De Ingenieur april 2021

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 4 JAARGANG 133

APRIL 2021

COMPUTER VAN DE TOEKOMST

BABYMONITORING

Reuzenarbeid De huidige transitie is niet de eerste

|

D U U R Z A M E U I T VA A RT

|

ZONNE-ENERGIE

Thijs de Jongh: Studeren in coronatijd is gekkenwerk

|

W AT E R S T O FA U T O

Stropers te slim af Wild beschermen met algoritme

Ben jij onze eerstvolgende Chartered Engineer?

“Het chartership past binnen mijn doel om verbonden te blijven met mijn Nederlandse ingenieurswortels.

Voor het uitvoeren van managementrollen zal ik zichtbaar zijn als een sterke ingenieur.

Het sluit heel goed aan bij mijn kernwaarde van eerlijkheid en bij de verantwoordelijkheden die een ingenieur heeft.”

“Het chartership biedt een raamwerk van competentiegebieden voor de ingenieur om hun doelen en doelstellingen op te bouwen.

Dit geeft een proces van voortdurende ontwikkeling van professionele competentie.”

Rafik Djigouadi CEng

Willem Keij CEng

Wat biedt professionele registratie jou als ingenieur?

Een kwalificatie Een internationaal erkende kwalificatie voor ingenieurs als Chartered Engineer (CEng) of Incorporated Engineer (IEng).

Een structuur Biedt een structuur voor kennisuitwisseling en continue professionele ontwikkeling op diverse technische werkvelden en disciplines. Sleutelelementen hierbij zijn: reflectief leren, peer review, en ontwikkeling van de kennis en ervaring van de ingenieur.

Erkenning Een uitgelezen kans voor excellente en toegewijde ingenieurs om zich te onderscheiden van niet-geregistreerde ingenieurs.

Bewijs Het is een bewijs van bekwaamheid en betrokkenheid, plus voor het bereiken én behouden van een professionele kwaliteitsnorm.

Toegang tot Toegang tot interessante projecten en dito banen. In een groeiend aantal landen is Chartership vereist voor het verwerven van projecten op hoog niveau. Chartered Engineers stellen de normen die anderen volgen.

Start direct! www.charteredengineer.nl

Redactie Pancras Dijk (hoofdredacteur) Astrid van de Graaf (eindredacteur) Jim Heirbaut Dayinta Perrier

Vormgeving Eva Ooms

Redactieadres Prinsessegracht 23 2514 AP Den Haag Postbus 30424 2500 GK Den Haag TEL. 070 391 9885 E-MAIL redactie@ingenieur.nl WEBSITE www.deingenieur.nl

Advertenties Celina van den Bank TEL. 06 55 59 01 86 E-MAIL celina.vandenbank@kivi.nl

Technische eindredactie Martine Segers

Druk Drukkerij Wilco, Meppel

Vooraf

De Ingenieur verschijnt twaalf maal per jaar.

Pancras Dijk is hoofdredacteur van De Ingenieur.

© Copyright 2021 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)

Pennenvruchten ‘Dit is waarschijnlijk het duurste bed waarop u ooit heeft gelegen!’ De operatieassistent probeerde me gerust te stellen nadat hij me van een ziekenhuisbed op de operatietafel had geholpen. Ik wilde antwoorden dat ik oud genoeg ben om Yab Yum nog bezocht te kunnen hebben, maar de anesthetica deden hun werk en ik viel in een diepe slaap.

Met een defect oog was ik in het ziekenhuis beland.

De OK-verpleegkundige had natuurlijk gelijk. Voor zover ik ertoe in staat was, keek ik er mijn ogen uit.

De technische hulpmiddelen die de netvlieschirurg ter beschikking stonden, waren allemaal even indrukwekkend: van laserinstrumenten tot cameraatjes, van geavanceerde lenzen tot microscopische lampjes.

Maar gelukkig was het niet allemaal even hightech. Toen ik al op de operatietafel lag, had de chirurg me gevraagd aan te wijzen met welk oog ze aan de slag moest. Een dag later werd me duidelijk dat ze vervolgens een grote pijl op mijn voorhoofd moet hebben gekrabbeld. Zo kon ze zich onmogelijk vergissen. Het primitieve pentekeningetje ontroerde me zolang het in de spiegel zichtbaar bleef, wat nog best lang was.

Over pennenvruchten gesproken: columnist Marcel Möring viert een bijzonder jubileum. Zijn column in deze editie is nummer tweehonderd: een geweldige mijlpaal. Op de dag dat ik zijn feestbijdrage in mijn mailbox vond, ontving ik – toeval bestaat niet – ook een bericht van een lezer. ‘Ik heb weer genoten van de column van Möring, wat kan hij fantastisch schrijven.

Ben echt fan van hem.’ Ik had het niet beter kunnen zeggen. Gefeliciteerd, Marcel!

Abonnementen worden tot wederopzegging aangegaan en ten minste voor de vermelde periode. Het abonnement kan na deze periode per maand worden opgezegd. U kunt uw opzegging het beste via onze website doorgeven: www.deingenieur.nl/lezersservice Abonneeservice 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’. www.deingenieur.nl ADRES Postbus 30424, 2500 GK Den Haag E-MAIL abonneeservice@ingenieur.nl TEL. 070 39 19 850 (bereikbaar op maandag, dinsdag, donderdag en vrijdag van 9 tot 14 uur)

De Ingenieur als pdf Abonnees en leden die De Ingenieur willen downloaden als pdf-bestand, kunnen daarvoor terecht op de website: www.deingenieur.nl/pdf De Ingenieur verschijnt twaalf maal per jaar.

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

Contributie 2021 Regulier lidmaatschap: € 137,50 30 jaar of jonger: € 40,-* Studentlidmaatschap: € 20,-* Seniorlidmaatschap: € 108,De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland. Een lidmaatschapsjaar loopt van 1 januari tot en met 31 december. Bij lidmaatschappen die in de loop van het jaar ingaan, wordt de contributie naar rato berekend. Aanmelden voor het lidmaatschap kan via www.kivi.nl/lidworden. * De Ingenieur digitaal

Gelukkig was het niet allemaal even hightech

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 MAIL ledenadministratie@kivi.nl FOTO : ROBERT LAGENDIJK

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

1

NR. 4 JAARGANG 133

12

APRIL 2021

foto : depositphotos

Computerbrein Dankzij kunstmatige intelligentie worden computers steeds beter in het herkennen van patronen. Toch werkt het menselijk brein nog vaak sneller, efficiënter en zuiniger. Wetenschappers willen daarom chips bouwen die werken als de neuronen in onze hersenen. De truc: niet meer voortdurend informatie heen en weer sturen naar een aparte dataopslag.

22 Reuzenarbeid

32 Duurzame dood

48 Babymonitoring

Ons land staat voor een enorme transitie.

Maar dat is niet voor het eerst het geval, laat historicus Willem van der Ham zien in zijn boek Reuzenarbeid. De bouw van het moderne Nederland in beeld 1861-1918.

Een exclusief voorproefje.

Technieken als resomeren, composteren of promesseren worden steeds vaker genoemd als alternatief voor cremeren of begraven.

In ontwikkelingslanden sterven jaarlijks vele jonge patiënten omdat hun gezondheid onvoldoende wordt gemonitord. Een Brabantse startup wil dat met nieuwe, robuuste en betaalbare technologie veranderen.

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 4 JAARGANG 133

APRIL 2021

28 AI als wapen tegen stroperij Uitvinden waar stropers op jacht naar de neushoorn dreigen toe te slaan. Dat lijkt mogelijk door het bewegingspatroon van prooidieren als zebra’s te analyseren.

COMPUTER VAN DE TOEKOMST

BABYMONITORING

Reuzenarbeid De huidige transitie is niet de eerste

W W W. D E I N G E N I E U R . N L

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

|

D U U R Z A M E U I T VA A RT

|

ZONNE-ENERGIE

Thijs de Jongh: Studeren in coronatijd is gekkenwerk

|

W AT E R S T O FA U T O

Stropers te slim af Wild beschermen met algoritme

In de toekomst gaan computers meer werken zoals de hersenen. beeld : ibm research

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 David Fernandez Rivas is Ingenieur van het Jaar

‘Onschuldige online reacties als “wit valt zwart aan” of “zwart moet wits voordeel zien te breken” werden aan­ gevinkt als hate speech.’

AI-algoritmen tegen internetdiscriminatie zitten er vaak naast als het om schaken gaat, zegt machine learning-onderzoeker Ashique KhuduBukhsh (Indian Express).

40 Eureka Een knutsel-laptop en andere productontwerpen van morgen

56 Media Lezen, luisteren, gamen en kijken

Columns 21 Möring Nummer 200

27 Podium Felienne Hermans: ‘Niet zonder ons’

38 Enith Zonaanbidders

39 Jims verwondering Samen musiceren

45 Rolf zag iets nieuws Steigerglijbaan voor klussers

51 Zien & Doen Fossielen zoeken in Utrechtse binnenstad

Persoonlijk 46 Doelen & drijfveren Thijs de Jongh helpt studenten door de coronacrisis

55 Uit de vereniging De coach en andere KIVI-berichten

59 Q&A Efficiency-expert Jan-Dirk Reijneveld

62 Teamgeest Forze Hydrogen Electric Racing

‘Als de coronacrisis binnenkort hopelijk voor­ bij is, verwacht ik een grote inhaalvraag van mensen die hun verhuiswens door de pande­ mie hebben uitgesteld, en nog minder nieuw­ bouwaanbod. En belangrijker: de arbeids­ migratie komt na de coronadip weer op stoom.’

Hoogleraar woningmarkt Peter Boelhouwer ziet de woningtekorten op korte termijn alleen maar groter worden (Eigen Huis Magazine).

GEKNIPT ‘Ik heb heel wat platenspelers gemaakt en weet dat de ver­ vorming bij vinyl véél hoger is. Ik denk dat mensen vooral horen wat ze willen horen.’

De begin maart overleden uitvinder van cassettebandje én cd, Lou Ottens, verbaasde zich over de hernieuwde populariteit van vinyl (NRC Handelsblad).

‘Het moet de Ferrari van onze vloot worden. Je rijdt er alleen op zondag in.’

Stafchef generaal Charles Brown Jr. van de Amerikaanse luchtmacht geeft antwoord op de vraag of de door problemen geplaagde F-35, voorheen Joint Strike Fighter genoemd, bij het grofvuil moet of ‘too big to fail’ is (The New York Times).

64 Vragenvuur Culinair auteur Harold McGee

En verder 20 Inbox Lezersreacties

52 Quote Wim Sinke over draagvlak voor zonne-energie

60 Voorwaarts De eerste couveuse

‘Toen ik de Marswind hoorde flui­ ten en de bandensporen zag in dat adembenemend lege steenlandschap spookte maar één gedachte door mijn hoofd: wéér een ton zwerfafval.’

Schrijver Mohammed Benzakour aanschouwde de landing van Marsrover Perseverance, en vraagt zich sterk af wat de mensheid te zoeken heeft op Mars, aangezien we er op aarde al zo’n zootje van maken (NRC Handelsblad).

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

QuTech maakt qubits schaalbaar De eerste vier-bits quantumprocessor op basis van halfgeleiders komt uit Delft. Onderzoekers van QuTech bouwden met traditionele productiemethoden uit de halfgeleiderindustrie een miniquantumcomputer uit germanium.

Tekst: Bastienne Wentzel

De huidige quantumcomputers bestaan uit slechts enkele tientallen qubits en kunnen maar een beperkt aantal berekeningen uitvoeren voordat de quantumtoestand verloren gaat. Om in de buurt van een serieuze quantumcomputer te komen is opschalen hard nodig. Onderzoekers van QuTech, een samenwerking van de TU Delft en TNO, willen dat voor elkaar krijgen met standaard halfgeleidertechnologie.

Twee jaar na de eerste experimenten kunnen ze al vier qubits in een raster van twee bij twee aan elkaar koppelen: een quantumprocessor van vier qubits dus. Ze haalden er eind maart het bekende wetenschappelijke tijdschrift Nature mee.

Menno Veldhorst en Nico Hendrickx naast hun opstelling met daarin de germanium quantumprocessor.

4

DE INGENIEUR • APRIL 2021

‘Om onze qubits te maken gebruiken wij dezelfde technologie die wordt gebruikt om miljarden transistoren te produceren’, zegt onderzoeksleider Menno Veldhorst.

Die technologie klinkt simpel: de onderzoekers beginnen met een transistor, een stukje halfgeleider waar heel veel elektronen doorheen stromen. Door er steeds minder elektronen door te laten stromen blijft er uiteindelijk maar één over, opgesloten in een quantumdot, het ‘doosje’ waarin de qubit zit.

Opvallend daarbij is de keuze voor het materiaal germanium. Dat past niet alleen in de bestaande productieprocessen, maar heeft ook als voordeel dat de wanorde in het materiaal laag is. Dat levert goed gedefinieerde quantumbits op. ‘Ze zitten precies waar je ze wilt hebben.’

De onderzoekers denken alweer een stap verder. Ze kunnen nu goed rijen van twee maken; dus rasters van twee bij zes of twee bij acht. Een groter raster, bijvoorbeeld van drie bij drie, waarbij er dus altijd qubits zijn die niet aan de rand zitten, is de volgende uitdaging, stelt Veldhorst.

Meer bèta-politici Dertien van de kandidaten die bij de recente Tweede Kamerverkiezingen een zetel veroverden hebben een technische achtergrond. Dat zijn er vier meer dan na de vorige verkiezingen. De D66-fractie telt met chemisch technoloog Raoul Boucke, wiskundige Paul van Meenen en softwareontwikkelaar Lisa van Ginneken drie technisch opgeleide Kamerleden. VVD, CDA en FVD leveren elk twee ingenieurs, terwijl de fracties van PVV, SP, PvdA en SGP het met één doen. Het aantal ingenieur-Kamerleden kan nog veranderen wanneer zittende leden doorschuiven naar het kabinet. (PD)

Scannen met elektronen kan veel sneller In Delft hebben ingenieurs een truc bedacht waarmee een elektronenmicroscoop tot wel twintig keer sneller afbeeldingen kan maken. Ze brengen een spanning aan op de houder van het preparaat, waardoor inkomende elektronen afremmen en uitgaande elektronen juist versnellen. Die komen met meer energie op de detector, genereren meer signaal en relatief minder ruis. Het apparaat meet op deze manier efficiënter en kan dus sneller het preparaat scannen. Kostte het afbeelden van een volledig preparaat voorheen een week, met de nieuwe truc kan dit in een nacht of werkdag. (JH)

Lees het laatste technieknieuws op www.deingenieur.nl

FOTO : MARIEKE DE LORIJN / QUTECH

KIVI-directeur Miguel Delcour en -president Joanne Meyboom flankeren de prinsessen en winnaar David Fernandez Rivas. foto : kivi / patrick van emst

Prins Frisoprijs voor Twentse druppelexpert Op de eerste Dag van de Ingenieur die volledig online plaatsvond, is David Fernandez Rivas onderscheiden met de Prins Friso Ingenieursprijs.

De Twentse onderzoeker won naast de jury- ook de publieksprijs.

Tekst: Pancras Dijk

‘Hij inspireert enorm, heeft veel expertise op specifieke onderwerpen, maar kijkt ook naar de breedte.’ Dat meldt het juryrapport over de winnaar van de Prins Friso Ingenieursprijs 2021. David Fernandez Rivas is niet alleen universitair hoofddocent vloeistofdynamica aan de Universiteit Twente is, maar heeft ook de leiding heeft over de bedrijven BuBclean, voor ultrasoon reinigen, en InkBeams, voor naaldvrije injecties. Door zowel de jury- als de publieksprijs te winnen, trad hij in de voetsporen van waterbouwer Bas Reedijk van BAM Infra, die vorig jaar als eerste zo’n dubbelslag sloeg.

De jury prees behalve zijn technische kennis en vaardigheden ook het ondernemerschap van de geboren Cubaan

Fernandez Rivas. ‘Hij stelt zichzelf en zijn kennis uitdrukkelijk openlijk beschikbaar en zet zijn ondernemerschap in om zijn kennis actief door te geven. Voor hem draait ondernemen niet om geld verdienen, maar om het zoeken naar nieuwe manieren om een probleem op te lossen.’

Fernandez Rivas werkt aan een techniek om vloeistof onder de huid te injecteren zonder naalden. Hierbij is het de kunst om druppeltjes zo te versnellen dat ze dwars door de opperhuid heen gaan. Deze techniek kan in de toekomst een manier zijn om medicijnen heel lokaal toe te dienen.

De onderzoeker noemde het een eer om in de finale te staan. ‘Ik zal als Ingenieur van het Jaar mijn best blijven doen om wetenschappelijke kennis te vertalen in toepassingen. Ik zie het ook als mijn taak het belang van techniek en onderwijs te promoten als onze beste kans op een betere toekomst.’

In de finale nam hij het op tegen Rob Dijcker, senior projectleider & adviseur circular solutions bij ingenieurs- en adviesbureau Witteveen+Bos en robotica-expert Abeje Mersha, lector onbemande roboticasystemen aan de hogeschool Saxion in Enschede.

De online prijsuitreiking werd bijgewoond door prinses Beatrix, beschermvrouwe van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) en prinses Mabel, de weduwe van prins Friso naar wie de prijs is genoemd. In een felicitatieboodschap noemde prinses Mabel het werk van de drie genomineerden mooie voorbeelden van hoe

Om zijn kennis door te geven zet hij zijn ondernemerschap in wetenschappelijke kennis te combineren valt met maatschappelijke relevantie. Veel mensen denken dat het ingenieurschap iets voor nerds is en in achterkamertjes plaatsvindt, terwijl het werk van de finalisten juist aantoont dat dat niet het geval is, verklaarde de prinses, die eraan toevoegde dat ook haar man altijd had benadrukt dat technologische oplossingen cruciaal zijn voor het oplossen van alle grote uitdagingen die we als wereld en als mensheid het hoofd moeten bieden.

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

5

NIEUWS

Van nieuwigheid naar vaste waarde

Ooit waren zonnepanelen exotische en peperdure dingen, waarvan je na plaatsing maar moest afwachten of je ze ooit ging terugverdienen. De tijden zijn veranderd, laat TNO zien in het recent verschenen rapport Zonpositief: zonne-energie op weg naar impact. De prijs van panelen is gekelderd en hun gebruik is dan ook exponentieel gestegen in de afgelopen decennia.

Deze trends zetten zich voort en mede dankzij een continue technologieontwikkeling moet zonne-energie een substantiële rol gaan spelen in de beoogde emissieloze energievoorziening in 2050.

Rendement

Prijsdaling

Door technologieontwikkeling stijgt de efficiëntie van verschillende typen zonnepanelen al jaren. Dankzij tandems (twee typen zonnecellen boven elkaar) zal deze trend zich nog lang blijven doorzetten, schrijft TNO. 25

Door een enorme opschaling (waardoor productieprocessen steeds beter worden) en door technologische innovaties zijn de kosten van siliciumpanelen dramatisch gedaald. De laatste vijftien jaar gaat die kostendaling zelfs nog sneller. De zogeheten leercurve van silicium zonnepanelen.

s

tandem

rendement in %, per type paneel

20

silicum-varianten

15

dunne filmvarianten

10

Historische prijs

10

23,5%* (1976-2019)

1

5 0

Gemiddelde prijs (dollar/watt)

100

2002

2006

2010

2014

*23,5% prijsdaling bij elke verdubbeling van totaal aantal geproduceerde zonnepanelen.

40,0% (2006-2019) 0,1 100 101 102 103 104 105 10-1 Totale vermogen van alle wereldwijd geproduceerde zonnepanelen in megawatt

2018

Opgesteld vermogen

106

107

Groei van het opgestelde vermogen aan zonnestroomsystemen in de wereld (links) en in Nederland (rechts). Zonnestroom gaat in Nederland minder hard groeien dan in de wereld, zegt TNO. De elektrificatie van de energievoorziening moet in onze streken meer van wind komen, wereldwijd meer van de zon.

Wereld totaal Vermogen in gigawatt

Vermogen per land in 2019 (Nederland: 2020)

627

Nederland 10,1 GW VS 73 GW

23 ‘09

Nederland Vermogen in megawatt

China 206 GW Duitsland 50 GW

‘19

111

Japan 64 GW

India 44 GW

10.110

‘10

‘20

Kostenverlaging

De figuur waar het uiteindelijk om draait: de prijs van zonnestroom daalt door de jaren heen. In grote delen van de wereld is zonne-energie nu al de goedkoopste optie voor het opwekken van elektriciteit. Voor nog verdere groei van zonne-energie moet de prijs verder omlaag naar 1 eurocent per kilowattuur (voor grote systemen in zonnige gebieden) en 2 tot 3 cent per kilowattuur voor kleine(re) systemen in gematigde streken. Zelfs met de extra kosten van de opslag van stroom kan zonnestroom dan concurreren op de elektriciteitsmarkt.

150 100

Ontwikkeling van de opwekkosten van grote zonnestroomsystemen, in eurocent/kWh Peru

Mexico

Duitsland

Argentinië

VAE

Frankrijk

Chili

VAE

jan ‘16

Chili

jul ‘16

Bij gunstige opbrengst

6

Frankrijk

India

Griekenland

Jordanië

Tunesië

India

jan ‘17

Mexico

jul ‘17

Bij tegenvallende opbrengst

DE INGENIEUR • APRIL 2021

Argentinië

jan ‘18

Duitsland

Argentinië

India

Brazilië

50 0

Brazilië

Duitsland

Qatar Ethiopië

Duitsland

jul ‘18

India

jan ‘19

Brazilië

jul ‘19

Portugal

Griekenland Tunesië VAE

Portugal

jan ‘20

India

jul ‘20

Geschat bij aanbesteding

infographic : ymke pas , bron : tno

Warmte van de koeling van de apparaten gaat het stadswarmtenet in bij dit ruim twee jaar oude datacenter van Bytesnet in Groningen. foto : sjaak kempe / cc by 2.0

Koeling datacenters geen gevaar voor drinkwatervoorziening Datacenters in Noord-Holland kunnen in hete perioden de drinkwaterlevering in gevaar brengen, meldde De Telegraaf vorige maand.

Dat klopt niet, zegt zowel de Dutch Data Center Association als drinkwaterbedrijf PWN. Wel proberen datacenters hun drinkwatergebruik verder te reduceren.

Tekst: Jim Heirbaut

‘Waterslurpende datacenters dreigen in Noord-Holland de levering van voldoende drinkwater aan huishoudens in gevaar te brengen’, schrijft De Telegraaf op 18 maart.

Een alarmerende zin, maar het blijkt niet te kloppen. De centers hebben weliswaar in sommige perioden water nodig voor koeling, maar de aangehaalde cijfers zijn veel te hoog. De krant rept van 4,6 miljoen kubieke meter water per jaar dat door twee datacenters in de kop van Noord-Holland wordt opgesoupeerd. Cijfers van het CBS laten daarentegen zien dat alle pakweg tweehonderd grote datacenters van Nederland samen maar ongeveer een miljoen kuub water per jaar gebruiken voor koeling. Dat is slechts 0,09 procent van al het leidingwatergebruik.

Daarnaast kan een datacenter nooit het drinkwater van burgers inpikken. Daarvoor is de zogeheten verdringingsreeks uit de Waterwet in het leven geroepen, mailt

woordvoerder Jojanneke van Mourik van PWN. ‘Drinkwater zit in categorie 2 en is daarmee goed geborgd.’ Bij dreigend watertekort, gaan huishoudens voor.

Waarvoor gebruikt een datacenter eigenlijk water? Voor koeling, is het korte antwoord, maar lang niet altijd. Normaal gesproken koelt een datacenter zijn lange rijen met rekken vol computerservers met lucht. ‘Net zoals je computer thuis gebruikmaakt van een ventilator om zijn onderdelen te koelen, wordt in een datacenter lucht tussen de rijen servers door geblazen’, vertelt Erik Barentsen van de Dutch Data Center Association, de brancheorganisatie.

Deze lucht neemt de warmte van de servers op en voert deze af naar buiten.

Dit gaat prima wanneer de lucht van buiten koel is. Maar als het buiten een graad of twintig wordt en de lucht droger, dan wordt het tijd om met leidingwater de aangezogen buitenlucht vochtig te maken, want vochtige lucht voert beter warmte af.

De modernste datacenters besprenkelen daarvoor een deel van een warmtewisselaar met water, dat vervolgens verdampt. Zo wordt maximaal warmte onttrokken aan de lucht die langs de serverrekken stroomt.

Volgens Barentsen draaien de meeste datacenters in ons land zo’n 80 à 85 procent van het jaar op droge buitenlucht, en gebruiken dan geen water. ‘Bij de allernieuwste van Microsoft is dat zelfs 95 procent van de tijd.’

Het watergebruik is dus te overzien, maar kan wel beter, erkent Barentsen. ‘Fabrikanten van chips en andere componenten geven een garantie op goed functioneren tot een bepaalde temperatuur. Daar zit rek in. Sommige datacenters laten daarom de binnentemperatuur hoger oplopen.’ De koeling kost dan minder energie en minder water.

Drinkwaterkwaliteit is eigenlijk niet nodig voor koelen datacenters Daarnaast kijken de grotere datacenters naar duurzaam watergebruik. Barentsen: ‘Ze gebruiken steeds vaker industriewater, ofwel gezuiverd oppervlaktewater dat nog niet voor consumptie geschikt is.’ Ook het drinkwaterbedrijf PWN zit op deze lijn. Woordvoerder Van Mourik: ‘We willen in de toekomst geen water van drinkwaterkwaliteit meer leveren als dat voor een specifieke toepassing niet noodzakelijk is.’

Een slimme oplossing, ten slotte, is om een datacenter zijn warmte te laten afgeven aan een lokaal warmtenet in plaats van dit te lozen op de buitenlucht. Daar hebben beide kanten profijt van, want het datacenter krijgt daar koelte voor terug.

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

7

NIEUWS

Schaatsen door een wolk van belletjes Tekst: Jim Heirbaut

In februari gleden op het ijs van Thialf in Heerenveen Nederlandse topschaatsers om beurten door een groene mist van kleine zwevende belletjes. Ze deden mee aan een wetenschappelijk expe­ riment van de TU Delft om met de zo­ geheten Ring of Fire­meettechniek de luchtweerstand van de schaatsers te bepalen.

Hierbij spuit een machine duizenden minuscule belletjes boven het ijs. De belletjes hebben een diameter van 0,5 millimeter en zijn gevuld met helium.

Omdat ze even zwaar zijn als lucht ge­ ven de belletjes een goede benadering van de luchtstroming ter plaatse. Groene laserbundels beschijnen de belletjes met een frequentie van vijfhonderd hertz.

‘Zo krijgen we vijfhonderd keer per seconde in beeld waar de belletjes zijn’, legt onderzoeker Wouter Terra van de TU Delft en sportkoepel NOC*NSF uit.

‘Snelle digitale camera’s volgen de ver­ plaatsing van deeltjes.’ Hieruit berekent software het stromingsveld van de lucht achter de schaatser. ‘Daarmee kunnen we de luchtweerstand van de schaatser berekenen.’

Terra en collega’s lieten elke afzonder­ lijke schaatser een keer of dertig door de groene wolk rijden om zo de invloed van verschillende manieren van schaatsen te onderzoeken. Een populaire onder­ zoeksvraag was of een schaatser meer luchtweerstand ondervindt met een arm los of met beide armen op de rug, vertelt Terra. Met die arm los is een schaatser iets minder gestroomlijnd, maar het zwaaien met die arm zorgt mogelijk wel voor extra coördinatie. ‘Wij leveren alleen de data over luchtweerstand aan de schaatser en coach. Vervolgens besluiten ze zelf wat ze daarmee willen doen.’

De Ring of Fire is eigenlijk een soort windtunnel die je op locatie kunt ge­ bruiken. Met één groot voordeel: in een windtunnel moet een sporter stil blijven staan (of wordt vervangen door een model), bij een Ring of Fire­meting kan de schaatser juist voluit bewegen.

Welke schaatsers Terra allemaal door zijn groene mist heeft laten schaatsen, mag hij niet zeggen. ‘We maken de resul­ taten van onze metingen pas openbaar na de Olympische Spelen van 2022 in Beijing. Dan kunnen we ook vertellen wat de verschillen in luchtweerstand zijn.’

8

DE INGENIEUR • APRIL 2021

F E B R U A R I 2 0 2 1 • D E I N Gfoto E N I :Etu U Rdelft9

NIEUWS

Flinterdunne oscillator voor luxe horloge Een polshorloge kent van oudsher een hoop bewegende onderdelen.

Het Delftse bedrijf Flexous heeft nu een flinterdunne oscillator ontwikkeld die al die losse elementjes vervangt.

dat de loopsnelheid van een mechanisch uurwerk bepaalt, heeft dan een amplitude van driehonderd graden. Probleem is dat het systeem kwetsbaar is, gevoelig voor magnetische verstoringen en veel energie verbruikt.

Aan een klassiek product als een Zwitsers precisie-uurwerk valt weinig meer te verbeteren, zou je verwachten. Maar daar denkt het Delftse bedrijf Flexous anders over. Het bedrijf van oud-Ingenieur van het Jaar Nima Tolou ontwikkelde een oscillator van silicium die 26 kleinere componenten vervangt. Dankzij een partnerschap met het luxe horlogemerk Frederique Constant is de vinding nu voor het eerst verwerkt in een consumentenuurwerk.

Normale horloges hebben een trillingsfrequentie van 4 Herz, wat neerkomt op 28.800 trillingen per uur. De onrust, het aan een spiraalveer verbonden wieltje

Testvluchten met 100 procent biokerosine

De nieuwe oscillator die Tolou ontwikkelde, is volledig van silicium. Houd je er een magneet bij, dan gebeurt er niets.

De trillingsfrequentie bedraagt 40 Herz (288.800 trillingen per uur) en is daarmee tien keer hoger dan die van de traditionele voorganger: revolutionair, stelt Tolou.

Het verhogen van de frequentie moet ertoe leiden dat het uurwerk een stuk soepeler loopt: zoals je ook minder hobbels voelt als je met hoge snelheid fietst dan wanneer je heel langzaam gaat, aldus de makers. ‘We wilden zoveel mogelijk onderdelen combineren in één nieuw onderdeel, dat zo dun is geworden als een mensenhaar’, zegt Tolou.

Doordat het binnenwerk nagenoeg uit één stuk is geconstrueerd, kent het mechanisme nauwelijks wrijving en blijft het uurwerk twee keer zo lang lopen, tot wel tachtig uur.

‘Frederique Constant wilde de snelheid van een Formule 1-auto met de uitstoot van een Tesla. Onmogelijk, maar het is ons toch gelukt.’ (PD)

GIESEN

Dat je van plantaardige oliën prima brandstof kunt maken is bekend.

Maar hoe gedraagt de straalmotor van een vliegtuig zich met enkel en alleen dit nieuwe spul erin? Dat onderzoeken Airbus, DLR, Rolls-Royce en Neste in het project ‘Emissions and climate impact of alternative fuels’.

Ze willen weten of de motor goed blijft draaien, hoe hij presteert, wat het betekent voor de uitstoot van de straalmotor en hoeveel CO2-uitstoot er wordt vermeden. Tot nu toe mogen vliegtuigen tot maximaal 50 procent biokerosine bijmengen.

In Duitsland en Frankrijk vinden momenteel testen plaats waarbij bestaande typen vliegtuigmotoren draaien op 100 procent biokerosine.

Testen met een straalmotor op de grond waren al succesvol, nu gaat begin april in Duitsland ook een groot modern verkeersvliegtuig vliegen met alleen biokerosine. In zijn kielzog vliegt een ‘meetvliegtuig’ dat onder meer het gehalte aan roetdeeltjes en ijskristallen in de uitlaatgassen bepaalt. (JH) 10

DE INGENIEUR • APRIL 2021

foto : frederique constant ; illustratie : matthias giesen

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp.

Deze maand: ir. dr. Chris Verhoeven

Wie redt ‘ir.’ van de ondergang?

Onlangs figureerde ik in Delta, het univer­ siteitsblad van de TU Delft. Een interessant artikel, daar niet van, maar het gaat mij hier om de titulatuur: die ontbrak volledig. In de later verschenen Engelstalige versie duidde men mij, half op mijn verzoek, aan als ‘En­ gineer Dr’, maar ook dat voelde onbevre­ digend. Bij navraag bleek het weglaten van de ingenieurstitel gewoonte te zijn bij Delta (zoals het dat ook is bij De Ingenieur, red.)

Ik vind dat verkeerd. Het voelt alsof men de essentie had weggelaten van wie ik bén.

Het onderscheid tussen een academicus en een ingenieur is levens­ groot. Wetenschappers doen ontdekkingen, ingenieurs veeleer uitvindingen. Het vliegtuig is niet ontdekt, maar uitgevonden. Uitvindingen worden gedaan door men­ sen die met modellen geen genoegen nemen. Tegen de gevestigde orde in dromen ze van vliegen, van lopen op de maan, het temmen van de zee, draadloze energie en wat verder allemaal nog niet kan. Zodra er een potentiële technologie wordt ontdekt die de droom mogelijk maakt, grijpen ze hun kans en geven ze die toekomst vorm.

‘Wetenschappers bestuderen de wereld zoals die nu is; ingenieurs creëren de wereld zoals die nog nooit is geweest’, stelde werktuigbouwer Theodore von Kármán.

De ingenieurstitel is meer dan een bewijs dat je een studie op een technische universiteit hebt afgerond. De titel geeft aan hoe je in elkaar zit, hoe je denkt, hoe je droomt, hoe je werkt én hoe je samenwerkt.

Je wordt als ingenieur geboren. Al op jonge leeftijd wilde ik ingenieur worden vanwege

de televisieserie Ja zuster, nee zuster. De ingenieur in die serie deed voortdurend uitvindingen en dat wilde ik ook. Het was geen bezwaar voor mij dat die uitvindin­ gen in eerste instantie nutteloos leken. Hij maakte bijvoorbeeld een dressoir waarbij je een wolf hoorde huilen als je een deurtje opende. Maar tijdens het liedje ‘Van Wisjni naar Wosjni’ over een door wolven achter­ volgde slee maakte zuster Clivia er nuttig gebruik van. Annie M.G. Schmidt had heel goed door hoe het zat. Ingenieurs doen alleen de ‘eerste uitvinding’. De gebruiker doet de ‘tweede uit­ vinding’ via een match met een bestaande behoefte.

Ingenieurs en weten­ schappers verschillen fundamenteel en daar­ om krijgen ze met ‘ir.’ een eigen (promotie­ bestendige) titel. Je kunt ‘ir.’ niet vertalen naar het algemene ‘MSc’. Als een tolk maar de helft vertaalt, is geen gesprek te volgen. Ikzelf heb ervoor gekozen om mijn ingenieurstitel zelfs vóór mijn academische titel te voeren: ir. dr.

Verhoeven. Daarmee wil ik aangeven hoe belangrijk ik het vind om ingenieur te zijn.

Ik hoop dat KIVI zich zal inzetten om te voorkomen dat de titel devalueert of zelfs in de vergetelheid zal raken.

De titel geeft aan hoe je denkt, hoe je droomt en hoe je werkt

Chris Verhoeven is universitair hoofd­ docent bij de faculteit Elektrotechniek, wiskunde en informatica van de TU Delft.

Discussieer mee over dit onderwerp op deingenieur.nl/irtitel APRIL 2021 • DE INGENIEUR

11

De hand symboliseert een diep neuraal netwerkmodel van een chip met meerdere elektroden (onderaan).

Daarna is met machine learning efficiënt de juiste functionaliteit te realiseren.

ILLUSTRATIE : BRAINS CENTER 12

DE INGENIEUR • APRIL 2021

COMPUTERTECHNOLOGIE T E K S T: D A Y I N T A P E R R I E R

Sneller en energiezuiniger rekenen

Breincomputer Computers kunnen steeds beter patronen herkennen. Toch werkt het menselijk brein vaak nog sneller, efficiënter en zuiniger. Door net als in het brein data te verwerken én op te slaan op dezelfde plek, kunnen chips tot duizend keer minder energie gaan gebruiken, denken wetenschappers. zijn gescheiden. Voortdurend moet informatie heen en weer: een vertragend en energie-inefficiënt proces.

Neuronennetwerk ‘Iedereen die online weleens een captcha heeft ingevuld, heeft de grenzen van conventionele computers aan den lijve ondervonden’, zegt hoogleraar Hans Hilgenkamp, één van de directeuren van het Center for Brain-Inspired Nano Systems (BRAINS) van de Universiteit Twente (UT). Zo’n captcha wordt ingezet om ongewenste bots te weren en bestaat uit letters of cijfers die zo zijn vervormd dat de computer ze niet meer kan herkennen.

Voor het menselijk brein is dat daarentegen een fluittje van een cent, dankzij een communicerend netwerk van zenuwcellen (neuronen) in ons brein. Elke neuron mondt uit in meerdere (axon)uiteinden en geeft via

▼

De computer is ooit bedacht als een grote rekenmachine om de mens te ontlasten. Sinds de opkomst van kunstmatige intelligentie (AI) is de rol van chips fors uitgebreid. Dankzij AI kan een smartphone spraak herkennen en ‘ziet’ de software dat er bijvoorbeeld een hond staat op die leuke foto die je net nam.

Om goed te functioneren, moet een AI-algoritme eerst worden getraind. Voor het dat schattige hondje herkent op de foto, heeft het tienduizenden foto’s doorgewerkt om te leren hoe zo’n dier eruit ziet. Dat kost wat tijd, maar belangrijker nog: dat kost een hoop energie – bijna evenveel als een huishouden in twee weken verbruikt.

Ook als de training voorbij is, kost de beeldherkenning nog veel stroom. Dat komt doordat in de huidige computers de processoren en het geheugen fysiek van elkaar

Handgeschreven cijfers herkennen Input

Input

7

7 Output 6

De twee rode elektroden links zijn inputs, de rode elektrode rechts is de output. Op de overige (blauwe) elektroden kunnen controlespanningen worden gezet.

ILLUSTRATIE : BRAINS CENTER / NYMUS 3 D

Op de inputs worden spanningen gezet die overeenkomen met eigenschappen van een handgeschreven cijfer (‘7’ in het voorbeeld).

Output 6

De controlespanningen worden door een leerproces aangepast opdat de inputs resulteren in het juiste outputsignaal, overeenkomend met het antwoord ‘7’.

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

13

COMPUTERTECHNOLOGIE

Materialen voor neurochips Het maken van kunstmatige neurale netwerken voor chips kan op verschillende manieren.

Maar wat al deze systemen gemeen hebben, is dat ze bestaan uit een invoerlaag, een ‘neuraal netwerk’ en een uitvoerlaag. In dat kunstmatige neurale netwerk zitten vele knooppunten, de kunstmatige neuronen, die via instelbare (leerbare) verbindingen met elkaar zijn verbonden. Hierdoor kunnen de chips vergelijkbaar met het brein leren en parallel processen draaien.

Daarnaast moeten de materialen energiezuinig, snel en klein zijn en goed op grote schaal te produceren. De Twentse

Een ‘chip’ met organische kunstmatige synapsen met elektrolyt (water met zoutionen) erbovenop.

FOTO : EVELINE VAN DOREMAELE

14

DE INGENIEUR • APRIL 2021

hoogleraar Wilfred van der Wiel en onderzoeksleider Alexander Khajetoorians van de Radboud Universiteit werken daarom aan de allerkleinste systemen opgebouwd uit atomen, die de data doorgegeven. Ook werken Twentse onderzoekers aan grotere moleculaire systemen die sterkere verbindingen kunnen leggen naarmate de moleculen op de chip worden ‘getraind’.

Zo leert de chip.

Koolstofnanobuizen Onderzoekers in Eindhoven en Groningen werken aan meer experimentele materialen. Yoeri van de Burgt (TU/e) werkt aan chips van geleidende polyme-

ren, Beatriz Noheda (RUG) aan nanostructuren en ferro-elektrische materialen en Maria Loi (RUG) aan neuromorfische transistors van koolstofnanobuizen.

Al deze materialen gedragen zich zoals de neurale netwerken in het brein. Door de chips te trainen leren ze taken uit te voeren zoals schrift- en spraakherkenning, waarbij ze minder energie verbruiken dan de traditionele computertechnologie. Voorlopig zitten deze chips nog in de experimentele fase en zullen ze eerst worden ingezet voor kleine elektronica.

Het bouwen van een complete breincomputer zal nog zeker jaren duren.

Functionaliteit van siliciumchips uitbreiden Ontwerp van een energiezuinige chip.

FOTO : IBM RESEARCH

de synapsen – de verbindingsstukjes tussen neuronen – informatie door aan andere neuronen. Hier zijn de verwerking en het geheugen met elkaar verweven, wat een hoop energie scheelt en het proces versnelt. ‘Een krachtige chip die net zoals het brein data op dezelfde plek kan verwerken en opslaan, opent een nieuwe wereld aan mogelijkheden’, zegt Hilgenkamp. Een chip die volgens deze principes van het brein werkt, zou voor bepaalde processen duizend keer minder energie verbruiken dan de huidige chips.

Hertrainbare chip Wereldwijd werken wetenschappers aan universiteiten en in bedrijven aan dergelijke neuromorfische chips, ofwel chips die zijn geïnspireerd op de werking van het brein. Het gaat daarbij niet om nieuwe software om de traditionele computer steeds complexere handelingen te laten uitvoeren, maar om materialen en ontwerpen die functioneren zoals het brein. De focus ligt daarbij op het mogelijk maken van meerdere processen tegelijk en op het combineren van het geheugen en de verwerking van informatie.

De Amerikaanse chipfabrikant Intel maakt kunstmatige neuronenchips van silicium. Deze zogenoemde Loihi-chips bevatten rond de 130.000 neuronen en zijn al in staat chemische stoffen te ‘ruiken’ in geurmonsters.

Door 768 chips aan elkaar te schakelen bouwde Intel al een groot neuraal netwerk dat werkt als een snellere en energiezuinigere computer voor bepaalde AI-processen. Aangezien de complete chipindustrie is gebouwd op silicium zijn deze chips geschikt voor grootschalige productie. Hertrainbaar zijn ze echter niet. ‘De neurale netwerken staan gegraveerd in silicium en zijn daarom niet plastisch zoals in het brein’, zegt Yoeri van de Burgt, hoofddocent aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e). Ook zijn onderzoeksgroep werkt aan neuromorfische chips. ‘Doordat het brein plastisch is, kunnen er constant nieuwe netwerken worden aangelegd of bestaande netwerken versterkt: op die manier leer je’, zegt Van de Burgt. ‘Chips gemaakt van materialen die dit ook kunnen, zijn in staat ook weer nieuwe taken te leren.’

▼

Lokaal leren Samen met onderzoekers in Groningen, Twente en Nijmegen werkt Van de Burgt aan alternatieve mate-

De neuromorphic devices and systems-groep van het technologiebedrijf IBM in Zürich zoekt naar manieren om de bestaande siliciumtechnologie uit te breiden door nieuwe materialen op het silicium aan te brengen. Daarbij gaan ze uit van apparatuur, materialen en processen die nu worden gebruikt in de industrie.

De Twentse masterstudent technische natuurkunde Fieke ten Kate doet daar momenteel een half jaar onderzoek. Ze brengt haar labdagen meestal door in de cleanroom, op zoek naar nieuwe materialen.

‘Samen met de groep maak ik componenten met steeds een andere samenstelling, geïntegreerd op siliciumchips,’ vertelt ze.

Deze componenten bestaan uit twee elektroden, gescheiden door een aanvankelijk isolerend materiaal. De elektrische geleidbaarheid van iedere component kan worden ingesteld met een elektrische spanning. Hierdoor ondervindt

de elektrische stroom meer of minder weerstand.

‘Die variatie in de elektrische geleidbaarheid hebben we nodig om deze componenten in een neuraal netwerk toe te passen’, zegt Ten Kate. ‘Hiermee is de basis voor de chip gelegd en kan ik experimenteel bepalen of de componenten de gewenste eigenschappen hebben.’

Om de werking van de synapsen in het neurale netwerk te imiteren, moeten er onder andere meerdere geleidbaarheidstoestanden kunnen worden ingesteld. Hiervoor kijkt ze hoe de componenten reageren op elektrische pulsen.

‘Het onderzoeken van de elektrische eigenschappen van de componenten is het spannendste deel van het onderzoek’, zegt Ten Kate. ‘Ik hoop dat ik met mijn experimenten kan bijdragen aan een verbetering van de siliciumtechnologie, zodat deze in de toekomst voor energiezuinige neurale netwerken kan worden gebruikt.’

Masterstudent Fieke ten Kate werkt in de cleanrooms van IBM in Zürich aan nieuwe materialen die zijn aan te brengen op silicumchips.

FOTO : IBM APRIL 2021 • DE INGENIEUR

15

COMPUTERTECHNOLOGIE

Chips die zelfstandig data kunnen opslaan en verwerken zijn handig voor kleine elektronica of mobiele apparatuur. Chips hebben echter ook stroom nodig. Batterijen zijn daarvoor lang niet altijd de handigste optie. Denk bijvoorbeeld aan een prothese in het lichaam: het vervangen van een lege batterij is dan lastig. Daarnaast hebben de meeste chips die data verwerken meer energie nodig dan een standaardbatterij kan bieden.

Beatriz Noheda, hoogleraar aan de RUG, werkt daarom aan piëzomaterialen die de chips van voldoende energie moeten voorzien. Dit zijn materialen die trillingen omzetten in elektriciteit. ‘Als dit lukt kunnen de chips zelfstandig werken, zon-

der batterijen’, zegt Noheda.

Om te zien of de piëzomaterialen genoeg energie opleveren voor de chips hebben de onderzoekers een testopstelling opgezet bij het stationsplein van het Groningse Zuidhorn, met tegels die trillingen van voetgangers omzetten in elektrische stroom.

Deze stroom wordt gebruikt voor chips die op de locatie moeten berekenen hoeveel passagiers langslopen en op welke tijdstippen.

‘Het is de bedoeling dat de passagiers zelf genoeg energie opwekken om de data te verwerken’, zegt Noheda. ‘Zo kunnen we direct zien of de piëzomaterialen genoeg energie leveren en of de chips energie zuinig genoeg zijn.’

Bij CogniGron in Groningen werken ze aan nieuwe materialen voor neuromorfische chips.

FOTO : SYLVIA GERMES

Atomair berglandschap Om deze powerchips te maken werken de onderzoekers van BRAINS aan chips op basis van atomaire netwerken. De atomen van het element boor worden lukraak geïmplanteerd in silicium. ‘Het ligt aan de rangschikking van de atomen hoe de netwerken eruitzien’, zegt Van der Wiel. ‘Afhankelijk van de instelbare elektrische velden beweegt de elektrische stroom zich door dit netwerk als een rivier door een berglandschap, de weg van de minste weerstand volgend.’

Omdat de booratomen willekeurig geordend liggen, werkt iedere chip net iets anders. Voor de productie is dit makkelijker en volgens Van der Wiel maakt het voor de werking niet uit. ‘Net als ieders brein ziet iedere chip er net wat anders uit, maar ze kunnen dankzij hun eigenschappen toch hetzelfde leren. De chips zijn af te stellen door het berglandschap, en zo de route van de rivier, te veranderen tot de chips goed werken.’ Het afstellen van iedere chip vereist misschien een extra handeling. Daar staat tegenover dat dit één van de kleinste neuromorfische systemen is. Nadat deze chips tienduizenden beelden van handgeschreven cijfers hebben gezien, kunnen ze de cijfers al herkennen. Wordt de spanning van de chips afgehaald, dan gaat die kennis echter nog verloren.

Het realiseren van intern geheugen is de volgende stap.

Op de rand van chaos De chips waaraan de meeste onderzoekers in Neder-

16

DE INGENIEUR • APRIL 2021

▼

Trillen voor stroom

rialen voor de chips (zie kader Materialen voor neurochips). Hij maakt het neurale netwerk van geleidende polymeren. Deze materialen zijn geschikt om lerend vermogen van het brein na te bootsen met weinig stroom.

Ze bevatten vele knooppunten en worden geplaatst tussen een laag voor input en een laag voor output. Van de Burgt maakte al een chip met drie kunstmatige synapsen met een vloeistofsensor. Aan de hand van het chloorgehalte van het zweet kan die vaststellen of een patiënt al dan niet ziek is.

De geleidende polymeren worden niet door elektrische stroom aangestuurd, maar door ionen. Daarmee lijken ze op neuronen. ‘Deze chips kunnen direct door het lichaam worden aangestuurd’, zegt Van de Burgt. ‘Dat maakt ze geschikt voor bijvoorbeeld armprothesen. Ze kunnen ook leren van het lichaam.’

Wilfred van der Wiel, hoogleraar nano-elektronica aan de UT en mededirecteur van het onderzoekscentrum BRAINS, ziet daarom met name toepassingen voor neuromorfische chips in zelfrijdende auto’s. Zo’n auto moet per seconde tientallen beelden kunnen analyseren. Er is simpelweg te weinig tijd om informatie voor verwerking door te sturen naar een cloud. ‘Maar denk ook aan toepassingen bij spraak- en patroonherkenning van de telefoon. Daarvoor zijn krachtige en zuinige chips noodzakelijk.’

Daarnaast maakt het heen en weer slepen van data chips gevoelig voor hacks. ‘Om data van kleine elektronica te verwerken, komen alle persoonlijke gegevens online in een cloud’, zegt Van de Burgt. ‘Als alles lokaal gebeurt op het apparaat zelf, dan hoeft deze niet langer aangesloten te zijn op internet.’ Dat is een stuk veiliger.

In-memory computing is het nieuwe concept waarbij geheugen en verwerking op de een of andere manier naast elkaar bestaan, net als in het brein. illustratie : ibm research

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

17

COMPUTERTECHNOLOGIE

Onderzoekers komen steeds dichter bij het nabootsen van de werking van neuronen en deep learning voor toepassing in AI. illustratie : ibm research

18

DE INGENIEUR • APRIL 2021

land werken, zijn nog slechts een eerste stap richting een computer die werkt als het brein, stelt hoogleraar Beatriz Noheda, hoofd van het instituut Groningen Cognitive Systems and Materials Center (Cognigron) van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG). De onderzoekers van dit multidisciplinaire instituut, opgericht in 2018, houden zich onder andere bezig met materialen die zich op de rand van chaos bevinden. Een voorbeeld hiervan zijn kristalstructuren waarin verschillende krachten met elkaar de strijd aangaan om een intern geordend systeem te creëren, zoals ferromagneten met geordende spins of ferro-elektrische materialen met geordende dipolen. Deze materialen ordenen zich volgens externe parameters, zoals een elektrisch veld of temperatuur.

‘Bij bepaalde waarden van deze krachten vallen deze eigenschappen weg en komt het materiaal in een chaotische of ongeordende toestand terecht’, legt Noheda uit. Bij het omslagpunt tussen geordend en chaotisch is het materiaal erg beïnvloedbaar. ‘Dat is de crux’, zegt Noheda. ‘Een klein duwtje de ene of de andere kant op is alles wat je nodig hebt om het materiaal te laten reageren.

Dat bespaart een hoop energie.’ Daarnaast kunnen kleine veranderingen in de begintoestand het materiaal in verschillende toestanden brengen. Op die manier kunnen deze materialen de vele uiteinden van een neuron imiteren.

Siliciumverslaafd Op het moment is het nog de vraag welke van deze materialen de basis zal vormen voor toekomstige chips.

Al deze verschillende systemen hebben hun voordelen, vindt Noheda. ‘Neuromorfische chips opgebouwd uit atomen die informatie overdragen zijn klein.

Maar ferro-elektrische materialen reageren misschien sneller.’

In Groningen maken ze chips die ze uitproberen op een testlocatie op het stationsplein van de plaats Zuidhorn (zie kader Trillen voor stroom). ‘Door voor kleine elektronica allerlei verschillende chips te gebruiken die data direct verwerken, kunnen we leren welke soort chips het beste zijn voor welke processen’, zegt Noheda.

‘Met deze kennis kunnen we uiteindelijk op zoek naar een groot systeem voor een breincomputer.’

Het ontwikkelen van nieuwe materialen is een belangrijke stap in de zoektocht naar de nieuwe computer, voegt Noheda toe. ‘Maar we moeten ook al verder denken, zoals over de integratie van deze materialen in daadwerkelijke computerchips. En vergeet ook niet de complexe wiskunde achter deze systemen en de kennis om deze systemen te trainen.’

Losse module Niet voor alle processen zullen neuromorfische chips straks beter zijn dan het silicium alternatief. Zowel Van der Wiel als Van de Burgt denkt dat er voorlopig een losse module komt die naast de huidige computer bestaat. ‘Een losse module in je computer zal vol zitten met neuromorfische chips en deze zal worden gebruikt als er specifieke AI-processen plaatsvinden’, voorspelt Van de Burgt.

Communicerende kobaltatomen Aan de Radboud Universiteit maakt hoogleraar Alexander Khajetoorians een eerste stap naar de ontwikkeling van materialen die kunnen ‘leren’. Het netwerk – bestaande uit enkele atomen – past zichzelf aan in reactie op het voltage van de omgeving. ‘De verbindingen tussen de neuronen (atomen) in ons netwerk worden zelf sterker of zwakker, afhankelijk van het voltage. Andere chips die in ontwikkeling zijn, kunnen zichzelf niet aanpassen, maar moeten worden voorgeprogrammeerd met hulp van een externe computer.’

Met verschillende voltages kan zijn onderzoeksteam kobaltatomen op zwart fosfor in twee stabiele toestanden brengen en zo informatie opslaan in deze atoombits. ‘De kobaltatomen werken als bits, we kunnen ze beschrijven met enen en nullen’, zegt Khajetoorians. ‘Doordat we deze informatie in de toestand van de atomen vastleggen, blijft de informatie ook behouden als de stroom weg valt.’

Naast het opslaan van informatie in atomen, kan het onderzoeksteam van Khajetoorians de kobaltatomen ook in rasterstructuren plaatsen, zodat ze met elkaar ‘communiceren’ op een manier die lijkt op neuronen en synapsen in het brein. De atomen die horizontaal gerangschikt liggen, communiceren heel snel en hun gedrag lijkt op dat van neuronen. De atomen die verticaal ten opzichte van elkaar liggen, zijn trager en doen denken aan het lerend vermogen van het brein.

Volgens Khajetoorians gaat dit systeem een stap verder dan de neuromorfische computer. Bij de opslag van informatie op de kobaltatomen worden namelijk de quantummechanische eigenschappen van de atomen gebruikt. Als ze dat compleet leren begrijpen, kunnen ze volgens de onderzoeker misschien zelfs een combinatie maken tussen een breinachtige computer en een quantumcomputer: het quantumbrein.

Het QuantumBrein-onderzoeksteam: Werner van Weerdenburg, Brian Kiraly and Elze Knol (van links naar rechts).

FOTO : ALEXANDER KHAJETOORIANS

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

19

LEZERS

Meer vrouwelijke hoogleraren De infographic in De Ingenieur is een inte­ ressante rubriek waarbij op één bladzijde een heleboel informatie inzichtelijk wordt gemaakt. De infographic over het percen­ tage vrouwelijke hoogleraren in het januari­ nummer bevatte echter een fout, waardoor de boodschap veranderde. Zo stond er dat de TU Eindhoven en de Universiteit Twen­ te in 2019 (mede) door hun beleid 3 procent meer vrouwelijke hoogleraren in dienst hadden dan het jaar ervoor. Dat leek mij een bijzonder kleine stijging, gezien de rigou­ reuze maatregelen die ze hebben genomen.

De cijfers in de infographic wezen uit dat het bij deze universiteiten ging om een stijging van respectievelijk 15,4 naar 18,3 procent en 16,4 naar 19,4 procent, wat ongeveer 3 procentpunt is, voor beide een stijging van bijna 20 procent. Op de TU Delft steeg het aantal vrouwelijke hoog­ leraren met 0,8 procentpunt, wat neerkomt op ongeveer 5 procent.

Het spreekt voor zich dat al deze percen­ tages nog steeds veel te laag zijn, maar als het effect van acties om de verhouding ge­ lijker te trekken onjuist wordt gerapporteerd, zal de verhouding nooit op een juiste manier worden gelijkgetrokken.

Marc van Vijven, Eindhoven

Toch slingerend over het IJ Hoewel het artikel ‘Slingerend over het IJ’ in het maartnummer van De Ingenieur wordt gepresenteerd als een 1­april­grap (uit 1915), lijkt het geschetste idee mij toch wel uitvoerbaar. Alleen moet je dan niet uitgaan van het gepresenteerde concept.

Een beter en reëel scenario is het volgen­ de: plaats twee masten van tweehonderd meter hoog in het smalste deel van het IJ, waar de rivier ongeveer tweehonderd meter breed is. Bevestig een gondel, waar bijvoor­ beeld vijftig mensen in kunnen, via kabels aan deze masten. Start de slingerbeweging vanaf een gebouw van 26 meter hoog­ te, dan kom je in 27 seconden droog aan de overkant op een gebouw van ook 26 meter hoogte.

REA GEREN

Deze oplossing is zeer energiezuinig, zeer origineel en maakt uiterst snel en spectaculair transport mogelijk. We noemen hem dan uiteraard naar de uitvinder: de Tellegen­IJ­slinger.

Bart Verkerke, Glimmen

Van luchtkwaliteit naar slim deurbeleid In De Ingenieur van februari las ik het verhaal over de winnaar van De Vernufte­ ling 2020. Project Eleminair wil de lucht in liftcabines coronaveiliger maken door na­ installatie van panelen die de binnenlucht continu desinfecteren. Het klinkt simpel en effectief, maar als het inhoudt dat er buiten de liftkooi iets aan het elektrisch systeem wordt gekoppeld, dan is er volgens mij een bijzonder veiligheidscertificaat nodig. Daar­ mee zou de installateur van de panelen dus afhankelijk worden van de liftmonteur.

Ik heb nog een gratis idee voor de liftfabrikanten, maar het is alleen geschikt voor liften met automatische schuifdeuren.

Als je de liften nu zo programmeert dat de schuifdeuren open blijven totdat iemand op een liftknopje drukt op de verdieping waar de cabine stilstaat. Dan kan de cabinelucht zich langer vermengen met omgevingslucht.

Dit is ook handig voor mensen met een rol­ lator die de wachtende lift in willen. Nadeel is dat het iets langer duurt voordat de lift arriveert als je hem oproept, en tijdens grote drukte helpt het ook niet. De uitwerking laat ik graag aan de liftenmakers over. Maar zoals een lezersbrief in het februarinummer stelde: hou het simpel.

Emil Gorter, Amsterdam

Volgens TNO zal in de toekomst hooguit 10 procent van de energie uit waterstof bestaan. Nu is het aandeel in de totale Nederlandse energiebehoefte nog verwaar­ loosbaar.

Hetzelfde nummer vermeldt een nieuwe methode voor energieopslag. Het Australi­ sche bedrijf Lavo maakt een apparaat even groot als de Tesla Powerwall, dat drie keer zoveel energie kan opslaan. Hierbij wordt elektriciteit omgezet in waterstof en ver­ volgens weer in elektriciteit. Op industriële schaal heeft de omzetting van elektriciteit naar waterstof een rendement van maximaal 65 procent en de omzetting van waterstof terug naar elektriciteit 55 procent. Een totaal verlies van meer dan 65 procent. De water­ stofeconomie zal het dus moeten hebben van de overschotten van duurzame stroom.

Rob de Kok, Nijlande

De grote omschakeling Graag wil ik mijn complimenten geven voor het goede en evenwichtige artikel over de industriële energietransitie in het maart­ nummer. Deze transitie is veel complexer dan (alleen) het verduurzamen van de huidige elektriciteitsopwekking of van de gebouwde omgeving. Het is goed dat De Ingenieur daar uitgebreid aandacht aan geeft. Een uitdaging waarmee wij als energie­experts ook dagelijks bezig zijn. Er zijn vanuit de praktijk mooie spraakmaken­ de voorbeelden te noemen. Het gaat dan meestal om een mix van (verbetering van) energie­efficiëntie en duurzaamheid. In de industrie gebeurt er veel en er moet nog veel meer gebeuren, maar dat bereikt ‘de burger’ niet of nauwelijks.

Egbert Klop, Veenendaal

Nederland, waterstofland?

In het februarinummer van De Ingenieur vond ik in de infographic over de waterstof­ economie de stelling dat Nederland een waterstofland is: na Duitsland zijn we de grootste verbruiker en producent. Dit mag relatief gezien waar zijn, maar in absolute zin zijn we nog lang geen waterstofland en dat zullen we waarschijnlijk ook nooit worden.

Erratum In de infographic ‘Banen en economische waarde’ op bladzijde 22 van het artikel ‘De grote omschakeling’ in het maartnummer van De Ingenieur is een fout geslopen. In plaats van ‘totale procesindustrie’, had er ‘totale industrie’ moeten staan.

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

20

DE INGENIEUR • APRIL 2021

ste

column Möring

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

Hunkeren naar erkenning Eindelijk was daar dan de doos. Door de handen gegaan van magazijnmedewerkers in Italië en Nederland. Door weer, wind en corona getransporteerd door postbodes – nou ja, mannen in witte busjes – uit beide landen. Vreugde en opluchting in huize Möring.

De doos bevat onderdelen die ik online heb geoogst: drie verschillende kleuren textielsnoer, fittingen, een zakje met oranje clips die het kroonsteentje van weleer tot prehistorisch verklaren en allerlei losse onderdelen waaruit ik een plafondplaat en behuizing ga knutselen… Geen bouwpakket, maar het resultaat van een visioen dat ik kreeg toen we een lamp zochten en alleen exemplaren aantroffen van een paar honderd euro die we niet eens mooi vonden.

‘Hoezo: zelf maken?’, zei mijn geliefde. ‘Kun je dat dan?’

Een minzaam glimlachje van mijn kant was het antwoord.

Waarom denk ik dat de bewondering van een vrouw wordt verdiend door technische handvaardigheid?

Tweehonderd columns geleden vertelde ik over mijn pogingen om twee lampen boven mijn ontbijtbar te repareren. Björn en Bennie noemde ik ze, want ze kwamen uit Zweden. Het kostte me een hele middag om te ontdekken dat Ikea’s zogenaamd ‘verbeterde’ versie van het kroonsteentje kaduuk was. Conclusie: if it ain’t broke, don’t fix it. Daar heeft niemand zich iets van aangetrokken.

De wereld repareert nog altijd wat werkt en repareert niet wat stuk is en zo zijn we, tweehonderd columns later, niets opgeschoten.

‘Als de mensen beter naar mij zouden luisteren’, zeg ik tegen mijn vriend Harry, ‘dan zou de wereld er heel anders uitzien’. Zijn wat vermoeide zucht bij wijze van antwoord klinkt niet langer dan een seconde als instemming.

Ik ben weer waar het ooit begon: gedoe met kroonsteentjes (of hun opvolgers), gepruts aan lampen en de eeuwige hunkering naar erkenning. De eerste ingenieur – steentijd of daaromtrent – heeft met hetzelfde gekampt toen hij van een kei een bijl maakte. ‘Ja, leuk, maar wat moet je er mee?’

Overigens is deze tweehonderdste column misschien de plek om het woord ‘ingenieur’ nader te bestuderen. Ingenieur stamt af van het Franse ingénieur en komt uiteindelijk

natuurlijk uit het Latijn: ingenium, of slimme vondst. Onze eigen P.C. Hooft, voor wie het Nederlands niet Nederlands genoeg kon zijn, bedacht de term ‘vernufteling’. Ik geef toe: geen pakkende titel voor een tijdschrift, de Vernufteling. En op de een of andere manier zie ik ook nog geen vergadering voor me waarin iemand roept dat we een vernuftelingenbureau moeten inschakelen. Vernufteling klinkt eerder als een compliment dan als een beroep. Ik word graag een vernufteling genoemd. Bijvoorbeeld als ik die lamp straks in elkaar heb gezet. ‘Mooi gedaan, schatje. Heel vernuftig.’

Het idee om zelf een lamp te maken had een hoog ‘laat dat maar aan mij over’-gehalte. Of het zelfvertrouwen was of overschatting moet blijken. Maar hoe moeilijk kan het zijn om een lamp te maken?

Nee, laat ik dat nou niet zeggen. In 1971 kwam door mijn geknutsel met elektra een heel huizenblok zonder stroom te zitten toen ik probeerde om mijn treintransformator te repareren. Ik weet niet precies meer wat er mis ging – waarschijnlijk had ik iets doms gedaan, de meeste ongelukken komen voort uit iets doms – maar toen ik de trafo weer inschakelde, plantte de stroom zich voort door het tapijt, kreeg ik een schok van jewelste en was ineens al het licht uit. Een minuut later hoorde ik mijn vader roepen dat het niet bij ons was. De hele straat was donker. Een paar uur en veel gemopper later was er weer stroom. Het heeft jaren geduurd voor ik durfde op te biechten dat ik de oorzaak was, hoewel ik nog steeds niet weet wat ik precies verkeerd deed. De trafo was daarna onbruikbaar, maar dat gaf niet. Inmiddels was ik meer geinteresseerd in meisjes, boeken en muziek.

Ik weet wel wanneer het allemaal begon. Een jaar of acht was ik, toen ik probeerde om de Barbie van mijn zusje tot leven te wekken met een combinatie van eigenhandig afgenomen bloed en elektriciteit. Deze keer met behulp van een batterij van negen volt, zodat de schade beperkt bleef.

Mijn jammerende zusje rukte de Barbie uit mijn handen en mijn moeder kwam kijken naar de mad scientist die haar ogenschijnlijk onschuldige zoon was. Misschien had ik toen moeten beseffen dat elektra en ik een vreemde relatie onderhouden. Dat er, zeg maar, een vonk overspringt.

Hoe moeilijk kan het zijn om een lamp te maken?

FOTO : HARRY COCK

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

21

Reuzenarbeid Ons land staat voor grote transities. We moeten op een nieuwe manier omgaan met water, ons voorbereiden op klimaatverandering, het platteland herinrichten, een goede balans vinden tussen natuur en verstedelijking, en inzetten op meer duurzame energie. Een flinke klus, maar we hebben vaker voor grote uitdagingen gestaan. Ons land (her)inrichten kunnen we als de besten. Dat laat historicus Willem van der Ham fabuleus zien in zijn boek

Reuzenarbeid over de bouw van het moderne Nederland tussen 1861-1918.

1878. Het opruimen van gronden uit de Nieuwen Maasmond door de Excavator tijdens de aanleg van de Waterweg van Rotterdam naar zee bij Hoek van Holland (Nieuwe Waterweg).

FOTO : JULIUS PERGER ( COLLECTIE KONINKLIJK HUISARCHIEF )

22

DE INGENIEUR • APRIL 2021

TECHNIEKGESCHIEDENIS T E K S T: R E D A C T I E

Ruim anderhalve eeuw geleden ging Nederland op de schop. Daarom staat ons land dit en volgend jaar stil bij het 150-jarig bestaan van enorme projecten uit die tijd, zoals de oplevering van de Moerdijkbrug, de opening van de Nieuwe Waterweg en de ingebruikname van de Oranjesluizen. Door grote investeringen in waterbouw en infrastructuur in de negentiende eeuw brak een periode van economische bloei aan en kreeg industrialisatie een enorme boost.

Nederland werd klaargemaakt voor een nieuwe tijd. Overal in het land gonsde het van de bouwactiviteiten en kwamen nieuwe kanalen, spoorwegen, sluizen en bruggen tot stand. Het effect van de investeringen in waterstaat en infrastructuur was vrijwel overal direct zichtbaar.

De aanleg van het Noordzeekanaal bracht Amsterdam in rechtstreekse verbinding met de zee, de IJmuidersluis werd de grootste van de wereld, de brug bij Kuilenburg ’s werelds grootste spoorbrug en de rivierverbetering vormden de Deltawerken van de negentiende eeuw.

Er werd ‘reuzenarbeid’ verricht.

▼

Alles vastleggen In 1869 besloot de minister van Binnenlandse Zaken, waaronder waterstaat en infrastructuur toen vielen, dat bouw en aanleg van alle openbare werken van het Rijk moesten worden gedocumenteerd door middel van fotografie. De foto’s legden niet alleen het bouwproces vast, maar geven ook een uniek beeld van de negentiende eeuw.

Het zijn de eerste landschapsfoto’s van Nederland. Ze tonen de arbeidsomstandigheden, het negentiende-eeuwse landschap, de stand van de techniek, de confrontatie tussen oud en nieuw, de eenwording van Nederland, de grootsheid van het werk, de trots van een land dat moderniseert, de vreugde en de feesten.

In de uiterwaarden van het Hollandsch Diep liggen de overspanningen gereed voor de Moerdijkbrug, geopend in 1872.

FOTO : PIETER OOS TERHUIS ( COLLECTIE

▼

NATIONAAL ARCHIEF )

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

23

TECHNIEKGESCHIEDENIS

Aanleg van de havenhoofden bij IJmuiden met gebruik van de kraan Titan. foto : pieter ooster huis ( collectie stads archief amsterdam )

24

DE INGENIEUR • APRIL 2021

Het zijn getuigenissen uit het nabije verleden, die de enorme schaal van de ingrijpende veranderingen en de noeste arbeid van mens en machine laten zien die Nederland hebben gemaakt tot wat het nu is.

De foto’s tonen de kracht van maatschappelijke verbeelding en vertellen het verhaal van al die waterbouwkundige en infrastructurele werken, maar ook het verhaal van de mensen op die foto’s. De prenten laten zien dat ‘reuzenarbeid’ mensenwerk was, iets wat alle Nederlanders aanging, waarmee iedereen aanraking kwam en waaraan tal van Nederlandersmeewerkten.

t

Verstoffen Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) beschikte over een grote verzameling van deze foto’s, die door de leden zelf was gevormd. Hoe men er daar mee omging is symbolisch voor het lot van veel vroege fotografie. In de loop van de twintigste eeuw raakten de foto’s in de vergetelheid. Om de uitbreiding van het eigen pand te financieren werd de historische collectie voor een habbekrats van de hand gedaan en verdwenen de foto’s uit het zicht. Ook bij de TU Delft lagen foto’s te verstoffen en te vergaan. Fotografie? Wie maalde er om? Zelfs musea hadden er toen nauwelijks oog voor. Wie de beelden nu ziet, kan zich niet voorstellen dat de waarde ervan toen niet is onderkend. De beste zijn misschien wel even fraai en soms zelfs even dramatisch als een schilderij van Vincent van Gogh uit diens Brabantse periode.

Met dit verschil: foto’s geven een getrouwer beeld van de werkelijkheid.

Al in 1988 ging historicus Willem van der Ham op onderzoek uit met de bedoeling om de foto’s te inventariseren en er een boek van te maken. Hij trof foto’s aan in onder meer de Koninklijke Bibliotheek, de krochten van het ministerie van Financiën en natuurlijk ook bij

Bouw van het Luchtspoor over de gedempte Binnenrotte te Rotterdam, oktober 1871. foto : julius perger ( collectie spoor wegmuseum )

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

25

TECHNIEKGESCHIEDENIS

Rijkswaterstaat. Daar lagen zo’n tweehonderd foto’s in een hok waar ook de verwarmingsbuizen doorheen liepen. Het plan voor het boek werd gewaardeerd maar bleef lang in de la liggen.

Dit voorjaar – zo’n 150 jaar na de start van de grote verbouwing van Nederland én in het Jaar van de Waterbouw – publiceert nai010 uitgevers zijn boek Reuzenarbeid, met als ondertitel De bouw van het moderne Nederland in beeld 1861–1918. Een rijk geïllustreerde publicatie over hoe het moderne Nederland 150 jaar geleden is ontstaan. Niet eerder is zo inzichtelijk gemaakt hoe ons lege land werd voorbereid op de toekomst met grote infrastructurele projecten en waterwerken. Uit de bijzondere collectie die Van der Ham herontdekte, zijn ruim tweehonderd foto’s in het boek opgenomen.

Reuzenarbeid.

De bouw van het moderne Neder­ land in beeld 1861­1918 Willem van der Ham | 224 Blz. | t/m 30 juni verkrijgbaar voor € 39,95, daarna € 49,95.

Het boek verschijnt in mei bij nai010 uitgevers. Te bestellen op nai010.com/reuzenarbeid.

26

Bijzondere taferelen Voor wie de beelden goed bestudeert, ontvouwt zich een wereld achter de foto. De overzichtsopnamen van bouwplaatsen tonen ook verrassend veel details. Ze geven een uniek inkijkje in het leven van de negentiende eeuw. Door de mensen die op de foto’s staan, hun gereedschappen, hun kleren, hun omstandigheden en de onderlinge verhoudingen. Zoek de kruiwagens op de foto’s. Is er sprake van kinderarbeid? Wie zou die vrouw zijn in haar prachtige japon? Is de steen met het jaartal erop al aangebracht? Wat doen die leeuwen daar?

Dus zo zag het havenfront van Amsterdam eruit voor de bouw van het Centraal Station. De haarscherpe foto’s, vol bijzondere taferelen, vertellen hun eigen verhaal.

Nederland staat ook nu weer voor grote uitdagingen. Destijds bedreigden verouderde infrastructuur en het gevaar van overstromingen het land, nu hangen ons klimaatverandering, bodemdaling en stijging van de zeespiegel boven het hoofd. Reuzenarbeid is daarmee een spiegel voor de hedendaagse opgave en een ongekende kennis- en inspiratiebron voor iedereen die zich met de inrichting van het toekomstige Nederland bezighoudt.

Auteur Willem van der Ham geeft op donderdag 22 april een online lezing over Reuzenarbeid voor de vereniging Histechnica en de KIVI-afdeling Geschiedenis der Techniek. Meer info en aanmelden op: kivi.nl/activiteiten.

DE INGENIEUR • APRIL 2021

Bouw van de brug over de Merwede bij Sliedrecht, 1882. foto : gebroeders delboy ( collectie rijksmuseum )

Podium

Universitair hoofddocent Felienne Hermans leidt aan het Leiden Institute of Advanced Computer Science een onderzoeksgroep gericht op programmeeronderwijs.

Niet zonder ons Ik zag op Twitter best wat geschokte reacties op reactie. Als dat zo is, denk ik dan, is het ook niet een recent artikel in De Groene Amsterdammer erg om het even expliciet op te schrijven. Als je dat opent met ‘10 procent van alle tweets gericht je daar tegen verzet, dan vind je het misschien aan vrouwelijke politici bevat haat of agressie, niet prettig dat vrouwen een groep zijn die er blijkt uit onderzoek.’ Die geschokte reacties kwa- ook bij hoort.

Toen afgelopen jaar bijvoorbeeld de TU men vooral van witte mannen, vrouwen weten dit natuurlijk al lang. Ze hebben het, net als ik, Eindhoven quota invoerde om het aantal vrouwelijke medewerkers te verhogen, maakte vaak genoeg aan den lijve ondervonden.

Voor mannen is haat op internet een soort dat heftige reacties los bij mannen: ‘Het moet fikse regenbui: best vervelend, maar ach, er is om kwaliteit gaan!’ Nog los van het feit dat niets aan te doen. Terwijl we het hier niet over het werk van vrouwen uiteraard helemaal niet van mindere kwaliteit is, is het een feit dat vroueen natuurfenomeen hebben. wen eigen perspecTwitter is vanaf het begin tieven meebrengen. ontworpen zonder oog voor Producten met Ze hebben andere vrouwenhaat. Het feit dat ieverregaande impact ervaringen in het ledereen ongestraft iedereen zoven, zien soms andere maar in een tweet kan noemen, kun je niet alleen dingen en onderzoewerkt misbruik in de hand. Als aan witte mannen ken die dan ook. Pas iemand op Twitter roept dat die in 2018 gingen autovervelende linkse @felienne overlaten fabrikanten vrouweeens een lesje nodig heeft, dan is de haat die ik daarna krijg niet te overzien, en lijke crash test dummies op de bestuurdersstoel testen. Dat gebeurde natuurlijk omdat een vroumet geen mogelijkheid te stoppen.

Het diepste probleem is hier dat de makers welijke onderzoeker zich afvroeg hoe het toch van Twitter, witte mannen, zelf nooit deze haat kwam dat vrouwen vaker ernstigere verwonhebben meegemaakt en dus niet konden be- dingen overhielden aan ongelukken.

‘Nothing about us, without us’ is een veeldenken dat dit zou gebeuren. Als het team van Twitter vanaf het begin uit meer vrouwen en gehoorde leus gericht aan beleidsmakers. Bij zwarte mensen had bestaan (en er naar hen was beleid over vrouwen moeten vrouwen worden geluisterd) hadden die kunnen aangeven dat betrokken, bij beleid over mensen met een beeen totaal open platform mooie, maar ook min- perking moeten zij zelf meedenken. Ik vind dat der mooie kanten heeft, hetgeen vast tot een dat ook voor producten zou moeten gelden, ander ontwerp had geleid. Misschien minder zeker voor software: nothing for us, without us.

Producten die zo’n verregaande impact hebben succesvol, maar ook gevuld met minder haat.

Ruimte maken voor ‘de ander’ blijft lastig. op de hele wereld zijn te belangrijk om alleen Dat merkte ik toen ik me er samen met andere aan witte mannen te worden overgelaten, want KIVI-vrouwen een paar jaar geleden hard voor hoe slim die ook zijn, ze hebben niet dezelfde maakte om naast racisme ook seksisme expliciet kijk op de wereld. Het feit dat ze niet konden in de Code of Conduct op te nemen. Ons viel nu bedenken dat een open platform kan worden niet bepaald applaus ten deel. ‘Maar wij zijn toch misbruikt, of dat een vrouw ook kan autorijden, helemaal niets seksistisch’, was een veel gehoorde legt die tunnelvisie genadeloos bloot.

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

27

SENSORTECHNOLOGIE T E K S T: M A R L I E S T E R V O O R D E

Wilde dieren met gps-zenders verraden locatie van indringers

Stropers opsporen met prooidieren Er is hoop voor de neushoorn. Menselijke indringers zijn snel in beeld te krijgen door de bewegingen van zebra’s, gnoes en antilopen met gps-zenders in de gaten te houden. Dat blijkt uit praktijktesten in Zuid-Afrika. Het is alleen nog de vraag of deze beesten anders reageren op roofdieren.

De stroperij is in Afrika een groot probleem. Vooral olifanten, schubdieren, leeuwen en neushoorns moeten het ontgelden. Hoorns en slagtanden zijn niet alleen een gewild statussymbool, maar worden ook verwerkt in traditionele medicijnen. Ze leveren per kilo meer op dan goud of cocaïne. In Zuid-Afrika, waar 80 procent van de Afrikaanse neushoorns leeft, worden jaarlijks

Zebra met gpszender om de nek. foto : jasper eikelboom 28

DE INGENIEUR • APRIL 2021

honderden neushoorns afgeslacht. Het dier wordt dan ook met uitsterven bedreigd. Om de stroperij tegen te gaan, zetten wildparken rangers in. Het resultaat is een gewapende strijd waarbij aan beide kanten regelmatig slachtoffers vallen. Als de stropers worden gevonden tenminste; in de uitgestrekte wildparken levert de zoektocht naar indringers vaak niets op.

De neushoorns zelf zenderen is te riskant

Gehackt Daarvoor installeerden ze een lokaal, draadloos com­ municatienetwerk gebaseerd op radiosignalen: een zo­ genoemd long range wide area network (LoRaWAN). En ze voorzagen 138 grote grazers van een halsband met gps­zender en versnellingsmeter. Vervolgens voedden de wetenschappers een algoritme met de dataset van bewegingspatronen, en leerden het om vast te stellen of er sprake was van verstoring van de kudden.

‘We hadden ook de neushoorns zelf kunnen zende­ ren’, zegt wildecoloog Jasper Eikelboom van Wageningen University & Research, een van de wetenschappers die

het onderzoek in Afrika uitvoerde.

‘Maar dat is riskant. Als het systeem wordt gehackt, krijgen de stropers de neushoorns op een presenteerblaadje aangeboden.’

game reserve

Heuvelopwaarts In de zeven maanden die het project duurde, werden de parkbeheerders 57 keer het leefgebied van de gezen­ derde beesten in gestuurd, lopend of met de auto. Die reageerden hierop door gezamenlijk weg te spurten naar minder toegankelijke gebieden: snelheid, versnelling en synchroniciteit van de groep namen toe, de geschiktheid van de omgeving om rustig te grazen nam af. De vlucht ging opvallend vaak heuvelopwaarts, langs steile en hob­ belige routes.

De indringers werden op grote afstand opgemerkt.

‘Ook als ze zelf geen dieren tegenkwamen, bleken ze deze toch vaak te hebben opgejaagd’, vertelt Eikelboom. ‘En de onrust hield verrassend lang aan. De beesten kwa­ men gemiddeld pas na drie kwartier weer tot rust.’ Als de rangers het gebied met de auto in gingen in plaats van te voet, was het effect wel een stuk kleiner. De dieren weten uit ervaring dat ze dan weinig te vrezen hebben.

t

Daarin hopen Wageningse eco­ logen samen met technologie­ bedrijf IBM en telecombedrijf MTN verandering te brengen door prooidieren een gps­zender om de nek te hangen en vervolgens hun bewegingspatroon te analyseren.

Op die manier hopen ze stropers snel te kunnen opsporen. Ze testten hun idee uit in het wildpark Wel­ gevonden in Zuid­Afrika, in eerste instantie in een afge­ zet gebied van twaalfhonderd hectare zonder roofdieren.

Een van de vijf LoRa-zendmasten in het wildpark Welgevonden Game Reserve. foto : jessica oost huyse , welgevonden

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

29

SENSORTECHNOLOGIE

Waarschijnlijkheid voorspelde locatie indringer Hoog

Laag

Voorspelde toestand van de dieren Gealarmeerd Kalm Werkelijke locatie indringer

Jasper Eikelboom bootst in wildpark Welgevonden het gedrag na van een stroper door zich drie kwartier te verstoppen in de bosjes en ervoor en erna in het park rond te lopen.

FOTO : JESSICA OOSTHUYSE , WELGEVONDEN GAME RESERVE

30

Uiteindelijk lukte het in 86 procent van de gevallen correct te constateren of er indringers waren. De locatie van de nagebootste stroper werd in 54 procent van de gevallen zelfs tot binnen vijfhonderd meter nauwkeurig bepaald. ‘Dat klinkt misschien niet indrukwekkend’, zegt Eikelboom. ‘Maar bedenk dat het Krugerpark ongeveer half zo groot is als Nederland en er dagelijks enkele tientallen stropers actief zijn.’

Springende leeuwen Het vluchtgedrag als reactie op roofdieren hebben de ecologen nog niet onderzocht. ‘Dat gaat in het volgende project gebeuren’, zegt Eikelboom. De verwachting is dat er wel onderscheid te maken is tussen dat gedrag en de reactie op mensen. ‘Leeuwen springen plotseling tevoorschijn, andere roofdieren zetten juist lange achtervolgingen in. Daarop zullen de grazers waarschijnlijk anders reageren dan op stropers die zich traag door het landschap voortbewegen.’

Nick van Doormaal, in Utrecht gepromoveerd als wildcriminoloog, nu werkzaam in Zuid-Afrika en niet betrokken bij het onderzoek, vindt het interessante be-

DE INGENIEUR • APRIL 2021

vindingen. Maar om te testen of het in de praktijk echt gaat werken, zijn evaluatiestudies nodig, waarschuwt hij. ‘Of een dergelijk opsporingssysteem goed is toe te passen, ligt aan allerlei andere, vaak heel praktische zaken.’

Bijvoorbeeld: hoe snel kunnen de rangers de plek bereiken waar een stroper is gedetecteerd? Op welke schaal kan het systeem worden ingezet? Wat gaat het allemaal kosten? Van Doormaal: ‘Om de methode tot een succes te maken, moet er worden geanalyseerd wat wel en wat niet werkt en waarom. Al is de uitvoering van dit soort studies bij stroperij erg lastig.’

Te laat ‘Stropers zijn vaak meerdere dagen in een gebied voor ze toeslaan’, reageert Eikelboom. ‘Dus dit systeem geeft de rangers genoeg tijd in te grijpen als ze eenmaal weten waar ze moeten zijn.’ In de huidige situatie vinden de rangers de stropers ofwel per toeval, ofwel omdat ze geweerschoten horen – en dan is het al te laat. De kosten zijn wel hoog, beaamt Eikelboom. ‘Maar dat geldt voor andere maatregelen tegen stropers ook.’

ILLUSTRATIE : HENJO DE KNEGT & JASPER EIKELBOOM , WAGENINGEN UNIVERSITY

Op zoek naar Elon In juni viert Elon Musk zijn vijftigste verjaardag. De van oorsprong Zuid-Afrikaanse ondernemer bracht met zijn bedrijf Tesla niets minder dan een revolutie teweeg in de wereld van personenvervoer: de elektrische auto is nu definitief doorgebroken, de andere merken hebben het nakijken. Daarnaast maakte hij het ruimtevaartbedrijf SpaceX succesvol en ontwikkelde hij het concept hyperloop, een lange vacüumbuis om mensen in te vervoeren. Hij behoort inmiddels tot de rijkste mensen ter wereld.

Musk koppelt een diep inzicht in de techniek aan een sterk ontwikkeld, zakelijk instinct, en een duidelijke toekomstvisie aan een enorm doorzettingsvermogen.

Hij beschikt over een flinke dosis lef en koppelt brutaliteit aan eigenzinnigheid.

De redactie van De Ingenieur vraagt zich af: wie is de Nederlandse Elon Musk? Welke landgenoot – man of vrouw, jong of oud, bekend of onbekend, uit heden of verleden – kan zich volgens jou meten met de eigenzinnige Musk? In wie zie je de kwaliteiten terug die Musk zo typeren?

Doe mee en beschrijf in maximaal 150 woorden wie voor jou de Nederlandse Elon Musk is en waarom. Mail je suggestie uiterlijk 27 april naar redactie@ingenieur.nl.

De mooiste bijdragen krijgen een plek in het juninummer van De Ingenieur.

foto : depositphotos

DUURZAAMHEID T E K S T: R E N É E M O E Z E L A A R

Duurzame alternatieven voor de uitvaart

Opgelost in een warm bad

Veel mensen isoleren hun huis en eten een aantal dagen in de week vegetarisch. Zo proberen we steeds wat duurzamer te leven.

Maar hoe zit het met onze laatste bestemming, als het leven is voltooid? Zijn technieken als resomeren, composteren of promesseren dan een duurzaam alternatief voor begraven of cremeren? met een wetvoorstel te komen om resomeren mogelijk te maken. Het is gebaseerd op vrij simpele scheikunde en vindt plaats in een tank die wel wat weg heeft van een mini-onderzeeër.

‘Het is een tank met een sterke deur’, vertelt antropoloog Douglas Davies, hoogleraar bij het Centre for Death and Life Studies van Durham University in Engeland.

‘Dat is nodig, omdat het hele proces onder druk van ongeveer vier à vijf bar plaatsvindt.’

Broze botresten Zodra het lichaam in de tank ligt, bepalen sensoren het gewicht en hoeveel warme basische oplossing de tank in moet lopen. ‘Deze oplossing bevat bijvoorbeeld

t

Wordt het begraven of cremeren? Over die vraag denkt bijna niemand graag na. Laat staan of het wel duurzaam en milieuvriendelijk is. Onderzoekers hebben de afgelopen decennia naar nieuwe technieken en materialen gekeken om ook dit deel van het (na)bestaan duurzamer te maken. Een van de technieken die de uitvaartwereld duurzamer moet maken is resomeren, ofwel oplossen in loog, ook wel alkalische hydrolyse genoemd.

Een aantal staten in Amerika gebruikt deze techniek al en andere landen kijken op dit moment of ze resomeren willen toestaan. In Nederland oordeelde de Gezondheidsraad in mei 2020 dat resomeren een veilige en duurzame nieuwe techniek is en demissionair minister Ollongren van Binnenlandse Zaken kondigde aan

Resomeren, een nieuwe milieuvriendelijkere manier van uitvaart, vindt plaats in een roestvrijstalen tank. foto : resomation APRIL 2021 • DE INGENIEUR

33

DUURZAAMHEID

kaliumhydroxide, een sterke base die reageert met alle moleculen in het lichaam en vrijwel alles oplosbaar maakt’, legt Davies uit. Dit duurt in totaal drie uur, en uiteindelijk blijven er alleen een waterige oplossing en broze botten over die gemakkelijk zijn te vermalen tot een poeder. Davies: ‘De base in het water is grotendeels weg gereageerd. De overige stoffen zoals opgeloste metalen hebben zo’n lage concentratie dat het water volgens onderzoekers prima het riool in kan.’

Het hele proces klinkt misschien bijzonder, maar volgens Davies heeft het veel overeenkomsten met een crematie: ‘Beide methoden breken het lichaam binnen een paar uur af en er blijft bij beide een poeder over dat je kunt uitstrooien, begraven of bewaren in een urn. Het grootste verschil is dat resomeren een stuk duurzamer lijkt te zijn. Het kost slechts een kwart van de elektriciteit die een crematie verbruikt en er komen bovendien bijna geen fijnstof en smogvormende stoffen vrij.’

FOTO : DEPOSITPHOTOS

Lichaamsbehoud Cryoniseren Cryoniseren is het invriezen van het lichaam.

De meeste mensen die hiervoor kiezen hopen hun lichaam te bewaren tot een moment in de toekomst dat de medische wetenschap het weer tot leven kan wekken.

Het is in Nederland niet toegestaan het lichaam in te laten vriezen en op te slaan.

Plastineren Bij plastineren worden de lichaamsvloeistoffen en vet door polymeren vervangen, waardoor het lichaam goed bewaard 34

blijft. Dit proces is alleen toegestaan voor wetenschappelijke en educatieve doeleinden. De meest bekende voorbeelden van deze techniek zijn te vinden in tentoonstellingen zoals Body Worlds.

Dat duurzame karakter is precies de reden dat uitvaartorganisatie Yarden al in 2011 aan TNO vroeg om een onderzoek. ‘Men wilde weten of resomeren minder schadelijk voor het milieu zou zijn dan begraven of cremeren’, vertelt duurzaamheidsonderzoeker Elisabeth Keijzer, die vanuit TNO betrokken was bij het onderzoek. ‘Dus hebben we de milieu-impact van een gemiddelde begrafenis, crematie en resomatie in Nederland onderzocht.’

Kist hergebruiken Voor een compleet beeld deden Keijzer en haar collega’s een uitgebreide levenscyclusanalyse, waarin ze alles van CO2-uitstoot en energieverbruik tot grondstoffen van de kist en bekleding meenamen. Uiteindelijk kwam er een duidelijke winnaar uit de bus: ‘Resomeren scoort beter op vrijwel alle punten die we hebben bekeken’, zegt Keijzer. ‘Begraven stoot ongeveer 95 kilogram CO2 uit per overledene, cremeren 208 kilogram en resomeren maar 28 kilogram. Verder heb je minder grond nodig dan bij een begrafenis.’

Keijzer plaatst nog wel een kanttekening bij de bevindingen: ‘Veel van de milieuvervuiling komt door het produceren en verschepen van de kist en de bekleding. Bij resomeren wordt de kist niet meegenomen in het proces, dus zijn we ervan uitgegaan dat je de kist kunt hergebruiken. Dat maakt deze techniek een stuk duurzamer, de vraag is alleen of mensen dit ook echt gaan doen.’

Hoeveel duurzamer dit nieuwe proces zal zijn, moet de praktijk dus nog uitwijzen. Keijzer denkt dat het concept mogelijk wel zal aanspreken: ‘Ik kan me voorstellen dat mensen een duurzamere uitvaart willen die bij hun levensstijl past. Toch zal het voor sommige mensen nieuw en eng klinken, dus het draait allemaal om de boodschap die je uitdraagt: je moet niet denken dat je je dierbare door het afvoerputje spoelt, je legt hem of haar juist in een warm bad.’ Ook Davies is optimistisch: ‘Als je ziet hoe snel resomeren zich ontwikkelt en hoeveel mensen nu al interesse hebben, verwacht ik een grote toekomst.’

Voor sommige mensen is resomeren niet duurzaam genoeg. ‘Het is zonde dat we ons lichaam met dit soort processen weggooien’, zegt Peter Mäsak, directeur van

Ecoleren Een Iers bedrijf ontwikkelde een techniek, dat de schadelijke stoffen in het lichaam zoals kwik en formaldehyde na het bevriezen met elektriciteit weg laat reageren. Het resultaat is een milieuvriendelijk poeder. Dit proces is nog niet toegestaan in Nederland.

DE INGENIEUR • APRIL 2021

Bob Hendrikx verzamelt de schimmel Ganoderma lucidum die aan de voet van verzwakte loofbomen kan groeien.

FOTO : LOOP

“

het Zweedse bedrijf Promessa. ‘We kunnen verpakt de rest in een bio-afbreekbare kist die De bio­ het organische materiaal in ons lichaam veel bacteriën en schimmels bevat om het stoffeafbreekbare beter gebruiken om de natuur te voeden, zolijk overschot goed te laten composteren. De als ook in het wild gebeurt als dieren sterven.’ kist wordt in de natuur begraven en vormt kist bevat Het duurt normaliter alleen jaren of decenvoeding voor de bodem. schimmels nia voor een compleet lichaam in de natuur Hoewel het idee voor de techniek al in is afgebroken. Promessa heeft een manier 2001 voor het eerst is gepubliceerd, gaat de ontwikkeld om dat te versnellen. Mäsak: ‘Met ontwikkeling van promesseren minder hard onze techniek kunnen we het lichaam al in dan bij resomeren, maar het vordert gestaag. kleine stukken breken, zodat micro-organismen mak- Inmiddels zijn volgens Mäsak alle onderdelen getest. kelijker hun gang kunnen gaan en het lichaam in zes tot ‘Geen van de onderdelen is nieuw, behalve de trillende twaalf maanden onderdeel wordt van de bodem.’ plaat die we hebben gepatenteerd. We hebben bestaande technieken op een nieuwe manier toegepast en samenTrillende plaat gevoegd. De individuele stappen werken allemaal prima.

De techniek waarover hij het heeft, promesseren of ook We werken nu aan een volledig systeem dat we verder wel cryomeren genoemd, is ontwikkeld door de Zweedse kunnen testen.’ bioloog en inmiddels overleden vrouw van de directeur, Het proof of concept-systeem wil Promessa door de Susanne Wiigh-Mäsak. Het proces begint met het bevrie- academische wereld laten onderzoeken. ‘We willen graag zen van het lichaam met vloeibare stikstof, tot ongeveer bevestiging van onderzoekers, om te bewijzen dat het 196 graden Celsius onder nul. Een trillende plaat zorgt echt werkt. Als dat lukt, hebben we hopelijk over een er vervolgens voor dat de bevroren cellen desintegreren paar jaar een product om te verkopen.’ en het lichaam uiteenvalt in kleine stukjes die worden Hoewel de techniek nog niet op stoffelijke overschotgedroogd. Promessa verwijdert vervolgens de metalen ten is toegepast, staan onder andere Zuid-Afrika, IJsafkomstig van vullingen of prothesen uit het mengsel en land en sommige Duitse deelstaten deze vorm van

De kisten van startup Loop zijn gemaakt van mycelium, het wortelnetwerk van paddenstoelen. foto : loop

t

”

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

35

DUURZAAMHEID

begraven al wel toe. Ook TNO heeft de mogelijkheden van promesseren onderzocht, vertelt Keijzer: ‘Uit ons onderzoek blijkt het duurzamer dan begraven of cremeren. Het komt uit op ongeveer 47 kilogram CO2-uitstoot per uitvaart, en je hebt geen kist nodig dus het kost ook minder grondstoffen. Maar het leek zich niet echt verder te ontwikkelen, dus hebben we er daarna niet meer naar gekeken.’

“

Composteren is niet per definitie duurzaam

”

Terug naar de natuur Antropoloog Davies betwijfelt of promesseren ooit echt gaat doorbreken. ‘Ik geloof dat het technisch zou werken, maar het is te ingewikkeld en heeft te veel stappen. Dat maakt het lastig te verkopen aan nabestaanden.’ Bovendien denkt de hoogleraar dat er andere manieren zijn om hetzelfde te bereiken. ‘Een aantal bedrijven in onder andere Amerika biedt inmiddels manieren aan om jezelf te composteren. Ook dan wordt het stoffelijk overschot voeding voor de bodem, maar het vergt niet zoveel verwerkingsstappen.’

Deze bedrijven plaatsen het lichaam in een afgesloten, verwarmde container of kist samen met goed composteerbare materialen, zoals houtsnippers, en micro- organismen, met name schimmels die het afbraakproces versnellen. Na dertig dagen in deze omstandigheden blijft van een lichaam ongeveer 0,76 kubieke meter grond over, wat nabestaanden in de natuur kunnen verspreiden.

Ook Keijzer ziet wel toekomst voor composteren, al is dit volgens haar niet per definitie duurzaam. ‘Het ligt eraan welke schimmel je gebruikt, want sommige schimmels zetten de stoffelijke resten om in methaan, en dat is een sterker broeikasgas dan CO2. Als we dit op grote schaal willen gebruiken, zullen we dit soort aspecten nog moeten onderzoeken.’

Mocht composteren voor mensen nog een stap te ver zijn, dan is natuurbegraven wellicht een mooie tussenweg. Davies is daarover in ieder geval enthousiast. ‘Dit is in feite hetzelfde als een normale begrafenis, maar dan in een natuurgebied en met een bio-afbreekbare kist of een ander omhulsel zodat je lichaam een stuk sneller afbreekt.’

Een bio-afbreekbare kist van Promessa met bacteriën en schimmels die helpen om het stoffelijk overschot versneld te laten composteren. foto : promessa 36

DE INGENIEUR • APRIL 2021

Ook Nederland kent enkele natuurbegraafplaatsen en de Delftse startup Loop lanceerde vorig jaar de benodigde bio-afbreekbare kist, gemaakt van schimmeldraden. ‘Paddenstoelen zijn de recyclefabrieken van dode materialen in de natuur’, vertelt Bob Hendrikx, oprichter van Loop. ‘Wij willen deze eigenschap benutten en schimmels gebruiken om de groei van andere micro-organismen te stimuleren, om het afbraakproces te versnellen.’

Na onderzoek naar verschillende schimmels kwam Hendrikx uit bij Ganoderma lucidum, een soort die niet alleen organische stoffen opruimt, maar ook een voorliefde heeft voor andere materialen. ‘Deze schimmel ruimt de vervuilde grond in Tsjernobyl op’, zegt Hendrikx. ‘Ons lichaam bevat ook allerlei vervuilende stoffen zoals microplastics en metalen, maar die komen na een normale begrafenis gewoon in de grond terecht.’

Met zijn schimmels wil Hendrikx niet alleen deze vervuiling voorkomen, maar ook al bestaande vervuiling opruimen. ‘In het ideale geval gaan we mensen in onze kisten begraven op sterk vervuilde plekken, en die zo weer omzetten in natuurgebieden.’

Bestellingen stromen binnen Voor elke kist laat Loop de schimmel zeven dagen groeien in een houten mal. ‘Het netwerk van schimmeldraden dat zich vormt heet mycelium’, legt Hendrikx uit. ‘Om mycelium uit te harden kun je het bakken in de oven, maar dan gaat het organisme dood. Dat willen wij niet, dus wij laten het gewoon drogen aan de lucht.’

In september 2020 werd de eerste Loop-kist gebruikt bij een begrafenis, en sindsdien stromen de bestellingen binnen. De interesse is zo groot dat de huidige productie de vraag niet aankan, vertelt Hendrikx: ‘We zien dat veel mensen het een mooi idee vinden om zo terug te gaan naar de natuur, dus we werken nu aan opschaling van ons team en de productie.’

Het bedrijf ziet zelfs interesse uit het buitenland. ‘We krijgen aanvragen van over de hele wereld’, zegt Hendrikx. ‘Daar willen we graag op inspringen door voor elke plek de optimale combinatie van schimmels te vinden. De schimmels die we nu gebruiken doen het goed in Europa en Noord-Amerika, maar wellicht minder in Afrika of Australië.’

Hoewel de huidige kist goed werkt, denkt het bedrijf ook aan verdere innovatie. Hendrikx: ‘De botten blijven over, die zijn nog lastig af te breken. Maar we verwachten dit in de toekomst wel voor elkaar te krijgen, want er bestaan wel biochemische reacties die het kalk in onze botten afbreken. We moeten alleen nog organismen vinden die dit kunnen en die het goed doen in onze kist.’

Al deze nieuwe producten en technieken laten zien dat de sector wil innoveren. ‘Er is heel veel gaande’, zegt Keijzer. ‘Niet al deze technieken zullen het redden, maar je merkt dat onderzoekers druk bezig zijn om de uitvaartwereld duurzamer te maken.’ Davies verwacht dat de ontwikkelingen snel zullen gaan: ‘Een gemiddelde uitvaart zal er door al deze technieken over vijf jaar heel anders uitzien. En wie weet hoe we onze doden over honderd jaar zullen behandelen.’

ACTUEEL TECHNIEKNIEUWS vind je op www.deingenieur.nl

Alles wat je zoekt overzichtelijk bij elkaar Wat speelt er vandaag op technologiegebied?

Je leest het op de website van De Ingenieur. Elke dag nieuwe berichten met beeld, filmpjes en links. www.deingenieur.nl

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR

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

Enith

Een maandelijkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswijk.

38

DE INGENIEUR • APRIL 2021

foto : bart van overbeeke

Jims Verwondering

‘Voorsprong door techniek.’

Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

Online jammen ‘Ròòòòòxanne’, klinkt het door mijn koptelefoon. De beroemde openingszin van Sting komt alleen niet van de cd, maar uit de mond van mijn vriend Herman, zo’n honderd kilometer verderop.

Samen met nog een vriend, Yuri, spelen we het bekende liedje van The Police. Het bijzondere is dat ik in Amsterdam ben en mijn maten in Eindhoven. We zitten allemaal thuis, achter de computer, en toch maken we gezellig muziek met elkaar, via internet.

Het samen spelen in deze formatie van drie hebben we opgepakt tijdens de coronapandemie. Naast zijn fijne zangstem hanteert Herman de gitaar, Yuri zingt tweede stem en ik leg een solide ritmische basis met mijn basgitaar. We doen het even zonder drums.

‘Dat ging prima!’, klinkt het uit mijn koptelefoon als de laatste akkoorden uitgestorven zijn. Volgende liedje. Dat dit überhaupt mogelijk is, hebben we te danken aan snel en betrouwbaar internet en aan de handige programmeur – nog bedankt – die Jamulus heeft gemaakt, vernuftige en gratis software waarmee je op afstand toch live muziek kunt maken met anderen.

In theorie zou je ook muziek kunnen maken van achter Zoom, Teams of Skype, de veelgebruikte software voor vergaderen en videobellen. Maar iedereen die wel eens online vergadert kent het probleem: de vertraging op de lijn die onherroepelijk optreedt doordat de data heen en weer door het netwerk moet. Probeer

Verbetering Eind 2019 heb ik De Ingenieur en het KIVI laten weten dat ik overwoog om mijn lidmaatschap op te zeggen omdat het tijdschrift voor mij onleesbaar was geworden door allerlei kleuren, en vet en dun gedrukte artikelen of delen daarvan. Er is mij toen verteld dat er verbetering zou komen.

Inmiddels is de nieuwe layout een jaar oud en ik wil graag laten weten dat ik heel tevreden ben met de huidige uitvoering en inhoud. Mijn dank voor deze verbetering!

Wim Laauwen, Son en Breugel

Foute kunstmestmachine In het maartnummer van De Ingenieur las ik een verhaal over een kunstmestmachine

dan maar eens samen de maat te houden. Bij musiceren is precieze timing en ritme belangrijk, onmisbaar eigenlijk, anders klinkt het resultaat nergens naar.

Jamulus lost dat probleem op. De software houdt de vertraging op de lijn, deze zogenoemde latency, minimaal en trekt hem voor iedere gebruiker gelijk. Installeer de Jamulussoftware en je kunt bijna meteen aan de slag. Thuis een simpele microfoon en koptelefoon aansluiten op je computer, je instrument inpluggen (indien elektrisch) en kiezen uit een van de vele servers. Oké, met die zware basgitaar op mijn been en zittend voor mijn bureau voelt het een beetje alsof ik in een krappe opnamestudio zit. Maar Yuri, Herman en ik hebben elkaar nu een keer of tien ontmoet in een online jam en het is zeer de moeite waard. We spelen elke week een uurtje of anderhalf samen, van bekende popliedjes tot swingende Spaanstalige nummers. Het begint steeds beter te klinken.

Toch kan ik niet wachten tot we fysiek bij elkaar kunnen komen om muziek te maken. Want hoewel Jamulus ons redelijk (af en toe verslechtert de verbinding) samen laat repeteren, ontbreekt er ook wel een hoop. Die tevreden glimlach als je die lastige passage eindelijk in de vingers hebt. Elkaar aankijken om precies tegelijk in te vallen bij dat lastige nummer. En ook gewoon dat biertje achteraf natuurlijk, dat ook.

voor Afrika. Daar schrok ik een beetje van.

Het is nu toch wel algemeen bekend dat kunstmest niet goed is voor het milieu. Met compost en een goede zuurgraad van de grond kun je het bodemleven, het voedsel voor de plant en bodemgezondheid goed in balans houden.

Kunstmest doodt het broodnodige leven en put daarmee de grond uit. Maar er is waarschijnlijk veel geld te verdienen aan de landbouwmachines die vervolgens weer nodig zijn. De kunstmestmachine klinkt meer als zelfhulp voor Nederland voor de export van onnodige landbouwmachines die vervolgens nodig zijn dan als echte burenhulp.

Anja Wessels, Nijmegen

Opgezegd?!

‘Heb je De Ingenieur nog niet uit?’, vroeg ik mijn man. Hij antwoordde: ‘Die komt niet meer, ik heb vorig jaar het KIVI-lidmaatschap opgezegd.’

Hij wist blijkbaar niet dat ik dit blad ook altijd met interesse doorlas en dan te lezen gaf aan een vriendin, die het weer doorgaf.

Waarom hij had opgezegd? Eigenlijk waardeerde hij de laatste jaren vooral het blad.

Wij zijn namelijk al jaren gepensioneerd en dan is het KIVI-lidmaatschap niet meer zo nodig. Is er misschien een speciale prijs te introduceren voor gepensioneerden waarvoor lid zijn niet (meer) hoeft, maar die wel graag het blad blijven lezen?

Lindy van Wezel, Haaksbergen

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

FOTO : ROBERT LAGENDIJK

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

39

D E

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

V A N

M O R G E N

Rolstoel als handbagage Jaarlijks raken er vele duizenden rolstoelen beschadigd tijdens de bagageafhandeling op vliegvelden. Dat is te voorkomen met een opvouwbare rolstoel.

Roelstoelgebruikers die gaan vliegen moeten hun rolstoel inchecken als ruimbagage. Dat is niet zonder risico. Uit Amerikaans onderzoek blijkt dat door de bagageafhandeling jaarlijks vele duizenden rolstoelen beschadigd raken.

In het ergste geval zijn mensen daardoor op de plaats van bestemming volledig immobiel.

De Duitse ontwerper Andrea Mocellin ontwierp de reisrolstoel Revolve Air die opvouwt 40

tot een pakketje ter grootte handbagage.

De basis van de lichtgewicht rolstoel is het opvouwbare Revolve-wiel, dat Mocellin in 2018 introduceerde. Dat wiel bestaat uit zes aluminium segmenten die als een soort paraplu aan de wielnaaf kunnen opvouwen. Daarvoor is ook de velg met band in zes gelijke delen verdeeld. De band is niet gevuld met lucht, maar ieder segment is gevuld met een

DE INGENIEUR • APRIL 2021

schuimmateriaal. De diameter van het opgevouwen wiel is minder dan een derde van het uitgevouwen wiel.

De twee wielen op de rolstoel zijn verbonden door een vaste as. Bij het opvouwen schuiven de wiel- en bandsegmenten langs de as naar binnen toe en komen, gelijkmatig rondom verdeeld, tegen elkaar te liggen. Het framegedeelte met de twee kleine voorwielen is telescopisch en vouwt in naar de zitting toe. Het zitvlak vouwt vervolgens tegen de rugleuning en deze past als een soort beschermkap over de as met

de opgevouwen wielen heen.

De rolstoel is nu zestig procent kleiner en kan als handbagage mee in het vliegtuig, in het openbaar vervoer of in de kofferbak van een compacte auto.

Mocellin is op zoek naar partners om een eerste pre-productieserie rolstoelen te bouwen. Naar verwachting zijn die in 2022 klaar voor praktijktesten. De verwachte verkooprijs ligt rond de tweeduizend euro. Daarnaast denkt Mocellin aan een verhuursysteem van reisrolstoelen op luchthavens. (PS) foto : revolve wheel

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

Robotrog redt drenkelingen In Duitsland zijn de eerste testen uitgevoerd met een reddingsrobot die in actie komt nadat een camera­ systeem een drenkeling heeft opgemerkt.

Privacyring Ons technologiegebruik laat dagelijks overal sporen achter, zowel in de openbare ruimte als online. Daarin wil productontwerp- en adviesbureau Argodesign verandering brengen met Me.Ring. Met deze ring om je vinger is met één druk op de knop alle toegang tot persoonlijke data uit te schakelen. Via de bijbehorende app is te bepalen welke informatie wel en niet beschikbaar is voor bedrijven en overheden.

‘Nu betalen we voor functies op websites met onze eigen data. Zo worden onze data een monopolie van bedrijven’, zegt Jared Ficklin, hoofd creatieve technologie en oprichter van Argodesign. Hij pleit voor een democratisch systeem. Een datamarktplaats waar de Me.Ring een gelijkwaardige relatie vormt tussen klant en bedrijf en de gebruiker bepaalt welke data worden opgeslagen.

De ring communiceert via near-field communication en bluetooth met toegangspoortjes, stoepen, camera’s en digitale borden die nu al onderdeel zijn van steden. De ring laat zien welke partij welke data gebruikt en voor welk doeleinde. Bedrijven die geïnteresseerd zijn in persoonlijke data van een bepaalde doelgroep kunnen dan een aanbod doen. Zoals een dinerbon in ruil voor het delen van de volgende tien restaurants waar iemand gaat eten.

Om de Me.Ring mogelijk te maken is de aanpassing van wet- en regelgeving de grootste uitdaging. Ficklin: ‘Alle technologie is aanwezig. Maar er zijn grote structurele veranderingen nodig in de manier waarop we omgaan met data. Data-uitwisseling moet worden vrijgegeven.’

In de toekomst zal Me.Ring niet het enige platform zijn, maar zullen er meerdere concurrerende platforms komen, voorziet Ficklin. (SB) foto : argodesign ; fraunhofer iosb

In 2019 verdronken er in Nederland meer dan honderd mensen. In Duitsland lag dat aantal ruim vier keer zo hoog.

Zij verdronken niet alleen in open water, maar ook in zwembaden. Drenkelingen spartelen en happen naar lucht, maar om hulp schreeuwen lukt vaak niet. Ook komt het voor dat mensen bewusteloos raken en naar de bodem zinken. Een onderzoeksteam van het Duitse FraunhoferInstitut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) ontwikkelde daarom een robotsysteem dat tijdig kan ingrijpen.

Het systeem werkt met camera’s die van bovenaf het water monitoren. Software die de beelden analyseert kan de typische houding van drenkelingen herkennen. In zwembaden worden de camera’s op het plafond gemonteerd en voor buitenzwembaden en recreatiegebieden op drones of reclamezeppelins.

Als het systeem een drenkeling detecteert, gaan de

coördinaten direct naar een robot. Deze staat stand-by achter een luik onderin het zwembad. De robot navigeert naar de locatie en lokaliseert de drenkeling met camera’s.

In meren, waar het zicht onder water vaak slecht is, gaat dit via akoestische sensoren. De robot pakt de drenkeling met een klemsysteem vast en trekt de persoon naar de oppervlakte.

In een praktijktest op de Hufeisensee, een kunstmatig aangelegd meer, wist het robotprototype een dummy van tachtig kilogram te redden. De dummy werd van drie meter diepte eerst omhoog en daarna over een afstand van veertig meter naar de oever gebracht. De hele reddingsoperatie duurde twee minuten. Het team wil nu kleinere, lichtere en goedkopere modellen gaan ontwikkelen toegespitst op zowel zwembaden als meren. De robot krijgt straks de gestroomlijnde looks van een reuzenmantarog. (PS)

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

41

EUREKA

Duurzame knutsellaptop Een zelfbouwlaptop met flink wat gerecyclede materialen gaat een reductie van de hoeveelheid elektronisch afval opleveren, als het aan Framework ligt.

Wie in 1980 is geboren, produceert gedurende zijn leven zo’n vijf­ honderd kilogram elek­ tronisch afval. Volgens Nirav Patel, eerder werk­ zaam bij onder andere Apple en nu oprichter van startup Framework in San Francisco, moet daar verandering in komen.

Framework lanceerde begin februari een lichtgewicht laptop die de gebruiker zelf op maat kan maken, kan upgraden én repareren. Nieuwe en tweede­ hands onderdelen zijn beschik­ baar op de online marktplaats van Framework. De QR­code op alle onderdelen van de lap­ top verwijst naar de producten op de marktplaats. De laptop

42

DE INGENIEUR • APRIL 2021

bestaat voor 50 procent uit ge­ recycled aluminium en voor 30 procent uit gerecycled plastic.

De basislaptop beschikt over een webcam met 1080 pixels en zestig frames per second (fps), en geeft een stuk scherper beeld dan de webcam die in een gemiddelde laptop zit. Die blijft vaak steken op 480 of 720 pixels en dertig fps.

Bij aankoop van de laptop is

er keuze uit toetsen­ borden, schermen en poorten (USB­C, USB­A, HDMI, Display­ Port en microSD), die je als aparte blokjes in de zijkant van je laptop kunt schuiven.

Voor de echte knutse­ laars is er ook nog een doe­het­zelfpakket.

Framework is niet het eerste bedrijf dat samengestelde elektronica op de markt brengt, maar er zijn weinig succesvolle voorgangers. Volgens Patel zal het anders lopen met Frame­ work: ‘Voor ons is het geen bijproject, het is het hoofddoel van ons bedrijf.’ De laptop is volgens de makers deze zomer leverbaar tegen een markt­ conforme prijs. (SB)

foto : framework

Broodvergister Kunstenaars van het Amsterdamse collectief Cascoland laten mensen in een woonwijk energie opwekken met restjes brood.

Zalmkanon Dammen zijn desastreus voor trekvissen als zalm, paling en steur.

In Europese rivieren kan een vis volgens het Wereld Natuur Fonds elke paar kilometer z’n kop stoten tijdens het zoeken naar paai- en voedselgebieden. Het Amerikaanse bedrijf Whooshh Innovations introduceerde vijf jaar geleden een ‘zalmkanon’ dat trekkende zalmen door een buis langs dammen omhoog schiet. Het systeem is nu verder geperfectioneerd en kan ook uitheemse soorten helpen terugdringen.

Het originele Whooshh Transport System bestond uit een flexibele buis van tientallen meters die was aangesloten op een luchtpomp.

Door een lichte onderdruk in de buis schoot deze zalmen met een snelheid van vijf tot tien meter per seconde langs de dam omhoog.

De zalmen moesten beneden echter handmatig in de buis worden geladen. Dit is arbeidsintensief en stressvol voor de vissen, maar dat is verleden tijd.

De nieuwe Whooshh Passage Portal heeft onderaan een ontvangststation waar water uit stroomt. Zalmen hebben de neiging daar tegenin te zwemmen en komen dan in een scansysteem terecht. Dat maakt binnen een seconde achttien foto’s, identificeert de vis en registreert onder meer soort en grootte voor wetenschappelijke analyse. Ongewenste, uitheemse soorten worden teruggegooid in de rivier of apart afgevangen. De zalmen – of een andere vooraf bepaalde soort – worden doorgelaten naar de flexibele buis, gesmeerd met water, en omhoog geschoten.

(PS) (

foto : whooshh ; cascoland

In veel culturen is brood heilig.

Vaak is het een teken van gastvrijheid om altijd brood op tafel te hebben staan, waardoor er meer brood wordt gebakken dan opgegeten. Oud brood weggooien mag niet volgens de islam, dus voert men het aan de vogels buiten, wat weer zwerfkatten en ratten aantrekt.

Wat kun je nog meer doen met oud brood? Dat vroegen kunstenaars en ontwerpers van het Amsterdamse collectief Cascoland zich af. ‘Al onderzoekend kwamen onze creatieve collega’s van Pink Pony Express erachter dat je brood kunt vergisten tot brandbaar biogas’, vertelt Roel Schoenmakers, een van de initiatiefnemers van Cascoland. ‘Dat is niets nieuws, de technologie is bijna net zo oud als de landbouwende mens.’ Het bouwen van een vergister in een stedelijke omgeving zoals de Kolenkitbuurt in Amsterdam-West was wel een noviteit.

In samenwerking met energiebedrijf Enki Energy bouwde Cascoland in 2014 het eerste prototype van de Broodvergister.

De opstelling bestond uit een vat van vijftienhonderd liter, voor de helft gevuld met een vloeistof vol bacteriën. De bacteriën zetten het oude brood vermengd met water om in biogas en afvalwater.

‘Brood is hoog-energetisch.

Met zo’n zes kilogram, een boodschappentas vol, produceren we 1500 tot 2000 liter biogas per dag’, vertelt Schoenmakers.

‘Met de schaal waarop we nu brood vergisten, gaan we het wereldwijde broodoverschot niet oplossen. Het voornaamste doel van de Broodvergister is om het denken over voedselproductie en verspilling te veranderen.’

Enki Energy ontwikkelde het prototype door tot een geautomatiseerde Broodvergister. Een pH-sensor reguleert de toevoer van broodslurrie voor een optimale gasproductie. Samen met technicus Simme Andriesma bouwde Enki een volledig geautomatiseerde Broodvergister in een wooncomplex in Amersfoort die al jaren probleemloos draait.

De kosten van zo’n Broodvergister liggen op zo’n 45.000 euro schat Schoenmakers. ‘Uiteindelijk is het doel om het systeem zo te ontwerpen dat iedereen op de wereld het in kan zetten om in steden decentraal energie op te wekken.’ (SB)

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

43

EUREKA

Stellingklimmer De SqUID is een robot die zich zowel rijdend als klimmend en klauterend een weg door een magazijn kan banen en ondertussen dozen verzamelt.

Met industrie 4.0-oplossingen kunnen bedrijven slimmer, flexibeler en kostenefficiënter werken. De basis daarvan is dat alles in een fabriek of pakhuis door het internet der dingen, big data-analyse en machine learning digitaal met elkaar wordt verbonden.

Industriële processen autonoom en flexibel inrichten vergt echter flinke investeringen. Het Israëlische bedrijf BionicHIVE ontwikkelt daarom een modulair pick-and-place-systeem dat in ieder bestaand pakhuis is te installeren.

Aan de basis staat het robotvoertuig SqUID dat zelfstandig horizontaal en verticaal door pakhuizen navigeert. De

44

DE INGENIEUR • APRIL 2021

robot rijdt niet alleen door de gangpaden, maar kan via een railsysteem ook tot enkele tientallen meters hoog stellingen beklimmen. De benodigde rails worden als retrofit op bestaande metalen stellingen gemonteerd.

SqUID heeft achterop een laadplatform en voorop een geavanceerde kop boordevol technologie. Dat zijn ten eerste camera’s en sensoren om autonoom te kunnen navigeren.

Ten tweede zit in de kop alle aandrijf- en besturingstechniek.

De kop is draaibaar opgehangen en heeft twee wielensets die om meerdere assen kunnen draaien en zorgen voor de aandrijving en besturing.

Om een stelling in te klimmen, positioneert de robot zich met de wielensets naast de horizontale uitloop van de rails.

De twee wielensets draaien negentig graden en de robot rijdt via de rails de hoogte in.

Daarbij kantelt de kop om het laadplatform horizontaal te houden.

In de stelling kan de robot omschakelen van verticale naar horizontale rails om een bepaald stellingvak te bereiken.

Als de juiste doos is gedetecteerd, trekt een robotarm met zuignappen de doos op het laadplatform van de robot. Deze rijdt via de rails weer naar beneden en brengt de doos naar de plek van bestemming. (PS)

foto : bionichive

Expeditierobot Autofabrikant Hyundai lanceerde februari dit jaar de Tiger, een afkorting voor transforming intelligent ground excursion robot. Deze robot heeft poten die onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen en de stappen van zoogdieren en reptielen nabootsen. Zo beweegt Tiger zich soepel voort over moeilijk begaanbaar terrein, zoals in grotten, bossen of rotsachtige bodems van de maan of Mars. Eenmaal op glad terrein trekt Tiger zijn poten in en rijdt hij op wielen, vooralsnog de meest efficiënte manier van voortbewegen.

Twee jaar geleden maakte Hyundai al een elektrische wagen met robotpoten voor passagiers, de Elevate. De Tiger is de onbemande opvolger, inzetbaar bij wetenschappelijke expedities of om voedsel en medicijnen af te leveren bij een natuurramp of ander noodgeval.

Tiger is kleiner dan Elevate en in ingeklapte vorm niet groter dan een bolderkar. Strekt de robot zijn poten, dan heeft hij een spanwijdte van 4,5 meter. Het voertuig is symmetrisch gebouwd en kan om zijn eigen as draaien, waardoor het vanuit stilstand alle kanten op kan rijden. De Tiger kan ook een muur op klimmen en over een kloof stappen.

Tiger is nu alleen nog een concept car en is er geen garantie dat Hyundai de robot in productie gaat nemen. Wel voorziet het bedrijf een sterke groei in soortgelijke voertuigen in de komende jaren. (SB)

Rolf zag een ding

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

Steigerglijbaan ‘Papa, een tunnel!’

Vol verwondering kijk ik naar de steigerconstructie waar Luuk en ik onderdoor moeten fietsen. Terwijl mijn kind vooral een coole tunnel ziet, zie ik een oplossing die ik zes maanden eerder had willen zien.

Onze straat is, zoals veel Haarlemse straten, als volgt ingedeeld: oud huis met een beneden- en bovenwoning, dan een stoep, fietspad, parkeerhaven en ten slotte de straat.

De locatie van het fietspad is logisch: door parkeervakken veilig afgeschermd van het drukke autoverkeer in de straat.

Maar… wanneer je flink gaat verbouwen, zoals wij een half jaar geleden hebben gedaan, wordt de puinbak op een parkeerhaven gezet. Een stortkoker uit je raam hangen die direct de bak in gaat, dat kan niet, die zou het fietspad blokkeren. En dus steek je een dag lang het fietspad over met je handen vol bouwpuin. Behalve dat dit gevaarlijke situaties oplevert – want wat gaan die elektrische tweewielige sluipmoordenaars hard – heb je na een dag lang wc-pot en badkuipresten de trap af sjouwen geen rug meer over. Zoiets is leuk voor een weekendje ‘lekker fysiek bezig zijn’. Maar als het je baan is, ben je binnen een paar jaar gesloopt.

Tijdens de zoveelste keer met volle handen de trap af lopen, heb ik me afgevraagd: dit moet toch handiger kunnen? Een emmer aan een touw? Glijmatjes? Maar elke oplossing die ik bedacht, was meer werk dan gewoon doorbuffelen. En dus buffelde ik gewoon door.

Zes maanden later leerde ik dat het wel degelijk handiger kan. Een ander gezin in de buurt ging ook verbouwen en deed het sloopwerk niet zelf, maar huurde professionals in.

Een sloopbedrijf laat – als het goed is – zijn medewerkers niet met rugbrekende lasten van een trap af lopen. Wat doen ze dan wel? Die bouwen dus gewoon een steiger over het fietspad heen, met een fietstunnel erin.

Terwijl ik door de ‘tunnel’ fietste, liep een bouwvakker met een volle kruiwagen op de steiger over mijn hoofd en kieperde alles via een glijbaan direct in de puinbak. Net als de emmers en glijmatjes die ik had bedacht, zal het opbouwen van de steiger best even werk zijn geweest. Maar dan blijft de rug van de bouwvakker wel heel.

De wijze les die ik eruit trek: als je ongezond blijft doorbuffelen omdat de gezonde versie ‘gedoe’ is, schiet je jezelf in de voet. Dat kan één keer misschien, maar op een gegeven moment moet je toch die steiger bouwen. Om te beslissen op welk moment je beter de steiger kunt bouwen dan ‘nog één keer’ zelf puin te sjouwen: dat klinkt als een baan voor een goede (bouw)ingenieur.

Rolf Hut is universitair docent aan de TU Delft, maker, spreker en schrijver.

FOTO : NEW HORIZONS STUDIO ; PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

45

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.

GOEDE GEZONDHEID EN WELZIJN

KWALITEITSONDERWIJS

ONGELIJKHEID VERMINDEREN

Thijs de Jongh is zesdejaars student, studeerde technische wis- en natuurkunde aan de TU Delft en is overgestapt naar econometrie aan de Erasmus Universiteit in Rotterdam. Zijn missie: studenten door de coronacrisis heen slepen.

‘Het wordt tijd dat we serieus genomen worden’ Tekst: Jim Heirbaut • Foto: Bianca Sistermans

‘Aan het begin van de eerste lockdown hadden we binnen no-time een WhatsApp-groepje en vlogen de ideeën over en weer hoe we anderen konden helpen. Zo hebben we een matchingsplatform gebouwd waar vrijwilligers laagdrempelig hulp kunnen aanbieden.

We hebben afgelopen jaar eigenlijk van alles georganiseerd. Tot een online festival aan toe, met drie podia en dj’s, bedoeld om na het harde werken van de tentamens stoom af te blazen. Toch voelt het als druppels op een gloeiende plaat. Studenten moeten elkaar snel weer fysiek kunnen ontmoeten.’

rekening houden met de buitenwereld. Alsof we alleen maar voor feestjes bij elkaar klitten om vervolgens iedereen te besmetten. Want dat is juist niet wat ik om me heen heb gezien. Met mijn studentenhuis van zeventien man gingen we op een gegeven moment vrijwillig in quarantaine en we maakten schema’s voor wie naar de supermarkt mocht gaan. Met het initiatief ‘Lieve Mark’ hebben we meer dan zevenduizend studenten onder vraagd en de resultaten daarvan wijzen ook uit dat de meeste studenten voorzichtig met de medemens willen omgaan.’

Aanpakken ‘Studenten hebben zich in verschillende steden georganiseerd tijdens de coronacrisis, maar in Delft zijn we het verst. Hoe dat komt?

Ik denk dat we in Delft een algemene houding meekrijgen van: niet zeuren, maar gewoon problemen aanpakken. Momenteel knopen we, onder andere met hulp van KIVI, alle initiatieven in verschillende studentensteden aan elkaar, zodat niet iedereen overal het eigen wiel zit uit te vinden.’

Eenzaamheid ‘Onze enquête laat ook zien hoe studenten eraan toe zijn: belabberd. Veel studenten zien hun vrienden nauwelijks en krijgen geen normaal onderwijs. Sommigen hebben geldzorgen, bijna de helft is meer verdovende middelen gaan gebruiken uit verveling. Een derde van de geënquêteerden geeft zijn leven op dit moment het cijfer 4 of lager. Er is meer eenzaamheid, vooral onder studenten die in hun eentje op een kamer wonen. We maken ons ook zorgen om de buitenlandse studenten. Het studentenleven ligt op zijn gat; de eerstejaars van september vorig jaar hebben geen fat-

Wegzetten ‘Ik erger me er kapot aan hoe sommige media studenten neerzetten, alsof we nooit

soenlijke introductie gehad in hun studie, faculteit en stad.’

Burn-out ‘Ook voor corona stonden studenten al onder enorme druk. Tegenwoordig moet je nominaal studeren, mooie nevenactiviteiten ontplooien, een bijbaantje hebben; het is soms echt gekkenwerk. Wij hebben in mijn studentenhuis niet eens meer een bank of een tv. We zijn ofwel allemaal keihard aan het blokken of we gaan na de tentamens helemaal los. Een tussenvorm – wat lummelen met zijn allen – kennen we niet meer. Ik schrik ervan hoeveel mensen ik ken die een burn-out hebben of er tegenaan zitten.’

Frustratie ‘Misschien komt mijn ijver in deze coronatijd wel voort uit frustratie. Ik heb voor het Delftsch Studenten Corps een paar jaar terug een lustrum georganiseerd en toen ontdekte ik hoe je als student soms tegen muren oploopt; je wordt vaak niet serieus genomen.

Ik heb daar altijd mijn vraagtekens bij gehad. Want stel dat ik over twee maanden afstudeer, dan zit ik bij een groot bedrijf en ziet de buitenwereld mij ineens wel staan?

Dat is toch raar?’

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

47

MEDISCHE TECHNOLOGIE T E K S T: D I A N A D E V E L D

Een betaalbaar medisch monitoringssysteem voor ontwikkelingslanden

Kinderlevens redden met sensoren Honderdduizenden baby’s redden, dat is het doel van GOAL 3.

Voor de ontwikkeling van een medisch monitoringssysteem voor minder rijke landen ontving de startup een Europese subsidie van 3,5 miljoen euro. In Malawi loopt nu een eerste pilot.

‘Ik zag dat kinderen onnodig stierven aan aandoeningen die makkelijk en voor weinig geld te verhelpen zijn, zoals longontsteking of bloedvergiftiging’, vertelt Niek Versteegde. Hij werkte een aantal jaar geleden als tropenarts in Tanzania, en zette daar ook een couveuseafdeling op.

‘Het probleem is dat de diagnose vaak te laat komt. Bij bloedvergiftiging bijvoorbeeld daalt de overlevingskans

met 10 procent voor elk uur vertraging in de diagnose.’

In minder rijke landen is vaak geen geld voor dure monitoringssystemen. Zijn zulke systemen er wel, dan schiet het onderhoud tekort of blijven reparaties achterwege.

‘Verpleegkundigen checken dan af en toe persoonlijk of de gezondheid van de baby niet verslechtert. Maar daarvoor hebben ze het meestal eigenlijk te druk’, zegt Versteegde.

Het monitorings­ systeem Impala in gebruik. foto : goal 3 48

DE INGENIEUR • APRIL 2021

In een ziekenhuis in Malawi werkt Bart Bierling aan een proefopstelling van de monitorings­ techniek. foto : goal 3

Ziekenhuizen betalen nog geen euro per dag

Dragons Den Hun bedrijf telt inmiddels tien medewerkers. De potentie wordt overal herkend: ze kregen al verschillende prijzen en subsidies, waaronder een Europese beurs van bijna 3,5 miljoen euro. Afgelopen maand deden

ze mee aan het tv-programma Dragons Den van omroep WNL om geld op te halen voor verdere ontwikkeling. De Dragons besloten niet te investeren maar een speciaal benefietgala te organiseren om geld op te halen voor de startup.

Het streven is om Impala in 2023 op de markt te brengen. Het systeem zal worden aangeboden als product-as-a-service: ziekenhuizen kunnen het afnemen voor prijzen vanaf nog geen euro per dag, inclusief installatie, training, service en onderhoud.

‘Door de instapkosten laag te houden, willen we ons product toegankelijk maken voor een grote doelgroep’, licht Versteegde toe. ‘Daarnaast dwingen we onszelf op deze manier om een kwalitatief goed systeem te maken dat kan blijven draaien in de Afrikaanse ziekenhuizen.’

De ondernemers gaan ervan uit dat ziekenhuizen voor minstens vijf jaar een contract aangaan. ‘Dan hebben ze de kosten eruit: het systeem plus onderhoud en sensoren kost naar verwachting namelijk minder dan negenhonderd euro’, zegt Bierling.

De eerste prototypen worden nu getest in het Queen Elizabeth Central Hospital in Malawi. Bierling is hier voor een aantal maanden gestationeerd. ‘Ons pilotsysteem registreert onder andere het elektrocardiogram (ECG) via elektroden op de huid en meet met licht de zuurstofverzadiging van het bloed’, vertelt Bierling

t

In 2018 maakte Versteegde kennis met industrieel ontwerper Bart Bierling, toen nog student industrial design in Eindhoven. Voor zijn afstuderen ontwikkelde Bierling een patiëntenmonitor. Zodra Versteegde die zag, werd hij enthousiast: die zou wel eens het antwoord kunnen zijn voor het probleem dat hij in Afrika had gezien.

In 2019 richtten ze samen GOAL 3 op, genoemd naar doelstelling drie van de zeventien duurzame ontwikkelingsdoelen van de Verenigde Naties: een goede gezondheid en welzijn voor alle leeftijden. Met hun startup willen ze een betaalbaar en robuust medisch monitoringssysteem genaamd Impala op de markt brengen dat het aantal sterfgevallen onder kinderen in ziekenhuizen in ontwikkelingslanden moet terugdringen. Impala staat voor innovative monitoring in paediatrics in low-resource settings: an aid to save lives. Hiervoor bouwen ze aan een netwerk met onder meer Afrikaanse (tropen)artsen en Nederlandse academische ziekenhuizen: Radboudumc, Amsterdam UMC en LUMC.

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

49

MEDISCHE TECHNOLOGIE

Monitoringssysteem voor bij het bed

Tablet met monitoringssoftware

FOTO : GOAL 3

Werken in Malawi Industrieel ontwerper Bart Bierling verblijft een aantal maanden in het Malawiaanse Queen Elizabeth Central Hospital om te werken aan de implementatie van het Impalasysteem. Zijn ervaring is positief. ‘De samenwerking met ziekenhuistechnici verloopt prima en het is heel bijzonder om in het ziekenhuis onderzoek te doen’, zegt Bierling.

‘Er zijn hier overigens best wat mensen opgeleid tot biomedisch ingenieur, maar omdat er te weinig banen zijn, doen ze vaak ander werk.’

En hoe is het met de technische faciliteiten in Malawi? ‘Het internet is 50

wel beperkt. Dit interview doe ik via de databundel op mijn persoonlijke mobiele telefoon. Om bijvoorbeeld apparatuur opnieuw te kalibreren of vast te zetten, zijn er wel eenvoudige materialen voorhanden, maar geavanceerde materialen ontbreken. Als er een onderdeel moet worden vervangen, dan kun je dat niet zomaar bestellen in en webwinkel. Bijna alles moet los vanuit Europa komen. Bij de Malawi Polytechnic is er overigens wel een mooi designlab met een 3D-printer. Misschien kunnen we daar nog iets mee.’

DE INGENIEUR • APRIL 2021

via een online videoverbinding. Verder gebruikt het systeem een bloeddruksensor en een temperatuursensor.

Bierling wil daarnaast een ballistografiesensor toevoegen. ‘Dat is een soort matje onder het matras dat ademhaling, hartslag en beweging vastlegt’, legt hij uit. ‘Het zou mooi zijn als we het ECG konden vervangen door zo’n matje, want dat is eenvoudiger in het gebruik en minder kwetsbaar.’

De verpleegkundigen kunnen de patiënten aan het bed in de gaten houden met de Impala-monitor, maar ook centraal via een tablet meerdere patiënten tegelijk monitoren. ‘We werken aan algoritmen die uit de verschillende metingen kunnen opmaken wanneer de toestand van een kind verslechtert’, legt Bierling uit. ‘Dat doen we onder meer samen met de Malawi Polytechnic, de medische faculteit van de University of Malawi en het Imperial College London.’ Versteegde: ‘Het gaat verder dan simpelweg opmerken dat de hartslag vertraagt. Denk bijvoorbeeld aan het herkennen van patronen als het afwisselend versnellen en vertragen van de hartslag. Dit is ook in de westerse wereld een hot topic: hoe gebruik je hiervoor big data en machine learning ?’

Hoge verwachtingen Arts Emmanuel Kafulafula van het Queen Elizabeth Central Hospital heeft hoge verwachtingen van Impala.

‘Ik geloof echt dat de zorg voor zieke kinderen erdoor verbetert’, vertelt hij. ‘Een van onze grootste uitdagingen is vroege diagnostiek en monitoring bij opgenomen kinderen. Deze taak ligt bij de verpleegkundigen, maar soms zijn er te veel patiënten en daardoor missen ze signalen.’ Hierdoor kunnen de gezondheidsklachten van de kinderen onnodig verergeren.

Voor implementatie in de dagelijkse praktijk ziet Kafulafula nog wel uitdagingen. ‘Mensen moeten eraan wennen – niet zozeer het personeel maar vooral de ouders. Die staan niet altijd open voor nieuwe ideeën, zoals zo’n ballistografiesensor. Maar ik denk dat dit zich vanzelf oplost wanneer er meer bekendheid komt. Andere ziekenhuizen die nog geen monitoringssystemen hebben of kampen met defecte systemen zullen ook zeker geïnteresseerd zijn.’

ILLUSTRATIE : GOAL 3

WA AR

KUN N EN

WE

DEZE

M A A N D

N A A RT O E?

DE

IN GEN IEU R

TI P T

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

16/5 Over het bouwen van leven Hoe het leven op aarde is ontstaan, is één van de intrigerendste vragen in de wetenschap. Bij het zoeken naar antwoorden leren chemici en biowetenschappers en passant hoe ze bacterien genetisch kunnen aanpassen en zelf onderdelen van cellen kunnen bouwen.

Op 16 mei houdt chemicus Bert Meijer van de TU Eindhoven over dit onderwerp een Paradisolezing.

Zondag 16 mei, 11.00 uur, Paradiso, Amsterdam.

Kaarten op verstegenstigter.nl

Tot 5/9

Abstracte beelden van Nederland Als geen ander liet de vorig jaar overleden fotograaf Ger Dekkers met beelden de schoonheid van het Nederlandse landschap zien. Een sloot die het landschap doorsnijdt, een enkele wolk boven een dijk, een vers gevormde duin tegen een asfaltweg of geploegde voren in een aardappelveld.

Dekkers laat op zijn beelden vooral de strakke lijnen en patronen van het door de

mens gemaakte land zien. Door zijn lens worden die patronen in het landschap bijna abstracte geometrische composities. Het museum Kröller-Müller, hopelijk binnenkort weer open, toont nog tot begin september zijn Planned Landscapes. 25 Horizons, met projecties op zeven schermen van drie bij drie meter.

Meer informatie op krollermuller.nl

T/m juni

Fossielen in Utrecht

Rotterdam in 2060 Als er één stad in ons land last krijgt van de stijgende zeespiegel dan is het wel

Rotterdam. De stad ligt in het zwaartepunt van de rivierdelta die ons land feitelijk is. Wat dit

FOTO ’ S : GER DEKKERS / KRÖLLER MÜLLER MUSEUM ; FOTO : PXHERE

betekent voor de toekomst, daarover bogen zich vier ontwerpbureaus. Zij kregen de opdracht hun droom voor de stad van 2060 vorm te geven, ieder uitgaande van een andere combinatie van onzekere sociale en economische factoren. Welke scenario’s dat oplevert, is nu te zien in de virtuele tentoonstelling Meteopolis, die deel uitmaakt van de negende editie van de Internationale Architectuur Biennale Rotterdam.

Online tentoonstelling Meteopolis, my.matterport.com/ show?m=8bovrFZuBJQ

In Utrecht kun je nu met kinderen op zoek naar fossielen. Die zijn namelijk gewoon op straat en in de gevels van gebouwen te vinden. Het Universiteitsmuseum Utrecht heeft deze fossielenjacht opgezet speciaal voor families met (klein)kinderen tussen de acht en veertien jaar. Met een app volg je de route, krijg je hints over de precieze locatie van de fossielen en spreekt fossielenonderzoeker Jelle Reumer je toe.

De tocht duurt ongeveer anderhalf uur.

Download de app op izi.travel/en/ 0228-fossielenjacht/nl

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

51

De Ingenieur in gesprek

Wim Sinke ziet maatwerkpanelen als gat in de markt voor Europese industrie

‘Stuur zonne­energie terug naar de tekentafel’ De kosten voor het opwekken van zonne-energie zijn afgelopen decennia spectaculair gedaald en die trend zet zich de komende decennia voort, stelt Wim Sinke van TNO. Die prijsdaling is op zichzelf echter geen garantie voor succes. ‘Zonnepanelen op een mooiere manier integreren in gebouwen, infrastructuur en landschap is een must als we het draagvlak voor zonne-energie niet willen verspelen.’

Tekst: Martine Segers

‘Van noodzakelijk kwaad naar begeerlijk goed.’ Dat is het motto van het onlangs verschenen rapport Zonpositief van TNO. Kijk niet alleen naar de laagste opwekkosten, maar hecht ook waarde aan een goede inpassing in de omgeving en voorkom zo dat je strandt in burgerverzet; in weerstand, scepsis en procedures.

‘We willen het beeld van zonne-energie bijstellen naar iets positievers door de bezwaren die er leven te adresseren en alternatieven te bieden’, vertelt Wim Sinke, die veertig jaar geleden aan de wieg stond van het Nederlandse zonnecelonderzoek en zijn hele werkzame leven in dat veld actief is gebleven. Die alternatieven moeten het mogelijk maken om in 2030 in Nederland vijf keer zoveel zonne-energie te produceren als nu, en in 2050 zelfs twintig keer zoveel.

De TNO-onderzoeker en UvA-hoogleraar ziet ook nieuwe kansen voor de Europese industrie op het gebied van mass customization. Sinke schetst een toekomst waarin ergens op de wereld standaardzonnecellen en -folies goedkoop en efficiënt worden geproduceerd en daarna in Europa worden verwerkt tot halffabricaten in allerlei formaten en kleuren. Toeleveringsbedrijven voor de bouw gebruiken die halffabricaten vervolgens voor het produceren van een heel palet aan stroom producerende bouwelementen die ontwerpbureaus en architecten makkelijk in hun projecten kunnen toepassen.

Zo’n groot aanbod van allerlei gestandaardiseerde bouwelementen gaat zonne-energie-op-maat financieel interessant maken, verwacht Sinke. Zeker in combinatie met nieuwe, goedkopere systeemontwerpen en 52

DE INGENIEUR • APRIL 2021

installatiemethoden en in combinatie met een verdere daling van de kostprijs van kale zonnecellen en -folies.

Zonne-energie opwekken kost anno 2021 slechts een kwart van wat het vijftien jaar geleden kostte. En het einde van de prijsdaling is nog lang niet in zicht, stelt hij, want volgende generaties zonnepanelen lopen zich al warm. ‘Al die kostenbesparingen gaan de business cases voor ondernemers aantrekkelijker maken.’

Zitten we komende jaren nog vast aan weilanden vol met zonnepanelen om de doelen uit het Klimaat­ akkoord te halen?

‘Op zich is er nog ruimte genoeg op daken en andere verharde oppervlakken, maar al die ruimte benutten is technisch en organisatorisch ingewikkeld, economisch soms onaantrekkelijk en het lukt niet snel genoeg. De uitdaging is om nu snel meer zonnepanelen te plaatsen zonder het draagvlak en enthousiasme te verspelen.

Voor veel mensen vormen zonnepanelen op akkers en weilanden een schrikbeeld, maar tegelijkertijd is het de goedkoopste vorm van zonnestroom en ligt daar een groot potentieel, ook om relatief snel grote stappen te zetten. We kunnen het ons niet permitteren om deze optie zomaar af te schrijven.

Zonnepanelen plaatsen waar ze niet zo in het zicht liggen, kan soms een goede optie zijn. Verder onderzoeken we mogelijkheden om zonnepanelen en strokenlandbouw te combineren. Een mooi voorbeeld daarvan is de toepassing van verticaal geplaatste tweezijdig werkende panelen. Daarbij kun je variëren

1981–1985: Promotieonderzoek bij onderzoeksinstituut AMOLF

in afstand tussen de panelen, hoogte van de panelen, eventueel in de kleur, en in welk deel van een akker je voor zonnepanelen gebruikt. De kunst is om de opbrengst van de gewassen en de geproduceerde energie samen rendabel te krijgen.’

Zijn er nog meer alternatieven?

‘Er is meer mogelijk dan veel mensen denken. We zien bijvoorbeeld mogelijkheden om zonnecellen in geluidsschermen en in het wegdek te integreren. Of te foto : tki urban energy

1990–heden: Groepsleider bij ECN, sinds kort onderdeel van TNO. Momenteel coördinator roadmap zonne-energie

1994–heden: Deeltijdhoogleraar aan de Universiteit Utrecht (tot 2012) en daarna aan de Universiteit van Amsterdam

installeren op stortplaatsen of als drijvende panelen op binnenwateren en misschien zelfs op zee. Nederland heeft veel water. Zelfs als je daar maar een klein deel van gebruikt, heb je al een enorm oppervlak. Bovendien kun je drijvende systemen relatief makkelijk met de zon laten meedraaien. Er is voor toepassing op grote schaal echter nog wel meer onderzoek nodig, zowel op technologisch als op ecologisch gebied. Bijvoorbeeld op gebied van de levensduur en naar het voorkomen van onnodige ecologische schade door schaduwwerking.’

t

1974–1981: Studie natuurkunde aan de Universiteit Utrecht

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

53

QUOTE

Zonne-energielaminaten verwerkt op stalen dakpanelen. foto : tno / posco

Heeft het Klimaatakkoord al echt iets opgeleverd voor zonne-energie?

‘Plannen zijn er genoeg. Veel regio’s willen graag meer zonne-energie produceren in hun regio, alles bij elkaar zelfs meer dan voorzien in het Klimaatakkoord. Wat nu speelt, is de discussie over concrete locaties en hoe het voor ondernemers financieel aantrekkelijk blijft wanneer het inpassen in de omgeving extra kosten met zich meebrengt. Regio’s zijn nu aan het inzoomen en ontdekken dat ze betere opties nodig hebben.’

‘We willen klaar zijn voordat de markt echt losbarst’

De huidige subsidieregeling SDE+ lijkt zonneparken te stimuleren die veel mensen lelijk vinden. Moet die regeling niet op de schop?

‘Lokale overheden hebben nu al opties om te voorkomen dat ondernemers voor de goedkoopste en vaak minst mooie oplossingen gaan. Via hun vergunningenbeleid kunnen ze daar invloed op uitoefenen. We willen als TNO niet op de stoel van de beleidsmakers gaan zitten, maar wel bouwstenen leveren die meer keuzen mogelijk maken. Er moeten veel meer opties dan alleen de standaardsystemen komen, tegen een betaalbare prijs. Hoe je verzekert dat die opties vervolgens ook worden gekozen, is vooral een zaak voor de politiek en de maatschappij.’

Hoe krijgen we meer variatie?

‘Zonnecellen komen nu veelal in grote containers vanuit China naar Europa in de vorm van een heel beperkt aantal standaardpanelen. Er zijn relatief weinig Europese bedrijven die maatwerkoplossingen bieden. Wij zoeken nu bedrijven die samen met ons flexibiliteit in de toepassing van zonnecellen willen gaan aanbrengen.

We zijn ervan overtuigd dat hier grote kansen liggen voor Europese bedrijven.’

In de begindagen kostte de productie van zonnecellen meer energie dan ze uiteindelijk leverden.

Hoe staat dat er nu voor?

‘Sommige mensen denken dat dat nog steeds zo is, maar dat is echt een broodje-aapverhaal. De terugverdientijd ligt nu op enkele jaren, in die tijd is de energie die de productie gekost heeft weer terugverdiend. Het precieze aantal hangt af van het type en hoeveel zon er jaarlijks op valt. De zonnepanelen die nu op veel daken liggen, leveren gemiddeld tien keer zoveel energie als het maken ervan heeft gekost. Voor sommige soorten is dat nu al 25 keer en ik denk dat het misschien wel veertig keer wordt in de toekomst.’

54

De meeste zonnepanelen zijn nog steeds gemaakt van van relatief dikke siliciumcellen. Zijn dunnefilmzonnepanelen een eeuwige belofte?

‘Die zijn oorspronkelijk ontwikkeld met het idee dat ze goedkoper zouden zijn dan silicium zonnepanelen. Maar door de onverwacht grote prijsdaling van siliciumpanelen is dat tot nu toe niet gelukt. Het marktaandeel is maar 5 procent. Ik denk echter dat de doorbraak van dunnefilmtechnologie alsnog gaat komen, omdat ze nieuwe toepassingen mogelijk maken. Denk aan zonnefolies en stroom producerende ramen waarbij lichtdoorlatende gaatjes of strepen in de dunne film zijn aangebracht. Een derde troef is om niet te concurreren met silicium, maar om tandemcellen te maken, een combinatie van silicium- en dunnefilmcellen, waarmee een groter deel van het zonlicht is te gebruiken. Dat wordt een nieuwe generatie zonnepanelen met een zeer hoog rendement.’

DE INGENIEUR • APRIL 2021

Er zijn nu wereldwijd al drie miljard zonnepanelen geïnstalleerd. Dat worden er alleen maar meer. Wat moeten we straks met al het afval als die panelen het einde van hun levensduur bereiken?

‘De meeste panelen worden nu al gerecycled, maar dat levert minder hoogwaardige materialen op. Een van de problemen is dat silicium ultrazuiver moet zijn om het te kunnen hergebruiken. In de huidige panelen zitten de zilvercontacten echter letterlijk aan het silicium gebakken. Een van onze onderzoeksthema’s is dan ook hoe je zuiver zilver en zuiver silicium kunt terugwinnen.

Nog beter is het om nieuwe zonnepanelen zo te ontwerpen dat ze makkelijk uit elkaar te halen zijn en er zo min mogelijk schaarse materialen nodig zijn. Daarvoor moeten we terug naar de tekentafel om zonne-energie op onderdelen te herontwerpen, met meer aandacht voor duurzaamheid en circulariteit. Maar we hebben wel haast, willen de komende vijf jaar een oplossing vinden voor de huidige generaties panelen. We willen graag klaar zijn voordat de markt echt losbarst.

Wereldwijd staat circulariteit hoog op de agenda.

Nieuwe Europese regelgeving gaat deze ontwikkeling stimuleren, maar ook klanten kunnen erom vragen.

Het biedt kansen voor Europa om hier een industrie op te bouwen die volledig circulaire zonne-energieoplossingen kan leveren. Ons doel is om zulke oplossingen te ontwerpen met behoud van een lage kostprijs en een hoge betrouwbaarheid.’

Zie ook de infographic over zonne-energie op pagina 6.

Vraag ’t de coach

UIT DE VERENIGING

Elke maand legt De Ingenieur een vraag van een lezer voor aan een van de KIVI-ingenieurscoaches.

Tekst: Dayinta Perrier

De laatste ontwikkelingen en activiteiten van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) komen iedere maand aan bod in deze rubriek. Ook vind je hier het antwoord van een van de KIVI-ingenieurscoaches op een lezersvraag.

In 2015 ging de Wolffprijs naar Museum de Cruquius in de Haarlemmermeer.

FOTO : SHUTTERSTOCK

Meld je aan voor de Willem Wolffprijs De KIVI-afdeling Geschiedenis der Techniek kent sinds 2011 de Willem Wolffprijs toe. Kleinschalige, spraakmakende initiatieven op het gebied van techniekgeschiedenis komen in aanmerking. Eerdere winnaars waren een prikkloktentoonstelling in Zeeland en een educatieproject rond een gerestaureerd pomphuisje van Museum de Cruquius. Heb je plannen om een museaal object aan te kopen, technisch erfgoed te restaureren, een educatief programma op te zetten of een boek uit te geven, meld je dan bij de jury. kivi.nl/afdelingen/ geschiedenis-der-techniek

16/4 Transities De KIVI-afdeling Elektrotechniek houdt zich al sinds 2013 bezig met de energietransitie. De inspanningen culmineerden afgelopen jaar in een rapport waarin inzichtelijk wordt gemaakt hoe ons land in 2050 dankzij optimale inzet van wind- en zonne-energie koolstofvrij kan worden. Het rapport kreeg veel aandacht, ook in dit tijdschrift. Koen Huizer, een van de opstellers, geeft op 16 april nadere uitleg, met veel ruimte voor discussie.

Webinar Design of a Dutch carbon-free energy system. Eindhoven Institute for Renewable Energy Systems. 16-april, 10.00-11.00 uur, kivi.nl/activiteiten

Zijn er ook coaches die mij digitaal kunnen ondersteunen?

‘Coaches zijn getraind iemand te coachen via gesprekken in levenden lijve, want ook bijvoorbeeld lichaamstaal is belangrijk.

Door de coronacrisis is er ineens meer behoefte aan digitale ondersteuning.

Gelukkig was er voor deze crisis al een digitale methodiek ontwikkeld: e-coaching.

Ook zonder corona biedt deze nieuwe methode voordelen. Voor mensen die bijvoorbeeld druk zijn met werk is e-coachen makkelijker in te plannen.

Daarnaast maakt het trajecten mogelijk met een coach die in Friesland woont en een coachee uit Limburg.

Het online coachingstraject bestaat uit beeldbellen en schrijven in een beveiligde omgeving. Vooral het laatste geeft een nieuw perspectief aan het coachen. De coachee kan daardoor schrijven wanneer die wil, bijvoorbeeld na een belangrijk gesprek. De coach, aan de andere kant, kan voor zo’n belangrijk gesprek een bericht sturen om de coachee een hart onder de riem te steken. Er ontstaat hierdoor vaker in de week klein contact tussen de coach en de coachee in plaats van één afspraak in de twee à drie weken. Zo kunnen kleine stappen al worden geëvalueerd.

Daarnaast helpt het om gedachten op papier te zetten. Coachees voelen zich op papier vaak veel vrijer om alles te schrijven aan de coach. En het is goed voor de coachee om te beseffen dat je niet altijd alles naar de coach hoeft te sturen. Soms is het formuleren al genoeg. Van alle berichten die wel naar de coach worden gestuurd, kan de coach weer het taalgebruik analyseren om zo beter te helpen. Voor de coachee vormen alle berichten uiteindelijk een mooi naslagwerk om terug te lezen.

Tot slot is beeldbellen ook een onderdeel van dit online traject, maar dit voert niet de boventoon. In samenspraak met de coachee bepalen we hoe vaak er contact is.’

Coach: Mijntje Kuiper

Heeft u ook een vraag?

Mail naar redactie@ingenieur.nl APRIL 2021 • DE INGENIEUR

55

Achter de schermen van de commerciële ruimtevaart Hoe ging het eraan toe in de eerste jaren van een grensverleggend ruimtevaart­ bedrijf? In Liftoff beschrijft Eric Berger de wilde begintijd van SpaceX. Tekst: Jim Heirbaut

Je kunt veel zeggen over Elon Musk, maar hij krijgt wel dingen voor elkaar. Zijn automerk Tesla floreert nu, na vele stroeve opstartjaren, en heeft feitelijk de auto­ industrie op haar kop gezet. Door het pionierswerk van Tesla moesten de bestaande grote autobouwers wel kleur bekennen en zijn ze ook elektrische modellen gaan ontwikkelen.

Bij een breder publiek net wat minder bekend is dat Musk iets soortgelijks ook heeft gedaan in de ruimtevaart. In 2002 richtte hij SpaceX op, aanvankelijk een klein bedrijf met een handvol hardwer­ kende rocket scientists, maar met enorme ambities. Het wilde het lanceren van raket­ ten vele malen goedkoper maken. Over de eerste jaren van SpaceX verscheen vorige maand het boek Liftoff, met als ondertitel Elon Musk and the desperate early days that launched SpaceX. Ruimtevaartjournalist Eric Berger sprak met alle SpaceX­medewerkers van het eerste uur en kreeg – wat uniek is – volledige medewerking van Musk zelf. Dit heeft geleid tot een enerverende geschiedschrijving van de eerste acht jaar van een bedrijf dat, kunnen we inmiddels constateren, de ruimtevaartbusiness op zijn kop heeft gezet.

Alleskunners Anno 2021 is SpaceX een succesvol draaiend bedrijf, dat miljardencontrac­ ten binnenhaalt en elke maand wel een lancering heeft. En het doet dingen die andere ruimtevaartspecialisten nooit voor mogelijk hadden gehouden. Zoals een uit de kluiten gewassen raket laten opstijgen, zijn payload in de ruimte laten afleve­ ren en dan doodleuk weer landen op de gewenste locatie. Het is deze truc – een in technisch opzicht erg ingewikkelde truc – die er mede voor zorgt dat lanceringen zoveel goedkoper zijn geworden. Een flink deel van de raket kan namelijk worden hergebruikt bij volgende lanceringen.

Maar in het begin was het sappelen bij het Amerikaanse bedrijf. Musk was weliswaar multimiljonair geworden door de verkoop van zijn aandeel in het inter­ netbedrijf PayPal, maar met de honderd miljoen dollar die hij had gereserveerd om

56

DE INGENIEUR • APRIL 2021

in SpaceX te investeren, kwam je in die tijd nog niet heel ver. Het betekende dat het bedrijf zoveel mogelijk onderdelen van derden inkocht, met uitzondering van de raketmotor, de Merlin. Die werd helemaal in huis ontwikkeld.

Berger beschrijft in zijn boek mooi hoe de eerste werknemers van SpaceX echte alleskunners moesten zijn. Ze moesten tekenen, ontwerpen, sleutelen, testen en regelen. Dat is logisch als je met tien mensen werkt bij een startup die raket­ ten wil lanceren. Het geeft het verschil aan met de gigantische bedrijven aan wie de Amerikaanse overheid tot dan toe ruimtevaartprojecten gunde, zoals Lockheed Martin en Boeing. Daar was een ingenieur soms enkel en alleen ver­ antwoordelijk voor een schroef van een raket, grapt Berger.

Cowboys En waar de traditionele bedrijven alle nieuwe ontwerpen vastleggen in een indrukwekkende stapel papier, pakten de cowboys van SpaceX het fundamenteel anders aan: make things, break things and then try again. Musk moedigde zijn mensen aan om meteen nieuwe onder­ delen te bouwen, te testen, ervan te leren en ze dan beter te maken. Leren van de praktijk, was het devies. Dat is een heel andere aanvliegroute dan: elk ontwerp tot op vijf cijfers achter de komma tekenen en simuleren en dan pas gaan bouwen.

Een boek over rakettenbouwers had gemakkelijk kunnen verzanden in techno­ logische details, maar auteur Eric Berger houdt zijn boek verbazingwekkend licht.

En spannend, want de route naar de eerste succesvolle lancering is een echte page­ turner. We weten hoe het afloopt – SpaceX heeft inmiddels een centrale plek veroverd in de ruimtevaartsector – maar toch is het superboeiend om te lezen over de avonturen van de eerste ingenieurs van het bedrijf. Enige interesse voor rakettechno­ logie is vereist, maar dan weet Berger ook heel goed de aandacht vast te houden.

Liftoff. Elon Musk and the desperate early days that launched SpaceX Eric Berger | 280 Blz. | € 17,50

Ingenieuze kunstenaar

Zwevend verkeer Ze zijn sneller, stiller en comfortabeler dan gewone treinen. Toch zijn magneetzweeftreinen vooral in musea te zien. Rijkert Knoppers zocht uit waarom.

Tekst: Pancras Dijk

Als kleine jongen vergaapte ik me aan foto’s uit verre landen van razendsnelle passagierstreinen die net boven het spoor zweefden.

Het was een kwestie van tijd of ook in Nederland zouden we ons per magneetzweeftrein gaan vervoeren, zo voelde het.

Tot nu toe echter is de magneetzweeftrein een eeuwige belofte gebleven. Wat ik niet wist, is dat die belofte al veel verder teruggaat dan mijn eigen kindertijd.

Techniekjournalist Rijkert Knoppers vond in de archieven gedetailleerde werktekeningen waarin het principe van magnetische levitatie (maglev) al ruim een eeuw geleden werd gebruikt voor het aandrijven van treinen.

Misschien raakte ook Knoppers al als kleine jongen in de ban van het wonder van magnetische levitatie. In zijn fascinerende boek gaat hij uitgebreid en systematisch in op de vele voordelen van de magneetzweeftrein: energiezuinig, stil en comfortabeler dan de gewone ‘wiel-rail-trein’. Ook loopt hij niet weg voor het feit dat je na al die jaren eigenlijk alleen in Zuid-Korea, China en Japan het geluk kunt hebben er een tegen te komen.

De eerste relevante patentaanvraag rond de maglev-techniek dateert van 1902, maar het zou tot de jaren zeventig van de vorige eeuw duren voor de eerste proefritten plaatsvonden. Het siert Knoppers dat hij de moed niet opgeeft – integendeel. Hij ziet parallellen met de elektrische auto, waarvan de doorbraak maar liefst 170 jaar op zich liet wachten. ‘Als de magneetzweeftrein een vergelijkbare ontwikkeling gaat doormaken, kunnen we pas rond 2070 een doorbraak verwachten’, stelt Knoppers, die er voor de liefhebbers nog geruststellend aan toevoegt dat het dus ‘in elk geval nu niet nodig [is] ons ongerust te maken over de eventuele mogelijkheid dat de introductie van de magnetische zweeftrein te traag zou verlopen.’

In de YouTube-serie The secret life of components geeft de Britse kunstenaar en ingenieur Tim Hunkin een kijkje in de werkplaats waar hij al decennialang wonderlijke speelmachines creëert.

Kun je een interessante YouTube-film van vijftig minuten maken over scharnieren? Wel als je Tim Hunkin heet en als kunstenaar en ingenieur al jaren bijzondere, grotendeels mechanische speelhalmachines maakt. Daarmee creëert hij voor spelers een wonderlijke wereld waarin van alles gebeurt. Spelers moeten bijvoorbeeld snel producten verzamelen in een vreemdsoortig pakhuis door twee voetpedalen heen en weer te bewegen. Zo drijven ze via enorme tandwielen een fietsketting aan waaraan weer een boodschappenkarretje vast zit. Of twee spelers moeten een scheiding uitvechten door allebei zo hard mogelijk aan een wiel te draaien totdat hun huis in tweeën ‘scheurt’.

In de uitzending over scharnieren laat Hunkin niet alleen zien dat je die in het dagelijks leven overal tegenkomt, maar ook hoe hij allerlei, deels zelfgemaakte scharnieren toepast in zijn machines en er prototypen mee maakt voor zijn bijzondere creaties. In de aflevering over leds vertelt hij onder andere hoe hij daarmee een grote variatie aan lichteffecten creëert in zijn speelkasten. Verder zijn er afleveringen over kettingen, schakelaars, veren, lijm en lagers.

De 71-jarige Brit wilde zijn praktische kennis graag doorgeven en koos er uiteindelijk voor om flink wat camera’s in zijn werkplaats op te hangen en zelf te gaan filmen. In de uitzendingen schuwt hij de details niet, wat de liefhebber zal plezieren, maar het verhaal soms ook net wat traag maakt.

In de tv-serie The secret life of machines, die hij eind jaren tachtig voor het Britse Channel 4 maakte en die sinds kort ook op YouTube staat, zit meer vaart. Daarin vertelt hij mooie verhalen over de geschiedenis van apparaten als naaimachines, radio’s, televisies en koelkasten. De werking daarvan legt hij uit met verrassende experimenten, via korte animatiefilmpjes en soms door met een clubje mensen de werking van een apparaat te demonstreren. Je vergeet nooit meer hoe een naaimachine werkt als je vier mensen elk een verschillend onderdeel hebt zien uitbeelden als ‘levende’ naaimachine. Ondanks dat deze serie enigszins gedateerd is, is het toch een aanrader. (MS) The secret life of components YouTube-kanaal Tim Hunkin De laatste twee afleveringen verschijnen op 15 en 22 april.

Magneetzweeftreinen.

De aantrekkingskracht van levitatie Rijkert Knoppers | 112 Blz. | € 37,50 FOTO : STILL UIT YOUTUBEFILM

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

57

MEDIA

Het nieuwe ingenieursdenken De komende jaren moeten er een miljoen huizen worden bij­ gebouwd. Dat lukt alleen als alle partijen samenwerken en inzet­ ten op integraal bouwen.

Tekst: Pancras Dijk

Na twee decennia van werkzaamheden werd het gerenoveerde station Arnhem Centraal in 2015 opgeleverd.

58

DE INGENIEUR • APRIL 2021

Integraal bouwen: het lijkt soms wel alsof iedereen er de mond vol van heeft. Maar vraag aan vijf experts wat ze er precies on­ der verstaan en je krijgt vijf keer een ander antwoord. Moeten we daaruit afleiden dat ‘integraal bouwen’ maar een modeterm is? Nee, stellen architect Ben van Berkel (UNStudio), grotestedenexpert Caroline Gehrels (Arcadis) en de andere auteurs van Wat wij willen is nog nooit gedaan.

Want ga maar eens een stukje wandelen langs de waterpleinen in Rotterdam, ga roeien in de Eendragtspolder of steek via de Lentloper de Waal over en je voelt aan waar het bij ‘integraal bouwen’ om draait.

Eind 2016 zette de toenmalige regering samen met opdrachtgevers, bedrijfsleven en kennisinstellingen de Bouwagenda op.

De bouw speelt immers een sleutelrol in de aanpak van diverse grote maatschappe­ lijke opgaven. Wat wij willen… omvat de bevindingen rond het thema Ontwerpen en bouwen vanuit een integrale visie. De zeven belangrijkste opgaven de komende dertig jaar zijn volgens Van Berkel en Gehrels stedelijke verdichting, mobiliteits­ aanpak, energietransitie, circulair bouwen, klimaatadaptatie, gezonde leefomgeving

en brede welvaartsontwikkeling. Over elk van die thema’s kun je apart eindeloos nadenken, maar welke inzichten levert het op als je ze in elkaar schuift?

Een hoop, zo blijkt. Een vaag container­ begrip als ‘integraliteit’ wordt een stuk con­ creter wanneer je de geslaagde voorbeeld­ projecten uit het boek hebt bestudeerd. Het ‘nieuwe ingenieursdenken’ is misschien niet zo vernieuwend als de auteurs het doen voorkomen, maar veel voorbeelden ervan kende ik in ieder geval nog niet.

Het is de makers gelukt er een speelse uitgave van te maken. De hoofdstukjes zijn kort, toegankelijk en gevarieerd van opzet, maar ze getuigen van het enorme denkwerk dat eraan ten grondslag ligt.

Met foto’s, infographics en tal van mooie kaartjes illustreren de makers hun over­ tuigende betoog. Het belangrijkste wat nodig is om écht integraal te gaan bouwen, is inspiratie. Laat dit boekje nu juist daarin grossieren.

Wat wij willen is nog nooit gedaan.

De kracht van integraal bouwen Ben van Berkel, Caroline Gehrels e.a.

160 Blz. | € 19,95

Q&A

Elke maand verschijnen er talloze boeken. De Ingenieur pikt de interessantste eruit en stelt de auteur vijf vragen.

In zijn boek Meer doen in minder tijd geeft efficiency-expert Jan-Dirk Reijneveld een in de praktijk uitgeteste aanpak om efficiënter te werken met meer werkplezier en minder stress.

Tekst: Martine Segers

1 2 3 4 5

Waarom dit boek?

‘Veel mensen worstelen enorm met de hoeveelheid informatie die op ze afkomt, raken overprikkeld en nemen te weinig pauze. Werken veel minder efficiënt dan zou kunnen en zitten bijvoorbeeld ook ’s avonds nog met hun laptop op schoot. Ik kreeg regelmatig de vraag of ik mijn tips en aanpak niet eens op papier kon zetten.

Dat heb ik uiteindelijk gedaan. Zo hoop ik meer mensen te kunnen bereiken, want ik gun iedereen meer werkplezier.’

Voor wie is dit boek bedoeld?

‘Op de werkvloer help ik mensen met heel praktische tips om hun werk beter te organiseren, iets wat je niet op school leert. Mijn boek is voor pakweg de helft van de kenniswerkers die daar moeite mee heeft. Verder kan mijn boek bijvoorbeeld managers helpen die het gevoel hebben dat ze alleen maar brandjes aan het blussen zijn en niet meer aan het uitzetten van een strategie toekomen.’

Wat kenmerkt uw aanpak?

‘Dat ik wetenschappelijke inzichten over de werking van ons brein combineer met kennis over gedrag én met praktische tips. Bijvoorbeeld over hoe je ICT-tools kunt inzetten voor het efficiënt beheren van takenlijstjes. Ik geef ook concrete suggesties over hoe je je eigen gedrag kunt sturen om er bijvoorbeeld voor te zorgen dat je elke week – ook als je het heel druk hebt – tijd vrijmaakt voor een “heilig uurtje”, waarin je bepaalt welke klussen prioriteit hebben.’

Welke tips gebruikt u zelf ook?

‘Door de research voor mijn boek begreep ik beter hoe belangrijk pauzes zijn voor creatieve invallen en productiviteit. Ik ga nu zonder schuldgevoel een lange lunchwandeling maken. Verder check ik mijn e-mail en nu.nl, waar ik aan verslaafd ben, alleen op vaste momenten op een dag. Mailtjes en andere acties cluster ik in Outlook Taken, van waaruit ik ze ook afhandel. Dat verbetert mijn concentratie, omdat ik dan niet tussendoor nieuwe mailtjes zie binnenkomen.’

Welke tips vergeet u zelf ook wel eens toe te passen?

‘Ik vind het lastig om hulp te vragen. Ik had eerder naar mijn uitgever moeten stappen voor feedback over welke onderwerpen meer en minder belangrijk waren voor mijn boek. Zelf krijg je daar een blinde vlek voor. Verder was mijn planning iets te optimistisch.

Maar uiteindelijk is het boek er toch gekomen, al was het iets later dan gepland.’

FOTO : JAËL HOEKSTRA

In De fusiedroom neemt wetenschapsjournalist Jean-Paul Keulen de lezer aan de hand en vertelt over de beloftes van kernfusie als energiebron. Wat zijn de technologische hordes om te nemen en welke varianten van fusiereactoren zijn veelbelovend? Een beknopt boekje voor wie zich snel wil inlezen in deze grote belofte voor een duurzame energietoekomst.

DE FUSIEDROOM | 112 BLZ. | € 10,99

Hout is al enige tijd in opkomst als duurzaam bouwmateriaal. Maar wie de bestseller van de Duitse boswachter Peter Wohlleben heeft gelezen, weet dat bomen er een verborgen gevoelsleven op nahouden. Nu is er een filmversie.

THE HIDDEN LIFE OF TREES | 97 MIN. | TE ZIEN VANAF 29 APRIL (IN DE BIOSCOOP)

In Nederland Droogteland reist milieujournalist René Didde langs droge beken en dorre landschappen, en verdiept zich in vele onderzoeken. Door decennialang menselijk ingrijpen is Nederland verdroogd. Wat moet er gebeuren?

NEDERLAND DROOGTELAND | 176 BLZ. | € 19,99

Wat mogen we verwachten van kunstmatige intelligentie (AI) en hebben we er ook iets van te vrezen? De doorgewinterde tech-journalist Cade Metz (The New York Times) geeft een kijkje achter de schermen van de techbedrijven die AI ontwikkelen en toepassen.

GENIUS MAKERS | 384 BLZ. | € 18,99

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

59

Voorwaarts

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

Baby’s kweken

De couveuse als kermisattractie

De couveuse werd bedacht en ontwikkeld in het Frankrijk van de negentiende eeuw.

Op de Wereldtentoonstelling van 1895 werd het toestel in Amsterdam, in een kermisachtige ambiance, voor het eerst onder de aandacht van een groot publiek gebracht.

De Wereldtentoonstelling van 1895 in Amsterdam was aanvankelijk bedoeld als een kleinschalige tentoonstelling voor het ‘hôtel- & reiswezen’. Tijdens de voorbereidingen groeide de toeristische vakbeurs uit tot een bredere Wereldtentoonstelling. Publiekslieveling was het nagebouwde zeventiende-eeuwse stadje Oud-Holland.

Bezoekers met meer oog voor de toekomst konden hun hart ophalen in de ‘Machine-Galerij’. Daar werd een keur aan elektrische apparaten gedemonstreerd, bedoeld voor professioneel gebruik in hotels. Maar in retrospectief zijn deze elektrische kooktoestellen, kachels, centrifuges, strijk-, was- en naaimachines vooral te zien als voorboden van de latere elektrificatie van het huishouden.

geboren baby’s warm te houden. Lion borduurde voort op de couveuse van verloskundige Stéphane Tarnier, die met zijn in 1881 geïntroduceerde prototype algemeen wordt beschouwd als de uitvinder van de couveuse. Lions couveuse was evenwel een stuk geavanceerder. Tarniers toestel werd verwarmd met kruiken, dat van Lion was uitgerust met een filter om de aangevoerde lucht te zuiveren en – belangrijker – met een elektrische thermostaat die de temperatuur constant op 37 graden Celsius hield.

Ook in Amsterdam was al voor de Wereldtentoonstelling van 1895 een couveuse in gebruik geweest. De Amsterdamse gynaecoloog en verloskundige Gerrit van der Mey had er een in zijn kraamkliniek in het Binnengasthuis – mogelijk het eenvoudige model van Tarnier.

Van der Mey stond welwillend tegenover de Maternité Lion en stelde drie vroeggeboren zuigelingen beschikbaar voor de demonstratie op het Museumplein. Als dank kreeg hij een couveuse van het type-Lion cadeau.

De Nederlandse pers besteedde volop aandacht aan de Maternité Lion. De kranten noemen de tentoongestelde couveuses het interessantste of merkwaardigste onderdeel van de Wereldtentoonstelling. Terwijl het Amster-

Vijfduizend eieren Een bescheiden paviljoen trok mensen met interesse in de medische wetenschap. Naast de Sachsische Worstfabriek stond het gebouwtje waarop de Franse tricolore wapperde en waar het ‘kinderkweektoestel’ van arts en uitvinder Alexandre Lion (1861-1934) werd gedemonstreerd. Uit de folder die op het tentoonstellingsterrein werd uitgedeeld om de bezoekers naar diens ‘Maternité Lion’ te lokken, blijkt dat kinderkweektoestel een vertaling was van het ons vertrouwder in de oren klinkende couveuse d’enfants.

‘Is ’t dikwerf geen wreedheid om Zes jaar eerder had Lion een broedmachine ontwikkeld voor maar liefst vijfduizend een ongelukkig, zwak wezentje eieren. Toen iemand hem suggereerde het kunstmatig in ’t leven te houden?’ geavanceerde toestel geschikt te maken voor de behandeling van te vroeg geboren kindjes, ging Lion aan de slag. In 1890 presenteerde hij de eerste damse Algemeen Handelsblad de uitvinding bejubelt als versie van zijn toestel dat 70 tot 80 procent van de prema- een zegepraal der wetenschap, serveert het Rotterdamsch ture baby’s zou kunnen redden. In 1894 promootte hij zijn Nieuwsblad het werk van Lion af in een ironisch verslag: couveuse op de Wereldtentoonstelling in Lyon en het jaar ‘De teere plantjes van het menschdom kunnen daar ladaarop deed hij dat op het Amsterdamse Museumplein. ter gekweekt worden tot stevige struiken. (...) Leve de Het toestel van Lion was niet de eerste couveuse. Al in Maternité Lion!’

1857 beschreef de Fransman Jean-Louis-Paul Denucé Grappig dat uit het bericht in het Rotterdamsch een berceau incubateur (wiegbroedmachine) om te vroeg Nieuwsblad een duidelijke rivaliteit ten opzichte van 60

DE INGENIEUR • APRIL 2021

1895

‘Dan de kraam waar de Maternité Lion haar “op wetenschappelijke gronden berustend” bedrijf uitoefent.

Hier worden kinderen in broeikasten gekweekt! Dat is de eerste stap op een langen weg van gemakkelijkheden voor de menschheid der toekomst! De teere plantjes van het menschdom kunnen daar later gekweekt worden tot stevige struiken. (...) We gaan vooruit. We zijn in staat krachtig al wat de overbevolking kan tegenhouden te bestrijden. Leve de Maternité Lion!’

Het Rotterdamsch Nieuwsblad (15 juli 1895) geeft een ironische opsomming van de bezienswaardigheden van de Wereldtentoonstelling in Amsterdam.

Folder die tijdens de Wereldtentoonstelling werd uitgedeeld op het Amsterdamse Museumplein.

Amsterdam spreekt. De Wereldtentoonstelling wordt consequent – en niet geheel ten onrechte – aangeduid als ‘de Amsterdamsche kermis’. In Amsterdam gold sinds 1875 een kermisverbod, maar daarmee was de behoefte aan kermisvermaak geenszins geluwd. Op de Wereldtentoonstelling van 1895 werd het informatieve gedeelte luidruchtig overstemd door vuurwerk, de bier- en worstentent, een schietkraam en een ‘tooverschommel’.

Spartaans Opvallend is dat bijna elke krant vraagtekens zet bij de wenselijkheid van de nieuwe technologie. ‘Is ‘t dikwerf geen wreedheid om een ongelukkig, zwak wezentje kunstmatig in ‘t leven te houden?’, vraagt de journalist van de Hoornsche Courant zich af. De Telegraaf stelt minder fijnbesnaard: ‘Gezonde mannen en vrouwen, dat is het ware. De Spartanen verdronken gebrekkigen.’

Verzuchtingen die de toenmalige populariteit van rasverbetering of eugenetica weerspiegelen.

De couveuse zou in Nederland nog lang een marginaal verschijnsel blijven. Pas vanaf de jaren vijftig begon het apparaat aan zijn opmars. Wat daarbij mogelijk een rol heeft gespeeld is dat de ‘Spartaanse’ kijk op voortplanting in 1945 van de een op de andere dag volledig uit de mode was. Met de nazi-gruwelen vers in het geheugen voelde niemand zich nog geroepen eugenetische bezwaren tegen de couveuse in stelling te brengen. Doorslaggevender was dat de Franse vinding in de loop van de decennia steeds meer tot wasdom was gekomen. Van een simpel warmhoudkastje zou ze uitgroeien tot een technologisch hoogstandje. Vanaf de jaren zeventig maakte de couveuse deel uit van een zogeheten neonatale intensive-careunit, waar de hartslag, bloeddruk, zuurstoftoevoer van de baby onder voortdurende controle staan.

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

61

Teamgeest

Nederland telt tientallen studententeams waarin aankomende ingenieurs zich een jaar lang fanatiek inzetten om toe te werken naar een concreet doel.

Uitblinken in de bocht Na een jaar op stal te hebben gestaan reed waterstofracewagen Forze in maart eindelijk weer eens een testrondje op circuit Zandvoort, in een nieuw blauw jasje met het logo van de nieuwe hoofdsponsor Shell. De ultieme droom van het Delftse studententeam Forze: meedoen met de 24-uurs autorace van Le Mans in Frankrijk.

Tekst: Sija van den Beukel

Alle zestig studenten van het Forze-raceteam van de TU Delft hadden zich begin maart op circuit Zandvoort verzameld. De gelegenheid: een testritje met de Forze VIII ter ere van het contract met de nieuwe hoofdsponsor Shell. Een flink deel van de studenten had de raceauto nog nooit zien rijden, want die stond vanwege de coronapandemie al een jaar op stal.

Forze VIII is de achtste waterstofraceauto die het team heeft gebouwd in veertien jaar tijd. Bijzonder is dat het Forze-team, dat de mogelijkheden van waterstof onder de aandacht wil brengen, er niet mee racet in studentencompetities, maar meedoet in

reguliere raceklassen, oftewel het racet tegen de top van de productieauto’s op fossiele brandstof. Waterstofraceauto’s zijn namelijk zeldzaam. ‘Er is één team in Frankrijk dat ook een waterstofraceauto bouwt, maar dat team is nog niet zover dat het deelneemt aan races’, vertelt Mark Jan Uijl, teamchef van Forze Delft.

Meer aandacht Forze wil met de waterstofraceauto bijdragen aan de waterstoftransitie. Een reden voor Shell om aan te haken als hoofdsponsor van het team. ‘De toepassing van waterstof voor mobiliteit zit nog in de beginfase en er

Waterstofopslag De oranje waterstoftank van de Forze VIII comprimeert waterstof onder zevenhonderd bar.

62

DE INGENIEUR • APRIL 2021

is veel innovatie en talent nodig om het groot te krijgen’, zegt Mattijs Slee, commercieel directeur van Shell Hydrogen en ook aanwezig in Zandvoort. ‘Dit is een studententeam dat de bestaande teams echt uitdaagt. En met de Forze brengen de studenten waterstof onder de aandacht van een groot publiek.’

In 2019 wist de Forze VIII, als eerste waterstofauto ter wereld, de concurrentie te verslaan in een race van de Supercar Challenge op het circuit in Assen. Het ontwerp voor zijn grotere broer, de Forze IX, ligt al klaar. De komende maanden begint het team aan de bouw. Hiermee willen de studenten gaan deelnemen aan de hogere klassen in de Supercar Challenge, zoals de Gran Turismo (GT)-klasse en de Prototype klasse. Dat betekent racen tegen Porsche’s en Lamborghini’s.

Dubbele brandstofcel Voor die races heeft het team weer verbeteringen aangebracht. De negende Forze heeft vier tanks met 8,4 kilogram waterstof, gecomprimeerd onder zevenhonderd bar.

Hiermee rijdt een auto van Delft naar Parijs en terug. Er is ook een tweede brandstofcel aangebracht waardoor het vermogen ten opzichte van de huidige versie ruim verdubbelt naar 240 kilowatt. Waterdamp is het enige afvalproduct en de motor is geruisloos.

Pitstop Studenten van het raceteam Forze maken de auto klaar in de pitstraat. foto ’ s : hexashots

Naam: Forze Hydrogen Electric Racing Aantal leden: 60 Doel: een elektrische waterstofraceauto ontwikkelen voor duurraces Perspectief: de waterstofeconomie stimuleren door waterstof onder de aandacht te brengen

De warmte die de brandstofcellen produceren wordt gekoeld met lucht van buiten. Boven de 95 graden Celsius werken de brandstofcellen namelijk niet, een grote uitdaging voor waterstofauto’s. Embedded system designer Nico Du Plessis: ‘De aerodynamica is zo ontworpen dat er tweehonderd kilogram lucht (ruim 150.000 liter) per minuut door de auto stroomt, waarvan 450 liter langs de radiatoren gaat met een minimale luchtweerstand. Daarvoor zijn driehonderd iteraties uitgevoerd op ons model.’

Vierwielaandrijving Bovenal is het team trots op het kinetic energy recovery system, een techniek die voor de waterstofauto van de grond af is opgebouwd. ‘Kinetische energie van het remmen gaat weer naar de batterij, waardoor je vermogen terugkrijgt dat normaal verloren gaat’, legt Uijl uit. Dat resulteert in een maximaal piekvermogen van zeshonderd kilowatt. Uijl: ‘Daarmee kunnen we meer vermogen leveren als we uit de bocht komen of een auto willen inhalen.’

En dat verwachten andere coureurs vaak niet. Het piekvermogen van de Forze is namelijk hoger dan de gemiddelde auto in de GT-klasse, terwijl het standaardvermogen juist lager ligt. Dat gecombineerd met de

vierwielaandrijving maakt dat de Forze uitblinkt in bochten. Uijl: ‘In de vorige races die we reden, dachten de snellere klasse coureurs dat ze ons in de bocht wel konden inhalen. En juist daar komen we harder doorheen.’

Motivatieritje Afgelopen jaar heeft het team veel vanuit huis gewerkt. Toch is de motivatie groot. Volgens Uijl komt dat door het meerjarenplan voor de raceauto. ‘Daarnaast zijn we bijna bij de assemblage aangekomen, dat spreekt mensen aan.’

Veel andere manieren om de motivatie hoog te houden heeft het team niet. ‘We hebben natuurlijk wel online teamuitjes, maar dat blijft wat apart online. Uiteindelijk gaat er niets boven een dag samen met de auto bezig zijn.’ Daar sluit Du Plessis zich bij aan: ‘Ik denk dat dit ritje heel goed is voor de motivatie.’

De Forze VIII en IX zijn ontworpen voor races van één uur, voor de race van Le Mans zal het team een nieuwe auto bouwen die geschikt is voor duurraces.

Uijl: ‘Er zullen behoorlijk wat aanpassingen aan de auto nodig zijn. Wanneer je 24 uur gaat racen op waterstof, vraag je echt het maximale van de techniek. Als dat kan op waterstof, dan kan alles.’

BEELD : MAMMOET

Mobiele superlift Steden en fabrieksterreinen worden steeds voller, maar de vraag naar bouwprojecten houdt onverminderd aan. Hijs- en transportbedrijf Mammoet ontwikkelde een megahijskraan die bijna overal tussen past.

De grote omschakeling CO2-opslag, waterstof en elektrisch naftakraken leveren een grote CO2-reductie op. Maar de hoognodige, middelgrote procesverbeteringen komen nauwelijks van de grond. Deel twee in een tweeluik over de grote industriële transitie.

Verbruik tastbaar maken Andy van den Dobbelsteen, hoogleraar Climate Design & Sustainability aan de TU Delft, zet zowel serieuze als lichtvoetige middelen in om duurzaamheid te bevorderen. Ook schrijft hij een thriller over de academische wereld.

DE INHOUD IS ONDER VOORBEHOUD

Testritje De Forze VIII komt versneld uit de bocht op circuit Zandvoort op zondag 28 februari 2021.

Software testen Het software-team van Forze gebruikt de testdag om de software met de rijdende auto te testen.

APRIL 2021 • DE INGENIEUR

63

Vragenvuur

Acht prikkelende vragen aan Harold McGee, die met zijn boek Over eten en koken het standaardwerk schreef over voeding en wetenschap. Begin april verscheen zijn nieuwe boek, De geuren van de wereld, waarin hij inzoomt op ons fantastische reukvermogen.

Tekst: Jim Heirbaut

Wat is – na de smartphone – uw favoriete gadget?

‘Mijn contactloze infraroodthermometer. Die is ideaal om direct de temperatuur te meten van een hete oven of pan, van de melk bij het maken van yoghurt, of van een geschikte warme plek om brooddeeg te laten rijzen. En voor koortsige gezinsleden natuurlijk.’

Wat is de belangrijkste technologische ontwikkeling in de voedingsindustrie?

‘Temperatuurregeling. Dat loopt helemaal van het beheersen van vuur tot in onze tijd, het waterbad voor sous-vide (het bij constante temperatuur, onder de honderd graden Celsius, zeer langzaam laten garen van gerechten, red.).’

Ik wou dat ik dát had uitgevonden!

Van welke fout heeft u het meeste geleerd?

Over welke technologische ontwikkeling verwonderde u zich laatst?

64

‘De gecombineerde gaschromatograaf-massaspectrometer-olfactometer, die de vele verschillende aromamoleculen in een voedingsmiddel scheidt en identificeert. Dit apparaat kan geuren dus één voor één ruiken.’

‘Ooit geloofde ik Franse koks niet die zeiden dat koperen schalen superieure meringues en soufflés opleveren, omdat ik er uit chemisch oogpunt geen reden voor zag. Ik heb ervan geleerd dat het altijd de moeite waard is om het experiment aan te gaan, want traditionele ambachten bevatten zoveel rijke inzichten over hoe de dingen echt werken.’

‘Dat ik zittend achter mijn bureau in feite onbeperkte informatie uit de hele wereld, uit alle eeuwen en uit alle vakgebieden kan binnenhalen.’

Welk non-fictieboek ligt nu op uw nachtkastje?

‘Het boek Dirt van Bill Buford, waarin hij het verhaal vertelt hoe hij zijn familie van New York naar Lyon verhuisde en hoe hij daar als Amerikaanse amateurkok aan de slag ging in professionele Franse keukens.’

U moet kiezen: vlees eten van een dier of kweekvlees?

‘Van een dier: het zal nog lang duren voor kweekvlees die smaak benadert.’

Er komt een robot op de markt die vlekkeloos maaltijden kookt. Koopt u hem?

‘Ik zou er waarschijnlijk het geld noch de ruimte voor hebben, maar ik zou hem graag eens proberen en hem dan terugsturen om mijn geld terug te krijgen.’

DE INGENIEUR • APRIL 2021

FOTO : JERRY BAUER

Plan je studie met de online professional development tool KIVI en het hoger technisch onderwijs helpen studenten goed op weg

Het hoger technisch onderwijs wil studenten optimaal

techniekfaculteiten sluiten een collectief lidmaatschap

voorbereiden op het beroep van ingenieur door kennis,

bij KIVI af voor studenten en docenten. Zo’n lidmaatschap

vaardigheden en beroepshouding te ontwikkelen en hen

vergroot de aansluiting bij de beroepspraktijk en

in contact te brengen met ervaren ingenieurs en inzicht

(internationale) carrièrekansen van studenten.

te geven in carrièremogelijkheden. Steeds meer

Kijk voor meer informatie: www.kivi.nl/hto

KIVI voor studenten • Gebruik van de Online Professional Development (OPD) tool voor professionele ontwikkeling en opbouw van het portfolio tijdens de studie. Dit helpt studenten tijdens de studie, bij stagevoorbereiding en afstuderen;

• Toegang tot 400 KIVI-bijeenkomsten per jaar; • Toegang tot de ‘international community’ via de KIVI afdeling International Engineers; • Toegang tot de KIVI Ingenieurscoaches voor 1 op 1 loopbaanbegeleiding; • Gebruik maken van

het KIVI-netwerk; • Digitale versie van het magazine De Ingenieur.

Kivi voor docenten • Structurele invulling van aansluiting bij de beroepspraktijk voor accreditatie.

Neem nu een kennismakingsabonnement

EN ONTVANG DRIE NUMMERS VOOR SLECHTS € 25,deingenieur.nl/abonnement

Het laatste nieuws uit de wereld van de techniek, diepgra-

Je ontvangt dan drie nummers voor slechts 25 euro. Ga

vende achtergrondreportages, scherpe columns, spraak-

snel naar deingenieur.nl/abonnement, meld je aan en de

makende interviews en analyses, fraaie fotografie, verhelde-

eerstvolgende drie nummers vallen automatisch bij je in de

rende infographics: je leest het elke maand in De Ingenieur.

bus. Trouwens: het kennismakingsabonnement is ook zeer

Neem nu een voordelig kennismakingsabonnement.

geschikt als cadeau!