter’ kan iedereen stem­men op nieuwe emoji’s, om te bepalen welke worden toegelaten.

In ons dagelijks leven regent het getallen. Wat zit er achter die getallen? Ionica Smeets, van oorsprong wiskundige, wijdt er inmiddels tien jaar lang een wekelijkse Volkskrant-column aan. De beste 59 zijn nu gebundeld. Scherp, grappig en prikkelend.

SUPERLOGISCH | Blz. 208 | € 18,95

Nieuwe woorden in gebarentaal zijn vrijwel altijd iconisch: ze beelden letterlijk uit wat het begrip behelst. Als dove Nederlanders bijvoorbeeld over Donald Trump praten, leggen ze hun rechterhand vlak op de kruin, ter verwijzing naar de weerbarstige haarlok van de Amerikaanse president.

Sinds de komst van de iPhone is er een nieuwe iconische taal in ontwikkeling, de taal der emoji’s. Natuurlijk gebruikten we in de jaren negentig al lees­ tekens in de vorm van gezichtjes, maar die vallen in het niet bij de dansende flamencovrouwen die we nu ter be­­ schikking hebben. Dat het een echte taal betreft, blijkt onder meer uit het feit dat er flink wat ruzie om wordt gemaakt. Taal is nou eenmaal macht en wie haar onder controle heeft, regeert over de sprekers.

Wil je weten welke partijen het voor het zeggen hebben in deze wereld, dan moet je dus kijken wie beslist over de taal der emoji’s. Het wekt weinig ver­ bazing dat dit een Californisch consortium is, dat onder de naam Unicode jaarlijks beslist met welke icoontjes mensen wereldwijd hun gevoelens kunnen uiten.

Formeel mag iedereen suggesties insturen, maar de kans dat een teken het schopt tot internationale emoji is aanzienlijk groter wanneer grote bedrijven als Apple en Microsoft het aandragen.

Dat schuurt. Zoals Limburgers en tuk-

kers zich er kapot aan kunnen ergeren dat ABN de taal is van de randstedelijke machthebbers, zo wensen smartphonegebruikers zonder geld en macht meer invloed op het emoji-arsenaal. Voor hen heeft de Nederlandse emoji-expert Lilian Stolk de ‘Emoji Voter’ ontwikkeld, een app waarmee je kunt stemmen op emoji die bij Unicode zijn ingediend.

Ze hoopt dat het consortium de stem­ uitslag in overweging neemt.

Helaas is er een belangrijk verschil tussen gesproken talen en de emojitaal.

Als genoeg mensen een woord gebruiken, raakt het vanzelf ingeburgerd en eindigt het tenslotte in de Dikke Van Dale. Unicode daarentegen heeft een monopolie over de tekens die ons ter beschikking staan. Gelukkig zijn mensen inventief als het gaat om culturele expressie.

Bij gebrek aan tekens krijgen be­­staande emoji’s een nieuwe betekenis opgeplakt. Zo staat de perzik nu voor billen, de aubergine voor fallus en de benzinepomp voor marihuana. Dat Facebook onlangs aankondigde deze tekens te gaan weren, illustreert vooral de on­ macht van een machthebber tegenover de menselijke creativiteit.

Bij sommige gebaren in de gebarentaal gaat de letterlijkheid uiteindelijk ver­ loren door veelvuldige gebruik. Tegen de tijd dat Trump vier jaar aan de macht is, wijzen dove mensen alleen nog zuchtend naar hun voorhoofd.

Wat is blockchain en wat heb ik eraan? Wie antwoord zoekt op die vragen, kan nu bij de Open Universiteit een uitgebreide online-cursus volgen. De overheid en een reeks bedrijven willen met de cursus de kennis vergroten, een eerste stap om van Nederland een blockchainland te maken.

NATIONALE BLOCKCHAIN CURSUS | nationaleblockchaincursus.nl | gratis

In 1981 ontwierp en bouwde Henk Bouma zijn eerste windturbine.

Inmiddels, schrijft hij, kan hij leven van de wind. Dit rijk geïllustreerde boekwerk bevat het levensverhaal van een pionier die na een leven lang hard werken ineens de wind mee kreeg, en schetst en passant de geschiedenis van windenergie in Nederland.

LEVEN VAN DE WIND | Blz. 224 | gratis te ­bestellen via bolima@stbwind.nl

Wist je dat een bijenkorf model stond voor de bouw van de snelste Formule 1-bolides? Het is te zien in het nieuwe seizoen van Rise of the Machines, dat weer een indrukwekkend kijkje neemt onder de huid van enkele van de meest tot de verbeelding sprekende machines en voertuigen ter wereld.

RISE OF THE MACHINES | Discovery | vanaf

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

7 januari om 20:30 uur

december 2019 | de ingenieur 12 | 59

VOORWAARTS

EEN TELEFOON OP ZAK… DAT WILDE TOCH NIEMAND?

Smartphone-triomf In 1909 werd de komst van de mobiele telefoon al voorspeld, maar lange tijd waren er maar weinig mensen die geloofden in het succes ervan. Zelfs in 1998 voelde vrijwel niemand de noodzaak een mobiel op zak te hebben.

Wie had toen kunnen voorzien dat een smartphone nu zelfs voor tienjarigen de normaalste zaak van de wereld is? tekst Fanta Voogd foto´s Harold Strak

B

ij de aanleg van de Amsterdamse Noord/Zuidlijn zijn archeologische vondsten gedaan die de recente geschiedenis van de telecommunicatie weerspiegelen.

Tussen de bijna zevenhonderdduizend gevonden objecten bevinden zich vijf mobiele telefoonwrakjes uit de periode 1995 tot 2005. De verweerde opschriften herinneren aan vergeten telefoon­ aanbieders en -fabrikanten: PTT Tele­­­­­com, BT Cellnet, Dutchtone, Bosch, Ericsson, Alcatel en Philips. De vondsten maken in één oogopslag duidelijk dat de geschiedenis van mobiele telefonie een slagveld vormt van vervlogen dromen en geknakte ambities.

Neem het gevonden mobieltje van Philips, een toestel van het type Savvy (‘snugger’), waarschijnlijk uit 1999. ­Philips Consumer Communications (PCC) stortte zich vanaf 1996 op de markt van mobiele telefoons. ‘Philips heeft grote ambities op het gebied van telecommunicatie-apparatuur voor de consumentenmarkt’, schrijft NRC

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 12 | december 2019

­ andelsblad (17 oktober 1996). ‘Vóór H 2001 wil het bedrijf tot de top drie van de wereld behoren.’ In werkelijkheid moest het concern in 2001 de productie van gsm’s staken.

Overbodig apparaat In de prehistorie van de mobiele tele­ fonie zijn een paar opmerkelijke voorspellingen gedaan. ‘In den toekomst is het te voorzien, dat men de zoo­ genaamde ontvanger zal kunnen mee­ nemen in z’n overjas en terwijl men op straat loopt, door het overgaan van een schelletje opgebeld zal kunnen worden’, aldus het Nederlandse tijdschrift De Wereldkroniek in augustus 1909.

Zelfs toen de zegetocht van het mobieltje al ruimschoots was begonnen, konden we ons maar moeilijk voorstellen dat de noviteit ons leven zo zou gaan bepalen. Programmamaker Frans ­Bromet voelde in 1998 mensen op straat aan de tand over mobiele tele­ fonie. De geïnterviewden zeggen stuk voor stuk verstandige dingen als ‘een mobiele telefoon heb ik niet nodig’, ‘ik heb al een antwoordapparaat’, ‘zonde van mijn geld’, ‘er is altijd wel een telefooncel in de buurt’ en ‘het lijkt me niet leuk om altijd bereikbaar te zijn’.

Terwijl je op je vingers kunt natellen dat inmiddels geen van hen nog

zonder smartphone de deur uitgaat.

Ook de komst van een smartphone-­ achtig apparaatje is al lang geleden voorspeld. In een interview met het Amerikaanse weekblad Collier’s (1926) nam de briljante wetenschapper Nikola Tesla een voorschot op internet met zijn voorspelling dat de perfectionering van radiotechnologie de wereld zal transformeren in a huge brain. Vervolgens beschreef hij een toekomstige beeldtelefoon, die een mens bij zich draagt in zijn vestzak.

Hoopvolle monsters Naarmate de verschijning van de smartphone dichterbij kwam, werden de voorspellingen nauwkeuriger. In 1999 schreef de Amerikaanse sciencefictionauteur David Gerrold in het computerblad Smart Reseller: ‘Ik heb een mobiele telefoon, een zakcomputer, een pieper, een rekenmachientje, een digitale camera, een dictafoon, een muziekspeler en er staat hier ook nog ergens een kleurentelevisie. Binnen een paar jaar zullen al die apparaten zijn versmolten tot één enkel toestel.

Het zal een doosje zijn (…) kleiner dan doosje speelkaarten.’

Een accuraat, maar niet erg opzienbarend visioen. De komst van de smartphone hing al langer in de lucht.

VOORWAARTS

‘5

00 dollar? Inclusief abonnement? Volgens mij is dat de duurste telefoon ter wereld.

En niet aantrekkelijk voor zakenklanten. Want hij heeft geen toetsenbord en is daardoor ongeschikt om mee te e-mailen.’

Steve Ballmer, bestuursvoorzitter van ­Microsoft, reageert op de introductie van de eerste iPhone (CNBC Business News, 17 januari 2007)

de mobiele revolutie van de afgelopen kwart eeuw. Telkens dacht men dat een nieuwe ontwikkeling alleen aantrekkelijk zou zijn voor de zakelijke markt.

Maar keer op keer ontdekte men met verbazing dat de gewone consument niet achterbleef.

Het eerste toestel dat een beetje in de buurt kwam, verscheen in 1994 op de markt. De Simon Personal Communicator van IBM was een mobiele telefoon die ook e-mails kon verzenden.

Zoals wel vaker gebeurt wanneer zich een nieuwe, veelbelovende techniek aandient, stortten vele fabrikanten zich op de versmelting van de ‘zak­ telefoon’ en de ‘zakcomputer’. Dat resulteerde in een hele stoet ‘hoopvolle

teweeggebracht. Een evolutiesprong, gevolgd door massa-extinctie.

Leedvermaak van de bovenste plank is het filmpje van Microsoft­directeur Steve Ballmer die bijna stikt van het lachen als een interviewer hem naar zijn mening vraagt over de net geïntroduceerde iPhone in 2007.

‘500 dollar? Volgens mij is dat de duurste telefoon ter wereld’, spot Ballmer.

Kansloos, want hij is totaal niet inte-

‘De beste manier om de toekomst te voorspellen, is door haar uit te vinden’ monsters’, zoals dat in de evolutie­ biologie heet. Hewlett-Packard kwam met de OmniGo 700LX, Nokia met de 9000 Communicator (1996) en Ericsson met de R380 (2000), om nog maar te zwijgen van de vele mutanten op de Japanse markt. Een enorme variatie aan uitprobeersels die allemaal hoopten als winnaar uit de bus te komen en samen duizelingwekkende ontwikkelingen in telecommunicatie hebben

ressant voor de zakelijk markt, aldus de Microsoft­-topman. Microsofts besturingssysteem voor smartphones, Windows Mobile, had in 2007 in de VS nog een marktaandeel van 42 %. In de jaren die volgden zou het systeem volledig worden weggevaagd door concurrerende systemen als BlackBerry OS, Android en iOS. Ballmers mis­ rekening is illustratief voor wat waarschijnlijk de grootste verrassing is van

Vaag beeld van Jobs Ten tijde van de introductie van iPhone kon niemand nog voorzien dat de smartphone wereldwijd zo’n succes zou worden. Computerpionier Alan Kay, die met zijn uitvindingen de weg heeft vrijgemaakt voor het succes van Apple, zei in 1971: ‘De beste manier om de toekomst te voorspellen, is door haar uit te vinden.’ Apple-baas Steve Jobs maakte zich die woorden eigen. In 1984 zei hij in een interview met het Amerikaanse tijdschrift Newsweek: ‘Ik heb altijd gedacht dat het echt geweldig zou zijn een klein doosje te hebben, een soort schrijfleitje dat je altijd bij je draagt. Je zou zo’n ding krijgen als je tien jaar oud bent.’

Jobs had toen slechts een vaag beeld van een tablet- of smartphone­-achtig apparaat. Maar wat hij toen al scherp voor ogen had, was dat zoiets niet alleen aantrekkelijk is voor zakelijke consumenten. En ook niet alleen voor volwassenen. En hij kreeg gelijk. Onderzoeksbureau Telecompaper maakte afgelopen zomer bekend dat 54 % van de Nederlandse kinderen al vanaf tien jaar een mobiele telefoon bezit. | december 2019 | de ingenieur 12 | 61

KAN EEN OLIEBEDRIJF DUURZAAM WORDEN?

Aan de lopende band presenteren bedrijven en organisaties initiatieven die het milieu moeten sparen. In deze rubriek zoekt De Ingenieur uit of die maatregelen zoden aan de dijk zetten. Deze keer: werken grote oliebedrijven echt hard aan een duurzame toekomst?

O

lie- en gasbedrijf ExxonMobil belooft in televisiereclames en op abri’s een groenere toekomst dankzij opslag van koolstofdioxide. ‘Zodat fabrieken meer als planten kunnen worden’, (‘Plants can become more like plants’ in het Engels) aldus de voice­-over in de commercial. ExxonMobile is niet de enige.

Meerdere olie- en gasbedrijven investeren flink in technieken om CO2 af te vangen en nuttig te gebruiken. Oliebedrijven willen op deze manier duurzamer worden, zonder dat de productie van olie en gas in ­gevaar komt. Ze investeren zo echter in kost­bare ondernemingen waarvan de effectiviteit moeilijk te voorspellen is.

Oliebedrijven hebben verschillende oplossingen voor de opslag. Chevron wil bijvoorbeeld oude oliebronnen volpompen met CO2. Dat heeft als voordelig effect dat de resterende, moeilijk te winnen olie in de bron wordt opgestuwd. Zo

l­ evert deze bron meer op en de CO2 komt hierna niet meer uit de grond; het zit voorgoed vast en draagt dus niet meer bij aan klimaatverandering.

Dit proces kan duurzaam zijn, als er CO2 uit bijvoorbeeld raffinaderijen wordt gebruikt om in een bron te pompen. Deze techniek wordt onder andere gebruikt door Occidental Petro­leum, een kleiner oliebedrijf dat op 55 staat in de top 100 grootste vervuilers, volgens een rapport van ­consultancybedrijf CDP. Inmiddels komt een kwart van alle olie van dat bedrijf ­omhoog dankzij CO2. In 2017 pompte het bedrijf 27 miljoen ton CO2 in oude putten om nieuwe olie te winnen.

Ter vergelijking: de kolencentrales in Nederland stootten in 2017 25 miljoen ton CO2 uit.

Afvangtechnieken Maar er zit een addertje onder het gras. Want Occidental Petroleum gebruikt geen CO2 uit zijn

foto xClimeworks/Zev Starr-Tambor

GROENE BEDOELINGEN

Bron van CO2

tekst Marc Seijlhouwer MSc

62 | de ingenieur 12 | december 2019

De industrie koopt bedrijven op die technieken hebben om CO2 te verwijderen. Een voorbeeld is dit pilot-fabriekje in IJsland dat CO2 opslaat in basalt.

foto Alf van Beem

Het kantoor van olie- en gasbedrijf ExxonMobil in Antwerpen, dat een groenere toekomst dankzij opslag van koolstofdioxide belooft.

eigen processen, maar doorgaans geologisch CO2 dat toch al (op andere plekken) onder de grond zat. CO2 afvangen uit schoorstenen kost veel meer geld en moeite, hoewel ook dit op kleine schaal al gebeurt in de hele industrie. Bovendien moet het gas vervolgens naar de oliebron worden getransporteerd.

Grote stofzuiger De grote olie- en gasbedrijven zien wel brood in het afvangen van CO2 uit de lucht. De industrie koopt bedrijven op die technieken bieden om CO2 te verwijderen. En in IJsland staat een pilot-fabriekje dat CO2 opslaat in basalt. Dat dat daar betaalbaar is, komt door de relatief goedkope duurzame geothermische energie in IJsland. Deze vorm van CO2-afvang vereist namelijk veel hitte en kost daarom veel energie. Andere oplossingen, zoals een enorme muur met ventilatoren die CO2 opvangen en via een vloeistof uit de lucht halen, gebruiken vooralsnog aardgas als energiebron voor het afvangproces.

In de campagnes die in Nederland te zien zijn, is ExxonMobil vaag over wat ze precies doen om CO2 af te vangen. Een bezoek aan hun website leert dat het oliebedrijf samenwerkt met Global Thermostat om een soort grote stofzuiger te maken die CO2 afvangt. Ook werkt het bedrijf aan een brandstofcel die CO2 in combinatie met methaan gebruikt om elektriciteit te maken. Daarvoor tekende het een contract met een brandstofcelbedrijf. Het zal nog wel jaren duren voordat deze techniek is toe te passen. Ook Exxon zelf geeft dat toe. De vraag is wat het bedrijf – en de andere olie- en gasbedrijven – op dit moment doen om duurzaam te zijn. Exxon sloeg 6,6 miljoen ton CO2 op in 2017, maar stootte dat jaar 122 miljoen ton uit.

Verwarring Volgens prof.dr. Andrea Ramirez Ramirez, hoogleraar Low Carbon Systems and Technologies aan de TU Delft, kunnen CO2-opslagmethoden zeker werken. ‘Als je naar de levenscyclus van deze technieken kijkt, kunnen ze inderdaad groen zijn.

De olie- en gasbedrijven gaan er in de analyses vanuit dat we nog decennialang gas en olie nodig hebben. Als dat zo is, kan koolstofdioxideopslag en -afvanging iets opleveren. De grote vraag is: gaan we nog zo lang fossiele brandstoffen gebruiken?’

Een hoop ‘groene’ initiatieven van de fossiele industrie moet je kritisch bekijken, vindt de Delftse hoogleraar. ‘Als CO2 in een ander deel van het proces weer in het milieu komt, helpt het nog niks.’ Als Ramirez Ramirez hoort over de reclames van Exxon noemt ze die meteen ‘propaganda’. Aan de ene kant is dat een spraakver-

warring, want propaganda is Spaans voor reclame. ‘Maar het is ook in de andere betekenis van het woord gedeeltelijk propaganda. Vooral omdat de reclames niet specifiek zijn. Ze maken niet duidelijk waar, hoe en op welke schaal de technologie waar het bedrijf in investeert wordt toegepast.

Dat schept verwarring bij het publiek, omdat het de indruk wekt dat de multi­national het uitstootprobleem op deze manier oplost.’

Hoewel de technologie waarin oliebedrijven investeren kan werken, lijkt de milieuwinst voorlopig in het niet te vallen bij de uitstoot die zij veroor­ zaken bij zowel het winnen als verbranden van fossiele brandstoffen.

Ramirez Ramirez: ‘Het is de vraag of het zin heeft of dat de investeringen nutteloos zijn, omdat we op korte termijn fossielvrij worden.’ |

Claim: Olie- en gasbedrijven ­werken aan technieken om CO2 uit de lucht te halen Van: ExxonMobil e.a.

Oordeel: Er wordt geïnvesteerd, maar de techniek is nog onvolwassen en toepassingen zijn klein­schalig. Bovendien gebruiken machines die CO2 afvangen soms fossiele energie. december 2019 | de ingenieur 12 | 63

PASSIE

N

a zijn pensionering trok Toon van der Aa zich terug in zijn flat in Amsterdam-Oost waar hij zich op zijn hobby – het in elkaar zetten van modelvliegtuigjes – stortte. Op de vensterbank van zijn hobbykamer stonden de vier vliegtuigjes die hij in elkaar had gezet, in de kasten wachtten honderden dozen, sommigen waren al tientallen jaren oud. Van der Aa leed onder zijn perfectionisme. Als hij iets doet, wil hij het goed doen.

‘Kijk’, zei hij, ‘er zit natuurlijk een doorkijkje van plastic op de cockpit. En dan denk ik: klopt de kleurstelling van de bekleding wel? Waarom heeft het pilootje geen gordeltje om? En dat uniformpje, is dat wel echt kaki?’

Fotograaf Elmer en ik keken elkaar aan.

‘Dat maakt toch niet uit’, zei ik. ‘Niemand die het ziet. Het cockpitje beslaat hooguit één vierkante centimeter. Wie kijkt daar nou in.’

Van der Aa: ‘Ik zei de gek.’

We gingen naar de keuken.

Op een plank, boven het aanrecht, stonden plastic nasi­ bakjes waarin hij de kleuren per legereenheid had gesorteerd: ‘NAVO’, ‘USSR’, ‘Sovjet-Unie’, ‘Argentinië’…

‘Ik ben zo’n type’, begon Van der Aa aan een bespiegeling die zijn persoonlijkheid moest duiden, ‘die dan niet naar de Chinees gaat om tien of twintig bakjes te vragen. Nee, deze jon-

64 | de ingenieur 12 | december 2019

gen haalt keurig af. Ik eet de nasi uit de bak, ik was hem uit en ik doe er mijn verfjes in. Heerlijk, ik mag weer, er is weer een bakje leeg, denk ik dan. En dan duik ik mijn naslagwerken in.’

Weer naar de hobbykamer.

Hij dook de kast in, op zoek naar een Argentijns model dat hij natuurlijk niet kon vinden. Er zat een heel verhaal aan vast, want hij vond wel dat het interview, hoe kort ook, meer de diepte in kon. Zijn verhaal kort samengevat: de Argentijnse luchtmacht had korte tijd een vliegtuig dat Prins Bernhard wel kon bekoren. Het is helaas nooit aangeschaft.

Van der Aa: ‘Maar in Amsterdam-Oost staat het wel.’

Ik: ‘In een onvindbaar doosje.’

Van der Aa: ‘Ik vind het soms jammer om de verpakking te openen. Faalangst denk ik, dat komt er ook nog eens bij. Boven op mijn perfectionisme. Faalangst en perfectionisme gaan vaak hand in hand, dat zijn vriendjes.’

Bij het afscheid zei hij dat hij de komende jaren wel doorkwam met al die modelvliegtuigjes die hij nog in elkaar ging zetten. En anders wel met zijn radiocolumn bij Salto, die hij eens in de zes weken insprak. Over die hobby moesten we het een andere keer dan nog maar eens hebben. |

tekst Marcel van Roosmalen foto Elmer van der Marel

Mis het niet!

Alle genomineerden voor De Vernufteling in de volgende editie van dit magazine.

m

et

m

ed

ew er ki

ng

va n

D

e

In

ge

ni eu

r

devernufteling.nl

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

ROTTERDAM

WERKVOORBEREIDER De functie Als werkvoorbereider ofwel project engineer bij Van Oord kun je je hart ophalen. Van diep in het water tot hoog in de lucht, onze projecten zijn vaak uniek en zitten zonder uitzondering vol technische, financiële en organisatorische uitdagingen. Word jij enthousiast als je mag zorgen dat alles tot in de puntjes wordt voorbereid, vastgelegd en uitgevoerd? Solliciteer dan als werkvoorbereider bij Van Oord!

Jouw verantwoordelijkheden De (Nederlandse) projecten die we bij Van Oord uitvoeren zijn vaak van een schaal of aard dat ze geheel eigen eisen stellen aan uitvoeringsmethoden, logistiek en fasering of aan de inrichting van de bouwplaatsen, zoals op de Afsluitdijk, de Groene Boog of het Windpark Fryslan. Bijzondere civiele werken die jou als werkvoorbereider de nodige uitdagingen opleveren en die je allemaal weet te tackelen. Waar werk je aan?

• het opstellen van werkplannen en begrotingen; • de analyse van risico’s; • je denkt mee over veiligheid en vergunningen tot aan documentmanagement; • natuurlijk zorg je er tijdens de bouw voor dat de tekeningen en modelinformatie synchroon (blijven) lopen met de normen en afgesproken specificaties.

Jouw projecten worden veilig, conform contract en binnen het budget afgerond, daar komt het eigenlijk op neer. Een verantwoordelijke en soms spannende rol, waarbij er vanuit ons hoofdkantoor in Rotterdam tot aan de keet op een projectlocatie een beroep wordt gedaan op jouw kennis en vindingrijkheid.

Functie-eisen Wat wij van je vragen is dat je goed samenwerkt en beschikt over een behoorlijke dosis inlevingsvermogen. Jouw transparantie richting de projectteams en opdrachtgevers gaat samen met een focus op de belangen van Van Oord. Dat je soms het hele land doorreist vind je geen probleem. Nederlands en Engels gaan je beide goed af. Verder breng je mee: • een afgeronde relevante opleiding op minimaal HBO niveau (of door ervaring ­verkregen gelijkwaardig niveau) zoals grond- weg- en waterbouw, civiele techniek of bouwkunde; • minimaal drie jaar ervaring als werkvoorbereider, bij een aannemer of ingenieurs­ bureau; • kennis van moderne contractvormen zoals UAV-GC of DBFM; • ervaring met 3D modellerings- en coödinatiesoftware, planningsmethodieken en projectbeheerssystemen.

Wij bieden Wij geven je een bijzondere kans om mee te werken aan prestigieuze projecten, in Nederland. Je werkt samen met gemotiveerde collega’s die met hun professionaliteit en creativiteit uitdagingen oppakken en vraagstukken oplossen. Er is alle ruimte voor jouw zelfstandige inbreng en voor jouw professionele ontwikkeling. Verder krijg je: • een salaris dat past bij jouw verantwoordelijkheden; • prima secundaire arbeidsvoorwaarden; • volop ruimte om je vakinhoudelijk en persoonlijk te ontwikkelen zodat je in jouw rol kunt blijven groeien.

Ook draag je bij aan een duurzaam Nederland. Dat wil jij toch ook?

Nederlanders hebben van oudsher een unieke band met het water. Water brengt economische voorspoed en ecologische kansen. Land gebruiken we voor wonen, werken, reizen of ondernemen en we maken het zelf, als dat nodig is. Al 150 jaar werken we als Van Oord Nederland op en aan de grens van water en land. Met de aanleg van de Afsluitdijk, de havendijk bij Den Oever, het verbinden van de A16 en de A13 met de Groene Boog of met zandsuppletie voor de kwetsbare Waddeneilanden.

Over Van Oord Wij zijn een Nederlands familiebedrijf met 150 jaar ervaring als internationale waterbouwer. Onze bedrijfscultuur wordt gekenmerkt door ondernemerschap en betrokken medewerkers. Wij denken en handelen met verantwoordelijkheid en met oog voor de lange termijn.

Bij Van Oord werken mensen uit 74 verschillende landen. Maar ze hebben allemaal één passie, namelijk voor water en techniek. En allemaal willen ze innovatieve en duurzame oplossingen vinden voor maritieme uitdagingen om zo het beste resultaat te bereiken. Ongeacht om welk project het gaat of om welk van de 46 landen waar Van Oord werkt.

Wil jij bij Van Oord komen werken?

Solliciteer dan via https://www.vanoord.com/nl/werken-bij/werkvoor­bereider.

Neem gerust contact met me op als je nog vragen hebt over de functie van werkvoorbereider.

Kom aan boord en volg ons op Linkedin, ­Facebook en Instagram!

Voor de invulling van deze vacature maken wij geen gebruik van externe bureaus.

ZWOLLE

AMSTERDAM

LERAAR INFRATECHNIEK (GAS, WATER & WARMTE)

JUNIOR MARITIEM PROJECT ENGINEER CLEAN TECH

Functieomschrijving: Je bent een echte communicator en je houdt van techniek. In jouw familie weet iedereen al hoe infratechniek werkt, want jij legt het moeiteloos en begrijpelijk uit. Je staat al jaren met je voeten in de klei, maar het is tijd voor schoenen zonder klei. Het is tijd om een volgende generatie voor te bereiden op het technisch bedrijfs­ leven. Klinkt dat herkenbaar? Kijk dan nog even of je ook het volgende in huis hebt: • Een hbo-diploma in een technische richting.

• Jaren ervaring als werkvoorbereider of in een soortgelijke functie.

• Specialistische kennis over gas-, water- en warmtedistributie.

Stap rechtstreeks vanuit de praktijk in het onderwijs, want je haalt tijdens je werk de onderwijsbevoegdheid die je nodig hebt.

Je tekent bij ons direct een jaarcontract. Als we na dat jaar allebei enthousiast zijn over jouw functioneren, krijg je een vaste aanstelling. Je kunt ook nog rekenen op de volgende arbeidsvoorwaarden: • Een maximaal bruto maandsalaris van € 4.218,- en een eindejaarsuitkering van 8,33%.

• Meer dan 10 weken vakantie per jaar.

• Gratis gebruik van onze sportvoorzieningen. Je kunt dus dagelijks boksen, groepslessen volgen of fitnessen.

• Collectieve ziektekostenverzekering, reiskostenvergoeding en een uitstekende pensioenregeling.

• De mogelijkheid om opleidingen te volgen die je nog beter maken in je werk.

• Eten bij onze geweldige campusrestaurants.

• Laptop voor zakelijk gebruik.

Wanneer kun je beginnen?

Gaat deze tekst over jou? Solliciteer dan uiterlijk 12 december op deze vacature.

Vul ons sollicitatieformulier in en voeg je motivatiebrief en cv bij. Wil je wat meer informatie?

Neem dan even contact op met Marinus Roijakkers, onze Opleidingsmanager, via 038 850 3865.

Bijzonderheden Na publicatie gaan wij direct over tot selecteren. Deze vacature is opengesteld voor 0,4-1,0 fte. Je kunt in jouw motivatiebrief aangeven naar welke aanstellingsomvang jouw voorkeur uitgaat.

Titan-LNG is een snel groeiende onderneming die zich richt op het ontwerpen, ontwikkelen èn exploiteren van eigen LNG tankschepen. LNG heeft voor kust- en binnenvaart veel voordelen als brandstof ten opzichte van traditionele scheepsbrandstoffen: schoner en voordeliger.

Als Maritiem Project Engineer draag je actief bij aan het ontwerpen en ontwikkelen van de eigen vloot. Je hebt een belangrijke rol in het tenderproces, de contractor selectie en je bewaakt samen met de projectmanager de voortgang gedurende de bouw van het schip. Tijdens de operatie verzorg je benodigde modificaties en implementeer je deze aanpassingen van de techniek in maintenance programma’s.

Je bent een hbo- of wo-geschoolde maritiem ingenieur met bij voorkeur enige ervaring in de scheepsbouw of offshore industrie.

Je hebt ervaring met het ontwerpen in 2D/3D tekenpakketten.

Belangrijk is verder jouw proactieve houding, zelfredzaamheid en organiserend vermogen.

Stevige uitdaging om jezelf versneld te kunnen ontwikkelen!

Nieuwsgierig? www.buildingcareers.nl / ­ Robrecht Bakker / 06 4641 8829 BuildingCareers werving en selectie voor ­ingenieurs in de industrie

https://www.deltion.nl/werken-bij-deltion/vacatures/leraar-infratechniek (gas,-water-warmte)

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