De Ingenieur maart 2022 by De Ingenieur

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 3 JAARGANG 134 MAART 2022

HOE WAPENEN WE ONS TEGEN

EXTREEM WEER

SPOORDIJKEN

ELEKTRONISCHE MUZIEK

Kernenergie Hoe veilig is atoomstroom?

GRENZEN AAN DE GROEI

Ellen van der Veer: Waterstof niet de heilige graal

TREINONTWERP

D E E LT J E S V E R T R A G E R

Eureka Op reis met een vouwcaravan

Studenten opgelet! Droom je er van om stage te lopen of af te studeren in het buitenland? Of heb je een prachtige studiereis voor ogen, maar de middelen (nog) niet om dit echt te gaan doen? Dan is de Stichting Studie- en Reisfonds er voor jou om je grenzen te verleggen en buiten Nederland ervaringen op te doen die je de rest van je carrière met je mee zal nemen.

Good to know: individueel kun jĳ een vergoeding aanvragen tot €1.000 maar samen met je team kun je zelfs tot €2.000 vergoed krĳgen.

KIVI moedigt je aan om het beste uit jezelf én de wereld te blĳven halen. Nog geen KIVI-lid maar wil je je tóch aanmelden voor de beurs? Niet getreurd, want je kunt op elk moment lid worden al vanaf €20 per jaar.

Redactie Pancras Dĳk (hoofdredacteur) Astrid van de Graaf (eindredacteur) Jim Heirbaut Marlies ter Voorde Lukas Graff (stagiair) Redactieadres Prinsessegracht 23 2514 AP Den Haag Postbus 30424 2500 GK Den Haag TEL. 070 391 9885 E-MAIL redactie@ingenieur.nl WEBSITE deingenieur.nl

Vormgeving Eva Ooms Sales Celina van den Bank Pascal van der Molen E-MAIL sales@kivi.nl Druk Drukkerĳ Wilco, Amersfoort

Vooraf

De Ingenieur verschĳnt twaalf maal per jaar.

Pancras Dĳk is hoofdredacteur van De Ingenieur.

© Copyright 2022 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 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 doorgeven via onze website: deingenieur.nl/lezersservice. Abonneeservice Ga voor (cadeau)abonnementen, adreswĳzigingen en het laten nazenden van niet ontvangen nummers naar het webformulier op de site, te vinden onder het kopje ‘Abonnement en service’. WEBSITE 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 en leden die De Ingenieur willen downloaden als pdf-bestand, kunnen daarvoor terecht op de website: deingenieur.nl/pdf 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 maandelĳks het technologietĳdschrift De Ingenieur. Kĳk voor meer lidmaatschapsvoordeel op kivi.nl. Contributie 2022 Regulier lidmaatschap: € 145,30 jaar of jonger: € 40,-* Studentlidmaatschap: € 20,-* Seniorlidmaatschap: € 115,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 kivi.nl/lidworden. * De Ingenieur digitaal Opzeggen lidmaatschap Het lidmaatschap wordt jaarlĳks automatisch verlengd. Beëindiging van het lidmaatschap kan per het einde van het kalenderjaar. Er geldt een opzegtermĳn van ten minste één maand; een schriftelĳke opzegging per brief of e-mail dient uiterlĳk 1 december in ons bezit te zĳn. Na ontvangst van de opzegging en eventueel verschuldigde contributie verstuurt de ledenadministratie een bevestiging. Correspondentieadres Koninklĳk Instituut Van Ingenieurs t.a.v. Ledenadministratie Postbus 30424 2500 GK Den Haag TEL. 070 391 98 80 E-MAIL ledenadministratie@kivi.nl

Een nieuw atoomtĳdperk Kernenergie zat lang in het verdomhoekje. Rampen zoals bij de kerncentrale van Tsjernobyl in de toenmalige Sovjet-Unie in 1986 en meer recent bij het Japanse Fukushima, hadden het imago van de in potentie schone en duurzame energiebron geen goed gedaan. Om over het radioactieve afval nog maar te zwijgen. Maar de publieke opinie is de laatste jaren gaan schuiven. Dat werd aanvankelijk vooral ingegeven door de noodzaak om de energietransitie te versnellen. Met windturbines en zonnepanelen alleen wordt het immers lastig om volledig CO2-neutraal te worden. Recent is daar een belangrijk argument bijgekomen. Door eigen kerncentrales te bouwen, zouden we onze afhankelijkheid van Russisch gas fors kunnen verminderen. Over kernenergie, een CO2arme bron van elektriciteit en warmte, wordt inmiddels ook aan de linkerflank van het politieke spectrum welwillend gesproken. Het kabinet zegt in het regeerakkoord stappen te zetten voor de bouw van twee kerncentrales en ook Borssele mag langer openblijven. De Ingenieur houdt kernenergie daarom de komende maanden tegen het licht met een vierdelige serie: Terug naar atoomstroom. Deze maand de eerste aflevering: hoe staat het met de veiligheid? Tsjernobyl ligt intussen al jaren in de onafhankelijke republiek Oekraïne. Op het moment van schrijven, hebben Russische soldaten de regio rond de vroegere kerncentrale net veroverd en is een andere centrale mikpunt van beschietingen. De Russische president Vladimir Poetin heeft het kernwapenarsenaal op scherp laten zetten, in wat lijkt op een wanhoopspoging om een breuk te slaan in de eensgezindheid waarmee de internationale gemeenschap zijn waanzinnige offensief heeft veroordeeld. Als je het mij vraagt, hadden die kernwapens allang de wereld uit moeten zijn. Misschien was de huiver voor kernenergie dan ook wat minder groot geweest.

De kernwapens staan ineens op scherp

FOTO : ROBERT LAGENDIJK

MAART 2022 • DE INGENIEUR

NR. 3 JAARGANG 134

MAART 2022

foto : s . j . de waard / eigen werk / cc by - sa 3.0

Van afvoergoot naar spons Het klimaat warmt op en het weer verandert mee. We gaan meer en langere perioden van droogte en hitte meemaken en hevigere buien en (in Caribisch Nederland) meer orkanen. Hoe wapenen we ons?

20 Steeds veiliger Sinds de rampen bij Harrisburg, Tsjernobyl of Fukushima zijn kerncentrales een stuk veiliger geworden. Wat is er verbeterd? Eerste deel in een serie over kernenergie.

24 Hoe sterk is het spoor? Treinen worden zwaarder en ze rijden vaker en sneller. Hoe lang kunnen de spoordijken dat nog dragen, vraagt ProRail zich af.

26 Techniek maakt de muziek Elektronische muziek wordt steeds populairder. Een nieuwe tentoonstelling in W W W. D E I N G E N I E U R . N L

Düsseldorf roept zelfs de vraag op of AI de menselijke componist overbodig zal maken.

49 Grenzen aan de groei Vijftig jaar geleden bracht de Club van Rome zijn baanbrekende rapport uit. Wat heeft het ons gebracht?

28 Stilstand is vooruitgang Deeltjesversnellers kennen we allemaal. Maar in een aantal Nederlandse labs doen ze juist hun best om elementaire deeltjes tot in het extreme te vertragen.

35 Van puffende loc tot hsl NS-ingenieurs die de techniek ontwierpen, deden de treinvormgeving er altijd even ‘bij’. Tot in 1970 de afdeling NS Design tot stand kwam.

FA C E B O O K . C O M / D E I N G E N I E U R . N L

TWITTER: @DE_INGENIEUR

Het wordt droger, natter, heter. Hoe bereiden we ons daarop voor? beeld : depositphotos I N S TA G R A M . C O M / D E I N G E N I E U R _ K I V I

Rubrieken 4 Nieuws Het grootste vliegtuig ter wereld

40 Eureka Een vogeldrone en andere productontwerpen van morgen

‘President Biden zou Amerikaanse fabrikanten onmiddellijk moeten laten beginnen met de productie van grote aantallen elektrische warmtepompen. Die verschepen we dan naar Europa waar ze op tijd kunnen worden geïnstalleerd om de macht van Poetin drastisch te verminderen.’ Milieuactivist Bill McKibben doet een onverwacht voorstel (billmckibben.substack.com).

‘Terwijl u probeert Mars te koloniseren, is Rusland bezig Oekraïne te bezetten. U laat uw raketten veilig op aarde terugkeren, waar Rusland zijn raketten gebruikt om Oekraïense burgers te treffen. Geef ons Starlink-stations!’ De Teslatopman gaf direct gevolg aan deze smeekbede van de Oekraïense vicepremier Michailo Fedorov, om het internetverkeer te garanderen in het belaagde land (Twitter).

48 Zien & Doen Kruip in de cockpit

56 Media Lezen, luisteren, gamen en kijken

Columns

GEKNIPT

23 Podium Peter-Paul Verbeek

33 Möring De Ware Ark

34 Enith Een nieuwe kattenmand

39 Jims verwondering Als aardgas politiek wordt

45 Rolf zag iets nieuws Slimme thermostaat

‘Tata Steel sluiten? Dat maakt bouwers geen bal uit. Dan halen ze het staal wel uit China.’ En daar is de productie nóg minder schoon, weet directeur Frank Maatje van vereniging Bouwen met Staal (Cobouw).

Ellen van der Veer werkt aan de energietransitie

‘De onregelmatigheden en imperfecties van het klassieke metselwerk hebben we dus ingeprogrammeerd, door hem net zo te laten werken als een metselaar van vlees en bloed.

53 Uit de vereniging

Maar dan vier keer zo snel.’ Gerrit Hiddink van WB Automation legt uit dat een nieuwe metselrobot wel netjes kán werken, maar dat klanten dat niet willen (Cobouw).

Persoonlijk 46 Doelen & drijfveren

De coach en andere KIVI-berichten

59 Q&A Theo Jansen over zijn Strandbeesten

62 Teamgeest Da Vinci Satellite uit Delft

64 Vragenvuur Televisiemaker Diederik Jekel

En verder 54 De waarde van KIVI ‘Geen vereniging kan zonder eigen blad’

60 Voorwaarts Sarphati’s broodfabriek foto : green & blue

‘Maak snel meer werk van klimaat, direct in je eigen bedrijf en indirect in die van je ketenpartners. Daar worden we allemaal beter van.’ Erik Oostwegel, topman van Royal HaskoningDHV doet een dringend beroep op zijn collega-ceo’s (LinkedIn).

‘Nou ja… je moet wel oppassen, want als hij zijn vinger verkeerd heeft kan het een beetje misgaan.’ Creative director Pim Brassien van tv-programma Matthijs Gaat Door vertelt over het optreden van Stromae in het programma, waarbij de Belgische megaster een kleine drone vanuit zijn hand moest laten opstijgen (3voor12). FEBRUARI 2020 • DE INGENIEUR 3

xxxx p.22

xxxx p.23

xxxx p. 26

ONDER REDACTIE VAN JIM HEIRBAUT

xxxxx p.18

REDACTIE@INGENIEUR.NL

Onrust bij internationaal megaproject ITER Bij kernfusie-demonstratieproject ITER heerst een angstcultuur, waardoor gevaarlijke problemen onderbelicht blijven, zegt een klokkenluider. De directie reageert furieus op de beschuldiging. Tekst: Marlies ter Voorde

Eind februari uitte Michel Claessens, oud-woordvoerder van ITER, zijn zorgen voor een commissie van het Europese Parlement in Brussel. Aanleiding voor de speciale zitting was de zelfmoord van een medewerker, vorig voorjaar, bij de organisatie Fusion for Energy (F4E) in Barcelona, verantwoordelijk voor de Europese bijdrage aan het project. De medewerker werd door problemen op

zijn werk tot de wanhoopsdaad gedreven, menen collega’s van het slachtoffer. Claessens sprak over vermeende misstanden bij de aansturing van het project en een angstcultuur op de werkvloer, waardoor deze misstanden onbesproken blijven. Volgens hem wordt de begroting van het project nu al met miljarden euro’s overschreden en is bovendien duidelijk dat fusiecentrales zoals die van ITER nooit op grote schaal energie zullen leveren. Maar zijn beschuldigingen gaan vooral over het toedekken van dergelijke tegenvallers, het onverantwoord omgaan met de risico’s van radioactieve straling en het gebrek aan ruimte voor kritiek. Werknemers van ITER (een samenwerkingsproject van 35 landen) leven volgens Claessens in constante angst om te worden verplaatst of ontslagen, zodra ze te veel loslaten over de situatie.

Deze technici hebben een steiger nodig voor hun werk aan een van de segmenten van het vacuümvat van ITER. 4

DE INGENIEUR • MAART 2022

In de zitting erkende Johannes Schwemmer, directeur van F4E, dat de werkdruk bij de organisatie hoog is, en kwam met ideeën om dat te verminderen. Europees vakbondsleider Cristiano Sebastiani bracht daar tegenin dat de hoofdoorzaak van de druk niet de hoeveelheid werk is, maar de manier waarop er met de werknemers wordt omgegaan. Algemeen directeur van ITER, Bernard Bigot, reageert furieus op de aantijgingen van Claessens, volgens hem een activist die ITER zwart wil maken. ‘Ieder woord van hem is gelogen. Kom maar langs en praat met de mensen zelf!’, zegt hij bij herhaling door de telefoon. Naar de bijeenkomst met het Europese parlement is hij niet gegaan. ‘Door met dit soort mensen in discussie te gaan, geef je ze precies het platform dat ze willen hebben’, zegt Bigot. Het werk aan de ITER-reactor is voorlopig stilgelegd door de Franse atoomwaakhond ASN. Die is er momenteel niet van overtuigd dat de constructie stevig genoeg zal zijn. Daarnaast betwijfelt het instituut of de straling straks niet te hoog wordt voor werknemers die bij de reactor in de buurt moeten zijn. De werknemers van F4E pleiten via hun vakbondsleider voor een onafhankelijk onderzoek naar de werkomstandigheden in Barcelona, door het anti-fraudebureau OLAF van de Europese Unie, waarbij moet worden gegarandeerd dat de werknemers vrijuit kunnen spreken. Claessens vindt dat de EU – de grootste investeerder in ITER – moet ingrijpen, en zorg dragen voor een beter personeelsbeleid en een betere samenwerking met de Franse atoomwaakhond ASN. Lees het laatste technieknieuws op www.deingenieur.nl

foto : iter

De breuk in de voorste rijen van de tribune, vlak naast de trap (links). Het gebroken stuk tribune wordt nog ondersteund door een container (boven). foto ’ s : royal haskoningdhv

Tribune NEC-stadion stortte in door onderschatte piekbelasting Niet resonantie maar overbelasting veroorzaakte vorig jaar oktober de instorting van een tribune van het Goffertstadion in Nijmegen. Dat concludeert ingenieursbureau Royal HaskoningDHV in een rap port dat het onlangs presenteerde. Tekst: Lukas Graff

De tribune in het stadion van voetbalclub NEC die het onder hossende Vitessefans begaf, is gebouwd om een belasting van vierhonderd kilogram per vierkante meter te kunnen dragen. Dit is volgens de bouwnormen voldoende voor zowel zittend als staand publiek. De statische belasting (belasting bij stilstand) van de opgepropte mensenmassa op de voorste twee rijen van de tribune bleef inderdaad binnen deze norm. Toch was de piekbelasting die de tribune te verduren kreeg wel negenhonderd kilo gram per vierkante meter. Erik Middel koop van Royal HaskoningDHV vergelijkt

de situatie met het slaan van een hamer: ‘Als een hamer stil op een spijker ligt, gaat de spijker niet het hout in. Dat gebeurt pas als je de hamer optilt en ermee slaat.’ Als een enorme hamer leverden de springende supporters een 2,5 keer hogere, dynami sche belasting op de ondergrond. Met deze verklaring weerlegt Middel koop de hypothese dat de tribune zou zijn ingestort doordat springende supporters hem in resonantie hadden gebracht. Resonantie treedt namelijk op wanneer de frequentie waarmee de fans op en neer springen gelijk zou zijn aan de eigen frequentie van de tribune. De constructie bleek uit verschillende metingen echter een eigenfrequentie van ongeveer tien hertz te hebben, ruim boven de frequentie van twee hertz, de twee sprongen per seconde waar mee de Vitessefans op en neer gingen. De onderzoekers van Royal Has koningDHV ontdekten ook dat in het beton van de tribune te weinig wapening was aangebracht, en ook nog eens verkeerd. Deze fout verkleinde het draagvermogen

van de constructie met 14 procent, volgens de onderzoekers niet genoeg om hoofd oorzaak van het incident te kunnen zijn. Omdat er in bouwnormen voor tribunes nooit rekening is gehouden met de hoge piekbelasting die springende groepen sup

Ook andere clubs moeten hun tribunes onder de loep nemen porters leveren, is het aannemelijk dat ook andere voetbalclubs hun stadions onder de loep moeten nemen. Daarbij hebben ze vol gens Middelkoop twee opties. Op korte ter mijn kunnen ze overbelasting van tribunes voorkomen door het aantal supporters per stoel of tribune strikt te reguleren. Op lan gere termijn kunnen ze ervoor kiezen hun tribunes te versterken. NEC en Heracles Almelo kozen al voor het laatste. MAART 2022 • DE INGENIEUR

NIEUWS

Europa bouwt aan sterke chipindustrie

Veel grote Europese bedrijven zijn sterk afhankelijk van chipfabrieken in vooral Azië. Dat maakt de levering van computerchips aan 'onze' bouwers van auto's, telecommunicatiesystemen en besturingselektronica voor de industrie kwetsbaar, nog afgezien van de geopolitieke kant van het verhaal. Op dit moment zijn er grote tekorten aan chips, waardoor de levering van allerlei producten is vertraagd. Door liefst 43 miljard euro te steken in een eigen chipindustrie denkt de Europese Unie de ergste knelpunten te kunnen wegnemen.

Verhoudingen nu

Europa

chipmachinebouwers chipfabrieken chipgebruikers

chipmachinebouwers, kleine chipfabrieken en veel chipgebruikers

Siemens

Philips

Airbus

Ericsson Nokia Bosch

St Microelectronics Infineon ASML

NXP Robert Bosch

ASMI

Intel

Nikon

Canon

Texas Instruments

Qualcomm

Hisilicon

Nvidia

TSMC

Broadcom

chipfabrieken en chipgebruikers

Samsung

SK Hynix

Azië chipmachinebouwers en grote chipfabrieken

Verhoudingen in de toekomst Van de 43 miljard euro is het grootste deel bedoeld voor de bouw van nieuwe chipfabrieken in Europa. Met het geld hoopt de EU onder meer het Taiwanese TSMC en het Amerikaanse Intel te verleiden om op ons continent te investeren in productiefaciliteiten. De verstrekkende plannen staan beschreven in de European Chips Act en zijn een moderne vorm van industriepolitiek. De laatste decennia kwam het zelden voor dat Europa zoveel geld inzet om één sector te stimuleren. Maar nu kan het niet anders, menen de Europese bestuurders. Door de chiptekorten is het concurrentievermogen van de EU in het geding. Dus moeten we die dingen veel meer zelf gaan maken.

DE INGENIEUR • MAART 2022

infographic : ymke pas . bron : nrc / asml / bits & chips

Omgewaaide boom aan de Keizersgracht in Amsterdam. Overal in het land richtte storm Eunice afgelopen maand schade aan.

Hoe voorkomen we stormschade aan bomen in de stad? Ook de gebouwde omgeving kan niet zonder bomen. Maar bij een storm blijken stedelijke bomen vaak extra kwetsbaar. Is daar iets tegen te doen? Tekst: Krijn Soeteman Storm Eunice richtte half februari in het hele land grote schade aan. Vijf mensen kwamen om door omvallende bomen. De oorzaak van dat omvallen of breken is niet eenduidig. Soms is een plotselinge veran dering van windrichting al funest. In ande re gevallen blijkt de boom rot van binnen, is de grond te nat of juist te droog, is de wortelstructuur beschadigd geraakt tijdens de aanleg van ondergrondse infrastructuur of krijgt de boom nauwelijks water, voedsel of lucht door omliggende bestrating. Maar het zijn niet alleen zieke bomen die bij een storm sneuvelen. Erwin van Herwijnen van Tree Ground Solutions (TGS) vertelt dat bomen veel kunnen hebben. ‘Ze kunnen goed gedijen in stedelijk gebied wanneer de standplaats voldoet. Wind is meestal geen probleem, mits boom en wortelgestel zich goed heb ben kunnen ontwikkelen.’ Bomen op een gezonde groeiplek zetten is de beste remedie tegen fatale storm foto : anp / remko de waal

schade later. Experts controleren bomen in de stad met enige regelmaat, meestal om de paar jaar. Toch is het mogelijk dat zij din gen missen, simpelweg omdat verzwakking van de boom niet altijd gelijk met het blote oog te zien is. Weersextremen vormen wel een steeds groter risico. Overmatige regenval leidt tot verzadiging van de bodem. In combinatie met extreme windbelasting vallen bomen dan eerder om. Ook droogte vermindert de stabiliteit van de bomen door het uitdrogen van de haarwortels. Omstandigheden die normaal gesproken niet desastreus zijn, maar in combinatie met extreme wind wel. Van Herwijnen signaleert bovendien dat wortels bij werkzaamheden aan onder grondse infra vaak onvakkundig worden gesnoeid. Hierdoor ontstaat wortelrot. Parasiterende schimmels kunnen dan mak kelijker binnendringen en zo de stabiliteit van bomen aantasten. ‘Wortelrot merk je niet direct, het kan soms wel tien jaar duren voordat het zichtbaar wordt’, zegt de bomenexpert. Het belangrijkste is volgens hem dat we bomen beter moeten willen begrijpen. Het zijn organische structuren die een balans nodig hebben tussen water, zuurstof en organische stof. ‘Als die balans klopt, dan heb je er geen omkijken naar. Maar dat gaat vaak mis bij bomen die in de bebouwde

omgeving staan: nergens komt meer water of zuurstof doorheen, waardoor de bodem levenloos wordt.’ Een groot deel van die problemen is op te lossen door de natuurlijke omstandighe den te kopiëren naar stedelijk gebied. ‘En ja dan zijn er soms hulpmiddelen nodig om dit te bereiken’, zegt hij. Neem bijvoor beeld een passief irrigatiesysteem om water

Kopieer de natuurlijke omstandigheden naar de stad te bufferen en de bomen te irrigeren: de Permavoid Sandwichconstructie, een soort kunststof kratten die de strooisellaag van een bos simuleren. Deze extra laag kan veel water (tijdelijk) bergen om het bij droogte alsnog af te geven. Extra beregening is dan zelden nodig. ‘Dit creëert een tweede maaiveld onder de verharding’, zegt Van Herwijnen. ‘Zo kunnen bomen optimaal functioneren zon der dat er extra onderhoud aan te pas komt. Op deze manier kunnen we de natuur de stad in brengen.’ MAART 2022 • DE INGENIEUR

NIEUWS

Einde van een droom Tekst: Pancras Dijk

Te midden van het onmetelijke menselijke leed dat de Russische belegering van Oekraïne sinds 24 februari heeft veroorzaakt is het hooguit een voetnoot. Toch deed het nieuws vliegtuigliefhebbers over de hele wereld verdriet: de verwoesting van het grootste vliegtuig ter wereld. Schrijven over de Antonov AN-225 Mrija (‘droom’), hier op archiefbeeld, komt neer op het opsommen van superlatieven. Het toestel dateerde uit de jaren tachtig en werd ontworpen om op z’n rug de Buran te kunnen dragen, het Russische antwoord op en evenbeeld van de Amerikaanse spaceshuttle. Het was de bedoeling dat er twee AN-225’s zouden worden gebouwd, maar het is bij de Mrija gebleven. Na de ineenstorting van de Sovjet-Unie bleef het toestel lang aan de grond, tot het Oekraïense Antonov het rond 2000 in gebruik nam. Het vliegtuig kon in het ruim 250.000 kilogram vracht vervoeren, ongeveer het dubbele van een Boeing 747. Het ruim was bovendien zo lang dat er voorwerpen van zeventig meter lang mee konden. Sterker nog: de volledige, eerste vlucht van de gebroeders Wright met de Kitty Hawk had in het ruim van de Antonov kunnen plaatsvinden. Om het gewicht ook op de grond te kunnen torsen, was het vliegtuig voorzien van zestien paar wielen. Hoewel het toestel al op leeftijd was, wilde Antonov Airlines er nog zeker tot 2033 mee door, zowel om vracht te vervoeren als om goede sier te maken op vliegshows. Maar toen brak de oorlog uit. De AN-225 stond opgesteld in een hangar op de nabij Kiev gelegen luchthaven Hostomel, die door Russisch vuur in brand vloog. ‘Ze hebben het grootste vliegtuig verwoest, maar onze Mrija zal nooit vergaan’, meldden de autoriteiten in Kiev. Die zijn vastbesloten het vliegtuig te herbouwen, ook al worden de kosten daarvan geraamd op 2,7 miljard euro. 8

DE INGENIEUR • MAART 2022

foto :

shutterstock

MAART 2022 • DE INGENIEUR

NIEUWS

Nieuwe productiewijze medische isotopen Een nieuwe productiemethode voor medische isotopen is een flinke stap dichterbij gekomen. Cruciaal hierbij is het koelen met vloeibaar natrium.

Bij het stellen van een diagnose bij kanker of hart- en vaatziekten gebruiken artsen vaak technetium-99, het vervalproduct van de radioactieve stof molybdeen-99. Ze injecteren de stof bij de patiënt om een deel van een orgaan precies af te beelden. De stof zendt namelijk gammastraling uit die makkelijk waar te nemen is. Het molybdeen-99 dat hiervoor nodig is, wordt geproduceerd in oude kerncentrales. Vele daarvan lopen echter tegen het einde van hun levensduur. Omdat ook de reactor in Petten tijdelijk buiten gebruik is, is er een groeiende behoefte aan een andere manier om molybdeen-99 te maken. Dat is Demcon, ASML en het Belgische IRE nu gelukt, door een target van

GIESEN

molybdeen-100 met snelle elektronen te beschieten. Doordat de elektronen afremmen komt gammastraling vrij die bij molybdeen-100-atomen een neutron losmaakt. Die veranderen daardoor in molybdeen-99-atomen. ‘Om voldoende van de gewenste isotopen te kunnen produceren, is het nodig de elektronenbundel sterk te concentreren op het doelwit’, vertelt Bas Vet, senior mechatronic system engineer bij Demcon. ‘De energiedichtheid is zo hoog, dat je het geheel extreem hard moet koelen. Anders zou de vaste stof in een oogwenk verdampen.’ De opgave voor Demcon was dus om een systeem te ontwerpen dat deze afkoeling mogelijk maakt. Uiteindelijk kwamen ze uit op de inzet van vloeibaar natrium, dat veel warmte kan afvoeren. Nadat uitdagingen als corrosie en de agressieve reactie van vloeibaar natrium met water waren overwonnen, blijkt de

nieuwe methode nu inderdaad te werken. De betrokkenen van Demcon en IRE hebben goede hoop dat er in 2028 een fabriek kan staan waar radio-isotopen voor ziekenhuizen wereldwijd kunnen worden geproduceerd. (JH)

In de testopstelling bevindt zich de target, niet groter dan een luciferdoosje.

Rijden in ecomodus: nu met snellere acceleratie Auto’s in de ecomodus rijden extra zuinig. In de praktijk blijkt deze ecostand veel automobilisten echter niet te bevallen en maken ze er geen gebruik van. Dat een auto in de ecomodus traag is met optrekken vinden de automobilisten storend en kan ook gevaarlijk zijn – bijvoorbeeld bij het invoegen op de snelweg. Robotica-ingenieurs van de TU Delft ontwikkelden samen met Renault daarom een slimmere variant: de proactive eco mode. In deze nieuwe ecostand gebruikt het systeem een algoritme waarmee het kan voorspellen wanneer de bestuurder snel op een gewenste snelheid wil komen, en maakt dat op dat moment mogelijk. De motorinstellingen gaan dan kort terug naar ‘normaal’. Dat is net zo energie-efficiënt als de huidige ecostand, blijkt uit testen die onderzoekers deden op de Franse wegen. (MtV)

DE INGENIEUR • MAART 2022

foto : demcon / ire ( boven ) ; matthias giesen

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp. Deze maand Hans Jeekel.

Overheid: kies écht voor elektrisch rijden Elektrisch rijden is duur, wordt vaak gezegd. Maar is dat wel zo? Laten we daarvoor kijken naar de rol van het ministerie van Financiën in het mobiliteits beleid. Via belastingen en accijnzen op diesel en benzine komt er bij dat ministerie jaarlijks zo rond de veertien miljard binnen. Dat is men er als een soort recht gaan beschouwen. Nu er door de gestage groei van het aantal elektrische auto’s steeds minder geld op deze manier de schatkist in vloeit, lijkt er teleurstelling te heer sen. Elke nieuwe elektrische auto leidt tot inkomstenderving en die moet voor Financiën worden ge compenseerd. Die bedragen reke nen ze toe aan elektrisch rijden. Dat kost dus twee keer geld: eerst voor het stimuleren en vervolgens voor het compenseren. Er is geen enkel Europees land dat zo denkt en de redenering is ook raar. Stel, je legt zonnepanelen aan, zodat je energierekening omlaag gaat. Maar de energiemaatschappij verplicht je om haar te com penseren omdat je minder energie bij de maatschap pij afneemt. De schuld van de zonnepanelen! Datzelfde ministerie van Financiën stelt in het officiële beleid dat er in 2030 maar 1,1 miljoen elektrische auto’s mogen zijn, anders wordt het te duur. Daarmee wordt ook gerekend in het Klimaat akkoord, ook al achten alle deskundigen twee mil joen stekkerauto’s mogelijk. In het huidige tempo van jaarlijks 350.000 nieuwe auto’s zijn we nog tot 2052 bezig voordat ons wagenpark nagenoeg volle dig elektrisch is. Daarnaast loopt het aantal aangeschafte elektri sche auto’s terug. In 2020 waren het er nog 72.000, afgelopen jaar 64.000. Stel dat dit jaar 65.000 auto’s voor subsidie in aanmerking komen. Dan heb je met vierduizend euro per auto 260 miljoen euro nodig.

Wat heeft Financiën nu bedacht? We trekken 71 mil joen uit voor de regeling, om een peperduur ‘open einde’ te voorkomen. We kunnen nu al de publiciteit van eind maart voorspellen: de regeling is gesloten. De rode draad is dat Financiën en achtereen volgende kabinetten, de schatkist en brave zui nigheid belangrijker vinden dan het halen van de klimaatopgave. Mobiliteit loopt daarbij verreweg het meest achter bij het ha len van de doelstellingen. Dat hebben we met het Laborato rium Verantwoorde Mobili teit inzichtelijk gemaakt in de recente notitie Klimaatbeleid voor Mobiliteit. Dan zou je denken: dat wil het mobiliteitsministerie toch niet? Maar de uitgaven voor mobiliteit zijn de laatste jaren gedaald. En áls er geld wordt uitgegeven is dat aan infrastructuur, met name aan wegen. Tekenend voor de conservatieve krachten – LPF, CDA, en vooral VVD – die het mi nisterie van mobiliteit al twintig jaar leiden. Ook in de toekomst is er weinig inspirerend be leid op duurzaamheid te ontdekken. Terwijl de hele sector praat over nieuwe mobiliteitssystemen geeft Infrastructuur & Waterstaat (I&W) daar bijna geen cent aan uit. Blijkbaar wordt er geen krachtig tegen spel geboden aan die vreemde visies van Financiën, waar hoge ambtenaren en politieke waakhonden de wacht houden. Voorstellen voor klimaat en duur zaamheid van medewerkers bij I&W sneuvelen op weg naar de top van het ministerie. Het wordt tijd om die voorstellen serieus te nemen.

Financiën vindt de schatkist belangrijker dan de klimaatopgave

Hans Jeekel is emeritus deeltijdhoogleraar societal aspects of smart mobility aan de TU Eindhoven en werkt aan nieuwe inspiratie voor mobiliteit. MAART 2022 • DE INGENIEUR

K L I M A ATA D A P TAT I E T E K S T: M A R L I E S T E R V O O R D E

Nederland maakt zich op voor extremer weer

Van afvoergoot naar spons Het klimaat warmt op en het weer verandert mee. In Nederland gaat dat leiden tot meer en langere perioden van droogte en hitte en hevigere buien, in Caribisch Nederland tot meer orkanen. Oplossingen liggen in het opslaan van het water, het bouwen van slimme dijken en aangepaste huizen en het op een andere manier inrichten van het land.

Rivieren zullen vaker buiten hun oevers treden. foto : depositphotos 12

DE INGENIEUR • MAART 2022

Grenzen aan de maakbaarheid In een essay getiteld Op waterbasis. Grenzen aan de maakbaarheid van ons water- en bodemsysteem publiceerden Sweco, Deltares en BoschSlabbers kaarten die aangeven welke delen van Nederland in het jaar 2100 met droogte, wateroverlast en overstromingsrisico’s te maken zullen hebben. Ze pleiten ervoor om bĳ de inrichting van het land hiermee rekening te houden.

‘Droog’ zĳn de gebieden waar de laagste grondwaterstand meer dan 1,8 meter onder het maaiveld ligt (buiten bereik van plantenwortels). Dat is nu 1.250.000 hectare.

nat, huidig nat, 2100 (extra t.o.v. huidig)

Overstroombaar buitendĳks/onbedĳkt Overstroombaar binnendĳks

‘Nat’ zĳn de gebieden waar de hoogste grondwaterstand binnen 30 centimeter onder het maaiveld ligt. Dat is nu 470.000 hectare.

Op het moment dat terreinbeheerder Jean-Paul de Garde een schuif omhoog trekt, komt het water door een gat in de dijk heen zetten. Zal de plastic nooddijk, die een meter of twintig verderop ligt, het houden? Erg stevig ziet het gevaarte er niet uit. Het lijkt een beetje op een heel lange tunneltent waarvan het grondzeil per ongeluk als een uitgestrekte plastic flap aan de buitenkant zit. Maar als het water de buis bereikt, wordt duidelijk hoe vernuftig het bouwwerk in elkaar steekt. Eerst stroomt het water over het grondzeil en houdt daarmee de tunnel op zijn plek zoals het water in een opblaasbadje ervoor zorgt dat de badranden niet wegwaaien. Als het water verder stijgt, blijken de zwarte stippen op de tunnel gaten te zijn. Hierdoor stroomt het water de tunnel in en geeft de dijk het gewicht dat hij nodig heeft. Deze tubebarrier houdt de rest van het water inderdaad tegen. ‘Dit soort constructies hadden ze afgelopen zomer in Limburg goed kunnen gebruiken’, zegt Marjan Kreijns,

directeur van The Green Village op de campus van de TU Delft. ‘Het is makkelijker en sneller dan de boel met zandzakken barricaderen.’ Ze doelt op de overstromingen van halverwege juli 2021. Toen viel er lokaal extreem veel regen in met name Wallonië en de Duitse deelstaten Noordrijn-Westfalen en Rijnland-Palts, en traden ook in Limburg rivieren en beken buiten hun oevers. De schade wordt geschat op zo’n twee miljard euro. Natter, heter, droger De nooddijk is een van de vele technische wapens die ingenieurs ontwikkelden voor de strijd tegen de gevolgen van klimaatverandering. Behalve met het extremer worden van zware zomerbuien krijgt Nederland te maken met meer en langere perioden van droogte en hitte, voorspelt het KNMI. Vooral in de steden zal dat merkbaar zijn. En dus moeten we aan de bak, zegt Kreijns, terwijl ze trots laat zien wat voor slimmigheden er

▼

droog, huidig droog, 2100 (extra t.o.v. huidig)

MAART 2022 • DE INGENIEUR

K L I M A ATA D A P TAT I E

Boven- en benedenwindse orkanen Er zĳn geen aanwĳzingen dat het aantal stormen of de kracht ervan gaat toenemen, schrĳft de KNMI op haar website. Dat wil zeggen: in Europa. De Nederlandse gemeenten Bonaire, Sint Eustasius en Saba gaan wel te maken krĳgen met krachtiger orkanen. Het enige zinvolle dat daartegen te ondernemen valt, is het bouwen van stormbestendige huizen. ‘Ik hoor het de onderwĳzer op de basisschool nog zeggen’, zegt Paul Minartz, afdelingshoofd bĳ ingenieurs- en adviesbureau Arcadis. ‘Jongens, als de wind komt, dan moet je alle ramen open zetten. Want dan waait het niet alleen naar binnen, maar ook naar buiten!’ Het is het stomste wat je kan doen, voegt hĳ er onmiddellĳk aan toe. ‘Zodra de wind naar binnen kan, blaast hĳ het huis op als een ballon.’ De kracht van een orkaan is immens, zegt Minartz. ‘Je moet je voorstellen dat je op de snelweg rĳdt met een

snelheid van minstens 120 kilometer per uur, en dan het dak van je auto open zet en rechtop gaat staan.’ Naast het ontbreken van openingen is de belangrĳkste eigenschap van een stormbestendig huis dat het zo glad mogelĳk is. Zodra de wind er grip op krĳgt, gaat het mis – dan pakt hĳ door. ‘Dat zie je bĳ dakpannen’, zegt Minartz. ‘Als er daar één van wegwaait, krĳgt de wind ook vat op de pannen eromheen.’ Het bezwĳken van een huis begint vaak bĳ de hoeken. Vooral die moeten dus sterk zĳn. Verder zitten bĳ een stormbestendig huis de muren stevig vast aan het dak en heeft het bouwwerk in het ideale geval voldoende verbindingen om een ring te creëren waardoor de krachten rond kunnen worden gevoerd. Dat zorgt voor incasseringsvermogen. ‘En het is belangrĳk dat het huis zélf niet weg waait’, zegt Minartz, ‘dus dat het is verankerd aan de fundering, die op haar beurt goed vastzit in de grond.’

DE INGENIEUR • MAART 2022

Promovendus Pieter Ham en zĳn promotor Rob Nĳsse, civiele ingenieurs van de TU Delft, komen met dezelfde voorwaarden. ‘Zolang je zorgt dat de wind er niet in komt, kan elke houten woning stevig genoeg worden gemaakt’, zegt Nĳsse. Het is dus zaak ramen en deuren goed te barricaderen, want er vliegt tĳdens een orkaan vaak van alles rond. ‘Kokosnoten bĳvoorbeeld.’ Ham ontwierp voor zĳn promotieonderzoek een klimaatbestendig huis voor op de Filipĳnen. Hĳ gebruikte voornamelĳk hout met stalen verbindingen. De woning moest bestand zĳn tegen hitte, overstromingen en orkanen. Het werd een drĳvend huis zodat het mee kan bewegen met de overstromingen, met veel openingen zodat de wind het kan koelen. Kapjes schermen de openingen af tegen de felle zon. Ham: ‘Maar openingen en uitkragingen zĳn dus wel

de zwakke plekken bĳ een storm.’ Om te voorkomen dat de wind de uitsteeksels als aangrĳpingspunt gebruikt, kunnen ze als luikjes om het gebouw heen worden geklapt. Dit geeft het huis een meer aerodynamische vorm en sluit de gevelopeningen af. Verder gaf Ham het huis een puntdak, om te voorkomen dat het als een vliegtuigvleugel wordt opgetild door de opwaartse druk van de overwaaiende wind. Aerodynamischer dan dat werd het niet. ‘Daarvoor moet je weten waar de wind vandaan waait’, zegt Ham. ‘Zoals bĳ een wielrenhelm, waar hĳ altĳd van voren komt.’ Orkaanwinden kunnen uit verschillende richtingen komen. De Filipĳnse woningen worden nu al twee jaar getest, elk half jaar door andere bewoners, en hebben al enkele stormen doorstaan. Ham: ‘Tot nu toe zĳn de testbewoners erg tevreden.’

Bĳ een stormbestendige woning kunnen uitsteeksels worden ingeklapt en heeft het dak een bolle vorm of een punt. FOTO : PIETER HAM , TU DELFT

foto : drents overijsselse delta

Zoetwateropslag Het principe voor het nieuwe waterbeheer in de stad is eigenlijk hetzelfde als voor de waterhuishouding in landbouw- en natuurgebieden: het water opslaan in tijden van overvloed om zo een voorraad aan te leggen voor drogere of extreem warme perioden. In een deltagebied is dat niet de standaardreflex. In Nederland is de gewoonte altijd geweest om de regen en het water dat vanuit de Europese bergen door de rivieren het land binnen komt, zo snel mogelijk naar zee af te voeren. En niet alleen voor de veiligheid, zegt Perry de Louw, expert grondwatermanagement bij kennisinstituut Deltares. ‘Sinds de Tweede Wereldoorlog is

uitgetest worden op het HittePlein en de WaterStraat van The Green Village. Zoals de zoak-tegels (zeer open afval keramiek) van het bedrijf TileSystems. Deze tegels, gemaakt van afval uit de keramiekindustrie, kunnen regenwater absorberen met een snelheid van dertig millimeter per minuut. Vervolgens voeren ze het via een buffersysteem af naar de bodem in plaats van via waterputten naar het riool zoals gebruikelijk is. Bij warm weer verdampt het water weer via de tegels, wat verkoelend werkt. ‘Op plekken waar je geen bomen en planten kunt plaatsen, is dit een goed alternatief ’, zegt Kreijns. Of neem BlueBloqs van het watertechnologiebedrijf Field Factors. Dat is een modulair systeem dat regenwater verzamelt door regenpijpen af te tappen, dit via plantenbakken met speciale filters zuivert en vervolgens opslaat onder de grond tot het weer nodig is. ‘Voor drinkwater is het niet schoon genoeg, maar bij het Spartastadion in Rotterdam gebruikt men het bijvoorbeeld voor irrigatie van de voetbalvelden en in het Laakkwartier in Den Haag voor het nat houden van het Cromvlietpark’, zegt Kreijns. Hierna gaat The Green Village zich richten op met name de gebouwen: met groene daken, groene gevels, zonwering en overkappingen. En zonder grote ramen op het zuiden.

Wateroverlast Eind februari hield het maar niet op met regenen. Dat betekende extra hard malen en pompen voor de waterschappen om het water in goed banen te leiden: weg van de regio’s waar de meeste overlast dreigde. Onder andere het gemaal Zedemuden in Zwartsluis draaide op volle toeren. Dit op één na grootste gemaal van Nederland (de grootste is die van IJmuiden) ligt in het stroomgebied van het Meppelerdiep en de Overijsselse Vecht. Het gemaal kan elke minuut 7440 kubieke meter water wegpompen. Dat staat gelijk aan de inhoud van drie olympische zwembaden.

MAART 2022 • DE INGENIEUR

K L I M A ATA D A P TAT I E

Kringloopwater Nederland heeft geluk, zegt Martine Rutten, expert watermanagement aan de TU Delft. ‘Gemiddeld hebben we genoeg water. Gelet op wat er aan regen valt en wat er maximaal verdampt, dan houden we op jaarbasis nog steeds water over.’ Het gevolg hiervan is dat Nederland enigszins verwend is geraakt en nog maar relatief kort nadenkt over de beste manier om water vast te houden. Rutten: ‘Kĳk bĳvoorbeeld naar Singapore. Daar is het water schaars en de relatie met buurlanden moeizaam, dus is men er helemaal op zichzelf aangewezen. Inmiddels heeft die stad een vrĳwel gesloten watersysteem, waar al het water na gebruik weer gezuiverd en opnieuw in het systeem wordt gebracht.’ Langzaam maar zeker probeert ook Nederland efficiënter met rioolwater om te gaan. Zo won Royal HaskoningDHV dit jaar De Vernufteling met

een nieuwe toepassing van de rioolwaterzuiveringstechnologie Nereda. Het bedrĳf maakte een compacte, lokaal in te zetten rioolwaterzuiveringsinstallatie, waarmee water uit het riool kan worden afgetapt en gebruikt voor irrigatie. Dit in plaats van het via de grote zuiveringsinstallaties af te voeren naar zee. Ook in het hoofdgebouw van The Green Village wordt met nieuwe concepten geëxperimenteerd. Hier wordt water uit het fonteintje bĳ het toilet na het handen wassen niet afgevoerd naar het riool, maar opnieuw gebruikt om het toilet door te spoelen. Bĳ een ander toilet komt regenwater via de dakgoot een ruimte in het plafond binnen om het voor het doorspoelen te gebruiken. ‘Het grootste probleem is in Nederland dat dit soort oplossingen vaak niet rendabel zĳn’, zegt Rutten. ‘Ons water is echt verbazend goedkoop.’

FOTO : DEPOSITPHOTOS

DE INGENIEUR • MAART 2022

De tubebarrier loopt eerst zelf vol met water en is dan zwaar genoeg om als nooddĳk te fungeren. FOTO : DE INGENIEUR

de bodem door intensieve ontwatering geschikt gemaakt voor de landbouw. Maar van die gewoonte moeten we af.’ Het land moet van een afvoergoot veranderen in een spons. Water opslaan is dus het devies, overal waar dat maar kan. Onder stoeptegels, in regentonnen en plantenbakken, en op grotere schaal in de vorm van ‘zoetwaterbellen’ in de ondergrond. Dat laatste is mogelijk op plekken waar zand of zandsteen zit. Dat is poreus en doorlatend, zodat het water in de ruimten tussen de zandkorrels kan gaan zitten. In kleigrond lukt dat niet. Veel tuinen landbouwbedrijven in het westen van het land maken gebruik van deze opslagmethode om watertekorten in droge perioden te voorkomen, vertelt De Louw. Tegenwoordig lukt het zelfs om zoetwater te bergen in gebieden waar het grondwater zout of brak is – ook al duwt het zware zoute water het lichtere zoete water omhoog. Zo slaat een akkerbouwer uit Walcheren als zo’n zes jaar lang zoetwater op in een kreekrug – dat is een zandlichaam dat is ontstaan is door de ophoping van zand in een geul en dat door inklinking van het omliggende veen nu omhoog steekt uit het landschap. ’s Winters pompt de tuinder het overtollige water uit de sloot en brengt het met een drainagesysteem de bodem in. Omdat zoetwater drijft op zoutwater, vormt zich een zoetwaterbel net onder het oppervlak. Bij droogte in de zomer tapt hij die af om het land te beregenen.

Bij het systeem Bluebloqs wordt het water gefilterd en via plantenbakken opgeslagen in de ondergrond. foto : de ingenieur

Nationale gieter Op nog grotere schaal ziet Deltares mogelijkheden om water dat normaliter ongebruikt de zee in stroomt, op te slaan in de hoge zandgronden in het oosten van het land. Dit zijn de gebieden die ’s zomers het meest door de droogte worden geteisterd: de rivieren gaan er omheen omdat water nu eenmaal omlaag stroomt. Om dezelfde reden kan er geen water met schutten en sluizen naar de hoge gebieden worden gedirigeerd vanuit het IJsselmeer – dat met een beschikbare watervoorraad van zo’n vierhonderd miljard liter geldt als onze ‘nationale regenton’. Het idee is om het water dan maar naar de hogere delen van de zandgronden toe te pompen. De grootste ondergrondse opslagplek die zich hiervoor leent, ligt onder de Veluwe. Vanwege de vorm die dit zandgebied – met enige fantasie – op een plattegrond aanneemt, kreeg het idee de naam de Nationale Gieter, al staat het inmiddels ook bekend onder de naam Wateraccu. ‘Het idee is inmiddels opgepakt door Vitens’, vertelt de Louw. In opdracht van dit waterbedrijf deed Deltares sa-

men met ingenieursbureau Royal HaskoningDHV een verkenning voor grootschalige waterinfiltratie op de Veluwe. De Louw: ‘De bedoeling is dat er dan meer drinkwater kan worden onttrokken dan nu, om aan de toenemende vraag te voldoen. Maar als we meer opslaan dan onttrekken, kan er ook natuurherstel optreden. Dan gaan de sprengen weer lopen en komt de kwel weer terug.’ Een spreng is een beekje dat door mensen is opgestart door op een helling een gat te graven tot aan de grondwaterspiegel, kwel is grondwater dat door de oppervlakte uit de bodem komt. Water en ruimte genoeg Er moet wel veel gebeuren, beaamt De Louw: het water moet niet alleen vanuit de IJssel omhoog worden getransporteerd, maar ook gezuiverd. De kosten die dat met zich meebrengt zijn overkomelijk, zegt hij. ‘Het plan is er niet op afgeschoten.’ Doorgaans geldt een kostprijs van een euro per kuub drinkwater als acceptabel. Aan de hoeveelheid beschikbaar water zal het niet liggen. ‘Een half procent van de afvoer van rivier de IJssel is al genoeg om tweehonderd miljard liter water per jaar in de Veluwe op te slaan.’ Dat is ongeveer een vierde van wat we in Nederland aan het grondwater onttrekken voor ons drinkwater, en staat gelijk aan het jaarlijkse watergebruik van zes miljoen Nederlanders.

Een orchideeënkweker uit Nootdorp slaat het zoete water op in een zandlaag die zich dieper onder het ondervlak bevindt. Door het water op grotere diepte te injecteren dan waar het later omhoog gepompt wordt, is het omhoog bewegen van de zoetwaterbel geen probleem.

De opslagplek voor zoetwater onder de Veluwe heet nu de Wateraccu

MAART 2022 • DE INGENIEUR

K L I M A ATA D A P TAT I E

En er is ruimte genoeg, zegt de Louw. De ruimte zit in de bodem boven het grondwater, omdat de poriën tussen de zandkorrels daar nog niet zijn gevuld met water. Hoe dieper de grondwaterstand, hoe meer ruimte er dus is voor opslag. Op de Veluwe is dit soms wel tot zeventig meter onder het maaiveld. Intussen is Vitens is ook al bezig een dergelijk concept uit te werken voor de Sallandse Heuvelrug, met de naam ‘De eeuwige bron’. Vitens wil hiervoor het water dat normaliter via sloten van deze rug af stroomt in de heuvelrug opslaan. ‘Wil je écht iets aan de droogte in de zandgebieden doen, dan moet je de ontwatering rigoureus aanpakken en het grondwatergebruik drastisch verminderen’, benadrukt De Louw. ‘Hier en daar een beetje water vasthouden heeft weinig zin.’ Omdat de natte natuur-

gebieden het meest te lijden hebben van de droogte, pleit hij ervoor om bufferzones rond die gebieden aan te leggen. ‘Alleen is traditionele, intensieve landbouw daar dan niet meer mogelijk.’ Extreem weer voorspellen Het zijn prima ideeën, zegt Marjolein Mens, expert droogte en waterverdeling bij Deltares. Maar voor een klimaatrobuust watersysteem is meer nodig. Het infiltreren en weer omhoog halen van water uit de ondergrond gaat te langzaam om een plotselinge waterbom zoals die van afgelopen zomer in Limburg aan te pakken. ‘Wil je al dat water ter plekke infiltreren, dan zou je maanden moeten wachten tot het weg is’, aldus Mens. Extreme neerslag vergt andere maatregelen, zoals de eerder genoemde nooddijken of overloopgebieden waar het

Sluiproute onder de stad Toen Limburg in juli 2021 geteisterd werd door overstromingen, liep onder andere Valkenburg veel schade op. Het stadje ligt onder in een beekdal, rivier de Geul loop er dwars doorheen. Het centrum kwam volledig onder water te staan. Om dit de volgende keer te voorkomen, bedacht bureau

Witteveen+Bos een tunnel onder de stad door. Als die een diameter heeft van 3,5 meter, zou die in theorie zo’n dertigduizend liter water per seconde onder de stad door kunnen leiden, in plaats van erdoorheen. In Zwitserland wordt deze truc al op verschillende plaat-

Een tunnel onder Valkenburg (rood) zou een deel van het overtollige water ondergronds kunnen omleiden. ILLUSTRATIE : WITTEVEEN + BOS 18

DE INGENIEUR • MAART 2022

sen toegepast. Daar fungeert bĳ hoogwater een tunnel als ondergrondse bypass. Overtollig water tĳdelĳk afvoeren naar landbouwgebieden of uiterwaarden is bĳ Valkenburg door de ligging in het beekdal niet mogelĳk. Of het idee haalbaar en betaalbaar is en verder stroom-

afwaarts niet tot extra problemen leidt moet nog worden uitgezocht. Maar als er afgelopen zomer al een goed werkende afvoertunnel onder Valkenburg had gelegen, dan had dat naar schatting liefst vierhonderd miljoen euro aan schade kunnen voorkomen.

Terreinbeheerder Jean-Paul le Garde heeft de regenmachine aangezet waarmee de waterdoorlatende tegels op de WaterStraat worden getest. foto : de ingenieur

Slim omgaan met water doe je niet alleen met technologie

water tijdelijk heen kan. Maar ook slimme ruimtelijke inrichting kan de schade van intensieve buien beperken. ‘En goede systemen om extreem weer te voorspellen’, zegt Mens, ‘dan kunnen we daar op acteren, bijvoorbeeld door het peilbeheer aan te passen.’ In de lage gebieden zoals de polders reguleert Nederland de waterstand met stuwen, sluizen, pompen en gemalen. Als er veel regen aankomt, kan het waterpeil dus van tevoren alvast omlaag worden gebracht. Tegen droogte valt op deze manier weinig uit te richten, zegt De Louw. ‘Maar als je het ziet aankomen kan je wel in een vroeg stadium al wat zuiniger aan doen, met het beregenen van landbouwgrond bijvoorbeeld.’

Vooruitziende blik Tegels tegen de hitte, zoetwaterbellen tegen de droogte, noodoplossingen tegen overstromingen, kunnen we de problemen daarmee aan? ‘Deels wel’, zegt Mens, ‘maar er zijn grenzen aan de maakbaarheid.’ Slim omgaan met water doe je niet alleen met technische oplossingen, benadrukt ze. Soms moet je het land niet aanpassen aan je wensen, maar je wensen aan het land. ‘Volgens mij zijn we nog steeds te veel aan het proberen binnen het huidige systeem het huidige landgebruik te optimaliseren’, zegt Mens. ‘Water moet meer sturend worden in ruimtelijke ordening.’ Dat vindt ook watermanager Nikéh Booister van ingenieursadviesbureau Sweco – een van de drie overgebleven kanshebbers op de Prins Friso Ingenieursprijs van dit jaar. ‘Bij alles wat we in Nederland aanleggen of bouwen, moeten we uitgaan van de situatie over enkele tientallen jaren’, bepleit Booister. ‘Dat betekent dat we ofwel moeten zorgen dat het bouwwerk klimaatbesten-

dig is, ofwel moeten besluiten het ergens anders neer te zetten.’ Op dit moment gebeurt dat nog te weinig, toonden Mens en Booister samen met een groep collegawateronderzoekers aan. Van de miljoenen woningen die zijn gepland in de nieuwste woningbouwopgave, staan er 820.000 op grond die kwetsbaar is voor overstromingen, wateroverlast, bodemdaling, droogte of hitte, bleek uit onderzoek van Sweco, Deltares, Defacto en Ecorys. Logisch, want wie wil bouwen moet al met zoveel rekening houden: ontsluitingswegen, infrastructuur, toerisme, werkgelegenheid… De oplossing ligt in beleid met visie, waarbij de bodem- en waterkaart van Nederland een grote rol gaat spelen (zie kader: Grenzen aan de maakbaarheid). ‘Er zijn wel wat instrumenten, maar die staan te veel los van elkaar’, zegt Booister. Zo is er de watertoets: wie een verhard oppervlak maakt, dus bijvoorbeeld een nieuwe woonwijk aanlegt, is verplicht elders een waterberging te realiseren om het verlies aan opslagcapaciteit voor de neerslag te compenseren. Als dat niet lukt of te duur blijkt, ziet men soms van het oorspronkelijke plan af. ‘De meerwaarde van dat plan is dat men bij de inrichting van het land óók rekening gaat houden met het bodem- en het watersysteem’, zegt Booister. Het probleem is echter dat de gemeente de instantie is die het beleid door de afgifte van vergunningen af moet dwingen, terwijl die vaak belang heeft bij het doorgaan van het project. Booister is blij dat de deltacommissaris de onderzoeksresultaten in zijn nieuwste advies aan de ministeries heeft gebruikt. ‘De komende dertig jaar wordt er voor zo’n negenhonderd miljard geïnvesteerd in de grote opgaven in de woningbouw en infrastructuur. Dan kun je maar beter zorgen dat wat je bouwt een flinke tijd meekan.’ MAART 2022 • DE INGENIEUR

KERNENERGIE T E K S T: J I M H E I R B A U T

Veiligheid

Betaalbaar

Haalbaar

Duurzaam

Steeds een stapje veiliger Zeg kernenergie en men denkt al gauw aan Harrisburg, Tsjernobyl of Fukushima. Rampen blĳven nu eenmaal goed in het collectieve geheugen hangen. Maar de techniek van kerncentrales is de laatste decennia veel veiliger geworden. Elke nucleair ingenieur kan ze zo opnoemen: Harrisburg 1979, Tsjernobyl 1986, Fukushima 2011. Die ongelukken waren stuk voor stuk rampzalig, hoewel het aantal slachtoffers per ramp flink uiteenliep. Van geen dodelijke slachtoffers in Harrisburg (Three Mile Island) in Pennsylvania tot meer dan honderd mensen die door brand en stralingsziekte in Tsjernobyl overleden. In Fukushima waren er geen slachtoffers als direct gevolg van radioactieve straling, maar stierven wel ruim tweeduizend mensen als gevolg van de massale evacuatie van het gebied. Momenteel draaien er wereldwijd zo’n 440

De kerncentrale bĳ Borssele in Zeeland. FOTO : EPZ 20

DE INGENIEUR • MAART 2022

kerncentrales, van waaruit zelden incidenten worden gemeld. Is kernenergie nu veilig of niet? Kernreacties Eerst even een stapje terug. Hoe werkt een kerncentrale ook alweer? In een kernreactor wordt splijtstof, meestal uranium-235, beschoten met neutronen, waardoor de atomen uiteenvallen in twee brokken. Hierbij komen ook weer neutronen vrij, zodat er een kettingreactie ontstaat. Een zogenoemde moderator remt de vrijkomende neutronen af zodat ze nieuwe splijtingsreacties kunnen in-

“

duceren. In de meeste kerncentrales dient geAlle aanpas- um en een reactor op basis van pebble bedtechnologie waarbij de brandstof in grafietwoon water als moderator én als koelmiddel singen samen bollen zit. Die nieuwere typen zouden nog om de warmte van de kernreactie af te voeren. hebben de veiliger zijn dan bestaande technologie. Ze zijn De hitte van de kernreactie creëert stoom, waarmee de turbines worden aangedreven kerncentrale echter technologisch gezien nog niet uitontwikkeld en kunnen nog niet worden gebouwd. die elektriciteit produceren. Ook bestaande kerncentrales zijn steeds De eerdergenoemde ongelukken met kern- duizend keer veiliger veiliger gemaakt. Neem die in het Zeeuwse centrales waren alle drie zo ingrijpend voor de Borssele, de enige in ons land. Sinds de ingesector, dat er elke keer stevige lessen zijn gegemaakt bruikname in 1973 is er veel aan veranderd, trokken, vertelt Jan Leen Kloosterman, hoogzegt woordvoerder Monique Linger. ‘Eigenlijk leraar kernreactorfysica aan de TU Delft. ‘In te veel om op te noemen. Al met al durven we Harrisburg in 1979 bleef een klep hangen die dicht had moeten gaan. De operators interpreteerden de te stellen dat alle aanpassingen samen de kerncentrale signalen verkeerd en zo ging het mis. De les was daar dat duizend keer veiliger hebben gemaakt.’ Die verbeterinde controlekamer een signaal moet krijgen dat de werke- gen in de veiligheid van de centrale kwamen voort uit lijke status van zo’n klep laat zien. Dat maakt het regel- concrete lessen geleerd van de genoemde ongelukken, systeem robuuster. Ook groeide na Harrisburg het besef maar waren ook het directe gevolg van steeds strengere dat je de besturing van een centrale zo moet ontwerpen veiligheidseisen. Een van de eerste aanpassingen was de kerncentrale dat eventuele menselijke fouten worden opgevangen. En er kwam meer aandacht voor passieve veiligheid in kern- bestand maken tegen een overstroming van 7,3 meter centrales.’ Dat zijn veiligheidsmaatregelen die als het fout boven NAP, 2,5 meter hoger dan de Watersnoodramp van 1953. Er kwam een gebunkerd gebouw met extra gaan in actie komen op basis van natuurwetten. Je kunt bijvoorbeeld de zwaartekracht benutten. Zoals dieselaggregaten en accu’s die de centrale bestuurbaar in de kerncentrale van Borssele, waar de regelstaven bo- houden bij stroomuitval. Later kwam er meer aandacht ven de kern van de reactor hangen, vastgehouden door voor watervoorraden voor extra koeling in geval van een zeer gevoelige elektromagneten. Die laten los als de pa- ongeluk in het reactorvat. Ook kwamen er nieuwe veirameters van de centrale afwijken van wat normaal is (of ligheidsventielen op het primaire systeem. Zou de druk op commando). Door de zwaartekracht vallen de regel- te hoog oplopen dan kan er stoom worden afgeblazen staven dan in de kern, waar ze neutronen absorberen en – letterlijk – binnen het containment (zie illustratie hierboven). het kernsplijtingsproces stoppen. Belangrijk was de invoering van waterstofrecombinatoren. Dit zijn katalysatormaterialen die het waterstofVeiligheidseisen De laatste tijd is veel te lezen over andere typen kern- gas, dat kan vrijkomen bij een oververhitte reactor met centrales, zoals de gesmolten zoutreactor op thori- zuurstof uit de lucht omzetten in water. De waterstof-

”

De kernreactor van Borssele is omgeven met meerdere lagen staal en beton, zodat de radioactiviteit niet naar buiten kan. Ook maken de dikke lagen beton en staal het onmogelijk om in één actie de verschillende barrières gelijktijdig te doorbreken om een nucleaire lozing te bewerkstelligen. illustratie : epz

MAART 2022 • DE INGENIEUR

KERNENERGIE

Dun laagje chroom Ingenieurs onderzoeken steeds nieuwe manieren om het opwekken van kernenergie nog veiliger te maken, bĳvoorbeeld door de brandstof beter te beschermen. De brandstofstaven van uraniumoxide zĳn in veel bestaande kerncentrales ingepakt in buizen van een zirkoniumlegering (Zircalloy). Bĳ normale omstandigheden in een reactor – water van zo’n driehonderd graden Celsius – functioneert dit ‘zirkonium’ uitstekend. Het is bestand tegen straling en corrodeert niet. Maar in het uitzonderlĳke geval dat de temperatuur in de reactor oploopt, kan zirkonium reageren met het water. Daarbĳ ontstaat het zeer brandbare waterstofgas. De ontploffingen bĳ de Fukushima-centrale waren hieraan te wĳten. Wat ingenieurs kort na de ramp bĳ Fukushima voorstelden is het inpakken van de brandstofstaven met een extra coating, zodat zirkonium niet meer met water in contact komt. Amerikaanse onderzoekers brachten daarvoor een dun laagje chroom aan op de huidige brandstofstaven. ‘Het is maar een minimale verstoring van de normale parameters waarmee een reactor draait’, zei de bedenker van de beschermlaag, Brent Heuser, van

de University of Illinois, vorig jaar tegen het blad Physics World. ‘Dit geeft ingebouwde bescherming voor het geval er een storing [in de reactor] optreedt en de buitenkant van de brandstofstaven komt bloot te staan aan stoom van hoge temperatuur.’ Het chroomlaagje kan een oververhitte reactor niet redden, maar het geeft de operators wel extra tĳd de centrale uit te schakelen of het koelproces weer onder controle te krĳgen. De hoop was dat het chroom een paar uur respĳt zou opleveren, maar sommige technici twĳfelen daaraan. Modellen van het chroomconcept laten minuten tĳdwinst zien en geen uren. Uiteindelĳk bereikt het oververhitte water toch het zirkonium en begint de vorming van waterstofgas alsnog. Andere onderzoekers kĳken nog naar vervangende materialen voor het zirkonium. Amerikaanse bedrĳven werken bĳvoorbeeld aan legeringen van onder meer ĳzer. Ook siliciumcarbide is een kandidaat, een keramiek dat in de industrie wordt gebruikt. Het zou de brandstof goed beschermen, maar heeft als nadeel dat het erg bewerkelĳk is en dus duur om er meterslange buizen van te fabriceren.

Deze brandstofstaaf is gecoat met chroom om de zirkoniumlegering van de buitenzĳde af te schermen van het water. Dit moet voorkomen dat bĳ een te hoge reactortemperatuur waterstof ontstaat bĳ het zirkonium. FOTO : FRAMATOME 22

DE INGENIEUR • MAART 2022

Unit 4 van de kerncentrale Fukushima Daiichi in december 2012: dit is wat een waterstofexplosie met een gebouw met dikke betonnen wanden doet. FOTO : GILL TUDOR / IAEA

recombinatoren zitten op verschillende plekken in de centrale, werken passief en dus onder alle omstandigheden. Zo kan een waterstofgasexplosie worden voorkomen die destijds bij Three Mile Island en Fukushima grote schade aanrichtte. De laatste grote kernramp, Fukushima in 2011, leidde weer tot verhoogde veiligheidseisen aan bestaande centrales. De ramp bracht aan het licht dat de centrale niet goed bestand was tegen tsunami’s. Eenvoudige maatregelen hadden dit kunnen verhelpen, zoals hogere dijken en waterbestendige deuren, schreef Kloosterman in een analyse. Alle centrales in Europa werden onderworpen aan een stresstest. Daarbij werden extreme omstandigheden als uitgangspunt genomen om te berekenen hoe het de centrale in zo’n uitzonderlijk scenario zou vergaan. Voor Borssele kwam uit deze stresstest naar voren dat de centrale bestand is tegen een hoge waterstand tot 8,55 meter. De luchtinlaat voor de noodstroomdieselaggregaten ligt zelfs op 9,80 meter. De centrale blijkt bestand tegen aardschokken tot 0,15 g (valversnelling), dat is meer dan de ontwerpeis. Linger: ‘De centrale blijkt ruimschoots bestand tegen natuurgeweld dat ter plaatse kan optreden.’ Ten slotte toonde de stresstest aan dat Borssele meer dan twee weken geïsoleerd kan functioneren. Er zijn trouwens ook nog écht onwaarschijnlijke gebeurtenissen waar Borssele op voorbereid is. Mocht op de Westerschelde een schip met vloeibaar gemaakt aardgas lek raken, dan is er een systeem dat de brandbare gaswolk detecteert en laat ontbranden voordat die de centrale bereikt. En mocht een terrorist het in zijn hoofd halen een vliegtuig te kapen en op de kerncentrale te laten crashen, dan is de constructie daar in principe tegen bestand. Dat is een kwestie van verschillende beschermende lagen. ‘De betonnen koepel met daarin een dikke stalen bol, met daarin gebunkerde ruimten, zijn samen zo sterk dat ze een vliegtuig tegenhouden’, zegt woordvoerder Linger. ‘Veel specifieker kunnen wij om securityredenen niet zijn.’ Om de kerosinebrand te doven, die vervolgens zal ontstaan, staat een speciaal schuimblusvoertuig klaar.

Podium

Peter-Paul Verbeek is universiteitshoogleraar Filosofie van Mens en Techniek en wetenschappelijk co-directeur van het DesignLab van de Universiteit Twente.

Algoritme-autoriteit: vergeet de burger niet Nederland krijgt binnenkort een algoritme-autoriteit. lijstje houdt. Omdat iedereen een zogeheten data protecKunstmatige intelligentie heeft inmiddels zo’n grote in- tion impact assessment moet maken, wordt verantwoord vloed op de samenleving dat het nieuwe kabinet heeft innoveren gereduceerd tot privacyvriendelijkheid. Maar besloten er toezicht op te willen houden. Vooruitlopend toen we rondom de CoronaMelder niet alleen ethische op Europees beleid kiest Nederland er zo voor om de experts maar ook burgers een analyse lieten uitvoeren, voorhoedepositie te blijven innemen die het traditio- kwam een heel ander beeld naar voren. Door de sterke nadruk op privacy raken andere publieke waarden naneel heeft. Op het gebied van de techniekethiek en het verbinden melijk behoorlijk in de verdrukking. De burgers misten in het ontwerp van de app prevan ethiek met innovatie en beleid hebben we immers al een lange geschiedenis. Het Europese onderzoeks- en cies datgene wat zij belangrijk vonden: solidariteit. Ze wilden juist wél hun locatiebeleidsprogramma rondom responsible gegevens kunnen delen, zodat innovation is bijvoorbeeld direct geënt Wat nodig is, is een de GGD snel coronabrandop het Nederlandse programma maathaarden kon opsporen, en schappelijk verantwoord innoveren. kritische begeleider ze wilden wél hun adresboek In de Nederlandse aanpak is samenvan technologische open kunnen stellen, zodat werking tussen wetenschap, overheid vrienden en familie snel een en bedrijfsleven altijd cruciaal geweest. ontwikkelingen bericht konden krijgen. PerIn deze triple helix kunnen ethische soonsgegevens waren er in kaders worden ontwikkeld in nauwe wisselwerking met de praktijk, en worden ze ook echt hun ogen niet alleen om af te schermen maar juist ook om, op een bewuste manier, te delen. Zo’n gebrek aan vruchtbaar toegepast in ontwerp en beleid. Ik hoop dat het kabinet de algoritme-autoriteit niet verbinding tussen overheid en samenleving moeten we alleen als een soort rechtbank boetes zal laten uitdelen zien te voorkomen. Daarom moeten burgers van meet af wanneer er dingen verkeerd gaan. Wat vooral nodig is, aan worden betrokken in het beleid, zodat zij steeds het is een kritische begeleider van technologische ontwik- perspectief kunnen inbrengen van degenen op wie de kelingen. Om dat goed en democratisch voor elkaar te algoritmen impact hebben. De zogenoemde ELSA-Labs krijgen, moeten we de triple helix uitbreiden tot een die in Nederland momenteel onder aanvuring van de quadruple helix: naast kennisinstellingen, overheden Nederlandse AI Coalitie worden ingericht om ethical, en bedrijven moeten ook burgers en maatschappelijke legal and social aspects of AI te adresseren, vormen hierorganisaties direct onderdeel uitmaken van de ont- voor al een uitstekend beginpunt, omdat die geheel vanwikkelingen. Alleen zo maakt beleid écht contact met de uit de quadruple helix zijn georganiseerd. Een goede beoordeling van die impact kan alleen samenleving waar algoritmen hun invloed uitoefenen. Mijn eigen ervaringen bij het uitvoeren van ethische maar in co-creatie met burgers plaatsvinden, en met analyses van de CoronaMelder-app hebben laten zien kinderen die nog nauwelijks een stem in onze volksdat zowel het overheidsbeleid als het academische debat vertegenwoordiging hebben. Het oprichten van de Nerond digitalisering soms te weinig verbonden is met de derlandse algoritme-autoriteit is dan ook een unieke samenleving zelf. Alles draait om privacy en de overheid gelegenheid om een nieuw Nederlands model van maatheeft in de vorm van de Autoriteit Persoonsgegevens schappelijk verantwoord innoveren te introduceren. En zelfs een officiële instantie die privacy bovenaan ieders om de rest van de wereld te inspireren. MAART 2022 • DE INGENIEUR

GEOTECHNIEK T E K S T: P A N C R A S D I J K

Onderzoek aan treindijken moet duidelijkheid geven

Hoe sterk is het spoor? Treinen worden zwaarder, op veel trajecten zijn snelheid en frequentie opgevoerd en het klimaat verandert. Kunnen de spoordijken dat allemaal wel aan? Om die vraag te kunnen beantwoorden, nam ProRail vier ingenieursbureaus in de arm.

Treinen, zoals deze die in de lente door Zuid-Holland rijdt, worden steeds zwaarder en sneller. foto : depositphotos

September 1918, vrijdag de dertiende. Op het moment dat de sneltrein van Amersfoort naar Amsterdam de spoorbrug over het huidige Amsterdam-Rijnkanaal oprijdt, gaat het mis. Over een lengte van bijna honderd meter zakt de dijk weg. Drie rijtuigen verdwijnen met het talud omlaag en belanden half op elkaar. Niet eerder had zich op het Nederlandse spoor zo’n zwaar ongeval voltrokken; 41 mensen kwamen om het leven. Waterbouwkundige Cornelis Lely, wiens derde termijn als minister net was verstreken, onderzocht de oorzaak van het ongeval. Hij was er vrij snel uit. Door de zware regenval van de dagen ervoor was de spoordijk bij Weesp volledig verzadigd geraakt. De trillingen van de passerende sneltrein brachten de van binnen nagenoeg vloeibaar geworden dijk zodanig aan het golven dat die bezweek.

DE INGENIEUR • MAART 2022

Spoorspecialisten leerden een belangrijke les: voor een veilig spoor is een stabiele ondergrond van cruciaal belang. Dat besef markeert de geboorte van de geotechniek in Nederland. Om de kennis van de ondergrond te vergroten werd er wat later zelfs een nieuw onderzoeksinstituut in het leven geroepen: het Laboratorium voor Grondmechanica in Delft, inmiddels opgegaan in Deltares. De staat van het spoor Aan die kennis is het te danken dat ongelukken zoals in Weesp zich de afgelopen honderd jaar niet meer hebben voorgedaan, stelt Stephan van Eeten, systeemmanager geotechniek bij ProRail. Toch heeft de spoorbeheerder eind vorig jaar besloten tot grootschalig, nieuw onderzoek naar de staat van de spoordijken. ‘Treinen worden zwaarder, ze rijden sneller en frequenter’, legt Van Eeten uit. Bovendien verandert het klimaat. Langdurige perioden van droogte en extreme neerslag zullen steeds vaker voorkomen. Zijn de spoordijken daar wel tegen bestand? Waar tot een jaar of twintig geleden de nadruk lag op de aanleg van nieuwe spoorinfra, daar is de aandacht sindsdien verschoven naar wat er al ligt. ‘We willen weten wat er nog kan op de huidige spoordijken en hoe lang ze nog meegaan.’ Het is een onderzoek van duizelingwekkende omvang. Ons land telt circa drieduizend kilometer aan spoordijken en op die verhoogde baanlichamen ligt alles bij elkaar zevenduizend kilometer rails. De dijken zijn bovendien op leeftijd: 80 procent ligt er al meer dan honderd jaar. Vanwege de omvang heeft ProRail ervoor liefst vier ingenieursbureaus in de arm genomen: Sweco, Arcadis, Witteveen+Bos en Royal HaskoningDHV. Hoewel Van Eeten benadrukt dat het ‘eigenlijk best goed’ gaat met het spoor, zijn er de afgelopen jaren incidenten geweest waarbij de kwetsbaarheid aan het licht kwam. Bij de vernieuwing en elektrificatie van het twaalf kilometer lange Kamperlijntje tussen Zwolle en Kampen in 2017 bijvoorbeeld, bleek niemand goed over de ondergrond te hebben nagedacht. ‘De risico’s waren

Tegelijk met het onderzoek door de ingenieursbureaus loopt er ook een wetenschappelijk onderzoek naar het effect van treinen op de ondergrond, RESET. Daarvoor heeft ProRail de hulp ingeroepen van de TU Delft en Deltares. beeld : prorail

verkeerd ingeschat’, zegt Van Eeten. De ondergrond bleek te gaan golven toen op het vernieuwde traject een zwaardere trein ging rijden. Door de beloofde snelheids verhoging van 100 naar 140 kilometer per uur moest een streep. ‘Dat vonden we bij ProRail natuurlijk niet leuk’, zegt Van Eeten met gevoel voor understatement. ‘We konden er niet wat we zouden willen.’ Het beteken de bovendien een miljoenenstrop, al drukt de ProRail manager dat wat anders uit: ‘Geotechniek is een risico factor. Heb je de bodemsituatie niet goed in de smiezen, dan kan dat voor hoge kosten zorgen.’ Nieuwe methodiek Het meerjarige onderzoek met de ingenieursbureaus is er op gericht die risico’s in kaart te brengen. De eerste fase is het vaststellen van een nieuwe methodiek die de spoorexperts hebben afgekeken van de waterkeringen. De methode die reeds bestaat voor het vaststellen van de staat van primaire dijken, heeft Deltares in opdracht van ProRail aangepast en geschikt gemaakt voor toepassing aan spoordijken. ‘De grond is dezelfde, alleen de belas ting is wat anders’, zegt Van Eeten. De ingenieursbureaus nemen in totaal 2400 kilome ter aan spoordijk onder de loep: nagenoeg al het spoor, afgezien van bruggen, tunnels en andere kunstwerken en museumspoorlijnen. ‘Nee, we gaan niet overal met een stok in de grond porren’, zegt Gijs Kreike van Sweco. Wel gaan de bureaus alle reeds bestaande kennis bun delen en met hulp van slimme software analyseren. ‘We combineren de hoogtekaart van Nederland met een kaart van de ondergrond. Alle openbaar beschik bare data van eerdere sonderingen en boringen uit de Basisregistratie Ondergrond wordt daaraan op een slimme manier toegevoegd.’ Dat moet een goed beeld

geven van de veiligheid van de baanlichamen, zegt Kreike. ‘Als ons werk klaar is, dan weet ProRail van iede re kilometer spoordijk hoe die erbij ligt.’ Daarbij beperkt de blik zich niet tot wat het oog ziet. Zo’n baanlichaam is soms maar een meter hoog, maar de geologische kaart bevat gegevens over diepere aardlagen die over perioden van tienduizenden jaren zijn ontstaan. Kleurcodes Het project is klaar wanneer alle trajecten van een kleur code zijn voorzien. ‘Eerst kijken we of we een baanvak op basis van de bestaande data al op “groen” mogen zetten, wat zeggen wil dat het toekomstbestendig is volgens de normen van ProRail’, zegt Kreike. Voor sommige tra jecten zal nog onvoldoende data beschikbaar zijn. Daar gaan de bureaus dan alsnog sonderingen uitvoeren. Pas als daaruit blijkt dat het traject nog steeds niet aan de norm voldoet, volgen er mogelijk aanpassingen in het veld, zoals een taludversterking. Voor de vier betrokken ingenieursbureaus is het behalve een grote opdracht ook een spannend proces. Waar ze normaal gesproken als elkaars concurrenten opereren, daar hebben ze hier de handen ineengeslagen. ‘Gezamenlijk gaan we alle geodata combineren en ana lyseren. In totaal moeten er voor elk stukje spoor 25 berekeningsstappen worden uitgevoerd. Elk bureau levert programmeurs om daarvoor de juiste software te kunnen schrijven.’ Van Eeten legt uit dat het project ook een vorm van achterstallig onderhoud behelst: het inlopen van een in formatieachterstand. ‘We willen alle aspecten aantoon baar op orde hebben’, zegt hij. ‘Op het gebied van trein beveiliging en spoorgeometrie is dat al het geval. Voor de spoordijken willen we dat nu ook voor elkaar hebben.’ MAART 2022 • DE INGENIEUR

MUZIEKMACHINES T E K S T: J I M H E I R B A U T

De opmars van house, techno en dance

Techniek maakt de muziek Veel hedendaagse muziekstromingen zijn te danken aan elektronica. In Düsseldorf is dat prachtig te zien in de tentoonstelling Electro. Von Kraftwerk bis Techno. Maakt AI straks de muzikant overbodig?

Dj en muzikant Ellen Allien op het festival N.A.M.E. in Roubaix, Frankrijk in 2017. foto : jacob khrist 26

Wie deze maanden het statige Kunstpalast in de Duitse stad Düsseldorf binnengaat, krijgt het gevoel een ver keerde ingang te hebben genomen. Direct na de lichte, marmeren lobby met kassa’s volgt de donkere entree van een nachtclub. Een levensgrote, fluorescerende smiley lacht de bezoeker toe en de vloer dreunt van de bas tonen. Bij een nachtclub zou je nu je jas in een kluis prop pen, vol verwachting de dansvloer op springen of wat aan de bar bestellen en kijken wat de avond brengt. In Düsseldorf loopt de bezoeker na de ingang het duistere technohol van de tentoonstelling Electro. Von Kraftwerk bis Techno in, een walhalla voor fans van elektronische muziek én voor liefhebbers van alle apparaten die bij het maken hiervan worden gebruikt. Wat tegenwoordig op de radio en streamingdiensten wordt grijsgedraaid als house, techno en dance, vindt zijn oorsprong bij uitvinders, elektronicahobbyisten en universitaire laboratoria, zo maakt de tentoonstelling duidelijk. Techneuten sloegen begin twintigste eeuw

DE INGENIEUR • MAART 2022

aan het experimenteren met machines die geluid kon den voortbrengen. Dat begon eenvoudig met golfgene ratoren die aan een versterker en luidsprekers werden gekoppeld. Maar al snel werden de apparaten exotischer. De tentoonstelling laat verschillende van die buitenissige vroege elektronische muziekinstrumenten zien, zoals de theremin. Deze bestaat uit twee antennes die gevoelig zijn voor de nabijheid van de handen van de bespeler. Daarmee beïnvloedt de muzikant zowel de frequentie als de amplitude van het geluid dat de theremin voortbrengt. Synthesizers Al lopend door de donkere museumzalen komen we steeds dichter bij het heden. Onvermijdelijk is de Ame rikaanse ingenieur Robert Moog. Hij bracht een gelijk namige synthesizer op de markt, die de muziekwereld sterk heeft beïnvloed. Tot die tijd, de jaren vijftig en zestig, waren synthesizers apparaten die gauw een hele ruimte in beslag namen. Moog bouwde kleinere varian

ten die ook nog eens gemakkelijker te bedienen waren. Daarvan zijn er verschillende te zien in de tentoonstelling, sommige eigendom van beroemde muzikanten, zoals Jean-Michel Jarre. Van deze Franse pionier in de elektronische muziek is ook een deel van zijn studio nagebouwd (zie foto), die laat zien hoe omslachtig het creëren van muziek in die beginjaren moet zijn geweest. Naast een analoge synthesizer liggen papieren met elektronische stroomschema’s en een logboek met een leesbril erop. Het lijkt meer op een wetenschappelijk laboratorium dan op de bakermat van een nieuw muziekgenre. In het tweede deel van de tentoonstelling wordt duidelijk waartoe al deze experimenteerdrift heeft geleid. We zien de apparaten van muzikanten als Vangelis en Jarre. Samen met producers als Giorgio Moroder brachten zij de elektronica in de jaren zeventig van de vorige eeuw de main stream muziekwereld in. Vanuit het discogenre blijkt het vervolgens geen al te grote stap naar genres als techno (uit de verarmde industriestad Detroit) en house (New York en Chicago). Ook hiphop komt kort aan bod: de dj’s maakten eind jaren zeventig als eersten gebruik van samples, korte geluidsfragmenten van anderen die ze in hun eigen tracks verwerkten. Een speciale afdeling van de tentoonstelling is ingeruimd voor de mannen van Kraftwerk. Zij begonnen in 1970 een studio in Düsseldorf en maakten er verschillende baanbrekende albums met zelfontworpen geluiden die vaak ook weer door andere artiesten zijn gebruikt. Niet alleen toont Electro instrumenten van het viertal, maar ook zijn hun futuristische kostuums te zien en hun kenmerkende grafische ontwerpstijl. Bezoekers krijgen een 3D-brilletje uitgereikt om de clip van de hit Autobahn op een groot scherm in 3D te aanschouwen. Dat is een leuke gimmick: computergetekende Mercedessen en Volkswagen Kevers komen zo uit het scherm op de bezoeker af rijden, maar het wordt al gauw wat saai. Verhalen over de begintijd en de ideeën van de Kraftwerk-mannen, ontbreken helaas, waardoor deze belangrijke band niet echt tot leven komt. De jaren tachtig zijn beter ingevuld. Over de elektronische dansmuziek die toen van de grond kwam, zijn verschillende boeiende documentaires te volgen. We zien hoe in Chicago jonge mensen samenkwamen om te dansen op de live geremixte muziek van lokale dj’s. Een van de populairste clubs was The Warehouse, waar de naam ‘house’-muziek vandaankomt. In een andere Amerikaanse stad, Detroit – Motor City –, gingen handige jongeren aan de slag met drumcomputers, samplers en synthesizers, wat leidde tot snellere, hardere muziek, de techno. In een mooi fragment is te zien hoe dj van het eerste uur Jeff Mills al spelend met een drumcomputer binnen een paar minuten vanuit het niets een snelle, complexe track opbouwt. Indrukwekkend. Perfectie House, techno en dance hebben in de afgelopen tien, twintig jaar, geleid tot de totale acceptatie van elektronisch gecreëerde muziek. Het genre, inmiddels wereldwijd aangeduid met de afkorting EDM (electronic dance music), is een miljardenbusiness geworden. En

waren vroeger, voor het scheppen van nieuwe muziek, hele kamers vol met elektronische apparaten nodig, tegenwoordig kan de nieuwste software op een krachtige laptop die geluiden bijna tot in perfectie benaderen. De tentoonstelling laat ook de nieuwste ontwikkeling zien: kunstmatige intelligentie (AI). Die techniek maakt een nieuw soort composities mogelijk en een ander samenspel tussen mens en machine. Het laatste woord is aan Jean-Michel Jarre: ‘Ik denk dat binnen tien jaar AI in staat zal zijn om geweldige soundtracks te componeren.’ Dan heeft de muziekmachine de mens overbodig gemaakt.

Nagebouwde studiosetting van Jean-Michel Jarre met analoge synthesizer, extra effecten, typespoelen en stapels notities. foto : de ingenieur

Tentoonstelling Electro. Von Kraftwerk bis Techno, Kunstpalast Düsseldorf, nog t/m 15 mei 2022. MAART 2022 • DE INGENIEUR

D E E LT J E S F Y S I C A T E K S T: J E A N - P A U L K E U L E N

Deeltjesonderzoek kan gewoon op de labtafel

Stilstand is vooruitgang Deeltjesversnellers lĳken dé manier om nieuwe fundamentele kennis over de natuur aan het licht te brengen. Maar dat kan ook een stuk goedkoper en kleinschaliger, laten Groningse en Amsterdamse fysici zien in hun labs. Daar kiezen ze niet voor versnelling, maar juist voor vertraging van de deeltjes. Hoe kom je tot nieuwe inzichten in de deeltjesfysica? Bouw een deeltjesversneller! De large hadron collider (LHC) van het Europese deeltjesinstituut CERN bijvoorbeeld: een cirkelvormige tunnel onder de Zwitsers-Franse grens met een omtrek van 27 kilometer. Daarin worden protonen opgezweept tot bijna de lichtsnelheid, waarna ze frontaal op elkaar knallen. Bij zo’n botsing ontstaan dan allemaal andere deeltjes. En, zo hopen deeltjesfysici: misschien zitten daar dan onbekende exemplaren tussen. Of misschien blijken overbekende deeltjes zich net even anders te gedragen. Probleem is alleen dat de LHC dit soort ontdekkingen niet heeft opgeleverd. Ja, in 2012 kon de vlag uit omdat twee experimenten (ATLAS en CMS) gekoppeld aan de versneller, bewijs hadden opgeleverd voor het higgsdeeltje. Maar dat maakte al decennialang deel uit van het standaardmodel van de deeltjesfysica: het quantummechanische raamwerk dat de wereld van het allerklein-

Maarten Mooĳ, promovendus aan de Vrĳe Universiteit Amsterdam, bouwde in vier jaar tĳd een apparaat dat een straal bariumfluoridemoleculen produceert en uitzendt. FOTO : JEAN - PAUL KEULEN

DE INGENIEUR • MAART 2022

ste beschrijft (zie illustratie op bladzijde 30). Mooi dat dit ontbrekende deeltje eindelijk werd gevonden, maar tot radicaal nieuwe inzichten leidde de ontdekking niet. Wat nu? Een nog grotere en duurdere versneller bouwen dan maar? Die plannen zijn er zeker, maar het duurt wel een paar decennia voordat zo’n machine er daadwerkelijk staat. Gelukkig zijn er andere experimenten mogelijk waarmee we het standaardmodel in de tussentijd op de pijnbank kunnen leggen. Experimenten waarbij deeltjes, paradoxaal genoeg, niet worden versneld, maar vertraagd. Die geen miljarden, maar miljoenen kosten. En die passen op een tafel in het lab. ‘Oké, die tafel kan wel vrij royaal zijn’, lacht adjunct-hoogleraar atoom- en molecuulfysica Steven Hoekstra, die zich aan de Rijksuniversiteit Groningen samen met deeltjesinstituut Nikhef bezighoudt met dit soort experimenten. ‘Die van ons is bijvoorbeeld acht meter lang. Maar je hebt er geen aparte faciliteit zoals CERN voor nodig.’ Toegegeven, met zo’n tabletop-experiment kan lang niet alles wat een deeltjesversneller als de LHC kan. Toch kunnen er antwoorden mee in beeld komen op enorme vragen waarmee fysici worstelen. Zoals: zijn er natuurkrachten waarvan we nog geen weet hebben? (zie kader: Een vijfde kracht?) Hebben natuurconstanten wel altijd en overal dezelfde waarde? Hoe kan het eigenlijk dat ons heelal niet leeg is? Springende elektronen Waar de teams achter de LHC-experimenten uit letterlijk duizenden onderzoekers bestaan, zijn bij het type experimenten waaraan Hoekstra werkt tien tot vijftien personen betrokken. Die kunnen dan ook individueel een behoorlijke bijdrage leveren, zo blijkt in het lab aan de Vrije Universiteit Amsterdam (VU) waar promovendus natuurkunde Maarten Mooij werkt. ‘Toen ik hier begon, was deze ruimte nog leeg’, vertelt hij. In de vier jaar die daarop volgden, bouwde hij stukje bij beetje een apparaat op dat een straal bariumfluoridemoleculen produceert en uitzendt – een cruciaal onderdeel van de opstelling van Hoekstra in Groningen. Hoekstra heeft die bariumfluoridestraal nodig voor precisiemetingen aan atomen of moleculen. Die bestaan uit een positief geladen kern omgeven door negatief gela-

De horizontale molecuulafremmer in het lab van de Rijksuniversiteit Groningen. Moleculen worden links gemaakt, waarna ze de afremmer worden ingeschoten. Daar gaan ze een aantal ringen door, die de moleculen afremmen met elektrische velden. foto : steven hoekstra

Twijfeltoestand Wil je die frequentie écht zo precies mogelijk meten, vertelt Hoekstra, dan moet je een wat ingewikkeldere

methode inzetten: Ramseyspectroscopie. Hierbij ge bruikt men twee opeenvolgende laserpulsen met dezelf de frequentie. De eerste puls brengt het elektron in een quantummechanische ‘twijfeltoestand’; een zogenoemde superpositie. Het bevindt zich dan als het ware tegelijk op zijn oorspronkelijke energieniveau en op het hogere energieniveau. Dan volgt de tweede puls. Is de gebruik te laserfrequentie helemaal spot on? Dan versterken de golffuncties van het elektron in superpositie en die van de tweede laserpuls elkaar. Is de laserfrequentie toch net iets te hoog of te laag? Dan gaat de golf van het elektron hoe langer hoe meer uit de pas lopen met die van de laserpuls en versterken ze elkaar niet. Van belang is daarbij hoeveel tijd er zit tussen de eerste en de tweede puls. Komt de tweede direct na de eerste aan, dan heeft het molecuul nauwelijks tijd gehad om uit de pas te gaan lopen. In zo’n geval is het verschil moeilijk te zien tussen een precies goede frequentie en eentje die een aardig eind in de buurt komt. Maar hoe langer je wacht met die tweede puls, hoe groter het verschil met het elektron kan worden. Ammoniakfontein Probleem is alleen dat een molecuul in minder dan een milliseconde door een heel experiment vliegt, zegt Rick Bethlem, universitair hoofddocent atoom,

den elektronen die – schrijft de quantummechanica voor – niet zomaar elke denkbare energie kunnen hebben. Er is een beperkt aantal ‘banen’ mogelijk, energieniveaus, waartussen elektronen op en neer kunnen springen. ‘Die overgangen weerspiegelen de interne structuur van een molecuul’, legt Hoekstra uit. ‘En die vloeit voort uit de fundamentele deeltjes waaruit het molecuul is opge bouwd en de interacties die ze met elkaar hebben.’ Bij dit soort experimenten draait het om het zo precies mogelijk bepalen van het verschil in energie tussen twee niveaus. In de basis kan dat met een laser. Die zendt fo tonen – lichtdeeltjes – uit met een bepaalde energie (en, wat op hetzelfde neerkomt: met een bepaalde frequen tie). Een molecuul kan zo’n foton dan absorberen en de opgenomen energie gebruiken om het elektron naar een hoger energieniveau te brengen. Tenminste: als de ener gie van dat foton precies overeenkomt met het energie verschil tussen beide niveaus. Draagt het foton meer of minder energie met zich mee, dan kan het molecuul er niets mee en blijft het elektron zitten waar het zit. De vraag wordt daarmee: bij welke fotonenfrequentie maakt een elektron een sprongetje?

MAART 2022 • DE INGENIEUR

D E E LT J E S F Y S I C A

Standaardmodel van de Elementaire Deeltjes

Het standaardmodel van elementaire deeltjes. Fysici betwĳfelen of het model wel compleet is en blĳven zoeken naar nieuwe deeltjes en krachten. ILLUSTRATIE : MISSMJ , CUSH , AFGELEID WERK : LUKABE , CC 0 WIKIMEDIA COMMONS / CC 0 1.0

Een vĳfde kracht? In zĳn lab aan de Vrĳe Universiteit Amsterdam is hoogleraar atoom-, molecuul- en laserfysica Wim Ubachs op jacht naar een vĳfde natuurkracht. Voor zover we weten, bestieren vier krachten

ons heelal: zwaartekracht, elektromagnetische kracht, sterke kernkracht en zwakke kernkracht. Maar wie weet zĳn er wel meer. Met enige regelmaat berichten wetenschappers dat ze misschien

Kracht

wel een vĳfde kracht hebben gevonden. Ubachs probeert die op het spoor te komen met behulp van waterstofmoleculen. ‘Die moleculen zĳn klein genoeg om helemaal te kunnen berekenen hoe ze zich

horen te gedragen’, zegt collega Rick Bethlem. ‘En als wat je hebt berekend, afwĳkt van wat je meet, kan dat duiden op een onvermoede kracht die zich op een subtiele manier bemoeit met deze moleculen.’

Werking

Deeltjes

Zwaartekracht

Deeltjes met massa trekken elkaar aan

Graviton (nog niet ontdekt)

Elektromagnetische kracht

Deeltjes met elektrische lading trekken elkaar aan of stoten elkaar af

Foton

Sterke kernkracht

Zorgt dat quarks samen neutronen, protonen en andere deeltjes kunnen vormen en houdt atoomkernen bĳ elkaar

Gluon

Zwakke kernkracht

Zorgt dat een neutron kan veranderen in een proton en andersom, door uitwisseling van zware W- en Z-bosonen (radioactief verval)

W- en Z-boson

Werken onbeperkt op grote schaal

Werken alleen binnen een atoomkern

DE INGENIEUR • MAART 2022

molecuul- en laserfysica aan de VU. ‘Als er zo weinig tijd tussen twee pulsen zit, kun je de frequentie maar tot op duizend hertz nauwkeurig bepalen. Weet je zo’n molecuul af te remmen, dan is er meer tijd tussen twee pulsen mogelijk en kun je dus veel preciezer meten.’ Bethlem bereikt die vertraging met een zogenoemde fontein. Hierbij worden ammoniakmoleculen eerst afgeremd van negentig meter per seconde naar stilstand. ‘Dan geven we ze een duwtje omhoog en vallen ze weer terug’, vertelt Bethlem. Bij vertrek krijgen ze de eerste puls te verstouwen, bij terugkeer – een paar honderd milliseconden later – de tweede. Geslaagde metingen aan de moleculen zijn op die manier overigens nog niet gedaan. ‘De laser die we nu hebben, detecteert ze alleen maar.’ Hoekstra heeft een andere opstelling om de eerdergenoemde bariumfluoridemoleculen te vertragen. Die zijn namelijk ruim negen keer zo zwaar als ammoniakmoleculen, waardoor ze een remweg van 4,5 meter hebben – en dan is een omhooggerichte fontein niet praktisch. ‘Daarom hebben wij een horizontaal apparaat’, zegt Hoekstra. ‘Daar worden de moleculen in geschoten met een snelheid van een paar honderd meter per seconde. Vervolgens gaan ze door een aantal ringen, die de moleculen afremmen met elektrische velden. En aan het eind staan ze dan stil, of geven we ze een gecontroleerde snelheid van enkele tientallen meters per seconde.’

Een heelal vol iets Een ander aspect van zo’n elektron met een elektrisch dipoolmoment is dat het bepaalde symmetrieën aan zijn laars lapt waarvan fysici lange tijd dachten dat de natuur zich daar te allen tijde aan hield. Zo zou je verwachten dat het voor de natuurwetten niet uitmaakt of je naar een deeltje kijkt, of naar het spiegelbeeld ervan. Ook het omkeren van de richting van de tijd zou geen verschil moeten maken op hoe natuurkundige processen verlopen. Maar als het elektron een dipoolmoment blijkt te hebben, zou spiegelen of de tijd omkeren wél verschil moeten maken. Daarmee haken deze metingen aan bij een van de grootste vragen uit de hedendaagse natuurkunde: hoe kan het heelal iets in plaats van niets bevatten? Dat zit hem in het volgende. Naast deeltjes zijn er ook antideeltjes, dat weten we sinds de jaren dertig van de vorige eeuw. Ofwel, deeltjes met dezelfde eigenschappen als ‘gewone’ deeltjes, maar met een tegengestelde elektrische lading. Na de oerknal moeten volgens het standaardmodel evenveel deeltjes als antideeltjes zijn ontstaan. Maar als een deeltje en een antideeltje elkaar treffen, verdwijnen ze alle twee. Als het heelal van beide soorten materie aanvankelijk precies evenveel bevatte,

Binnenaanzicht van de molecuulafrem mer. We kijken in de lengterichting door de molecuul afremmer, de moleculen vliegen door een buis die wordt gevormd door vier millimeter grote ringetjes. foto : steven hoekstra

Nog meer nieuwe deeltjes? Gebruikmakend van de vertraagde bariumfluoridemoleculen proberen Hoekstra, Bethlem en anderen te meten hoe de negatieve elektrische lading van het elektron is verdeeld. Dit zogenoemde elektrisch dipoolmoment laat de energieniveaus van een elektron een klein beetje verschuiven als het molecuul in een elektrisch veld belandt. ‘Maar volgens het standaardmodel van de deeltjesfysica is het effect van dit dipoolmoment tien miljard keer kleiner dan we nu kunnen meten’, vertelt Hoekstra. ‘Het zou dus een vrij hopeloze onderneming zijn om dat toch te willen bepalen.’ Maar stel dat het standaardmodel niet het hele verhaal is. Dat er bijvoorbeeld nog niet ontdekte deeltjes blijken te zijn. Als dat het geval is, zo voorspellen theoretici, dan zou het elektrisch dipoolmoment van het elektron veel groter moeten zijn – en dus wél kunnen vallen binnen het bereik van experimenten zoals dat van Hoekstra in Groningen. Dat laatste maakt dit soort metingen erg interessant. Laten die zien dat het elektron een onverwacht groot dipoolmoment heeft? Dan wijst dat op nieuwe fysica – al zal niet meteen duidelijk zijn wát voor nieuwe fysica. Om dat te bepalen, zullen andere precisiemetingen of toekomstige deeltjesversnellers nodig zijn. En blijkt het elektrisch dipoolmoment van het elektron zo klein dat experimenten er niets van zien? Dan legt dat beperkingen op aan allerlei natuurkundige theorieën die nieuwe deeltjes voorspellen – en daarmee een groot dipoolmoment. ‘Ook als we bij steeds grotere nauwkeurigheid niets blijven meten, heeft dat dus een flinke impact op de natuurkunde’, stelt Hoekstra.

MAART 2022 • DE INGENIEUR

D E E LT J E S F Y S I C A

Het GroningsAmsterdamse team onderzoekers die nieuwe natuurkunde aan het licht willen brengen met metingen aan bariumfluoride, met Steven Hoekstra (tweede van links, boven), Rick Bethlem (uiterst rechts) en Maarten Mooij (bovenaan, midden). foto : steven hoekstra

moeten die elkaar dus op termijn volledig hebben uit geroeid, met een leeg universum tot gevolg. En in zo’n universum leven we overduidelijk niet. In het piepjonge heelal was er dus blijkbaar net wat meer materie dan antimaterie. Om dat verschil te kun nen verklaren, stelde de Russische natuurkundige Andrej Sacharov al in 1967, moeten bepaalde vertrouwde sym metrieën uit de natuurkunde niet altijd opgaan. Dat doen ze ook niet – maar niet in voldoende mate om de hoe veelheid materie in ons heelal te verklaren. En dus zijn natuurkundigen naarstig op zoek naar méér gevallen van symmetrieschending, zoals die van een groot elektrisch dipoolmoment van het elektron. ‘Door heel nauwkeurig naar een molecuul te kijken, kun je dus iets ontdekken over wat er vlak na de oerknal is gebeurd’, vat Hoekstra samen. Quantumflipflop Aan de VU wordt de natuurkunde op een heel andere manier op de proef gesteld. Daar draait het vooral om de vraag: zijn natuurconstanten wel zo constant als het woord impliceert? Neem het proton. In principe zou dat altijd en overal hetzelfde moeten wegen ten opzichte van het elektron. Maar er zijn omstandigheden denk baar waarin dat toch niet het geval is. De protonmassa kan bijvoorbeeld afhangen van de lokale dichtheid van donkere materie, de ‘onzichtbare’ vorm van materie waar vijf keer zoveel van is als van de materie die we kennen, zegt Bethlem. ‘Als dat zo is, zou de massa van het proton in de loop van het jaar moeten variëren, terwijl de aarde haar baan rond de zon maakt.’ Wie weet kan het nauwlettend bestuderen van ammo niakmoleculen zo’n variërende protonmassa aan het licht 32

DE INGENIEUR • MAART 2022

brengen. Daarbij is van belang dat een ammoniakmole cuul de vorm heeft van een tetraëder: een piramide met een driehoek als grondvlak. In het topje zit dan een stik stofatoom, in elk van de overige hoeken een waterstof atoom. Nu kan zo’n ammoniakmolecuul met het puntje omhoog georiënteerd zijn of met het puntje omlaag – en volgens de klassieke natuurkunde kunnen die twee va rianten niet in elkaar overgaan. De quantummechanica laat die overgang echter wél toe – een quantumflipflop waar een frequentie bij hoort. En, zo vertelt Bethlem, die frequentie is afhankelijk van de protonmassa. ‘Stel nu dat de massa van het proton in de loop der tijd verandert’, vervolgt hij. ‘Dan moet je dus een verschil in frequentie zien tussen een meting nu en een die je later doet.’ Meer labtafelonderzoek Op een uit de kluiten gewassen tafel in een universitair lab is dus behoorlijk fundamenteel onderzoek te doen – en dat lijken fysici zich op veel plekken te realiseren. ‘Er zijn inmiddels wereldwijd tientallen opstellingen voor dit soort metingen’, zegt Hoekstra, ‘en dat worden er steeds meer.’ Luiden die dan samen het einde in van grote, miljar den kostende deeltjesversnellers waarvan de bouw tien tallen jaren kan duren? Zeker niet, zegt Hoekstra. ‘Ons experiment is toegespitst op het zo nauwkeurig mogelijk doen van één bepaalde meting. Aan wat bijvoorbeeld CERN doet, zitten heel veel verschillende kanten.’ ‘Bo vendien hebben we de deeltjesfysici zeker nodig bij onze experimenten’, vult Bethlem aan. ‘Ik ben zelf maar matig op de hoogte van alle details van het standaardmodel. Wel laten we hier zien: met een paar miljoen kun je ook een boel doen.’

Möring

Marcel Möring is schrĳver, bekend van romans als In Babylon (1997), Dis (2006), Eden (2017) en Amen (2019).

De Ware Ark Irving Finkel, conservator van het British Museum, kreeg in 1985 een kleitablet onder ogen waarin het verhaal van de zondvloed wordt verteld. Dat de versie in de bijbel niet de oudste is, was bekend, maar dit stukje klei, ter grootte van een hand, was geschreven in het Akkadisch, in wat wij spijkerschrift noemen, en bleek twaalfhonderd jaar ouder te zijn dan eerdere vondsten. De tekst bevatte een exacte beschrijving van Noachs ark en die bleek, in tegenstelling tot wat latere teksten vertelden, niet rechthoekig te zijn maar rond. Oproer in kringen van filologen, assyriologen en theologen. Ronde boten zijn ouder dan de weg naar Rome. In Ierland en Wales worden ze nog steeds gemaakt en daar heten ze coracles. In Irak, waar het kleitablet vandaan kwam, heten ze quffa, maar het schijnt dat die traditie is uitgestorven. Het tsaristische leger van Rusland bouwde in 1870 zelfs een rond oorlogsschip en dat bleek, in tegenstelling tot de verhalen die de ronde doen, best te functioneren. De vraag die na ontdekking van zo’n tekst onmiddellijk rijst is: kan hij drijven? Niemand wist het, maar nadat Finkel een boek over de pre-ark had geschreven, besloot een documentairemaker dat uit te zoeken en na veel vijven en zessen werd de boot, op schaal, gebouwd. In India, want Irak was te gevaarlijk en in India groeide het soort riet waarvan het kleitablet sprak. Het duurde een half jaar. Het enige probleem was het bitumen om de boot waterdicht te maken. In het olierijke Irak was dat ruim voorhanden, maar in India kon men alleen de hand leggen op een mindere kwaliteit. Desondanks werd de boot uiteindelijk te water gelaten en wat iedereen eigenlijk wel verwachtte werd bewaarheid: de boot dreef. Wat was nu eigenlijk bewezen? Niet dat de oudste tekst het bij het rechte eind had, want ook andere bootvormen voldoen. Niet dat de boot per se rond moest zijn, want zoals we allemaal weten kun je niet vertrouwen op het technisch inzicht van schrijvers, hoewel ik een gunstige uitzondering ben. Het was ook niet bewezen dat een dergelijk vaartuig alle reine dieren, zoals de tekst voorschreef, onderdak kon

bieden. Zo’n boot is een dobberende dierentuin met behoorlijke problemen op het gebied van logistiek en management. Eerst moeten alle dieren worden verzameld en naar de boot worden geleid, daarna moeten de roofdieren worden gescheiden van de prooidieren – anders hou je na veertig dagen op de woelige baren niets over. Ze moeten allemaal te eten krijgen en over de mest en dergelijke wil ik liever zwijgen. Zoals dat gaat zijn al deze problemen door iemand uitgezocht, want als iets de menselijke geschiedenis kenmerkt dan is het dat er altijd tijd is voor zinloze exercities. John Woodmorappe, zoals de man heet, berekende dat er pakweg zestienduizend beesten in de bijbelse ark konden en dan was er, volgens hem, nog voldoende ruimte over voor de opslag van voedsel en uitloop. Een zucht van verlichting moet door kringen van theologen zijn gegaan. De ark naar bijbels model is door een Noord-Hollandse aannemer op halve grootte nagebouwd: 30 meter breed, 23 meter hoog en 135 meter lang. En ja, hij vaart. Na veel omzwervingen ligt het schip in Huizen. Hij lijkt niet op de ronde ark uit het allervroegste geschrift, maar op de boot zoals die opdoemt uit de handleiding in het Oude Testament. Geen van die arken – er komt ook nog een vierkant model voor in een tekst tussen die van de bijbel en de alleroudste – is De Ware Ark. Oude teksten wemelen van de exacte beschrijvingen van vaartuigen, tempels en voorwerpen. IKEA kan er een puntje aan zuigen. Die nauwkeurigheid is verdacht. Over het algemeen geldt: hoe preciezer de beschrijving, hoe verdachter de tekst. In de middeleeuwen en de oudheid overtuigen de opstellers van teksten hun publiek met details, of die nu waar zijn of niet. Zo zijn veldslagen altijd groter dan menselijkerwijs mogelijk, de reizen langer en fantastischer en de wonderen groter. Wat Noachs ark betreft: op de meest uitgebreide kaart van de bekende wereld, die van cartograaf Cresques uit de veertiende eeuw, staat het wrak afgebeeld in de bergketen waartoe ook Ararat behoort. Je zou er zo heen lopen.

Hoe preciezer de beschrijving, hoe verdachter de tekst

FOTO : HARRY COCK

MAART 2022 • DE INGENIEUR

Enith

Een maandelĳkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswĳk.

DE INGENIEUR • MAART 2022

V O O R P U B L I C AT I E T E K S T: N I E L S G R E I F

Treinen ontwerpen bij de Nederlandse spoorwegen

Ingenieurskunst op de rails Als ontwerper was Niels Greif bijna vijf decennia betrokken bij de Nederlandse Spoorwegen. Van het eerste ontwerp van het ‘Treinstel 1970’ tot roemruchte dossiers als de Fyra: Greif was erbij betrokken. In Treinen ontwerpen bij de Nederlandse Spoorwegen 1970 – 2015 vertelt hij over de geschiedenis van NS-treinontwerp sinds 1970 en over alle 33 projecten die de afdeling onder handen heeft genomen, ook als die niet verder kwamen dan de tekentafel. eurs die stoommachines en spoorlijnen met infrastructuur ontwikkelden. Voor reizigersmaterieel was men aangewezen op het vakmanschap van koetsenbouwers, timmerlieden en smeden. De eerste Nederlandse wagons waren zelfs zó laag dat je niet rechtop kon staan omdat de maatvoering was geënt op de roef van de trekschuit die onder lage bruggetjes doorvoer. In de loop van de negentiende eeuw ontwikkelde zich een omvangrijke zware industrie voor de construc-

Sinds de vroege negentiende eeuw heeft de puffende locomotief met een sliert open rijtuigen zich ontwikkeld tot een zoevende hogesnelheidstrein. De reiziger evolueerde mee, van een meerijder die was overgeleverd aan weer, wind, roet en rook, tot een mondige consument die in een geklimatiseerde omgeving geniet van krant, croissant en internet. De allereerste locomotieven kregen destijds hun karakteristieke verschijningsvorm dankzij dezelfde ingeni-

VIP-rijtuig De Kameel (links) is nu een museumstuk. Opvolgers zijn wel ontworpen, maar nooit gebouwd. illustratie : ns

MAART 2022 • DE INGENIEUR

V O O R P U B L I C AT I E

tie van locomotieven en rijtuigen, met een navenante bouwnijverheid voor tunnels, spoorbruggen, stations en andere infrastructurele werken. Er ontstonden gespecialiseerde toeleveringsbedrijven, zoals ijzergieterijen voor constructiedelen, walserijen voor rails, houtzagerijen en teerderijen voor biels en fabrieken voor de miljoenen schroeven die nodig waren om de rails op de biels te monteren. Ingenieurskunst Toen treinenbouw eind negentiende eeuw het karakter kreeg van industriële serieproductie, diende zich een nieuwe vakdiscipline aan: het industrieel ontwerpen. Het oude vakmanschap van de koetsbouwers werd vervangen door een nieuw soort vakman met kennis van constructies, productieprocessen, materiaalkeuzen, functies, stijl en vorm, ergonomie, planning, kosten en wensen van producenten en consumenten. De eerste opleidingen daarvoor ontstonden in Engeland en Duitsland, toen nog kunstnijverheid genoemd. In Nederland werd in 1924 in Amsterdam de Kunstnijverheidsschool opgericht (nu de Gerrit Rietveld Academie). Vele jaren later startte ook in Eindhoven Treinontwerp de Academie voor Industriële werd een Vormgeving (nu de Design Acavorm van demy) en bij de afdeling bouwkunde van de destijds Technische ingenieursHogeschool Delft werd een seckunst tie industriële vormgeving in het leven geroepen. De civieltechnische en werktuigbouwkundige ingenieurs, die vanaf de jaren zestig afstudeerden in Delft, waren voorbereid op de uitdagingen van stoom en staal. Zij voelden zich de wegbereiders van de nieuwe tijd. Het ontwerpen van locomotieven werd een vorm van ‘ingenieurskunst’: gedaan door ingenieurs voor wie vormgeving een afgeleide was van functionaliteit. Na een eeuw lang spoorontwikkeling kregen industriele ontwerpers daadwerkelijk invloed op de vormgeving van treinen, althans bij Amerikaanse spoorwegmaatschappijen. Bij de Nederlandse Spoorwegen bleven de ingenieurs die de techniek ontwierpen ook de vormgeving voor hun rekening nemen, die deden ze ‘erbij’. Pas in 1966 werd de eerste industrieel ontwerper aangesteld en in 1970 kwam de eerste afdeling NS Design tot stand. Daarna zou het nog 25 jaar duren voordat de nieuwe discipline een vanzelfsprekend onderdeel werd van de bedrijfsvoering en -strategie.

“

De geschiedenis van NS Design Niels Greif trad na zĳn studie industriële vormgeving in 1970 in dienst bĳ NS Design en is als enige 45 jaar lang betrokken gebleven. Hĳ documenteert dit uitgebreid in zĳn boek Treinen ontwerpen bĳ de Nederlandse Spoorwegen 1970 – 2015. Greif beschrĳft hoe de erkenning van het nieuwe vakgebied werd bevochten op de gevestigde machten binnen het spoorwegbedrĳf, hoe design en marketing geleidelĳk NS veroverden, over kunst in de trein en vooral hoe de treinontwerpen tot stand kwamen. De bulk van het boek bestaat uit dertig chronologisch geordende hoofdstukken waarin alle NS-design-

projecten tussen 1970 en 2015 aan de orde komen. Elke projectbeschrĳving bevat achtergrondinformatie en schetst de parameters waarmee de ontwerpers te maken hadden: wensen en eisen, planningen, spanningsvelden, ambities, overleggen en beslissingen van hogerhand waarmee ze werden geconfronteerd. Het resultaat is een rĳk geïllustreerd boek over treinontwerp bĳ de Nederlandse Spoorwegen, door de man die alles zelf heeft meegemaakt. Treinen ontwerpen bĳ de Nederlandse Spoorwegen Niels Greif | 304 Blz. | € 39,95

”

Nieuwe huisstĳl De toenemende welvaart en vooral het toenemende autobezit begon NS in de wielen te rijden. De tijden waren aan het veranderen, maar dat ontging het ouderwetse, logge en technocratische spoorbedrijf. Het treinvervoer verloor zijn vanzelfsprekendheid en NS was niet bepaald klantgericht. Illustratief is het kleurenbeleid voor het materieel, dat uitsluitend het gemak van de organisatie diende. Getrokken materieel en elektrische locs waren 36

DE INGENIEUR • MAART 2022

blauw, elektrische treinstellen groen, diesel roestrood, rangeerlocs donkergroen, goederenlocs bruin, allemaal met eigen belijningen en snorren op de kop. Als NS in de toekomst een reden van bestaan wilde houden, moest het gehele bedrijf drastisch worden gemoderniseerd. Een van de eerste snel en goedkoop te realiseren maatregelen was de introductie van de nieuwe huisstijl met het nieuwe vignet, de opvallende kleuren geel en blauw, standaard lettertype en pictogrammen op de stations. En al het treinmaterieel werd geel gekleurd. Treinreis als beleving Het ontwikkelen, bouwen en onderhouden van treinen viel vanouds onder Reizigersmaterieel (MW3), de derde afdeling van Materieel en Werkplaatsen. De ingenieurs van MW3 waren trots op hun expertise en hadden weinig op met industriële ontwerpers. Die weerzin werd nog eens versterkt doordat deze nieuwlichters aanspraak maakten op de vormgeving van beeldbepalende elementen, zoals de kop en het interieur. De term ‘treinformules’ doet zijn intrede. Een begrip waarin de trein niet louter

wordt opgevat als vervoermiddel, maar als een vorm van dienstverlening aan de reiziger. Het spoor bond de strijd aan met de auto en de directie zag in dat marketing een essentieel wapen was. De ontwerpers kregen meer oog voor het belang van marketing en de marketeers voor dat van vormgeving. De ontwerpers hielden hun blik op de toekomst gericht en ontwikkelden ideeën die verder gingen dan MW3 én Marketing verwachtten. Zij voelden zich de vertegenwoordigers van de reizigers en probeerden alle reis- en belevingsfacetten menselijker, aantrekkelijker en samenhangender te maken. In meerdere studies van Design en Marketing werden de uitgangspunten voor de vormgeving van het materieel vastgelegd – het doorbreken van het standaardbeeld, een optimaal evenwicht tussen functie, vorm en techniek, een gedifferentieerde indeling en ‘trendy’ stilistische aspecten die om de vijf of zes jaar konden worden gewijzigd. Sinds de oprichting heeft NS Design in verschillende gedaanten 33 materieelprojecten ontworpen voor de Nederlandse Spoorwegen.

Pas in de jaren zestig van de vorige eeuw raakten industrieel ontwerpers betrokken bij de vormgeving van treinen. foto : ns

MAART 2022 • DE INGENIEUR

EVOKE

ADVERTORIAL

Maurice onderzoekt zonnepanelen van de toekomst Afstudeerder Maurice Linders onderzoekt de montage van zonnepanelen op de zijkanten van gebouwen. Slim, als je kijkt hoeveel bedrijfshallen met bruikbaar geveloppervlak vol in het zonlicht staan. Bij Maurice' studie built environment worden studenten klaar gestoomd voor de bouw van de toekomst door het ontwikkelen en toepassen van sustainable technology en innovatieve oplossingen. Maurice zit in zijn laatste jaar als het echte werk begint. Hij wordt stagiaironderzoeker en calculator voor Cladding Partners, gespeci aliseerd in dak en gevelbekleding. Drie dagen werken, twee dagen onderzoek naar verticale zonnepanelen. Maurice: ‘Het concept is simpel. Je monteert een zonnepaneel tegen de zijkant van de gevel verticaal of onder een helling, waar dat gewoonlijk horizontaal op een dak gebeurt. Ik onderzoek de constructieve beperkingen die dat oplevert en de meest optimale bevestiging. Dankzij mijn onderzoek kunnen we zonnegevels straks op grotere schaal aanbieden aan klanten.’ Het resultaat ziet er strak uit. De kabels worden achter de panelen weggewerkt en lopen binnendoor naar de technische installatieruimte. Veel distributiecentra en bedrijfshallen hebben grote geveloppervlakken zonder ramen, legt Maurice uit. ‘Die komen zo beschikbaar voor zonnepanelen.’ Vaak liggen de 38

DE INGENIEUR • MAART 2022

gebouwen bovendien op een terrein met weinig schaduw. Dat geeft optimaal rendement. Bedrijven kunnen zo makkelijker energieneutraal gaan draai en. Een prachtkans voor de toekomst, waar Maurice graag aan meewerkt. Na zijn afstuderen kan hij bij Cladding blijven werken. Mis schien in de zonnepanelen, maar in elk geval als calculator in een gespecialiseerd bedrijf: de carrièrewens waarmee hij bij Evoke binnenkwam. Ook op zoek naar een (afstudeer)stage en baan om te werken aan een duurzame toekomst? Evoke fixt het, samen met jou, als jouw carrièrecoach.

Techniek van de toekomst live in actie zien? Evoke geeft twee tickets weg voor de Formula E race in Berlijn dit voorjaar, inclusief reis en overnachting! Doe mee via evokestaffing.nl/win foto :

nout steenkamp

Jims Verwondering

‘Voorsprong door techniek.’ Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

Als aardgas politiek wordt Aan ons aardgas zit ineens een luchtje nu Vladimir Poetin Oekraïne is binnengevallen. Van al het gas dat we in Nederland verstoken, in onze huizen, fabrieken en elektriciteitscentrales, komt 15 procent uit Rusland. Met dat gas is niks mis – een methaanmolecuul is een methaanmolecuul – maar de baas van het land financiert nu wel zijn onzinnige oorlog met ons geld. Snel afbouwen die afhankelijkheid van Rusland dus, klinkt het overal. Dat blijkt alleen nog niet zo simpel. Want waar halen we het gas dan vandaan? Weer meer gaan oppompen in Groningen? Dat kan de overheid niet maken. Dan maar een paar van die enorme lng-schepen laten aanrukken met vloeibaar aardgas? Ook dat schijnt nog niet zo eenvoudig te zijn. Dat vloeibare gas, dat met name uit de Verenigde Staten en het Midden-Oosten komt, is namelijk al gereserveerd. En zo zitten we dus klem, want met ‘van het gas af ’ loopt het nog niet zo soepel. Nieuwe huizen worden weliswaar opgeleverd zonder gasaansluiting, maar in bestaande woningen en kantoorgebouwen gaat dat afscheid nemen van het aardgas tergend langzaam. Hoeveel mensen kent u die in hun bestaande huis de cv-ketel al hebben vervangen door een warmtepomp? Toch is dit wel de kant die we op moeten. Een warmtepomp is een

WAA R

KUNNEN

W E

DEZ E

MAAND

efficiënte manier om warmte uit buitenlucht, water of bodem te halen en daarmee in huis water op te warmen. Hoopgevende signalen zijn er ook. Zo is de verkoop van warmtepompen in 2021 in veel Europese landen flink gestegen. Gemiddeld werden er van deze ‘omgekeerd werkende koelkasten’ 25 procent meer verkocht dan het jaar ervoor, meer dan twee miljoen stuks; in sommige landen ligt de groei nog veel hoger. Misschien dat deze groei dit jaar doorzet en dat de Russische agressie – hoe wrang ook – ons een zetje in de juiste richting kan geven. Een warmtepomp wordt vaak gecombineerd met zonnepanelen. De stroom van de panelen maakt – een deel van het jaar – het water warm. Maar wat ik niet wist, is dat een warmtepomp ook zin heeft zonder panelen op je dak. Dan gebruik je stroom van het net, en ook die wordt voor een steeds groter deel opgewekt op niet-fossiele wijze. Wat in ieder geval zin heeft, is de verwarming een graad lager zetten, de temperatuur terugschroeven van het warme water dat de cv-ketel produceert (dat staat vaak op 75 graden Celsius ingesteld maar kan in veel huizen gemakkelijk naar 60 of zelfs 50 graden) en je huis beter laten isoleren. Daar krijg je nooit spijt van, wat de toekomst ook brengt. En je pest Poetin ermee, al is het maar een beetje.

NAARTOE ?

INGE NIE UR

TIP T

t/m 26/6

Leven met meer technologie Toepassingen in en rond het huis worden steeds intelligenter: in plaats van een huissleutel bepalen toegangssystemen aan de hand van biometrische data of de voordeur opengaat. In de stad controleren scanauto’s of er parkeergeld is betaald en registreren sensoren drukte en luchtkwaliteit. De relatie tussen mens en gebouw, technologie en omgeving wordt steeds complexer; sommige mensen worden ziek van straling en pakken hun kamers daarom in met folie (links). Aan de hand van thema’s als mens & machine en privacy & ethiek verkent de tentoonstelling Private_Eye_Butler_Spy ethische vraagstukken en ontwerpopgaven die onze hightech toekomst met zich meebrengt. Meer informatie: arcam.nl/events/private_eye_butler_spy/, Arcam, Prins Hendrikkade 600, Amsterdam, gratis toegang. FOTO ’ S : ROBERT LAGENDIJK ( PORTRET ); KOEN VERHEIJDEN , 2018

MAART 2022 • DE INGENIEUR

P R O D U C T O N T W E R P E N

Vogeldrone Een nieuw concept aan het dronefront: een enorme robotvogel. Volgens de bedenkers bestaat er in lastig bereikbare delen van Afrika zeker behoefte aan. Bedrijven die elektrisch aangedreven, verticaal opstijgende en landende vliegtuigen ontwikkelen – zogenaamde eVTOL’s – schieten als paddenstoelen uit de grond. Een opmerkelijke nieuwkomer is Phractyl. Deze Zuid-Afrikaanse startup wil een duurzame vervoersoplossing bieden voor moeilijk bereikbare 40

gebieden in Afrika. Die oplossing is de eenpersoons eVTOL Macrobat die eruit ziet als een enorme robotvogel. De Phractyl Macrobat is een opmerkelijke verschijning. De romp is voorzien van twee draaibaar opgehangen vleugels met elk een propeller. Als landingsgestel heeft de

DE INGENIEUR • MAART 2022

V A N

M O R G E N

vliegmachine twee robotpoten met onderaan een brede rupsband. De gestroomlijnde romp biedt plaats aan één persoon of vracht. De Macrobat kan worden bestuurd door een piloot aan boord of met afstandsbediening. Om op te stijgen, kantelt de cabine op de robotpoten naar achteren en draaien de vleugels nog verder door tot de propellers bijna verticaal staan. Bij het wegvliegen kantelen de vleugels met de propellers geleidelijk terug naar voren, zodat ze meer aerodynamische lift genereren. De poten vouwen in de lucht

weg onder de cabine voor een betere stroomlijning. Hoe serieus we dit project moeten nemen? Dat is moeilijk te zeggen. Een prototype is er nog niet, maar volgens Phractyl krijgt de Macrobat een laadvermogen van 150 kilogram, een bereik van 150 kilometer en een maximumsnelheid van 180 kilometer per uur. De Macrobat zou zachte landingen kunnen maken, wat ook wel moet met een landingsgestel voorzien van rupsbanden in plaats van wielen. Op de grond kunnen de rupsbanden korte afstanden rijden over ruw terrein. (PS) foto : phractyl

T E K S T: P A U L S C H I L P E R O O R D E N S I J A V A N D E N B E U K E L

Antihaaienpak

Laadplaat Elektriciteit ‘tanken’ wordt nog makkelijker met de oplaadplaat van startup Volterio. De stekker vindt zelf zijn weg naar het contactpunt. Met de overstap naar de elektrische auto wordt straks de handeling van het ‘tanken’ verleden tĳd. Verschillende bedrĳven ontwikkelen automatische laadsystemen om de laadstekker aan de auto te koppelen. De simpele menselĳke handeling wordt daarbĳ vervangen door een complexe robotarm. Het Duitse Continental en de Oostenrĳkse startup Volterio ontwikkelen samen een praktischer alternatief in de vorm van een laadplaat. De laadplaat ligt op de garagevloer en is verbonden met het stroomnet. Opladen van het accupakket in de auto gaat niet met inductie, zoals de vorm van de laadplaat wellicht doet vermoeden, maar door een fysieke elektrische verbinding met het voertuig. Om die verbinding te kunnen maken, wordt onderop de auto een contactpunt bevestigd dat is verbonden met het laadsysteem van de auto. FOTO : CONTINENTAL ; SHARK STOP

Wanneer de auto boven de plaat wordt geparkeerd, detecteren laadplaat en contactpunt elkaar via een ultrabreedband draadloos communicatiesysteem. Vervolgens komt een stekker uit de grondplaat omhoog om verbinding te maken. Deze heeft een conische vorm, zodat er altĳd contact kan worden gemaakt ongeacht hoe de auto staat geparkeerd. De stekker zoekt zelf zĳn weg en kan corrigeren voor een afwĳking tot dertig centimeter tussen de grondplaat en het contactpunt. Het oplaadsysteem werkt volledig geautomatiseerd, waardoor elektrische autorĳders straks geen laadstekkers meer hoeven te hanteren. Het laadsysteem moet in 2024 in productie gaan en kan als retrofit op bestaande auto’s worden gemonteerd. Het komt eerst op de markt voor garageboxen en daarna ook als snellaadsysteem voor openbare parkeergarages. (PS)

Een aanval van witte haaien op surfers en zwemmers komt zelden voor, maar heeft wel veel impact. Onderzoekers van de Australische Flinders University startten in 2019 met het ontwikkelen van surfpakmateriaal dat een haaienbeet kan weerstaan. Dit resulteerde begin dit jaar in de Shark Stop-wetsuit. De onderzoekers testten allerlei materiaalvarianten op basis van ultra-high molecular weight polyethylene fibers. Deze zeer taaie polyethyleenvezels zĳn van alle thermoplastische kunststoffen het best bestand tegen impact. Ze combineerden het materiaal met neopreen dat standaard voor wetsuits wordt gebruikt. Om vast te stellen of ze op het juiste spoor zaten, verpakten ze vlees in het materiaal en hingen ze dat achter een schip, zodat witte haaien er hun tanden konden zetten. De spinoff Shark Stop van de Flinders University koos de beste uit en verwerkte die tot een flexibele en duurzame wetsuit. Het materiaal heeft een sterkte-gewichtsverhouding die 50 procent hoger is dan het kogelwerend kevlar en acht tot vĳftien keer hoger dan van staal. De nieuwe wetsuit is volgens de makers net iets zwaarder dan een gemiddelde wetsuit. De sterke polyethyleenvezels zĳn strategisch op de wetsuit aangebracht om te voorkomen dat tĳdens een haaiaanval lichaamsdelen worden afgebeten of slagaders worden geraakt. Haaientanden kunnen de wetsuit wel plaatselĳk doorboren en de kracht van de haaienbeet kan gebroken botten of bloedingen opleveren, maar de aanval is in ieder geval na te vertellen. Hulpverleners kunnen het pak opensnĳden langs de neopreenbanen. (PS)

MAART 2022 • DE INGENIEUR

EUREKA

Boodschappenwagen De autonome bestelwagen Nuro bezorgt boodschappen, maaltijden en andere bestellingen veilig en gekoeld of verwarmd aan huis. Nuro werkt al een aantal jaar aan de ontwikkeling van een autonoom voertuig om bestellingen over kortere afstanden aan huis te leveren. Het Amerikaanse bedrijf introduceert nu, na praktijktesten met de prototypen R1 en R2, de derde generatie R3 die gereed is voor serieproductie. Veiligheid staat voorop om de R3 straks in tienduizenden stuks tussen spelende kinderen, overstekende voetgangers, fietsers, auto’s, bussen en vrachtwagens de weg op te sturen. De Nuro R3 (N3) is ongeveer 20 procent smaller dan de gemiddelde personenauto en kan zo’n 24 boodschappentassen met een gezamenlijk gewicht van ruim 225 kilogram

DE INGENIEUR • MAART 2022

vervoeren. Het vrachtruim is opgedeeld in compartimenten van 0,75 kubieke meter. Daarin passen koelings- en warmtemodulen om voedingsmiddelen en maaltijden te bewaren op temperaturen tussen de -5,5 en 47 graden Celsius. Een groot touchscreendisplay vormt de interactie tussen voertuig en consument. De N3 haalt een maximumsnelheid van ruim zeventig kilometer per uur, maar zal op wegen met veel voetgangers en fietsers een stuk langzamer rijden. Om botsingen te voorkomen, is het voertuig uitgerust met een zelfreinigende sensormodule. Deze is voorzien van radar en ultrasoonsensoren om objecten te detecteren, lidar-

afstandsbepaling met laser en 360-graden camera’s met objectherkenning. Volgens Nuro kan de N3 het verschil zien tussen voorbij waaiende bladeren en een overstekende kat of hond, maar geen enkel systeem is natuurlijk foolproof. Daarom heeft de N3 een airbag voor voetgangers, die over de voorkant heen vouwt en een deel van de impact moet opvangen. Hoe effectief dit is om ernstig letsel te voorkomen, hangt af van de rijsnelheid en de wijze van impact van de hoge, bijna verticale voorkant. Riskant voor de weggebruikers en voor Nuro, want een aanrijding door een autonoom voertuig zal vast extra kritisch worden onderzocht. (PS)

foto : nuro

Groene stroomboei

Bijensteen Niet alleen onder mensen heerst woningnood. Ook bijen zitten ermee. Vroeger konden ze zich nog nestelen in gaten en holen in oud metselwerk of verwilderde natuur, maar door moderne bouwtechnieken en steeds strakkere tuinen en buitenruimten is er minder plaats voor de wilde bij. De Britse ontwerpstudio Green & Blue komt nu met een baksteen met gaten, de zogenoemde bee brick. In de stad Brighton and Hove is het inbouwen van de bijenstenen al verplicht voor gebouwen boven de vijf meter, samen met nestkasten voor zwaluwen. De bee bricks hebben gaatjes van verschillende grootte waar niet-zwermende wilde bijen hun eitjes in kunnen leggen. De bijen sluiten de ingang af met modder of zacht gekauwde vegetatie. In de lente komen de nakomelingen uit de holen gekropen en herhaalt de cyclus zich. Omdat solitaire bijen geen koningin of honing beschermen, zijn ze niet agressief. De stenen kunnen worden ingemetseld tussen reguliere bakstenen of op een andere plek in de buitenruimte worden neergezet. De bakstenen zijn van cement gemaakt, 75 procent daarvan komt uit afvalmateriaal van de porseleinaarde-industrie, vlak bij het kantoor van Green & Blue in Cornwall. De stenen zijn inmiddels ook in Nederland verkrijgbaar. Wetenschappers betoonden zich in een artikel in de krant The Guardian kritisch. De bee bricks zouden de situatie voor bijen verergeren als de gaten niet goed worden schoongemaakt. Ze drongen aan op meer onderzoek naar de effecten van de bijenstenen. Dat komt er ook, in de vorm van een meerjarig citizen science-onderzoek dat dit jaar van start gaat. (SB) beelden : green and blue; stillstrom ( rechts )

Schepen die voor de kust voor anker liggen, laten hun motor draaien om randapparatuur van stroom te voorzien. Dat telt op tot drie ton CO2-uitstoot per dag voor kleine schepen en tot tien ton voor grotere. Die kosten en de bijbehorende vervuiling wil het jonge bedrijfStillstrom voorkomen met een boei die stroom naar het schip leidt. Stillstrom, Deens voor ‘stille kracht’, is opgericht door scheepscontainerbedrijf Mearsk en energiebedrijf Ørsted. Ze maken een boei die stroom van een windmolenpark of haven via een kabel naar een schip kan leiden waar die met een adapter wordt aangesloten op het stroomnetwerk. Het eerste prototype van de boei wordt in het derde kwartaal van dit jaar getest met een dienstvaartuig bij een van de windmolenparken van Ørsted,

aan de oostkust van het Verenigd Koninkrijk. Ørsted onderzoekt hoe de boei moet worden ingeplugd op de windmolenparken in zee en maakt die gegevens openbaar, zodat andere windmolenbedrijven het voorbeeld kunnen volgen. De boei wordt vervolgens op maat gemaakt voor alle schepen die van stroom gebruik willen maken. De komende vijf jaar moet de boei de uitstoot van schepen met 5,5 miljoen ton CO2 gaan verminderen. Ook wanneer vaartuigen overgaan op emissievrije brandstoffen, zoals waterstof en ammoniak, blijft Stillstrom relevant, zegt manager Sebastian Klasterer: ‘Ook dan is het efficiënter om, wanneer je kunt, elektriciteit direct te gebruiken. Zo willen we een puzzelstukje zijn in de koolstofvrije toekomst.’ (SB)

MAART 2022 • DE INGENIEUR

EUREKA

Vouwcaravan Veilig op pad met een inklapbare sleurhut en toch de luxe van een caravan: dat kan met een nieuw model van Easy Caravanning. Iedereen die wel eens met een caravan achter de auto heeft gereden herkent bij hogere snelheden het gevoel alsof de handrem erop gaat. Daar bedacht mede-eigenaar en oprichter van het Nederlandse bedrijf Easy Caravanning Maarten de Roos wat op: de TakeOff, een combinatie van een vouwwagen en een caravan. Het eerste concept ‘met het gemak van een vouwwagen tijdens het rijden en van een caravan die bij stilstaan direct te gebruiken is’, aldus De Roos. De TakeOff is ingeklapt maar 1,18 meter hoog en 1,85 meter breed waardoor er zicht blijft in de spiegels en er weinig extra luchtweerstand is. Ook heeft de bestuurder geen aanhanger-

DE INGENIEUR • MAART 2022

rijbewijs nodig, omdat de tenttrailer inclusief tweehonderd kilogram laadgewicht onder de 750 kilogram blijft. Een traditionele caravan inclusief laadgewicht is al snel 1500 kilogram. Het uitvouwmechanisme werkt als de kofferbak van een auto, gasveren duwen het dak omhoog, en binnen dertig seconde is hij gebruiksklaar. Ook kan er nog een buitentent aan de TakeOff worden geritst. In de jaren zeventig was er een min of meer vergelijkbaar concept onder het merk Paradiso, maar dat bestaat inmiddels niet meer. De Roos: ‘Destijds waren caravans zo populair, dat mensen de noodzaak niet zagen voor alternatieven. Dat is nu wel anders.’ Bovendien zijn er nu meer elektrische auto’s, waarvoor

het rijden met een traditionele caravan een groot probleem is voor de actieradius. Vanaf 15,5 duizend euro is de TakeOff al te koop in onder anderen Nederland, Duitsland, Zwitserland, Noorwegen en Groot-Brittannië. Ook is er interesse vanuit Australië en Amerika. De Roos wil de komende twee jaar eerst het Europese distributienetwerk verder uitbreiden. Daarnaast werkt Easy Caravanning samen met een student industrieel ontwerpen aan een nieuw product waarbij ‘met wat slimme hef- en schuifbewegingen’ nog meer binnenruimte wordt gecreëerd. De Roos: ‘Het is nog in de verkennende fase. Volgend jaar willen we een eerste prototype gaan lanceren.’ (SB)

foto: easy caravanning

Rolf zag een ding

Sommige dingen stralen misschien geen hoogwaardig ingenieurswerk uit, maar getuigen wel van denken als een ingenieur.

Slimme thermostaat Levend waterfilter Waterfilters raken snel verstopt door microorganismen die slĳmerige biofilms vormen. Levende waterfilters, gemaakt van een materiaal waarvan al meer dan tweeduizend jaar thee wordt gezet, kunnen daarin misschien verandering brengen. Meng suiker, zwarte thee, witte wĳnazĳn, een startercultuur van levende bacteriën en gisten in water en laat het goedje drie weken staan in contact met lucht. Dan vormt zich een dun doorlaatbaar membraan, bekend als een symbiotische cultuur van bacteriën en gist (scoby). De overgebleven vloeistof wordt gedronken als kombucha, een zure gefermenteerde thee. Wetenschappers hebben steeds meer interesse voor deze biomaterialen, met interessante eigenschappen zoals zelfherstel, doorlaatbaarheid en een lange levensduur. Katherine Zodrow van Montana Tech in de Verenigde Staten zag toepassingen voor de scoby als een duurzaam waterfilter. Masterstudent Carson Bechtel ontdekte vervolgens dat het scoby-filter niet alleen evenveel micro-organismen uit het water verwĳdert als commerciële filters, maar ook nog eens minder snel verstopt raakt door biofilmvorming. Volgens de onderzoekers komt dat doordat de bacterie Acetobacter niet alleen de lagen cellulose van de scoby produceert, maar ook azĳnzuur dat vorming van biofilms voorkomt. Daarnaast is het materiaal niet duur om te maken en biologisch afbreekbaar. Andere onderzoekers zagen al eerder toepassingen voor het scoby-membraan in de vorm van pleisters voor brandwonden. Het is immers doorlaatbaar en neemt gemakkelĳk vocht op. Bechtel: ‘Deze eigenschappen gecombineerd met de antibacteriële werking van het azĳnzuur, maakt dit materiaal extra interessant.’ De auteurs hebben nog geen plannen het waterfilter ook op de markt te brengen. Wel hebben ze de techniek gepatenteerd. Bechtel: ‘Dat is om te voorkomen dat anderen het gaan verkopen. Ons doel is juist om veilig drinkwater voor iedereen toegankelĳk te maken.’ (SB) FOTO : CARSON BECHTEL / UNSPLASH ; PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

‘Ik heb een lastige uitdaging voor die handige studenten van je’, zegt Rob. Hĳ is van Lĳm & Cultuur, een mooie evenementenlocatie die grenst aan de campus van de TU Delft waar we in het verleden allerlei leuke dingen hebben georganiseerd. Nu heeft Rob op het terrein een luxe conferentietent opgezet, als tĳdelĳke collegeruimte. Vanwege verbouwingen, coronamaatregelen en studentenaantallen die harder stĳgen dan we gebouwen kunnen bouwen, heeft de TU Delft deze tĳdelĳke extra ruimte hard nodig. Hoewel het luxe tenten zĳn, blĳven het tenten: niet supergoed geïsoleerd. De vĳf ruimten in de tent hebben elk een flinke kachel van 175 kilowatt om het een beetje aangenaam te maken. Die kachels verstoken vĳftien liter diesel per uur, per stuk! Rob heeft de online thermostaat van de kachels afgeregeld op basis van het rooster dat hĳ van de universiteit heeft gekregen. De tent warm stoken als er niemand is, is zonde van de diesel, de CO2 en het klimaat. Maar door roosterwĳzigingen of docenten die op het laatste moment toch online lesgeven, gebeurt het regelmatig dat een lege zaal wordt opgewarmd, voor niets. ‘We staan voor de kat zĳn viool te stoken. Kunnen jouw studenten mĳn thermostaat hacken zodat die op een lage stand gaat als in het online rooster te zien is dat de les niet doorgaat?’ ‘Een lichtsensor in elke zaal, die de stroom van de verwarming haalt als het donker is?’, opper ik. ‘Nee, ze moeten in nachtstand blĳven, anders vriest alles kapot.’ ‘Is het een Thermosmart?’ ‘Ja, hoezo?’ ‘Dan hoef je niet te hacken: komt goed’, verzeker ik. Thermosmart en veel andere slimme apparaten hebben een if this then that (IFTTT)-kanaal. Bĳ IFTTT kun je alles wat een kanaal heeft online aan elkaar knopen. Naast slimme apparaten zĳn er kanalen voor Twitter, e-mail, het weer en nog veel meer. Ik maakte ooit een lamp bĳ de kapstok die aanging als de weersverwachting voor Haarlem onder de 10 graden Celsius daalde. Jas aan! Student Gĳs heeft in no time een systeempje in elkaar gezet. Hĳ gebruikt een particle photon: een wifibordje waarop makkelĳk sensoren kunnen worden aangesloten en verbonden met – je raadt het al – een IFTTT-kanaal. Lichtsensor erop en klaar. Wanneer het donker is in de tent stuurt de particle photon via IFTTT een bericht naar de Thermosmart: lage stand! Dat de Thermosmart een IFTTT-kanaal heeft en dat je dat met een particle photon kunt verbinden, moet je net even weten en ik weet dat toevallig. Omdat Rob om zich heen vroeg naar oplossingen kwam hĳ bĳ mĳ terecht en bleek wat hem een lastige uitdaging leek, eigenlĳk best simpel te zĳn. We vinden ‘zelf opgelost’ al snel beter dan even ‘rondgevraagd’, maar als je met gericht vragenstellen snel iemand vindt met een oplossing, los je je probleem sneller op. En bespaar je liters aan diesel per dag. Rolf is universitair hoofddocent aan de TU Delft, maker, spreker en schrĳver.

MAART 2022 • DE INGENIEUR

Doelen & drijfveren

De wereld een beetje beter maken, dat is de ambitie van veel ingenieurs. De duurzaamheidsdoelen van de VN vormen een vaste bron van inspiratie.

B E TA A L B A R E E N D U U R Z A M E ENERGIE

I N D U S T R I E , I N N O V AT I E E N INFRASTRUCTUUR

LEVEN OP HET LAND

Ellen van der Veer werkt bij de Port of Amsterdam aan de energietransitie en is daarnaast illustrator en ecologisch tuinontwerper. Ze hoopt dat al haar interesses ooit samenkomen.

‘Waterstof is belangrijk, maar niet de heilige graal’ Tekst: Amanda Verdonk • Foto: Bianca Sistermans

‘Ik studeerde aardwetenschappen omdat ik bergen en vulkanen tof vond. Pas later realiseerde ik me dat het gros van de aardwetenschappers in de olie- en gassector belandt. Veel medestudenten worstelden daarmee, maar ik heb er altijd een realistische blik op gehad. Er zijn nu eenmaal nog altijd veel toepassingen waarvoor we olie en gas nodig hebben. Ik wilde toegepast werk doen waarmee ik het verschil zou kunnen maken en kwam uit bij TNO. Daar onderzocht ik hoe de rol van de ondergrond verandert door de energietransitie. De overgang van fossiele naar groene energie betekent dat de ondergrond niet meer alleen fungeert als vindplaats, maar ook als opslagplaats van energie. Een superinteressant strategisch vraagstuk. Maar ik wilde meer op de plek zijn waar de daadwerkelijke actie plaatsvindt en stapte daarom over naar Port of Amsterdam, het havenbedrijf van de hoofdstad.’ Waterstofschepen ‘In een haven komen veel elementen uit de energietransitie samen. Energie van zee komt er aan land en energie van land wordt vandaaruit vervoerd naar andere plekken op de wereld. Ook zitten er veel grootverbrui-

kers van energie, zoals de chemische industrie. Daar kun je dus grote slagen maken. De meeste bedrijven in de haven staan er welwillend tegenover. Ik ben met hen in gesprek over de import van groene waterstof uit hernieuwbare bronnen. Onze klanten zijn erg geïnteresseerd in het gebruik van waterstof als grondstof voor hun product, maar ook voor hun bedrijfsprocessen. Chemische bedrijven kunnen het bijvoorbeeld gebruiken om hun ovens op te stoken. We kunnen niet alle benodigde waterstof zelf maken, dus zullen we het ook moeten importeren, bijvoorbeeld met waterstofschepen. Hoe zien zulke schepen eruit? Hoe kun je waterstof veilig vervoeren? Waarschijnlijk heb je andere dragers nodig, zoals vloeibare organische waterstofdragers of ammoniak. Ik was met een collega mee op inspectie bij een groot zeeschip. In de machinekamer zag ik de motor – stel dat je die zou moeten vervangen door een motor die op waterstof draait, hoe moet je dat in ’s hemelsnaam doen? Dat was voor mij een reality check. Je kunt wel heel mooie oplossingen bedenken, maar het moet wel haalbaar zijn in de praktijk. Waterstof zal zeker belangrijk worden, maar ik geloof niet dat het de heilige graal is.’

Tuinontwerp ‘In alles wat ik doe wil ik een positieve bijdrage leveren aan de wereld. Dat wil ik dus ook met mijn eigen bedrijf. Ik startte ooit als hobby met tekenen en begon later ook met het maken van zeefdrukken, met steevast de natuur als inspiratiebron. Ik maak bijvoorbeeld geboorte- en trouwkaarten. Samen met mijn moeder, zij is natuurgids, geef ik speciale workshops, waarbij we met de groep eerst op natuurexcursie gaan en daarna gaan tekenen. Onlangs volgde ik een opleiding tot ecologisch tuinontwerper. In eerste instantie om de praktische reden dat ik de tuin van mijn nieuwbouwhuis wil aanleggen op een manier die de biodiversiteit bevordert. Maar het smaakt naar meer. De combinatie van creativiteit en ecologie past goed bij me. Daarom heb ik nu een bureau voor ecologisch tuinontwerpen opgericht. Mijn droom is om mijn eigen adviesbureau te hebben waarin alles samenkomt; mijn illustratie- en ontwerpbedrijf en mijn kennis als adviseur over de energietransitie. Maar dat is voor de lange termijn. Ik geloof in de kracht van kennis – die kan mij helpen om mijn propositie te versterken. Tot die tijd heb ik nog veel kennis te vergaren.’ MAART 2022 • DE INGENIEUR

WA AR

KUN N EN

DEZE

M A A N D

N A A RT O E?

IN GEN IEU R

TI P T

T E K S T: J I M H E I R B A U T

Kruip in de cockpit Om beroemde vliegtuigen te bekijken is er het Aviodrome in Lelystad. Ze staan daar bijna allemaal, de toestellen die een belangrijke rol hebben gespeeld in de geschiedenis van de luchtvaart; van een replica van Wright Flyer A tot oude Fokkers. In de meivakantie kunnen kinderen een ‘opleiding’ volgen tot steward(ess) en begin juni zijn de Open Cockpit Dagen, waarbij kids in de huid van de piloot mogen kruipen. Meer info: aviodrome.nl/evenementen/

7-10/4

Toekomstscenario’s

Het Eindhovense STRP-festival nodigt kunstenaars en publiek uit om mee te denken over alternatieve scenario’s voor onze toekomst. Welke strategieën kunnen we bedenken om te breken met onze verslaving aan materiële groei? En hoe kan technologische vooruitgang zorgen voor verbinding in plaats van verlatenheid? Vier dagen lang staan diverse locaties in het centrum van Eindhoven in het teken van visuele kunst, technologische perspectieven, experimentele dialogen en muzikale optredens. Neem robot Raving Dahlia (foto) van de internationaal bekende popster Sevdaliza. De fysieke robot is ontstaan uit de frustatie over de ongezonde verwachtingen van het uiterlijk en prestaties van vrouwen in onze samenleving en de muziekindustrie in het bijzonder. Meer info: strp.nl/nl/evenementen/strp-festival-2022

Wetenschap in Paradiso De jaarlijkse Paradiso-lezingen gaan weer van start. In de Amsterdamse poptempel Paradiso vertellen topwetenschappers uit Nederland op zondagochtend over hun onderzoek. De serie is dit jaar getiteld De Voorspelling. Acht toonaangevende wetenschappers presenteren hun modellen voor de wereld van morgen vanuit hun eigen vakgebied: informatica, astronomie, geowetenschappen, biofysica, luchtvaarttechnologie, deeltjesfysica en neurale netwerken. Warm aanbevolen voor technisch geïnteresseerden zijn Nynke Dekker op 27 maart (het filmen van hoe virus-DNA gekopieerd wordt), David Lentink op 15 mei (over de kunst van het vliegen) en Peter Sloot op 22 mei (hoe complexe systemen de toekomst voorspellen). Meer info: verstegenstigter.nl/paradisolezingen 48

DE INGENIEUR • MAART 2022

Ontdek de Maasvlakte Midden op een stuk nieuw aangewonnen land, de Maasvlakte bij Rotterdam, is de haven van de toekomst te ontdekken. Rotterdam speelt een grote rol bij de ontwikkeling van veelbelovende nieuwe vormen van energiewinning. In informatiecentrum FutureLand is van alles te leren over de tweede Maasvlakte, met de modernste containerterminals en de grootste zeeschepen ter wereld. Verder is er te genieten van het uitzicht over de slimste terminals van Europa vanaf het Panoramadek, of tijdens een vaartocht langs Maasvlakte 2. Meer info: portofrotterdam. com/nl/eropuit/futureland foto ’ s : edwin dertien ; vpro ; aviodrome

De Ingenieur in gesprek

Drie generaties blikken terug

Een halve eeuw Grenzen aan de groei Deze maand is het vijftig jaar geleden dat het baanbrekende rapport De grenzen aan de groei verscheen. Wereldwijd ontwaakte het besef dat de aarde niet bestand is tegen een almaar uitdijende mensheid met haar groeiende aanspraak op milieu, natuur en grondstoffen. Wat heeft het ons gebracht? Tekst: Fanta Voogd

De grenzen aan de groei verscheen in een periode van ongekende economische groei. Een tijd waarin het gemak en de weelde van allerlei technologische innovaties binnen het bereik kwamen van grote delen van de westerse bevolking. Tegelijk openbaarden de nadelen ervan zich in de vorm van ernstige water- en luchtvervuiling. In 1968 richtte een handvol verontruste wetenschappers en industriëlen de Club van Rome op. Het internationale gezelschap streefde naar een grondige analyse van de wereldproblemen. Begin maart 1972 bracht het een rapport uit waarin het eeuwenoude paradigma van een almaar voortdurende demografische en economische groei ter discussie werd gesteld. Die exponentiële groei van de wereldbevolking, landbouw, industrie en mijnbouw zou in de komende honderd jaar op zijn grenzen stuiten. Met als resultaat een plotseling en ongecontroleerd tekort aan voedsel en natuurlijke hulpbronnen, ineenstorting van de industrie en krimp van de wereldbevolking.

In Nederland werd het rapport van links tot rechts met de grootste ernst ontvangen. Prominente politici schaarden zich achter de inhoud. Dat het rapport tot stand was gekomen met geavanceerde computermodellen had als effect dat aanvankelijk maar weinigen de sombere vooruitzichten durfden te betwisten. Sommige critici lazen in het rapport een anti-technologische boodschap, wat de opstellers weerspraken. ‘We zouden een ongefundeerde verwerping van de voordelen van technologie met even veel kracht betreuren als dat we hier stelling nemen tegen de ongefundeerde acceptatie daarvan.’ Het motto was: geen blind verzet tegen vooruitgang, maar verzet tegen blinde vooruitgang. Een halve eeuw later kijken we terug. Wat vindt éminence grise Wouter van Dieren? Hoe kijkt Aniek Moonen, geboren in het zilveren jubileumjaar, naar de vergeelde pagina’s? En wat vindt ecomodernist Ralf Bodelier, die als brugklasser te horen kreeg dat ons een ‘rampzalige ineenstorting’ te wachten staat?

De Club van Rome weersprak dat het rapport gericht was tegen technologie. foto : shutterstock MAART 2022 • DE INGENIEUR

QUOTE

Milieupionier

Wouter van Dieren Wetenschapsjournalist Wouter van Dieren (1941) is een van de grondleggers van de Nederlandse milieubeweging. In de jaren zestig al publiceerde hij over milieuvervuiling en in 1971 was hij een van de oprichters van Milieudefensie. Hoe raakte u betrokken bij de Club van Rome? ‘In november 1970 was ik op reis in de Verenigde Staten om voor de televisie en Elseviers Weekblad aandacht te besteden aan de eerste Earth Day. Ik zocht contact met allerlei actiegroepen die dat jaar bij duizenden ontstonden. Zo kwam ik in Boston bij de groep van systeemwetenschapper Dennis Meadows, de toen nog onbekende Club van Rome. Zij gaven me een concept van De grenzen aan de groei. Ik begreep onmiddellijk dat de inhoud nieuw en spectaculair was. Ik was al flink in de weer met actievoeren en ik had al veel over de milieuproblematiek geschreven. Maar toen viel alles op z’n plek. De tekst bood inzicht in de systeemdynamica achter de milieuproblemen. Economie, natuurlijke bronnen en maatschappij geïntegreerd in één ingenieus, samenhangend systeem. Voor het eerst was men in staat om de problemen met een computer door te rekenen. Ik heb het rapport meegenomen naar Nederland en besproken met tientallen deskundigen. In september 1971 ben ik met de nog onbekende inhoud van het conceptrapport naar de pers gestapt. Daarmee begon het publicitaire balletje te rollen.’ Waarom werd u pas in 1990 lid van de Club van Rome? ‘Je wordt lid op uitnodiging. Ik denk dat men mij

DE INGENIEUR • MAART

2022

aanvankelijk te jong of te activistisch vond. Nu werk ik voor de Club van Rome aan een terugblik op vijftig jaar De grenzen aan de groei en aan een geactualiseerde tekst over grondstoftekorten. Wat dat betreft is de situatie tien keer ernstiger dan in 1972. Een van de kerngedachten in The Limits to Growth is dat de aarde een gesloten systeem is. Er kan niets in of uit. Alleen zonlicht. Nog altijd beschouwen velen grondstoffen ten onrechte als een oneindige variabele. De markt lost elke schaarste als vanzelf op. Desnoods haal je grondstoffen uit de ruimte. De gedachte dat de bomen tot in de hemel groeien, is nog steeds springlevend.’ Is er ook iets waaruit u hoop uit put? ‘Ik haal bij toespraken wel eens mijn iPhone uit mijn zak om hem aan mijn gehoor te laten zien. We kunnen voor het eerst in de geschiedenis iedereen bereiken. Die razendsnelle, wereldwijde communicatie maakt het mogelijk een formidabel kennissysteem op te bouwen. Elke oplossing begint met het uitbouwen van kennis. En met die kennis moet je zeven stappen verder durven denken dan de gebruikelijke oplossingen. Zoals het afvangen en opslaan van CO2 of een baanbrekend idee als Refreeze the Arctic, om met een kunstmatig opgewekt wolkendek het ijs in de Poolzee tegen verder smelten te beschermen. Het is tijd dat we de ambulance of de brandweer laten uitrijden.’

foto : leonie blaak

Ecomodernist

Ralf Bodelier Theoloog, filosoof en journalist Ralf Bodelier (1961) is medeauteur van boeken als Meer. Hoe overvloed de wereld juist duurzamer en welvarender maakt. Hij geldt als een van de meest uitgesproken vertegenwoordigers van het ecomodernisme in Nederland. Wanneer we de aanbevelingen van De grenzen aan de groei hadden gevolgd, dan zou onze wereld er nu heel anders hebben uitgezien, schreef u in 2018. Hoe dan? ‘Dan was de economische groei tot stilstand gekomen en waren we in de jaren zeventig blijven steken. Dan had 40 à 50 procent van de wereldbevolking nog altijd in extreme armoede geleefd. Net als in 1972. Juist door flink te groeien hebben we de voorbije vijftig jaar veel bereikt in de strijd tegen armoede, met name in derdewereldlanden. De westerse wereld heeft enorme stappen gezet op het gebied van natuurbescherming en het tegengaan van vervuiling. Welvarende landen hebben domweg meer geld en mogelijkheden om bijvoorbeeld de uitstoot van broeikasgassen tegen te gaan of biodiversiteit te bevorderen. 1972 was het jaar waarin ik als jongen het afval van mijn grootouders achter hun huis in de beek gooide. Een beek waarin geen vis meer te vinden was in die tijd. Nu zwemmen er gewoon weer forellen.’ Het rapport was bedoeld als waarschuwing, niet zo zeer als voorspelling. Is het niet zo dat mede dankzij die waarschuwingen een deel van de voorspellingen niet is uitgekomen? ‘Het kernpunt in De grenzen aan de groei is de dreigende uitputting van de grondstoffen en dat we daar zuiniger mee moeten omspringen. Dat we sindsdien steeds minder grondstoffen zijn gaan gebruiken, heeft niets te maken met de waarschuwingen in het rapport. We zijn niet minder kwik gaan gebruiken omdat het kwik opraakte, maar omdat we erachter kwamen dat we ook thermometers konden ontwikkelen zonder kwik. We gingen minder koper gebruiken, omdat we veel snellere verbindingen konden maken met glasvezel dan met koperdraad. De reden dat we zijn overgestapt op kernenergie of windenergie, is niet omdat de olie opraakte. U kent de uitspraak wel: het stenen tijdperk is niet ten einde gekomen omdat de stenen op waren. Die veranderingen zijn er gekomen omdat we betere technologieën hebben ontwikkeld.’

van Rome hebben elders naar mijn overtuiging wel een dramatisch effect gehad. De uitspraak ‘de wereld heeft kanker en de kanker is de mens’ in het tweede rapport Mankind at the Turning Point heeft de Chinese overheid geïnspireerd tot de eenkindpolitiek en die politiek heeft geleid tot driehonderd miljoen gedwongen abortussen.’ U gaat uit van de grondgedachte dat de mens voor elk probleem wel een oplossing zal vinden. ‘Klopt. We hebben sinds de verlichting en de industriële revolutie enórme vooruitgang geboekt. Zo is de levensverwachting, die tot het begin van de negentiende eeuw niet hoger was dan 35 jaar, inmiddels wereldwijd gestegen tot 75 jaar.’ Is er ook iets waar u zich wel zorgen over maakt? ‘Zeker. Een van de dingen waarover ik me het meest zorgen maak is dat de vrijheid van meningsuiting in steeds meer landen wordt beperkt. Nog belangrijker dan technologische vooruitgang, economische groei of het tegengaan van verspilling is dat we over die thema’s vrij kunnen praten. Dat is voor mij de motor achter de vooruitgang.’

Heeft het rapport de mensheid de verkeerde kant opgestuurd? ‘Niet in het Westen, want we hebben we de voornaamste aanbeveling – stoppen met economische groei – gelukkig niet opgevolgd. Maar de rapporten van de Club foto : karel hemerijckx

MAART 2022 • DE INGENIEUR

QUOTE

Voorzitter van de Jonge Klimaatbeweging

Aniek Moonen ‘Ik was nog niet geboren toen het rapport uitkwam, dus ik kan niet écht terugblikken’, reageert Aniek Moonen (1997) op de uitnodiging voor een gesprek. Moonen is sinds oktober vorig jaar voorzitter van de Jonge Klimaatbeweging die namens 64 jongerenorganisaties de jeugdi ge stem in het klimaatdebat laat klinken. Daarnaast studeert ze global business & sustainability aan de Erasmus Universiteit Rotterdam.

Is het nuttig om iets te weten over de geschiedenis van de milieubeweging? ‘Ja, dat denk ik wel. Het is leerzaam iets te begrijpen van de beslissende ogenblikken in de geschiedenis. Wanneer was er momentum en wat hebben we daar mee gedaan? Na het verschijnen van De grenzen aan de groei was de door toenmalig milieuminister Ed Nijpels georganiseerde eerste internationale klimaatconferen tie van 1989 in Noordwijk zo’n significant moment. Er lag toen een grote kans om klimaatverandering en milieuvervuiling een halt toe te roepen. Ook nu nog wordt dat in de milieubeweging gezien als hét moment waarop de koers had kunnen worden veranderd. Er was bijna een vergaand akkoord bereikt, maar dat werd uiteindelijk tegengehouden door een paar landen. Daarna is het met de opwarming en vervuiling nog vele malen erger geworden.’

Wat is volgens u het belang van de bevindingen uit De grenzen aan de groei voor onze tijd? ‘De aandacht voor het rapport was een beetje weg gezakt, maar het laatste jaar wordt het steeds vaker weer genoemd in mijn omgeving, valt me op. De na druk in de politiek en het bedrijfsleven is de laatste tijd heel erg komen te liggen op de uitstoot van CO2. Dat noemen ze wel eens ‘tonnen tellen’. Het best complexe klimaatprobleem wordt dan in feite platgeslagen tot enkel de uitstoot van broeikasgassen. Alsof het iets is dat je kunt oplossen door CO2 uit de lucht op te zuigen en in een blikje te doen. Ook voor de energietransitie zelf zijn veel grondstoffen nodig, zoals koper en ijzer voor windenergie en zilver, silicium en aluminium voor zonneenergie. Het was de Club van Rome die indertijd al benadrukte dat we op een andere manier met onze grondstoffen moeten omgaan. Er is echt een systeemverandering nodig, waarop in De grenzen aan de groei al wordt gehint. Het besef van die noodzaak begint nu pas langzaam terug te komen. Dat we naar een systeem moeten dat niet is gebaseerd op uitbuiting van de planeet, de natuur en de mens, maar meer op samenleven mét. We zijn een beetje vergeten dat er een limiet zit aan wat we van de natuur kunnen vragen. Zoals we ook van lieverlee zijn vergeten dat er een limiet zit aan de mate waarin technologie ons wel weer even uit deze crisis zal redden. Het rapport van de Club van Rome blijft ons daar ook na een halve eeuw nog aan herinneren.’ U bent geen ecomodernist, zo te horen? ‘We hebben technologie nodig, maar ik denk niet dat we ons met behulp van technologie een weg uit deze crisis kunnen innoveren. Daarvoor is veel meer nodig dan wat handige snufjes.’ Waaruit put u hoop? ‘Ik heb het niet zo graag over hoop. Ik heb het veel liever over moed. Ik denk dat we in veel opzichten te laat zijn om de klimaatcrisis nog tegen te gaan, maar denk wel dat we nog veel kunnen doen om de impact ervan te minimaliseren. Dat is niet fatalistisch, maar realistisch.’

DE INGENIEUR • MAART

2022

foto : jonge - klimaatbeweging

UIT DE VERENIGING

Een greep uit het aanbod van activiteiten van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI).

Kunstmatige intelligentie in de stad en de industrie Hoe kun je kunstmatige intelligentie inzetten voor toepassingen zoals stedelijke ontwikkeling? En wat heeft de industriële sector aan data science? Dat wordt toegelicht door hoogleraar Jantien Stoter van de TU Delft en Erwin Haas en Frédérique de Paus van het bedrijf Landscape op dit (Engelstalige) minisymposium. Achteraf is er gelegenheid tot het stellen van vragen en de sessie wordt afgesloten met een borrel. Minisymposium: AI in urbanism and industry projects, Den Haag, 24 maart, 19.00-21.30 uur, kivi.nl/afdelingen/kivi-international-engineers/ activiteiten.

Algoritmen die in de toekomst kĳken Algoritmen bepalen wat jij ziet op Facebook en vindt op Google, maar kunnen ook behulpzaam zijn bij het plannen van onderhoud aan bijvoorbeeld het spoorwegennet. Algoritmen kunnen als het ware in de toekomst kijken en aangeven waar zich storingen zullen voordoen. In dit Science Café vertelt professor Mariëlle Stoelinga van de Universiteit Twente meer over algoritmen. Hoe werken ze, wat is hun kracht en wat zijn de keerzijden? Science café: De toekomst voorspellen met algoritmen, Enschede, 14 april, 20.00-22.00 uur, kivi.nl/afdelingen/kst/activiteiten

Plastic recyclen met chemie De beste oplossingen voor het plasticoverschot zijn het beperken van het gebruik en het recyclen van het materiaal. Dat laatste gebeurt tot nu toe meestal mechanisch. Met een fysisch-chemisch proces kunnen meer soorten plastic worden gerecycled en gaat de kwaliteit van het eindproduct omhoog. Hoe staan we er voor en wat zijn de knelpunten? Daar gaan drie deskundigen op in bij deze webinar, georganiseerd door de Nederlandse Vereniging van Procestechnologen. Webinar: Van plastic afval naar nieuwe chemische producten?, online, 30 maart, 16.00-18.00 uur, kivi.nl/afdelingen/nederlandse-procestechnologen/activiteiten FOTO ’ S : MRANONYMOUS ( CC BY - SA 4.0) ( BOVEN ) ; POSSESSED - PHOTOGRAPHY / UNSPLASH

Vraag ’t de coach Elke maand legt De Ingenieur een vraag van een lezer voor aan een van de KIVI-ingenieurscoaches. Tekst: Marlies ter Voorde

Hoe ga ik om met cultuurverschillen op het werk? ‘Steeds vaker hebben ingenieurs te maken met verschillende culturen op het werk. Het land van herkomst van je collega’s of klanten is dan bĳvoorbeeld anders dan dat van jezelf. Het opgroeien in verschillende landen kan ertoe leiden dat je verschillende gewoonten, normen en waarden hebt. Om daar mee om te gaan, moeten beide partĳen bereid zĳn zich in de ander te verplaatsen. Ga je voor je werk naar het buitenland, zoek dan bĳvoorbeeld eerst uit hoe men elkaar begroet. Sommige dingen leer je gaandeweg. Zo zĳn er culturen waar mensen moeilĳk nee zeggen, ook als je vraagt of alles goed loopt. Dat kan ertoe leiden dat je pas aan het einde van een project merkt dat er toch van alles is misgegaan. Nederlanders overleggen graag efficiënt en zeggen vaak meteen waar het op staat. Dat kan op anderen juist lomp en onbeleefd overkomen. Zelf denk ik dat je het beste pragmatisch met cultuurverschillen kunt omgaan. Soms helpt het om je te realiseren dat je op het werk een bepaalde rol hebt, die niet noodzakelĳkerwĳs dezelfde is als hoe je bent als privépersoon. Een man die in Nederland werkt maar geen vrouwen de hand wil schudden, krĳgt het lastig. Een homo die zaken wil doen kan in sommige landen zĳn seksuele geaardheid misschien beter niet ter sprake brengen. Tien jaar geleden was er ophef over – toen nog – koningin Beatrix. Zĳ had tĳdens een staatsbezoek aan Oman een moskee bezocht en daarbĳ een hoofddoek gedragen. Maar wat ze wilde laten zien was: ik ben bĳ jullie op bezoek, ik mag jullie godshuis betreden en dus toon ik respect. Respect is misschien wel het belangrĳkst, zowel om cultuurverschillen te overbruggen als om invloed te hebben. En dat respect moet altĳd wederzĳds zĳn.’ Coach: Jeroen Rust

Heeft u ook een vraag? Mail naar redactie@ingenieur.nl MAART 2022 • DE INGENIEUR

DE WAARDE VAN KIVI De Ingenieur

In 2022 viert het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) zijn 175ste verjaardag. De Ingenieur belicht daarom iedere maand het belang van de vereniging, nu en in de toekomst.

Vakblad werd lijfblad Engineering continuous transition, het motto van KIVI’s lustrumjaar, is ook van toepassing op het tijdschrift dat de jarige vereniging uitgeeft. Emeritus hoogleraar Willem Molle onderzocht de rol van onder meer De Ingenieur in de transitie van de Nederlandse maatschappij. ‘Zonder professionele tijdschriften als De Ingenieur was ons land niet geworden wat het is.’ T E K S T: P A N C R A S D I J K

Er zijn veel redenen om lid te worden van de ingenieurs vereniging KIVI. Het feit dat leden elke maand De Ingenieur op de deurmat vinden is daarvan een van de belangrijkste, blijkt telkens weer uit marketingonder zoek. De oprichters van KIVI hadden dat al duidelijk voor ogen, ontdekte emeritushoogleraar Willem Molle. ‘Zonder blad zou een vereniging niet effectief kunnen zijn’, zegt Molle, die uitvoerig onderzoek deed naar de geschiedenis van De Ingenieur. ‘En andersom geldt het zelfde: zonder vereniging zou het blad niet zo’n grote maatschappelijke rol hebben kunnen spelen.’ De oprichting van KIVI indertijd was een emancipa toire daad, stelt Molle. ‘Langzaam was het besef door gedrongen dat Nederland op industrieel en techno logisch gebied niet langer mee kon met het buitenland. Op tal van gebieden, zoals de spoorwegen en de toe passing van stoomkracht, waren de ons omringende landen verder dan wij hier.’ Met steun van koning Wil lem II richtte een aantal vooruitstrevende mannen (‘Ja,

DE INGENIEUR • MAART 2022

vrouwen waren er toen nog niet bij’) een vereniging op. ‘Ze vonden: wij ingenieurs hebben iets te melden aan de maatschappij en wij willen meer erkenning!’ Onmisbaar Om die boodschap te kunnen uitdragen, was een eigen blad onmisbaar. ‘Het was dé manier om elkaar een hart onder de riem te steken.’ Om de achterstand met het buitenland in te halen, volstond voor ingenieurs niet lan ger enkel hun wetenschappelijke opleiding. ‘Ze moesten ook tijdens hun beroepsuitoefening voortdurend wor den gevoed met informatie uit wetenschap en praktijk om de voortgaande ontwikkeling bij te houden en mede vorm te geven’, stelt Molle, van 1982 tot 2003 directeur van het Nederlands Economisch Instituut en als hoog leraar verbonden aan de Erasmus Universiteit Rotter dam. De resultaten van vijf jaar lang onderzoek naar de maatschappelijke betekenis van onder meer De Ingenieur verschenen afgelopen maand bij Amsterdam Universi ty Press, onder de titel Het professionele tijdschrift in de transitie van de Nederlandse maatschappij, 1850-2020. Professionele tijdschriften werden hét middel om de onderlinge communicatie op gang te houden. De Ingenieur was daarmee een exponent van een soort tijd schrift dat in de tweede helft van de negentiende eeuw alom het licht zag. Molle kwam er vele tegen en de mees te waren maar een kort leven beschoren. In zijn onderzoek richtte Molle zich op vier bladen die ook nu nog verschijnen, zij het niet altijd meer we

kelijks. Behalve De Ingenieur zijn dat het economenblad ESB, het Nederlands Tijdschrift voor Geneeskunde en het Nederlands Juristenblad. Ommezwaai Als enige van deze vier titels, stelt Molle vast, maakte De Ingenieur een halve eeuw geleden een fundamentele ommezwaai. Waar het blad tot die tijd werd volgepend door hoogleraren en experts, veranderde het daarna in een journalistiek magazine. ‘Het was een ingewikkelde tijd. In alle geledelingen van de maatschappij ontstond verzet tegen de autoriteiten. Die tendens is aan KIVI niet voorbijgegaan.’ De redactie ging zelf artikelen schrijven of schakelde in techniek gespecialiseerde freelance-journalisten in. Publieksgerichtheid werd een speerpunt. Toenmalig hoofdredacteur Erwin van den Brink verwoordde het in 2000 treffend: van een vakblad is De Ingenieur een lijfblad geworden. De andere drie bladen die Molle bestudeerde, hebben die omslag niet gemaakt en zijn nog altijd een vakblad voor vakgenoten. Wat alle vier de bladen gemeen hebben – en wat trouwens geldt voor alle printmedia – is dat het lezerstal is geslonken en hun invloed op het maatschappelijk debat daarmee tanende is. Molle herinnert zich zijn eigen studententijd. ‘Het eerste wat we op maandag bij de koffie bespraken als ouderejaarsstudenten, waren de artikelen in ESB. Nu weten veel studenten niet eens meer van het bestaan van die titel.’ Molle concludeert in zijn boek dat ook De Ingenieur in de nieuwe rol die het zich heeft aangemeten een minder grote, sturende invloed heeft op veranderingen in de samenleving. Tegelijkertijd heeft het blad wel een fors hogere oplage dan de andere bladen die Molle bestudeerde. Wezenlijke, maatschappelijke invloed had De Ingenieur met name in de eerste honderd jaar van zijn bestaan, zegt Molle. ‘De Ingenieur heeft bijna een eeuw lang een groot gedeelte van de doelgroep bereikt met een breed palet aan gedegen informatie’, schrijft hij. ‘Het blad heeft gedurende die periode een zichtbare bijdrage geleverd aan de transitie van de samenleving; grote infrastructurele werken als de IJsselmeerpolders zijn daarvan een in het oog springend voorbeeld.’ Een kanttekening maakt Molle hier wel bij. ‘Tijdschriften als De Ingenieur speelden zeker een belangrijke rol

in de informatievoorziening aan professionals en zo in de fundamentele transities die onze maatschappij de afgelopen anderhalve eeuw heeft doorgemaakt’, zegt de oud-hoogleraar. ‘Maar veel andere factoren speelden ook een rol.’

Vroeger en nu Geïnteresseerd in oude edities van De Ingenieur? In het digitale krantenarchief delpher.nl zijn alle nummers tot aan de Tweede

Wereldoorlog door te bladeren. Voor de laatste twintig jaargangen heeft KIVI nu een eigen, online archief opgezet op de website

community.kivi.nl/deingenieur. Je kunt ze doorbladeren, of doorzoeken op onder meer auteur, trefwoord en jaargang. MAART 2022 • DE INGENIEUR

Beroepen verdwijnen, beroepen ontstaan Het is bekende bangmakerij: robots pakken al onze banen af. Dat valt juist reuze mee, betogen MITonderzoekers in een nieuw boek. Deden ze dat juist maar wat sneller! Tekst: Jim Heirbaut

DE INGENIEUR • MAART 2022

Ik had graag geschreven dat het boek The Work of the Future een vlot leesbaar boekwerk is. Dat is echter niet het geval; het is meer een academisch, goed doorwrocht boek. Dat dit toch zo prominent wordt besproken in De Ingenieur komt door het onderwerp. De toekomst van onze banen is misschien wel één van de meest ingrijpende zaken voor het welzijn van onszelf en van toekomstige generaties. Zonder voldoende banen heeft niet iedereen een fatsoenlijk inkomen en dat kan maatschappelijk on genoegen tot gevolg hebben. En daarnaast geeft werk het dagelijkse leven zin. Als het gaat over het werk van de toe komst zijn de doembeelden bekend: robots nemen stapje voor stapje alle banen van ons over. In de zorg wassen ze straks onze bejaarden en taxichauffeurs zitten over een paar jaar duimen te draaien omdat ze uit de markt zijn gedrukt door autonome auto’s. De auteurs van The Work of the Future, onderzoekers van de bekende Amerikaanse technische universiteit MIT, stellen de lezer gerust: zo’n vaart loopt het niet. Tussen de eerste stapjes van een nieuwe technologie en brede toepassing in de maatschappij zit al gauw veertig, vijftig jaar. Voorbeelden genoeg om die stelling te ondersteunen. De broers Wright vlogen hun eerste meters in 1903, maar het duurde tot de jaren dertig van de vorige eeuw voordat de commerciële luchtvaart een beetje van de grond kwam; dat praktisch iedereen zich een vlieg ticket kan veroorloven is zelfs een recente ontwikkeling. Een andere: de onderliggen de technologieën van het internet werden ontwikkeld in onderzoekslabs in de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw. Maar pas halverwege de jaren negentig begonnen burgers er mondjesmaat gebruik van te maken. ‘En pas in het afgelopen decen nium hebben de meeste bedrijven online gegevensverwerking echt omarmd als een manier om hun bedrijven en processen te transformeren’, schrijven de auteurs. Laagopgeleiden hoeven zich dus nog niet zo snel bedreigd te voelen door de opkomst van robots en andere vormen van automa tisering. Maar voor de economie als geheel is de trage opkomst van robots juist proble matisch. Het automatiseren van arbeids processen heeft in het verleden altijd geleid

tot een verhoogde productiviteit, zo laat het boek goed zien. Ook artificial intelligence (AI) is nog niet zo ver dat het de producti viteit tot extreme hoogten stuwt. Natuurlijk, schrijven de auteurs, profiteren sommige banen van specifieke software met AI erin. Vooral bij het analyseren van medische beelden of bij het zoeken naar patronen in grote bergen data, is AI onmisbaar geworden. Maar een vorm van AI (artificial general intelligence) die net zo flexibel is als een mens, en snel kan schakelen tussen ver schillende problemen en communiceren op verschillende niveaus, is nog ver weg. Een dergelijke robot zou fysieke handigheid aan goede sociale vaardigheden koppelen en op basis van inschattingen zelf beslissingen kunnen nemen. Zo’n robot/AI zou pas echt mensen werkloos kunnen maken. Niet dat dat overigens meteen het einde van wereld hoeft te betekenen, betoogt het boek. Door de eeuwen heen zijn er steeds uitvindingen gedaan die mensen het werk makkelijker maakten — maar daarmee ook banen kostten. Die ontwikkeling heeft er niet toe geleid dat we nu allemaal werkloos thuis zitten. Integendeel, door innovatie en technologische vooruitgang kwamen er nieuwe typen banen die we niet hadden kunnen voorzien. ‘De meeste van de huidi ge soorten werk waren nog niet eens uitge vonden in 1940’, constateren de auteurs. Zo zal het ook in de toekomst gaan, is de teneur van het boek: we zullen bestaande soorten werk verliezen, maar daar komen nieuwe beroepen voor terug. Dat brengt de nodige uitdagingen met zich mee. Werkne mers, ook de laagopgeleide, zullen zich moe ten blijven bijscholen om mee te kunnen met de steeds toenemende automatisering en digitalisering. ‘Deze [lange] tijdschaal van technologische verandering biedt [overhe den] de mogelijkheid beleid te maken, vaar digheden te ontwikkelen en investeringen aan te moedigen om op constructieve wijze deze veranderingen zo vorm te geven dat de maatschappij en economie er het meeste voordeel van zullen hebben.’ The Work of the Future. Building Better Jobs in an Age of Intelligent Machines. David Autor, David Mindell, Elisabeth Reynolds | 178 Blz. | € 25,66

Verwoestende gevolgen Kernenergie wordt steeds vaker genoemd als schoon alternatief voor fossiele brandstof. Wie de documentaire I Am So Sorry kijkt, slaat toch weer aan het twijfelen.

Hij bracht diepte in de scheikunde Over een van de grondleggers van de moderne chemie, Jacobus Henricus van ’t Hoff, verscheen onlangs een kloeke biografie. Tekst: Jim Heirbaut

Van de eerste scheikundelessen op de middelbare school herinner ik me niet zo veel, maar wel dat de naam Van ’t Hoff regelmatig langskwam. Over deze chemicus, in 1901 de eerste winnaar van de Nobel prijs voor scheikunde, schreef Rob van den Berg het vuistdikke boek Een gedreven buitenstaander. Daarin gaat hij buitengewoon grondig in op het leven, vooral op wetenschappelijk gebied, van deze geboren Rotterdammer. Van ’t Hoff heeft dingen ontdekt die we nu als volstrekt normaal beschouwen, maar die destijds, eind negentiende eeuw, baanbrekend waren. Om te beginnen zijn inzichten dat moleculen geen platte dingen zijn, maar ruimtelijke bouwwerken in drie dimensies. Hij had die aanname nodig om bepaalde verschijnselen te verklaren. In het begin werd hij om deze these door sommi ge collega’s voor gek verklaard, maar anderen deel den Van ’t Hoffs inzicht en prezen hem erom. Van ’t Hoff zelf had er schik in om uit papier en karton kleine bouwpakketten van moleculen te maken. Een molecuul als methaan (CH4) wordt zo een tetraëder, een soort driepotige piramide met in het hart het koolstofatoom. Maar de invloed van Van ’t Hoff ging veel verder. Behalve de genoemde bijdragen aan de stereo chemie deed hij onderzoek naar moleculen in op lossing en naar osmose: zet een dun halfdoorlatend vlies tussen twee verschillende zoutoplossingen, dan bewegen de watermoleculen naar de kant waar de zoutconcentratie het hoogst is. Overal in het menselijk lichaam spelen deze processen, maar Van ’t Hoff stelde als eerste de wetmatigheid op die de snelheid ervan beschrijft. Een gedreven buitenstaander is een heerlijk boek voor wie diep de wetenschap in wil duiken, en meer te weten wil komen over de bijdragen van een bijna vergeten belangrijke Nederlander. Voor wie niet zoveel heeft met chemie en natuurkunde is het hier en daar hard werken. Geen lichte kost.

Desolate landschappen glijden traag over het scherm. Een geigerteller tikt onheilspellend. Dan ineens een kernexplosie. En nog een. En nog een. Langzaam gaan deze beelden over in de spookachtige aanblik van een wit, traditioneel Japans masker. De toon is gezet. Dit is het begin van I Am So Sorry, een grimmige documentaire waarin de Chinese filmmaker Zhao Liang de negatieve gevolgen van kernenergie wil laten zien. Hiervoor neemt hij ons mee naar de ravages van Tsjernobyl en Fukushima, de ontmanteling van een Duitse kerncentrale en donkere Finse tunnels waarin radioactief afval tot in lengte der dagen bewaard moet blijven. Wat vooral bijblijft zijn de trage beelden van de sporen die de productie van kernenergie op het landschap achterlaat, waardoor de documentaire zich soms eerder laat bekijken als een fotografisch essay. Naast interviewfragmenten zijn er mijmeringen te horen van een gedesillusioneerde verteller. Iemand die niet meer lijkt te geloven dat de mens een gelukkige toekomst voor zichzelf kan ontwerpen. Deze bespiegelingen baseerde Liang op de stemopnamen die hij tijdens het schieten van de film op zijn telefoon maakte. Ze dragen bij aan de dreigende sfeer. Vooral wanneer er eenzame figuren in de post-apocalyptische landschappen verschijnen, weet Liang een sterk gevoel van verlatenheid over te brengen. Een oude vrouw is als enige teruggekeerd naar haar geboortedorp bij Tsjernobyl en waart daar meer dood dan levend rond. In verschillende scènes spookt er zelfs een figuur met een wit masker door het beeld. ‘Het spook dat de mensen hebben gecreëerd zal de mensheid overleven’, peinst de vertelstem. In technische risicoanalyses over kernenergie gaat het vaak om de kans op een ramp en de schade die een ramp kan aanrichten. Die schade wordt dan vaak uitgedrukt in geld of dodentallen. I Am So Sorry biedt door zijn vorm als poëtisch beeldverhaal een krachtig alternatief. De documentaire laat de kijker direct voelen wat verwoesting betekent en hoe iemands leefwereld geheel kan vergaan. (LG) I Am So Sorry | 96 min. | Vanaf 24 maart in de bioscoop

Een gedreven buitenstaander Rob van den Berg | 656 Blz. | € 50, foto : cinema delicatessen

MAART 2022 • DE INGENIEUR

MEDIA

Markeringen op de ruige kust Functioneel zijn de meeste al lang niet meer, maar dat maakt de eenzame vuurtorens uit deze atlas niet minder fascinerend. Tekst: Marlies ter Voorde

DE INGENIEUR • MAART 2022

Op het Nieuw-Zeelandse eiland Takapourewa leefde ooit Xenicus lyalli. Het vogeltje was vernoemd naar zijn ontdekker David Lyall, die tevens verantwoordelijk was voor het uitsterven van het dier. Had hij zijn kat maar niet moeten meenemen, toen hij met zijn vrouw en zoon naar het onbewoonde eiland trok om daar vuurtorenwachter te worden. Lyall is de hoofdpersoon van een van de 34 korte verhalen uit de vuurtorenatlas van José Luis González Macías. De Spanjaard maakte een rijk geïllustreerd overzicht van de vuurtorens op de meest afgelegen plekken die er op aarde zijn te vinden. Afgelopen maand verscheen de Nederlandse vertaling. Elke vuurtoren kreeg vier pagina’s in het fraai vormgegeven boek: één voor een pentekening van de toren, één voor de bouwtekening en details zoals afmetingen en bouwmaterialen, één voor een zeekaart waarop de exacte ligging van de toren staat afgebeeld en één voor een kort verhaal. Vuurtorens zijn fascinerende bouwwerken, vooral nu vele ervan hun functie

hebben verloren en in verval zijn geraakt – ingehaald door moderne technieken als sonars, radars en ruimtesatellieten. De waargebeurde vertellingen over de torens of hun tijdelijke bewoners maken ze nog eens extra interessant. González Macías heeft zelf geen van de afgelegen vuurtorens uit het boek ooit van dichtbij gezien, vertelt hij in zijn voorwoord. ‘Ik ben absoluut geen deskundige op dit vlak.’ Toch slaagt hij er goed in zijn lezers er mee naartoe te nemen. Zoals naar de vuurtoren van Robbeneiland, waar Nelson Mandela vele jaren van zijn leven doorbracht. Of die van het Noorse eiland Grip, dat rechtstreeks uit een verhaal van Edgar Allen Poe lijkt te komen. Wie veel fantasie heeft, kan alleen aan de hand van de tekeningen al wegdromen over het bestaan in een eenzame toren aan een ruige kust. En voor alle anderen zijn er dus tevens de verhalen. Atlas van vuurtorens aan het einde van de wereld José Luis Gonzáles Macías | 160 Blz. | € 22,99

Q&A

Elke maand zĳn er talloze nieuwe boeken en tentoonstellingen. De Ingenieur pikt de interessantste eruit en stelt de maker vĳf vragen.

1 2 3 4 5

De tentoonstelling Strandbeesten, De Nieuwe Generatie in Kunstmuseum Den Haag laat de imposante geraamten zien die kunstenaar Theo Jansen uit pvc-buizen vervaardigt. ’s Zomers lopen de beesten zelfstandig over het strand.

NU OP NETFLIX

Tekst: Lukas Graff

Waarom deze tentoonstelling? ‘Elk jaar experimenteer ik in de zomer met een nieuw strandbeest en aan het eind van het jaar verklaar ik het beest uitgestorven. Met de kennis die ik dan heb opgedaan ga ik vervolgens aan een nieuw exemplaar werken. De tentoonstelling laat de nieuwe generatie strandbeesten zien, maar toont ook tien oude beesten die een beeld geven van het meer dan dertig jaar lange evolutieproces.’ Voor wie is de tentoonstelling bedoeld? ‘Voor alle mensen, van klein tot groot. Ik hoop dat de kijker dezelfde vreugde ervaart als ik in mijn werk en dat ik mijn verbazing over het bestaan kan overbrengen. Via YouTube is mijn werk over alle continenten verspreid geraakt, maar deze tentoonstelling is in de stad waar ik ben geboren en het museum waar ik als kind altijd langs fietste. Wat dat betreft is de tentoonstelling speciaal voor mijn stadsgenoten.’ Hoe gaat u te werk? ‘Ik begon als een soort God die volgens intelligent design zijn ideeën zou realiseren, maar ik ben een slaaf van de werkelijkheid geworden. Als je speelt met buisjes ben je zelf niet creatief, maar is de materie dat. Je kunt mijn ideeën zien als mutaties. De meeste werken niet, maar soms werkt er één wel en daar bouw ik dan op voort. Mijn werk is een evolutieproces geworden.’ Wat heeft u zelf geleerd tĳdens het maken? ‘Ik heb veel geleerd over de wortels van het bestaan. De ontwerpverhoudingen die ik lang geleden op internet heb gepubliceerd worden wereldwijd door studenten gebruikt om strandbeesten te maken. Voor die studenten is dit een leuke hobby, maar eigenlijk worden ze gebruikt voor de voortplanting van strandbeesten. Leven is zelfreproductie en strandbeesten doen dat op een voedingsbodem van menselijk eiwit, net als producten zoals smartphones.’ Waarom moeten ingenieurs de tentoonstelling zeker gaan zien? ‘Ik heb zelf altijd ingenieur willen worden. Het is een fantastisch vak en heeft veel raakvlakken met mijn werk. Natuurlijk hebben ingenieurs meer verantwoordelijkheid, want je wilt niet dat de brug die je ontwerpt, instort. De computer brengt daar verandering in. Ze kunnen nu veel meer hetzelfde spel spelen als ik. Ik hoop dat ik ingenieurs kan meegeven dat verbeelding een grotere rol speelt in hun werk dan ze zelf beseffen. Word meer kunstenaar!’

PORTRET : DIVERA JANSEN ; LOEK VAN DER KLIS

In de documentaire Downfall onthullen onderzoekers hoe de Boeing-leiding winst en Wall Street belangrĳker vond dan veiligheid, met twee catastrofale crashes van de 737 MAX tot gevolg. Een schokkende doofpotaffaire. DOWNFALL: THE CASE AGAINST BOEING |

Het is een halve eeuw geleden dat de Club van Rome het rapport De grenzen aan de groei publiceerde. Jaap Tielbeke onderzoekt wat we (niet) hebben gedaan met deze profetische waarschuwing. En wat we nog kunnen doen om het onheil af te wenden. WE WAREN GEWAARSCHUWD | 184 BLZ. | € 17,50

In het eerste seizoen van Space Force kreeg generaal Steve Carell de leiding over de nieuwe legerdivisie voor de ruimte. Dat werd een drama. Heeft hĳ in (het betere) seizoen 2 meer succes? SPACE FORCE | NU OP NETFLIX

De huidige generatie scholieren leert soms meer van YouTubefilmpjes dan van hun docent. Maar de inzet van tech in het onderwĳs gaat al meer dan een eeuw terug, laat Audrey Watters zien in dit indrukwekkende overzicht. TEACHING MACHINES | 328 BLZ. | € 28,95

MAART 2022 • DE INGENIEUR

Voorwaarts

Voorspellen is lastig, zeker als het om technologische vooruitgang gaat. Fanta Voogd verdiept zich maandelĳks in de geschiedenis van de toekomst.

Sarphati’s broodfabriek Hoe fabrieksbrood de levensverwachting liet stĳgen

Dat de industrialisering van de broodproductie wezenlijk heeft bijgedragen aan de volksgezondheid is terug te zien in de stijging van de levensverwachting. Aan het eind van de negentiende eeuw at de Nederlander gemiddeld drie keer meer tarwebrood en werd ruim tien jaar ouder dan een halve eeuw eerder. Samuel Sarphati – van oorsprong arts – ontpopte zich tot een sociaal bewogen duizendpoot, die op het gebied van onderwijs, stedenbouw en volksgezondheid een cruciale rol heeft gespeeld in de ontwikkeling van Amsterdam. Hij is de geschiedenis ingegaan als het brein achter het kolossale, in 1864 voltooide Paleis voor Volksvlijt, dat in 1929 door brand werd verwoest. Minder bekend is dat hij de initiatiefnemer was van de eerste broodfabriek in Nederland.

De derde factor die eraan bijdroeg dat ook de armsten aan hun dagelijkse portie calorieën kwamen, was de opkomst van de broodfabriek. Technisch gesproken had de doorbraak in de broodproductie in Nederland al veel eerder kunnen plaatsvinden. In de ons omringende landen was dat wel het geval. In Nederland moest hiervoor eerst de Wet op het gemaal worden afgeschaft. Die wet reguleerde de belasting op meel. Niet alleen hield die de broodprijs hoog, maar ook de strenge controle op de heffing – een leger ambtenaren hield zak voor zak bij hoeveel koren er werd gemalen – was afgestemd op het traditionele kleinbedrijf en hield de komst van grootschalige meel- en broodproductie tegen. Op 1 januari 1856 was ook die hobbel geslecht.

Hongersnood Amsterdam was een stad in verval, een schim van de wereldstad die het ooit was. Maar ook de rest van het land liep qua industriële ontwikkeling flink achter op de buurlanden. In de eerste helft van de negentiende eeuw verkeerde een deel van de Nederlanders in een permanente staat van ondervoeding. Bovendien mislukte in Stoommachine 1845 in heel Europa de aardappeloogst. Ook Nederland Sarphati en zijn medestanders van de Vereeniging voor werd getroffen. De aardappelprijzen stegen en trokken Volksvlijt lieten er vervolgens geen gras over groeien. die van graan en brood mee omhoog. Er werd massaal honger geleden en er brak malaria, dysenterie en cholera uit. Daarbovenop De geschiedenis heeft bezweek de verzwakte bevolking aan griep, onrechtvaardig geoordeeld diarree of mazelen. Kinderen voorop. Vanaf het midden van de negentiende over fabrieksbrood eeuw deed zich een omwenteling voor in de voedselvoorziening. Grote hongersnoden bleven Nederland bespaard en de weerbaarheid van de Een paar maanden na de afschaffing van de omstreden bevolking tegen epidemische ziekten nam toe. belastingwet hadden Amsterdamse filantropen en indusDrie ontwikkelingen zijn daarin van doorslaggeven- triëlen de Maatschappij voor Meel- en Broodfabrieken de betekenis geweest. Ten eerste nam door de verbete- opgericht. Op 18 september 1856 werd de eerste steen ring van landbouwmethoden en veredeling van rassen van de fabriek op de Vijzelgracht gelegd. Bij die gelegende opbrengst per hectare landbouwgrond aanzienlijk heid sprak Jan Adriaan van Eyk, Sarphati's mededirectoe. Ook daalden de transportkosten drastisch dankzij teur van de Vereeniging voor Volkvlijt, de hoop uit dat vervoer per trein en stoomboot, waardoor Nederland op de wetenschappelijke leest geschoeide productie van werd overspoeld met goedkoop graan, met name uit de ‘het zoo onmisbare brood’ navolging zou krijgen in de Verenigde Staten. rest van het land. 60

DE INGENIEUR • MAART 2022

1856

‘Heden is alhier op de voormalige Stads-Stratenmakerswerf de eerste steen gelegd voor de model-bakkerij en verdere inrigtingen, welke door de maatschappij voor Meel- en Broodfabrieken wordt opgerigt. (...) Na afloop dezer plegtigheid sprak de Heer Mr. J. A. van Eyk een hartelijk woord tot de aanwezigen, daarin de hoop uitdrukkende, dat deze eerste inrigting in ons land strekken moge, om het zoo onmisbare brood ook hier zoo deugdzaam en voortreffelijk te leveren als elders geschiedt, waar men al de vorderingen der wetenschap op de fabricatie van meel en brood heeft toegepast.’

Sarphati's Meel- en Broodfabriek op de Amsterdamse Vijzelgracht (1939) en een advertentie voor 'de eerste broodfabriek van Nederland' (eind negentiende eeuw). beeld : stadsarchief amsterdam

Algemeen Handelsblad (18 september 1856).

De Amsterdamse fabriek beschikte over een stoommachine van twintig pk. Dat vermogen diende vooral voor het maalwerk. Maar er werden ook een schroef van Archimedes en een Jacobsladder mee aangedreven voor het transport van tarwe en meel binnen de vier etages hoge fabriek. Later zou een afzonderlijk stoommachine in de bakkerij de deegmachine aandrijven. Op 1 augustus 1857 gingen de productie en de broodverkoop van start. Sarphati’s fabriek distribueerde brood over de hele stad en de prijs van haar tarwebrood zat meteen dertig procent onder die van de traditionele bakkers. Molenaars en bakkers hadden elkaar eeuwenlang de hand boven het hoofd gehouden, aanvankelijk in het gildesysteem, later door kartelafspraken. De industriële broodproductie blies dit systeem op. De bakkers moesten de broodprijzen wel laten zakken. Het initiatief van Sarphati vond, zoals gehoopt, op grote schaal navolging in de rest van Nederland. Aan het eind van de negentiende eeuw at de gemiddelde Nederlander drie keer meer tarwebrood dan in het midden van

de eeuw. Maar ook meer aardappels, groente, melkproducten en vlees. Eeuwenlang had de gemiddelde leeftijd waarop een Nederlander stierf geschommeld tussen de 35 en 40 jaar. Dat hield vooral verband met de hoge kindersterfte. Vanaf 1870 begon de levensverwachting snel te stijgen. Rond 1900 was de gemiddelde leeftijd bij overlijden bijna 50 jaar. De substantiële stijging van de levensverwachting in deze periode is in eerste plaats te danken aan de verbetering van de voedselsituatie. In tweede instantie leidde de verbeterde hygiëne door schoon drinkwater en riolering, tot een verdere verhoging van de levensverwachting. De geschiedenis heeft onrechtvaardig geoordeeld over fabrieksbrood. Het filiaal van Ekoplaza op de Weteringschans kijkt aan de achterkant uit op de plek waar tot 1966 Sarphati’s broodfabriek heeft gestaan. Je zou er de klanten de historische les willen verkondigen dat (wit) fabrieksbrood meer levens heeft gered dan al het ambachtelijke, volkoren, glutenvrije of negengranenbrood met natuurzuivere pompoenpitten bij elkaar. MAART 2022 • DE INGENIEUR

Teamgeest

Nederland telt tientallen studententeams waarin aankomende ingenieurs zich een jaar lang fanatiek inzetten voor een concreet doel.

‘Melkpak-satelliet’ maakt scholieren warm voor ruimtevaart Hoe wek je bij basis- en middelbare scholieren interesse voor ruimtevaart? Door ze te betrekken bij het bouwen en benutten van een echte satelliet. Dat is wat de Delftse ruimtevaartstudenten van Da Vinci Satellite gaan doen. Tekst: Jim Heirbaut

Een melkpak, groter is hij niet: de satelliet die de studenten van Da Vinci Satellite later dit jaar hopen te lanceren op een Falcon 9-raket van het Amerikaanse bedrijf SpaceX. Toch zit er al jaren werk in, want een ingewikkeld apparaat de ruimte in sturen, daar komt enorm veel bij kijken. Vooral het feit dat er niets meer aan te versleutelen is als hij eenmaal zijn banen om de aarde draait, maakt het bouwen zo’n uitdaging, vertellen team manager Bastiaan Bosman en technical

manager Mees Beumer. ‘We hebben geprobeerd om alle mogelijke scenario’s vooraf te bedenken’, zegt Beumer. ‘Wat zou er kunnen gebeuren en hoe moet ons systeem dan reageren? Hoe voorkomen we bijvoorbeeld dat de batterijen helemaal op raken? En hoe zorgen we ervoor dat de onboard computer niet vastloopt?’ Het grootste probleem zijn volgens Beumer de unknown unknowns, de gebeurtenissen die je niet kunt voorspellen. ‘Het zal extreem

Fascinatie Een meisje kijkt geïnteresseerd naar een model van de satelliet. 62

DE INGENIEUR • MAART 2022

spannend zijn als hij straks eindelijk de lucht in gaat.’ De afgelopen twee jaar is het Da Vinci Satellite-team vooral bezig geweest met het op de computer ontwerpen van de satelliet. Dit jaar staat in het teken van het daadwerkelijk in elkaar schroeven van het apparaat. Steeds komen er nieuwe componenten binnen. Ook tijdens het bezoek van De Ingenieur worden er weer twee enveloppen met printplaten bezorgd. ‘We krijgen veel onderdelen van bedrijven die ons helpen. En het monteren doen we in een cleanroom van de TU Delft, op momenten dat die even niet wordt gebruikt’, zegt Beumer. Kosmische straling Het is nog niet 100 procent zeker, maar als hij op tijd af is, mag de satelliet in oktober mee met de lancering. Die brengt de Da Vincisatelliet naar een hoogte van vijfhonderd kilometer. Daar gaat hij een baan om de aarde beschrijven. Aan boord van de Da Vinci be-

Goedkeuring Voormalig astronaut André Kuipers signeert het model van de cubesat. foto ’ s en illustraties : da vinci satellite project

Naam: Da Vinci Satellite Aantal leden: 65 Doel: een kleine satelliet lanceren Perspectief: kinderen en tieners enthousiast maken voor ruimtevaart

vinden zich twee zogenoemde payloads, nuttige ladingen die nu vooral een educatieve functie hebben en door middelbare en basisscholen kunnen worden gebruikt in de les. De eerste payload is een digitaal opslagmedium dat gevoelig is voor kosmische straling, waarvan er op die grote hoogte veel meer is. ‘Door die straling zullen enkele bits omklappen’, vertelt Bosman. ‘Dus een nul wordt een één of andersom. Daardoor zal een opgeslagen digitaal beeld worden aangetast. De scholieren dagen we uit om te voorspellen hoe de hoeveelheid optredende fouten verandert als gevolg van een andere positie van de satelliet ten opzichte van de zon. De opdracht voor gevorderden is om een algoritme te bedenken dat die fouten in het digitale bestand kan corrigeren.’ Scholierenvraag Kun je ook een spelletje spelen in de ruimte? Dat vroegen enkele scholieren zich af die meededen aan de prijsvraag aan het begin van het project. Met deze prikkelende vraag wonnen zij de wedstrijd en het resultaat komt in de satelliet te zitten als tweede payload. In een kamer van de satelliet zweven vijf dobbelstenen vrij rond tussen twee glazen platen. Op commando bewegen de glazen platen naar elkaar toe en worden de dobbelstenen vastgezet, waarmee als het

ware de worp vastligt. Een camera maakt vervolgens een foto van de dobbelstenen met de aarde of het heelal op de achtergrond. Dit onderdeel – althans het prototype – is al eens getest met paraboolvluchten. Een vliegtuig maakt dan diepe duikvluchten, waarbij aan boord vijftien seconden lang een schijnbare gewichtloosheid optreedt. Bosman laat een filmpje zien waarop de dobbelstenen ineens beginnen te zweven. ‘Deze tests zijn goed verlopen, maar toch is het nog spannend om te zien of straks in de ruimte ook alles werkt zoals het zou moeten.’ De Da Vinci-satelliet is helemaal ontworpen om minstens drie jaar te kunnen functioneren. Stiekem hopen de studenten natuurlijk dat hij het langer blijft doen, net zoals dat vaak gaat bij professionele ruimtevaartprojecten. Maar uiteindelijk zal ‘het melkpak vol elektronica’ toch naar beneden komen. Beumer: ‘Ook op die grote hoogte zweven nog wel wat atomen en moleculen rond, dus er is wrijving waardoor een kunstmaan steeds iets lager hangt. Onze satelliet heeft geen raketmotortje aan boord om hem in zijn baan te houden, dus na 25 jaar is onze satelliet geleidelijk uit zijn baan gezakt en zal hij in de atmosfeer verbranden. Wel een mooi idee dat we geen ruimteafval achter zullen laten.’

FOTO : FLORIADE

Bloeiende stad Steeds meer mensen wonen in steden, maar hoe houden we die groen, gezond en leefbaar? De Floriade in Almere, die deze maand van start gaat, laat zien wat er mogelĳk is.

Lithium van eigen bodem De vraag naar lithium explodeert nu steeds meer mensen elektrisch rĳden. Voor dit metaal is Europa volledig afhankelĳk van andere landen. Maar we kunnen het ook zelf produceren.

Leve het algoritme! Door de toeslagenaffaire zĳn algoritmen in een kwaad daglicht komen te staan. Maar met goed beleid en een beetje goede wil kunnen ze de wereld écht mooier maken.

Doelen & drĳfveren Sinds Niki Loonen (ABT) beseft hoeveel klimaatschade ‘zĳn’ beton aanricht, stelt hĳ alles in het werk om zo snel mogelĳk klimaatneutraal beton op de bouwplaats te krĳgen. Experiment Teamlid Timo test de software van de on board computer.

In zĳn baan Impressie van de satelliet in zĳn baan om de aarde.

DE INHOUD IS ONDER VOORBEHOUD

MAART 2022 • DE INGENIEUR

Vragenvuur

Zeven prikkelende vragen aan natuurkundige en wetenschapsjournalist Diederik Jekel. Hĳ is presentator van de televisieserie Jekels jacht en trekt momenteel door het land met het theatercollege Orde in de chaos.

Tekst: Marlies ter Voorde

Wat is het laatste dat u zelf heeft gerepareerd?

‘Onlangs heb ik nog een kantelluik in mijn huis gebouwd, inclusief een mechanisme met allerlei contragewichten om het in de gewenste stand te zetten. Maar dat was geen reparatie, ik maak graag dingen zelf. Het laatste dat ik heb gerepareerd, was de standaard van mijn microfoon.’

Voor welk probleem zouden ze nu eindelijk eens iets slims moeten uitvinden?

‘Als het om technologie gaat, zou ik antwoorden dat kernfusie nu eindelijk eens moet worden doorontwikkeld, zodat we daarmee een vrijwel onuitputtelijke energiebron hebben. Maar ik raak er langzamerhand van overtuigd dat technologie onze problemen niet gaat oplossen. Het is bijvoorbeeld goed dat we steeds meer elektrische auto’s hebben, maar ze worden ook steeds groter. Als we zo onverzadigbaar blijven, helpen technische slimmigheden uiteindelijk onvoldoende. We zullen ook ons gedrag moeten veranderen.’

Ik wou dat ik dát had uitgevonden!

‘Vrijwel alle uitvindingen zijn zowel voor goede als voor slechte doeleinden te gebruiken. Met een baksteen kun je een huis bouwen maar ook iemands hoofd inslaan. Dus misschien zou ik nog het liefst willen dat ik op dát gebied invloed had kunnen uitoefenen. Dat ik bijvoorbeeld had kunnen zorgen dat we bij de ontwikkeling van kernenergie niet met uranium maar met thorium aan de slag waren gegaan. Dat geeft minder afvalproblemen en het is veel moeilijker om er kernwapens mee maken. Maar ik had ook wel een slingerklok willen uitvinden.’

Welke technologische ontwikkeling baart u zorgen?

‘De ontwikkelingen die het steeds lastiger maken om fake news te onderscheiden van de waarheid. Ik vrees dat we straks echt niet meer kunnen achterhalen wat waar is en wat niet. Dat is nu soms al zo. Ik zie dat als een van de grootste dreigingen van deze tijd. We moeten dat zien te beteugelen – ook de ingenieurs die met de achterliggende technologieën bezig zijn.’

Wat is uw favoriete app op de smartphone?

‘Google Maps! Het is zo bijzonder dat satellieten in een geostationaire baan om de aarde vliegen en informatie verschaffen over waar we zijn door atoomtijden door te sturen. Een generatie geleden had niemand geloofd dat wij in onze achterzak interactieve, beweeglijke kaarten zouden hebben die ons ook nog eens vertellen waar we zijn. Een soort Star Trek in het echt.’

Was u liever een van de uitvinders uit uw eigen serie geweest of de Diederik Jekel van nu?

‘Laat mij maar Diederik Jekel zijn. Ik ben vooral blij met de tijd waarin ik leef, met zijn antibiotica, andere verworvenheden en comfort. Al heb ik als heteroseksuele, witte man de luxe dat ik ook in andere tijden prima had kunnen functioneren. Dat geldt niet voor iedereen.’

U moet kiezen: kweekvlees, meelwormen, of schimmeleiwit?

‘Schimmeleiwit. Ik eet vrijwel alleen plantaardige voeding en mis het vlees niet, dus aan kweekvlees heb ik ook weinig behoefte. En meelwormen heb ik wel eens gehad, maar die vind ik gewoon niet zo lekker. Paddenstoelen wel!’

DE INGENIEUR • MAART 2022

FOTO : MICHEL MÖLDER

Zoek je hoogopgeleide technici?

Plaats je vacature op het grootste ingenieursplatform van Nederland! Direct een vacature plaatsen? Ga naar deingenieur.nl/vacatures of neem voor vragen en advies contact op met KIVI via sales@kivi.nl.

COLLECTIEVEN

Collectief KIVI-lidmaatschap

Jouw werknemers up-to-date Goed werkgeverschap begint bĳ tevreden werknemers, die gemotiveerd, geprikkeld en up-to-date zĳn. In de huidige tĳd van razendsnelle technologische ontwikkelingen, innovaties en transformaties is professionele wendbaarheid essentieel. Wil jĳ als werkgever structureel bĳdragen aan de technische ontwikkeling van jouw werknemers? Neem dan een collectief lidmaatschap bĳ het Koninklĳk Instituut Van Ingenieurs (KIVI). Meld tien (of meer) van jouw topingenieurs aan en zĳ kunnen direct profiteren van alle voordelen van het grootste ingenieursplatform van Nederland.