De Ingenieur mei 2024

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 5 JAARGANG 136 MEI 2024

KUNSTSTOF IN DE KRINGLOOP Hoe maken we plastic duurzamer?

SUBLIMESTONE

Vernufteling 2024 Twaalf prachtprojecten en u mag stemmen!

|

INNOVERENDE KRIJGSMACHT

|

THE LINE

Almer van der Stoel: De toekomst is biobased

Duurzame mode Hightech krimpjurk past altijd

COLLECTIEVEN

Collectief KIVI-lidmaatschap

Jouw werknemers up-to-date Goed werkgeverschap begint bij tevreden werknemers, die gemotiveerd, geprikkeld en up-to-date zijn. In de huidige tijd van razendsnelle technologische ontwikkelingen, innovaties en transformaties is professionele wendbaarheid essentieel.

Wil jij als werkgever structureel bijdragen aan de technische ontwikkeling van jouw werknemers? Neem dan een collectief lidmaatschap bij het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI). Meld tien (of meer) van jouw topingenieurs aan en zij kunnen direct profiteren van alle voordelen van het grootste ingenieursplatform van Nederland.

Vooraf

Pancras Dijk is hoofdredacteur van De Ingenieur.

De reparatie van de wereld

Ingenieursbureaus pakken de handschoen op

Wat is het laatste dat u heeft gerepareerd? Het is de vaste openingsvraag van de rubriek Vragenvuur, de uitsmijter van dit blad. Deze maand geeft olympisch roeier Stef Broenink het antwoord: een condensdroger. Niets zo dankbaar als witgoed repareren, weet de technisch opgeleide topsporter.

Wat zou u antwoorden? Ikzelf had onlangs een frustrerende koplampervaring. In onze vorige auto was het vervangen simpel, maar in de nieuwe lukte het me met geen mogelijkheid om ook maar in de buurt van het kapotte licht te komen. Er zat niets anders op dan een bezoek aan de garage.

In dit nummer extra aandacht voor ingenieurs die net wat méér repareren dan een koplamp of een wasdroger: ze repareren de wereld. De projecten die meedingen naar De Vernufteling zijn stuk voor stuk gericht op het aanpakken van een grote, maatschappelijke opgave. Of het nu gaat om de transitie naar duurzame energie, uitbreiding van het elektriciteitsnet, natuurontwikkeling, woningbouw, aanpak van stikstof, bescherming tegen hoog water: de deelnemende ingenieursbureaus hebben de handschoen opgepakt en zijn aan het repareren geslagen.

Verrassend? Ach, als iets ingenieurs typeert dan is het wel dat ze met praktische, creatieve oplossingen komen voor problemen die soms onoplosbaar lijken, zoals ook de intrinsieke onmogelijkheid om onverwoestbaar plastic te recyclen (daarover meer in het omslagverhaal). Maar ontzettend knap vind ik het wel. Het kan niet anders dan dat u dat ook vindt. Breng dan ook vooral uw stem uit op uw favoriete Vernufteling-project!

Op de cover

Kunststof is ontworpen om onverwoestbaar te zijn. Dat maakt recycling ingewikkeld.

FOTO : SHUTTERSTOCK

PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

MEI 2024 • DE INGENIEUR

1

Redactie Pancras Dijk (hoofdredacteur) Astrid van de Graaf (eindredacteur) Jim Heirbaut Marlies ter Voorde Redactieadres Prinsessegracht 23 2514 AP Den Haag Postbus 30424 2500 GK Den Haag TEL. 070 3919 885 E-MAIL redactie@ingenieur.nl WEBSITE deingenieur.nl

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

De Ingenieur verschijnt twaalf maal per jaar. © Copyright 2024 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 daaraan alsnog te voldoen.

ISSN 0020-1146 Abonnementen 2024 Leden van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) ontvangen De Ingenieur uit hoofde van hun lidmaatschap.

Abonnement voor niet-leden (inclusief btw): printmagazine: € 162,50 per jaar digitaal: € 104,50 per jaar losse nummers: € 17,50 (inclusief verzending)

RUBRIEKEN 37 | Zien & Doen Technologie & empathie 40 | Eureka Krimpjurk en andere ontwerpen voor morgen 4 | NIEUWS 55 | KIVI-activiteiten Met André Kuipers de ruimte in

Aanpak woningnood Deltascenario’s Olympisch zwempaleis

Abonnementen worden tot wederopzegging aangegaan en ten minste voor de vermelde periode. Het abonnement kan na deze periode per maand worden opgezegd. U kunt uw opzegging het beste doorgeven via onze website: deingenieur.nl/lezersservice.

Abonneeservice Ga voor (cadeau)abonnementen, adreswijzigingen en het laten nazenden van niet ontvangen nummers naar het webformulier op de site, te vinden onder het kopje ‘Abonnement en service’.

WEBSITE deingenieur.nl ADRES Postbus 30424, 2500 GK Den Haag E-MAIL abonneeservice@ingenieur.nl TEL. 070 39 19 850 (bereikbaar op maandag, dinsdag en donderdag van 9 tot 15.30 uur)

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

56 | M E D I A AI: Voorbij de hype Marcel van Roosmalen 60 | Voorwaarts Stagnerende vooruitgang 62 | Teamgeest SublimeStone repareert kalksteen met bacteriën

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

PERSOONLIJK

Contributie 2024 Regulier lidmaatschap: € 173,30 jaar of jonger: € 47,50,-* Studentlidmaatschap: € 23,50* Seniorlidmaatschap: € 136,50 De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland. Een lidmaatschapsjaar loopt van 1 januari tot en met 31 december. Bij lidmaatschappen die in de loop van het jaar ingaan, wordt de contributie naar rato berekend. Aanmelden voor het lidmaatschap kan via kivi.nl/lidworden. * De Ingenieur digitaal

59 | Q&A Ton van Helvoort over ketens van fossiele grondstoffen

Volg ons ook op

Eerste Hulp Bij Ontwerpen Historische wegenatlas

COLUMNS 11 | Punt Coach Moniek Bloem over nieuw leiderschap

46 | DRIVE Geotechnicus Almer van der Stoel gelooft in bamboe

23 | Möring Zwarte hoorn, witte body 34 | Enith Dynamisch bereik

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

Correspondentieadres Koninklijk Instituut Van Ingenieurs t.a.v. Ledenadministratie Postbus 30424 2500 GK Den Haag TEL. 070 391 98 80 E-MAIL ledenadministratie@kivi.nl

AI-tool ordent overheidsdocumenten

35 | Podium Vanessa Evers 39 | Jims verwondering De stem van Aldi 64 | Vragenvuur Olympisch roeier Stef Broenink

45 | Rolf zag een ding Dood hout

NR. 5 JAARGANG 136

MEI 2024

FOTO : SHUTTERSTOCK

12

Kunststof in de kringloop Plastic, ooit ontworpen om onverwoestbaar te zijn, geldt als hoofdpijndossier bij het streven naar circulariteit. Chemisch ingenieurs werken aan betere recyclingmethoden en nieuwe polymeerontwerpen.

48 | The Line: modelstad of fata morgana?

In Saudi-Arabië zijn de eerste contouren zichtbaar van wat een glazen stad van 170 kilometer lang, 500 meter hoog en 200 meter breed moet worden. Hoe haalbaar en wenselijk is dit megaproject?

24 | De Vernufteling 2024 Twaalf innovatieve projecten dingen dit jaar mee naar De Vernufteling, de belangrijkste prijs voor ingenieursprojecten.

Iedereen mag stemmen op zijn favoriet!

BEELD : KIVI ; NEOM ; MEDIACENTRUM DEFENSIE

52 | Innoveren in tijden van oorlog De Nederlands krijgsmacht blinkt uit in sensortechnologie, radarsystemen en scheepsbouw. Maar waaraan moeten we het extra innovatiebudget besteden?

MEI 2024 • DE INGENIEUR

3

xxxx p.22

xxxx p.23

xxxx p. 26

ONDER REDACTIE VAN JIM HEIRBAUT

xxxxx p.18

REDACTIE@INGENIEUR.NL

Condensator krijgt langer leven Onderzoekers van de Universiteit Twente zijn erin geslaagd de efficiëntie en levensduur van condensatoren te vergroten. Dit kan leiden tot betere pacemakers, radartransmitters en andere apparaten.

Tekst: Marlies ter Voorde

Veel apparaten bevatten een condensator: een component die elektrische lading kan vasthouden. Dit is onder meer nodig voor pulse-power: denk aan pacemakers die met stroomstootjes het hartritme reguleren of defibrillatoren die een stroomstoot geven bij een hartstilstand. In deze apparaten wordt de elektrische lading eerst opgebouwd en dan abrupt afgegeven om het hart te ‘resetten’. Ook elektrische voertuigen gebruiken dergelijke condensatoren.

Onderzoekers van de Universiteit Twente zijn erin geslaagd het ontwerp van deze condensatoren sterk te verbeteren. Het energieverlies bij het opladen is gehalveerd tot ongeveer 10 procent. Ook gaan de nieuwe condensatoren bijzonder lang mee: ze kunnen pakweg tienmiljard keer op- en

ontladen. Als dat elke seconde gebeurt, houden ze het daarmee zo’n driehonderd jaar vol. Ze werken bij temperaturen tussen 25 en 200 graden Celsius.

De verbetering zit in de gelaagdheid.

Waar een condensator vroeger uit twee lagen bestond, één voor negatieve en één voor positieve lading, zijn moderne condensatoren opgebouwd uit een systeem van meerdere, flinterdunne lagen. Onderzoeker Minh Duc Nguyen en zijn collega’s zochten de ideale stapeling van lagen van verschillende materialen om de condensator met de beste eigenschappen te ontwikkelen. Ze publiceerden de resultaten half april in het vakblad Advanced Materials.

De gevonden regels voor ontwerpoptimalisatie zijn breed toepasbaar. ‘In de komende jaren willen we ze gebruiken voor condensatoren in radartransmitters’, zegt Nguyen. Een radarsysteem bestaat uit een transmitter die radiosignalen uitzendt en een ontvanger die deze na reflectie weer opvangt. Nguyen: ‘Pulse-power condensatoren kunnen hiervoor heel krachtige radiosignalen genereren, door de energie eerst op te slaan en vervolgens in zeer korte tijd vrij te geven.’

Interactieve kaart toont opmars waterstof Nederland behoort tot de kopgroep op waterstofgebied. Om dat inzichtelijk te maken, hebben Topsector Energie en Missie H2 een interactieve waterstofkaart van Nederland gemaakt, met daarop alle huidige en geplande waterstofprojecten. Inmiddels telt de kaart 317 projecten, die op een begrijpelijke manier worden gepresenteerd. De kaart is niet alleen bedoeld voor de sector, ook de buitenwereld heeft belangstelling. ‘De kaart is laagdrempelig’, zegt Jörg Gigler, directeur van TKI Nieuw Gas. ‘Betrokkenen kunnen er eenvoudig kennis over projecten delen.

Zo ontstaan nieuwe netwerken.’

(PD)

Magneetveld wijst de weg Richting en sterkte van het aardmagneetveld zijn afhankelijk van de locatie waar ze worden gemeten. Dat komt door verschil in ijzergehalten in de gesteenten van de aardkorst. Student technische wiskunde Joep de Jong van de TU Delft ontwikkelde samen met TNO een methode om afwijkingen in het aardmagneetveld te gebruiken voor het maken van magnetische kaarten en navigatiesystemen. Die kunnen een alternatief bieden voor systemen die afhankelijk zijn van GNSS (Global Navigation Satellite Systems) zoals gps of Galileo.

Met dit afstudeerwerk won De Jong begin april de Professor Kooyprijs van KIVI. (MtV)

Lees het laatste technieknieuws op deingenieur.nl

4

DE INGENIEUR • MEI 2024

foto : minh duc nguyen

Scenario’s voor een nieuw Deltaprogramma Heel Nederland krijgt te kampen met zoetwatertekorten, terwijl de kans op wateroverlast en overstromingen toeneemt, zo blijkt uit nieuwe Delta­ scenario’s. Extra beschermende maat­ regeling zijn hoognodig.

Tekst: Pancras Dijk

We staan voor lastige keuzen over toekom­ stig land­ en watergebruik, want ‘de klassie­ ke aanpak met technische maatregelen in het watersysteem begint te knellen’. Dat zei Deltacommissaris Co Verdaas afgelopen maand bij de presentatie van de nieuwe Deltascenario’s. Door langere perioden van droogte krijgt ons land de komende decennia te kampen met zoetwatertekorten, terwijl er ook vaker wateroverlast zal zijn.

De scenario’s, op basis van de jongste inzichten van onder meer KNMI, Wage­ ningen University & Research en Deltares, bieden handvaten voor effectief beleid op het gebied van klimaat, waterveiligheid en ruimtelijke ontwikkelingen. Er liggen nu voor de periode tot 2100 vier scenario’s: Warm, Stoom, Vlug en Ruim. In de eerste infographic : deltares

twee is klimaatverandering het sterkst; in de laatste twee wordt daarentegen uitgegaan van een forse reductie van broeikasgassen.

Ook andere variabelen spelen een rol. Zo groeit in Vlug en Stoom de bevolking, ter­ wijl in Ruim en Warm de natuur meer ruim­ te krijgt. Al die factoren hebben invloed op de manier waarop we met water omgaan.

In elk van de vier scenario’s speelt klimaat­ verandering een bepalende rol: de zomers worden hoe dan ook droger, waardoor de beschikbaarheid van zoetwater in gevaar komt.

Maatschappelijke schade is volgens de scenario’s onvermijdelijk. Het zoetwater­ tekort wordt des te nijpender omdat de be­ hoefte sterk toeneemt. Behalve voor drink­ water is dat voor onder meer de bestrijding van verzilting, voor irrigatie, natuuruitbrei­ ding en vernatting van veengebied.

Alle scenario’s verwachten een grotere kans op wateroverlast. Gedurende de zomer zullen zich steeds vaker extreme stortbuien voordoen, terwijl het in de winter vaker gedurende langere perioden onafgebroken zal regenen. Door hogere waterstand in zee en rivieren, wordt de afvoer een probleem.

De schade kan groot zijn: wegen zijn niet meer begaanbaar, ziekenhuizen niet meer bereikbaar en communicatienetwerken vallen uit.

Tot 2050 nemen de waterproblemen al fors toe. Als de wereld er niet in slaagt de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, wordt het in de tweede helft van de eeuw

‘Klassieke aanpak met technische maatregelen begint te knellen’

alleen maar erger. De scenario’s worden meegenomen bij het opstellen van een nieuw Deltaprogramma. Dat bevat concrete maatregelen over de toekomstige inrichting van het land.

Alle scenario’s zijn het over een ding eens: zonder extra beschermende maatregelen neemt onze veiligheid af. • MEI 2024 • DE INGENIEUR

5

NIEUWS

Combineer aanpak woningnood met andere uitdagingen

De woningnood in ons land is ook een uitgelezen kans om een duurzaam en langdurig gezond woonklimaat te realiseren.

Dat zeggen experts van de TU Delft in het rapport Ruimte voor wonen. De centrale boodschap voor de minister, provincies, gemeenten en andere belanghebbenden: pak de woningnood integraal aan. Het oplossen van het woningtekort moet verweven zijn met de energietransitie, klimaatadaptatie, circulariteit en het toekomstbestendig maken van industrie, landbouw, infrastructuur en natuur.

Ruimtelijke ordening Het creëren van nieuwe woonruimte moet samengaan met de ruimtelijke aanpassing aan klimaatverandering, met de energietransitie en de overgang naar een meer circulaire economie.

Verdichten van wijken Laat verdichten van wijken hand in hand gaan met hoogwaardige, klimaatadaptieve buitenruimten en publieke binnenruimten. De openbare buitenruimten in de stad moeten wateroverlast aankunnen en hittestress beheersbaar houden.

Stimuleer de betrokkenheid van bewoners door hen samen buitenruimten te laten beheren. Dat bevordert de sociale cohesie in de wijk.

Bouwsector De sector kan de transitie versnellen naar nieuwe, duurzamere en meer circulaire bouwmethoden.

Een voorbeeld is industrieel, flexibel en demontabel bouwen (IDF).

Om deze aanpak op te schalen is een brede samenwerking nodig tussen de bouwsector, opdrachtgevers, ontwerpers, ingenieurs en onderzoekers. Combineer IDF-bouwen met aandacht voor ruimtelijke kwaliteit en ruimte voor maatwerk.

Woongebouwen Bewoners hebben veranderende wensen gedurende hun leven en daar zouden woongebouwen bij moeten aansluiten. Maak het woningaanbod veel diverser, niet alleen in grootte en prijs, maar ook in woningsoort en -vorm.

Maak woongebouwen aanpasbaar, zodat ze gemakkelijk kunnen worden gesplitst, samengevoegd of uitgebreid. Geef collectieve woonprojecten meer ruimte.

Ymke Pas/De Ingenieur/Bron: TU Delft

6

DE INGENIEUR • MEI 2024

Voorbeeld van een tijdlijn, met horizontaal gebeurtenissen in de tijd, en daarbij horende documenten. Rechts een fictief, door AI gemaakt, document met weggelakte passages.

AI-tool voor een snellere overheid Wanneer een burger met een Wooverzoek informatie opvraagt bij de overheid, dan is het aan de ambtenaren om handmatig de stukken op te sporen en te verzamelen. Studenten van de TU Delft ontwikkelden kunstmatige intelligentie om dit tijdrovende proces te versnellen.

Tekst: Jim Heirbaut

Bij een Woo-verzoek (voorheen Wob) doet een burger of journalist een beroep op het recht documenten en communicatie van overheidsinstanties in te zien. Zo’n verzoek is erg tijdrovend, want een ambtenaar moet handmatig op zoek naar documenten en vervolgens beoordelen of de stukken wel of niet relevant zijn voor de persoon die het Woo-verzoek heeft gedaan. Daarna moeten nog vertrouwelijke gegevens worden weggelakt, vaak namen van betrokken personen.

Voormalig onderzoeksjournalist Max Muller besloot te onderzoeken hoe dit sneller kan. Inmiddels doet hij als promovendus bij het Nationaal Archief en de Universiteit Utrecht onderzoek naar tijdlijnen als vorm om structuur aan te brengen in grote aantallen documenten. Door documenten en gebeurtenissen bij een bepaalde datum te plaatsen geeft de tijdlijn structuur aan de informatie. ‘De vorm van de tijdlijn heeft ook invloed op het begrip’, zegt Muller.

‘Tijdlijnen met een grafenstructuur (zie ilBEELD: TEAM EPOCH; SHUTTERSTOCK.AI (RECHTS)

lustratie hierboven) kunnen grote aantallen documenten en de onderliggende gebeurtenissen op een overzichtelijkere manier weergeven dan traditionele tijdlijnen.’

Onder begeleiding van Muller ging het studententeam Epoch van de TU Delft aan het werk met een bestaand algoritme voor het maken van een tijdlijn op basis van documenten. Binnen acht weken hadden ze de tool WOOgle Maps gebouwd. Die maakt van een aantal geüploade pdf-bestanden automatisch een tijdlijn. Op de tijdlijn die uiteindelijk op het scherm verschijnt, staan bij bepaalde data gebeurtenissen en de daarbij behorende documenten. In deze eerste fase zijn dat louter pdf-bestanden, maar in een toekomstig product kunnen daar ook e-mails, WhatsApp-berichten en officiële overheidsdocumenten bijkomen.

Een tijdlijn laat zich lezen als een verhaal van wat er allemaal is gebeurd, aan de hand van documenten en gebeurtenissen.

Neem een gemeente die van plan is een woonwijk te gaan slopen. Op de achteraf geconstrueerde tijdlijn kan dan onder meer terechtkomen: het eerste voornemen van de gemeente tot sloop; een brief met de bekendmaking van deze plannen; artikelen in de lokale krant; een aankondiging van een bijeenkomst van bezorgde burgers, enzovoort.

De WOOgle Maps-software werkt, maar moet nog verder worden ontwikkeld voordat die in de praktijk kan worden ingezet.

Onder meer de gebruikerservaring moet nog beter. Daarnaast is de wens dat de software nog meer verschillende elementen uit de teksten haalt; nu worden de documenten enkel gesorteerd op onderwerp en datum.

Op dit moment is nog niet bekend wie de WOOgle Maps-tool afmaakt. Wel is duidelijk dat er behoefte aan is. Er zijn namelijk behoorlijk wat ambtenaren zoet met het zoeken, selecteren en lakken van documenten voor Woo-verzoeken.

WOOgle Maps maakt van pdf-bestanden automatisch een tijdlijn met gebeurtenissen De nieuwe tool kan het aantal te lakken documenten beperken. Muller: ‘Het lakken van documenten wordt gezien als een beetje een rotklus. Het zou mooi zijn als deze tool tijdbesparing kan opleveren voor de ambtenaren die dit werk doen.’

Binnenkort in De Ingenieur een uitgebreid artikel over deze nieuwe AI-tool, en het mogelijke nut ervan voor de ingenieurspraktijk. • MEI 2024 • DE INGENIEUR

7

NIEUWS

Nederlands tintje aan Olympisch zwembad Parijs Tekst: Jim Heirbaut

Bij Parijs is begin april geheel volgens planning het Aquatics Centre opgeleverd, waar deze zomer op de Olympische Spelen de wedstrijden voor waterpolo, schoonspringen en schoonzwemmen worden gehouden. Het gebouw in Saint-Denis is ontworpen door het Nederlandse architectenbureau VenhoevenCS en het Franse Ateliers 2/3/4/.

Van buiten valt vooral het omlaag gekromde dak op. Dat heeft een duidelijk functie: het beperken van het volume binnen. ‘Bij een binnenzwembad gaat een groot deel van de energie op aan het verwarmen van de lucht in het gebouw’, zegt architect Cécilia Gross van VenhoevenCS. Door deze vorm is het luchtvolume ongeveer de helft minder dan bij een recht dak. Het dak is hoog waar nodig – boven de tien meter hoge duiktoren – en laag waar mogelijk.

Eenzelfde truc is uitgehaald met het zwembad. Dat is alleen diep bij de duiktoren, maar elders is er flink wat volume afgehaald vergeleken met conventionele zwembaden. ‘We hebben 25 procent op de hoeveelheid water bespaard.’ Water dat allemaal niet hoeft te worden verwarmd.

Verplaatsbare schuifwanden delen het grote zwembad op in bijvoorbeeld een waterpolobad en een bassin voor het schoonspringen. Deze schuifwanden moeten hun waarde ook na de Olympische Spelen bewijzen, wanneer het Aquatics Centre een veelzijdig sportcentrum wordt voor Saint-Denis.

Olympische faciliteiten worden na de Spelen soms verwaarloosd, maar dat zal hier niet gebeuren.

‘Saint-Denis is één van de armste steden van Frankrijk. De helft van de kinderen krijgt hier nu geen zwemles. En op vakantie gaan velen ook niet. Dus het is goed dat ze straks een plek hebben om te ontspannen en te sporten’, vertelt Gross. Dat gaat verder dan zwemmen. Er komt een fitnessruimte, een boulderbaan en een recreatiebad. Een deel van de tribunes is verplaatsbaar en daar worden padelbanen voor in de plaats gebouwd.

8

DE INGENIEUR • MEI 2024

foto : simon guesdon

MEI 2024 • DE INGENIEUR

9

NIEUWS

Gordijn van luchtbellen beschermt Waddenzee tegen plastic

GIESEN

De Friese stad Harlingen heeft een bellenscherm in gebruik genomen dat moet voorkomen dat afvalplastic in de Waddenzee belandt. Het systeem is geïnstalleerd bij de Tsjerk Hiddessluizen, waar het Van Harinxmakanaal in zee uit­ mondt, en bestaat uit een geperforeerde buis op de bodem van de vaart, diagonaal op de vaarrichting. De talrijke opstijgen­ de luchtbellen dwingen drijvend plastic richting een afvalbak aan de oever die eenvoudig te legen is.

Plastic afval dat in zee terechtkomt, vormt een bedreiging voor dieren. Die kunnen erin verstrikt raken of erin stikken. Het grote opvangsysteem in Friesland is het vierde van het bedrijf The Great Bubble Barrier. Uit eerdere tests blijkt dat een Bubble Barrier plastic­ deeltjes van een millimeter of groter opvangt en dat ongeveer 86 procent van het langsdrijvend plastic in de opvang­ bak eindigt. Wageningen University & Research gaat meten of dat percen­ tage ook in Harlingen wordt gehaald.

Daarnaast hopen onderzoekers van het adviesbureau ATKB in Harlingen meer inzicht te krijgen in de effecten van het bellenscherm op de vismigratie. (JH) •

GEKNIPT

‘Een merk waar mensen nog meer van hielden dan we eerder hadden gedacht.’

‘Ik denk dat het vrij realistisch is dat we zonneauto’s binnen nu en tien jaar op de markt gaan zien.’

Dit trof de Fransman Eliott Wertheimer, de nieuwe co-ceo van fietsenbouwer VanMoof, aan toen hij zich meldde in Amsterdam. VanMoof ging vorig jaar failliet en maakt nu een herstart onder het Britse McLaren Applied (MT/Sprout).

Een groep studenten kan immers nu al een volledig op de zon rijdende auto maken, zegt Britt van Hulst van Solar Team Eindhoven (nos.nl).

‘De politiek denkt maar dat het manna vanzelf uit de hemel zal blijven vallen.

Dat irriteert me.’

De net afgetreden ceo van ASML Peter Wennink lucht zijn hart over de passiviteit bij politici, terwijl meerdere bedrijven een vertrek uit Nederland overwegen (Management Scope).

10

DE INGENIEUR • MEI 2024

‘We moeten echt investeren in onze defensie-industrie.

Opschalen.

Omdat investeren in de defensie-industrie vaak ook leidt tot innovatie.’

Voorzitter Ingrid Thijssen van werkgeversvereniging VNO-NCW presenteert een nieuwe strategie (de Volkskrant).

‘Nog maar een keer bellen.

Weer de robot. Uitgelegd dat “ga.kpn/tvpincode” mijn probleem niet oploste. De robot stuurde een andere link (ga.kpn/weertelevisie) en verbrak de verbinding.’

Redacteur Olaf Tempelman vraagt KPN-klantenservice om hulp wegens een probleem met de afstandsbediening (de Volkskrant).

‘Chatrobots maken mensen boos.

Dat is uiteindelijk meer werk.’

Een anonieme medewerker van de klantenservice van booking.com ziet zijn werk veranderen door de opkomst van AI. Veel bedrijven zetten chatbots in om vragen van klanten te beantwoorden, maar in de praktijk werkt dit nog lang niet optimaal (NRC).

illustratie : matthias giesen

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp.

Deze maand: Moniek Bloem.

Kies voor nieuw leiderschap!

In de ingenieurswereld wordt leiderschap vaak Zonder verandering in het leiderschap krijgen nog traditioneel ingevuld: gericht op hiërarchie, organisaties te maken met een toename van cijfers en ad-hocoplossingen. Deze tijd vraagt ech- burn-outs en een hoog verloop, wat resulteert in ter om een ander soort leiderschap, met samen- verlies van kwaliteit en klanten, en teruglopende werking, gelijkwaardigheid en langetermijnvisie resultaten. Om een duurzame toekomst van orgaals kernwaarden. Om een aantrekkelijke werk- nisaties te waarborgen, pleit ik er daarom voor dat gever te blijven, kunnen leidinggevenden dit nieu- er ook in de ingenieurswereld een ontwikkeling plaatsvindt van traditioneel naar bewust leiderwe leiderschap maar beter omarmen.

Bedrijven worden geconfronteerd met twee schap, waarin balans, verbondenheid en moed alarmerende trends: een stijgend aantal burn- centraal staan.

Het is niet genoeg om te spreken over termen outs en een hoge arbeidsmobiliteit. Tussen 2012 en 2022 is het percentage werknemers met burn-out- als high-performance teams, talentmanagement en werkgeluk. In mijn opinie klachten gestegen van 13 naar moet het leiderschap zelf ver17. Daarnaast blijft het veranderen. Bewustwording van loop binnen organisaties in Het tonen van de rol van leiders binnen een Nederland jaarlijks op een organisatie en investeren in hoog niveau van 10 procent. kwetsbaarheid persoonlijk leiderschap zijn In de twintig jaar dat ik in leidt tot verbinding cruciaal om een positieve verde ingenieurswereld werk, heb andering te bewerkstelligen. ik gezien dat er frictie ontstaat en begrip Nieuw leiderschap vraagt binnen organisaties die vastom ruimte bieden aan wendhouden aan traditioneel, door bare teams, open staan voor ego’s gedreven leiderschap. Ik heb het dan over leiders die vasthouden aan oude feedback en in staat zijn tot zelfreflectie. Het denkbeelden, geen ruimte bieden voor verande- vereist een balans tussen ratio en intuïtie; tussen ring en het verkeerde voorbeeld geven waarmee hoofd, hart en onderbuik. Het tonen van kwetsze de cultuur neerzetten, bijvoorbeeld door lan- baarheid is misschien nog niet gebruikelijk in de ge werkdagen te maken en zelfs in het weekeinde ingenieurswereld, maar leidt juist tot verbinding door te blijven mailen. Ook binnen de ingenieurs- en begrip.

Het is dus tijd voor bewuster leiderschap in de wereld blijven veel leidinggevenden vasthouden aan hun eigen denkbeelden, en zijn sterk op de ingenieurswereld. Leidinggeven aan anderen beinhoud en oplossingen gericht. Op zich goede gint met leidinggeven aan jezelf. Dat vraagt om eigenschappen, maar het blijkt lastig om er talent leiders die zich bewust zijn van hun eigen kwaliteiten en valkuilen, openstaan voor andere permee vast te houden.

Tegelijkertijd zijn er verschilmakers opgestaan, spectieven, reflecteren en verbinding maken met bruggenbouwers die zien dat het anders kan en anderen. Leiders die een veilige werkomgeving moet. In veel gevallen jongere leiders en bij kleine creëren en samenwerking belonen. Leiders die het lef hebben nieuwe paden te bewandelen en oude bedrijven omdat daar minder hiërarchie heerst.

De jongere generaties vragen ander leiderschap denkpatronen los te laten. Het is de beste manier en hebben weinig boodschap aan hiërarchie. Ze om de organisatie gezond, stabiel en aantrekkelijk hechten juist meer waarde aan gelijkwaardigheid te houden, voor medewerkers én voor klanten. en een betere balans tussen werk en privé. Ze verlangen betekenisvol werk en zijn bewust bezig met Moniek Bloem is directeur van ROAD2B Leiderschapsontwikkeling, trainer en coach. duurzaamheid en klimaatverandering. foto : danielle van dongen

MEI 2024 • DE INGENIEUR

11

Bij het mechanisch recyclen van plastic wordt het afval uiteindelijk weer omgemolten tot korrels die als grondstof dienen.

FOTO : SHUTTERSTOCK 12

DE INGENIEUR • MEI 2024

Kunststof in de kringloop Hoe maken we plastic duurzamer?

MEI 2024 • DE INGENIEUR

13

C I R C U L A I R E M AT E R I A L E N T E K S T: M A R L I E S T E R V O O R D E E N A S T R I D V A N D E G R A A F

Kunststof, ontworpen om onverwoestbaar te zijn, is uitgegroeid tot hoofdpijndossier. Chemisch ingenieurs werken aan betere recyclingmethoden en nieuwe polymeersoorten. En daar is haast bij, want de behoefte aan plastic blijft maar toenemen.

cleanup

14

DE INGENIEUR • MEI 2024

Maar juist dankzij de eigenschappen die plastic zo geliefd maken, is het tevens nauwelijks afbreekbaar en moeilijk te recyclen. Het resultaat: plastic afval vervuilt rivieren, zeeën en stranden en bemoeilijkt de weg naar een circulaire economie.

Toch wordt ook plastic – zij het heel langzaam – een kringloopmateriaal, dankzij het verbeteren van mechanische en chemische recycletechnieken, het ontwerpen van nieuwe duurzame plastics die beter afbreekbaar of recyclebaar zijn (zie Plastics 2.0 op bladzijde 20), en daarnaast aan het verminderen van de hoeveelheid plasticafval met internale afspraken en regelgeving. Wat is de stand van zaken?

t

Plastic vervuilt rivieren, zeeën en stranden. foto : the ocean

Wie dit leest, heeft misschien net een boterham uit een plastic zak gehaald of uit een plastic fles gedronken. Zonder bril met kunststof montuur of tablet met kunststof omhulsel zou het lezen wellicht niet eens lukken. Verder van huis zijn ook rioleringsbuizen, windturbinebladen en auto-onderdelen van kunststof. Een wereld zonder plastic is simpelweg niet meer voor te stellen.

Plastic is dan ook fijn spul. Het is licht van gewicht, oersterk en voor veel stoffen nagenoeg ondoordringbaar.

Dat is allemaal te danken aan de lange polymeerketens waaruit het is opgebouwd. Polymeerketens die in de natuur niet voorkomen, maar door mensen zijn bedacht en gemaakt.

Wat gebeurt er met het plastic afval in Europa?

Europa genereert jaarlijks tussen 25 en 30 miljoen ton (Mt) plastic afval. Doel is dat dit in 2050 vrijwel allemaal circulair wordt verwerkt. BRON : RAPPORT RESHAPING PLASTICS , 2022

35.8 Mt

27.8 Mt

9.1 Mt

3.5 Mt 1.5 Mt

1.5 Mt

5.9 Mt

9.8 Mt

3.1 Mt

ILLUSTRATIE : MILGRO . EU

25%

vermindering van gebruik (reduce)

4%

vervanging door ander materiaal (replace)

27%

mechanische recycling

2.1 Mt 0.5 Mt 3.2 Mt

7.3 Mt

21%

chemische recycling tot nieuw plastic

7.2 Mt

3.9 Mt 0.5 Mt 0.8 Mt 2.3 Mt

11% 1% 2% 7% 1%

chemische recycling tot ander product export vuilstort verbanding met terugwinning van energie restafval

2030

2040

De groeiende R-ladder Een begrip in de circulariteitswereld was altijd de R3: Reduce, Reuse, Recycle. Gebruik zo weinig materiaal, gooi materiaal dat je wel gebruikt daarna niet weg maar gebruik het opnieuw en als dat niet meer lukt, zorg dan dat het materiaal wordt gerecycled.

Circulaire oplossingen 78%

Mt 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2020

In de loop der tijd is daar nog een flink aantal extra R’s bijgekomen – enthousiastelingen kunnen er inmiddels meer dan tien op een rij zetten. De reeks staat bekend als de R-ladder, met treden waarin de mate van circulariteit naar boven toe toeneemt.

2050

De cijfers Volgens de Europese duurzaamheidsdoelen moet Europa in 2050 volledig circulair zijn.

De bedoeling is dat in 2030 de helft van de grondstoffen – dus ook plastic – al circulair wordt gebruikt. Dat is een uitdaging, want de verwachting is dat de totale jaarproductie van plastic in diezelfde tijd toeneemt: wereldwijd van ruim vierhonderd miljoen ton nu naar meer dan een miljard ton in 2050, mede dankzij de snelle economische groei van Afrika en Azië.

Volgens de website plasticeurope.org werd in 2022 wereldwijd 400,3 miljoen ton plastic geproduceerd, waarvan 362,3 miljoen ton uit fossiele brandstoffen, 35,6 miljoen ton uit

gerecycled, gebruikt plastic en 2,4 miljoen ton uit biologische grondstoffen.

De grootste plasticproducent is China, dat 32 procent voor zijn rekening neemt. Daarna volgen de rest van Azië, Noord-Amerika en Europa, met respectievelijk 19, 17 en 14 procent. De hoofdmoot van al dit plastic gaat naar de verpakkingsindustrie (44 procent) en de bouw (18 procent).

In 2022 werd in Europa 13 procent van al het door consumenten gebruikte plastic gerecycled. Met het gerecycelde afval van de fabrieken en biobased plastic meegerekend, geldt bijna 20 procent van het Europese plastic als circulair.

MEI 2024 • DE INGENIEUR

15

C I R C U L A I R E M AT E R I A L E N

MECHANISCHE RECYCLING Op de Brightlands Chemelot Campus in Geleen laat materiaalkundig ingenieur Kim Ragaert de ruimte zien waar haar onderzoeksgroep experimenten doet. Hier testen wetenschappers de eigenschappen van recyclede plastics, gemaakt uit verschillende mengsels van afvalplasticdeeltjes. Doel is de kwaliteit van het nieuwe materiaal te verbeteren.

Ragaert, die in maart nog de publieksprijs won bij de KIVI-competitie voor de Ingenieur van het Jaar, is gespecialiseerd in het mechanisch recyclen van plastic.

Daarbij wordt het plastic gesorteerd, gereinigd, verhak-

Kim Ragaert is materiaalkundig ingenieur bij de Universiteit Maastricht. foto : sem shayne 16

DE INGENIEUR • MEI 2024

seld en omgesmolten tot korrels die als grondstof dienen.

‘Mijn onderzoeksgroep richt zich op thermoplasten – plastics die vloeibaar worden als ze worden verhit’, zegt Ragaert. Daarvan bestaan tientallen soorten, waaronder polyethyleentereftalaat (PET), polypropeen (PP) en polyetheen (PE). Ragaert: ‘Van een gesmolten mengsel van thermoplasten werden vroeger vooral tuinbankjes en verkeerspaaltjes gemaakt. Dat is nuttig hergebruik, maar wel beperkt.’

Om van het afval hoogwaardiger plastic te maken, dat bijvoorbeeld ook kan dienen voor flessen en folie, moeten de verschillende plasticsoorten worden gescheiden en ontdaan van vervuilende stoffen. Hierbij geldt: hoe zuiverder het recyclaat, hoe hoger de kwaliteit van het resulterende plastic.

Sorteren Het sorteren van het afvalplastic gebeurt doorgaans met spectrumanalyse. Bijna-infrarood licht (NIR) dat op plastic valt, kaatst (deels) terug. De sterkte van de verschillende golflengten in dat teruggekaatste licht is afhankelijk van de chemische structuur van het plastic.

Alleen zwart plastic wordt door deze methode niet herkend: zwart kaatst licht niet terug, maar neemt het op.

Daarom zijn de zwarte plastic flessen waarin vroeger vaak wasverzachter zat, in de supermarkt steeds minder te vinden. Ragaert: ‘Maar er wordt ook aan een speciale zwarte kleurstof gewerkt, die een NIR-sensor wél opmerkt.’

Vervuilende stoffen ‘Hallo Jumbo!’, ‘Gewoon Albert Heijn’ of ‘Dirk, altijd de goedkoopste’: menige plastic tas dient tevens als een reclamebord. Maar inkt tast de kwaliteit van gerecycled plastic aan, net als de lijm tussen de verschillende lagen bij gelamineerd plastic. Daarnaast bevatten oude plastics soms stoffen die tegenwoordig verboden zijn, zoals loodhoudende stabilisatoren en broomhoudende brandvertragers. ‘Naar al dit soort vervuilingen kijken wij’, zegt Ragaert. ‘Welke stoffen tasten de kwaliteit van het nieuwe plastic het meest aan en hoe krijgen we die weg? Of hoe kunnen we ze aanpassen zodat ze een gunstige invloed krijgen?’ Soms voldoet een kleine ingreep in de chemie van de vervuilende stof, zoals het beter oplosbaar maken van bepaalde stoffen.

Een praktisch probleem waaraan Ragaerts groep werkt, is de dop van de shampoofles. Vaak heeft een fles van HDPE (hogedichtheidpolyetheen) een dop van polypropeen. Omdat het tamelijk rigide materiaal van de dop zijn vorm behoudt terwijl het zachtere materiaal van de fles zich daaraan aanpast, garandeert dit een goede afsluiting.

Ragaert: ‘Wij onderzoeken of de kwaliteit van een nieuwe fles achteruit gaat als die doppen niet uit het recyclaat worden verwijderd. En zo ja, valt de chemie dan bij te stellen om dat tegen te gaan?’ Bij PET-flessen, die vaak juist een dop van HDPE hebben, is die vraag niet relevant. Het scheiden van PET en HDPE is namelijk simpel en dus goedkoop: PET zinkt in water, terwijl HDPE blijft drijven.

CHEMISCHE RECYCLING Waar plastic bij mechanische recycling uiteindelijk wordt omgesmolten tot kleine korrels voor nieuwe producten, gaat chemisch recyclen verder: dan worden de plastics teruggebracht naar hun oorspronkelijke bouwstoffen, dus naar kleinere polymeren, monomeren of nog kleinere moleculen. Dit kan door het plastic chemisch ‘op te hakken’ (depolymerisatie), op te lossen (solvolyse of dissolutie), of af te breken door verhitting (pyrolyse of vergassing).

‘Chemische recycling wordt ingezet als de kwaliteit van het plastic niet hoog genoeg is voor mechanische recycling’, zegt Pieter Imhof, business developer bij de afdeling circulaire plastics van TNO. Door toegevoegde hulpstoffen en andere additieven voldoet plastic vaak niet aan de kwaliteitseisen voor mechanisch recyclen – vooral als het is bedoeld voor de verpakking van voedsel. Imhof: ‘Door aanwezigheid van andere stoffen Soms voldoet daalt het aantal hoogwaardige toepassingen, een kleine tot het plastic alleen nog geschikt is voor bermpaaltjes en tuinstoelen.’ Bij chemische ingreep in de recycling zijn die vervuilende stoffen makkechemie lijker te verwijderen.

“

’’

Pyrolyse Welke manier van chemisch recyclen uiteindelijk de overhand zal krijgen, valt volgens Imhof niet te zeggen. Sommige technieken, zoals solvolyse, zijn energiezuinig maar slechts voor een paar soorten plastic te gebruiken. Andere technieken, zoals vergassen, zijn breder inzetbaar maar kosten veel energie of vergen veel stappen. Bij vergassen wordt het afval tot circa 1000 graden Celsius verhit in aanwezigheid van zuurstof. Daarbij ontstaat synthesegas (syngas), een mengsel van koolmonoxide en waterstof, dat meestal via methanol wordt omgezet in de monomeren waarvan nieuwe polymeren worden gebouwd.

De meest gebruikte methode van chemisch recyclen is pyrolyse. Hierbij wordt het afvalplastic in de afwezigheid van zuurstof verhit tot een temperatuur rond de 500 graden Celsius, en ontstaan gas en ‘pyrolyse-olie’. Die laatste kan vervolgens als brandstof of grondstof dienen. Pyrolyse is effectief en weinig subtiel: het plastic dat de

t

Een andere veelgebruikte sorteermethode is de drijfof-zinktest, die gebruikmaakt van verschil in soortelijk gewicht. De dichtheid van de gebruikte vloeistof bepaalt voor welke plastics deze methode geschikt is. Sommige plasticsoorten zijn in een bak water al van elkaar te scheiden.

Plasticrecycler Umincorp uit Rotterdam, die in januari bankroet ging door concurrentie van nieuwe plastics uit Azië, gebruikte voor de drijf-zinkmethode een magnetische dichtheidsscheider. Deze bevat een ferrovloeistof (een suspensie van magnetische nanodeeltjes), waarin met magneten een dichtheidsgradiënt wordt gecreëerd.

Hierdoor gaan verschillende soorten plastic elk op een andere hoogte in de vloeistof zweven, en kunnen er meerdere soorten tegelijk worden gescheiden.

Plastics die een hoge mate van statische elektriciteit vertonen, zijn soms ook met een elektrode uit een plasticmengsel weg te vissen. Dit nadat ze zichzelf bijvoorbeeld op een triltafel hebben opgeladen.

Hoe nauwkeurig de verschillende methoden zijn, is vaak een keuze, zegt Ragaert. Zo ligt het plastic afval bij de NIR-methode op een lopende band, waar de ongewenste stukken automatisch vanaf worden geblazen.

Meestal loopt die band met een snelheid van ongeveer drie meter per seconde. Bij een lagere snelheid wordt de procedure nauwkeuriger, maar ook duurder. Ook het wassen ná scheiding gaat met keuzen gepaard. Gebeurt dit met warm of koud water? Gaat er schoonmaakmiddel bij? Ragaert: ‘De meest doeltreffende keuze is meestal de duurste.’

MEI 2024 • DE INGENIEUR

17

C I R C U L A I R E M AT E R I A L E N

pyrolyser ingaat mag een mengsel van een aantal soorten zijn en het gaat vaak met kilotonnen tegelijk. Dat laatste kan ook een nadeel zijn, zegt Imhof. ‘Voor de huidige pyrolyseovens zijn grote hoeveelheden afval nodig. Soms zit er dan spanning tussen de vraag en de beschikbaarheid. Dat kan zelfs resulteren in een competitie met mechanische recycling.’

Thermisch kraken Toch zijn sommige technieken kansrijker om verder te ontwikkelen dan andere, vindt innovatiemanager Berend Vreugdenhil, die voor TNO in Petten aan thermische recyclingtechnieken werkt. ‘Pyrolyse is al tientallen jaren in ontwikkeling, elke zichzelf respecterende chemiereus heeft wel een demonstratieproject lopen. Maar hoewel er een mengsel van plastics als voeding voor de techniek kan worden gebruikt, hebben storende componenten wel invloed op de kwaliteit van de olie die het oplevert. Als er PET, PVC of biomassa in zit, gaat de kwaliteit achteruit.’

Bij vergassen speelt dat probleem niet. Vreugdenhil: ‘De vergasser is het ultieme afvalputje voor onzuivere plastics, daar is echt alles in te gooien. Maar vergassers hebben een hoog energieverbruik en de moleculen moeten veel processtappen door voor ze via syngas weer in een plastic terechtkomen.’ Zelf werkte Vreugdenhil mee aan de ontwikkeling van de nieuwe techniek Milena, die inmiddels door het bedrijf Synova commercieel wordt aangeboden. De techniek behelst het thermisch kraken (verwerken) van plastic afval bij een temperatuur tussen 700 en 900 graden Celsius – tussen pyrolyse en vergas-

De thermische kraakinstallatie van Synova, met links de voedingsbunker en rechts de reactor. foto : sander grootjes / tno

18

DE INGENIEUR • MEI 2024

sen in – zonder toevoeging van zuurstof. Dat resulteert in een productgas rijk aan polymeerbouwstenen zoals etheen, propeen en benzeen. Vreugdenhil: ‘Als bij deze techniek PVC, PET of biomassa in het afval zit, maakt dat niet uit. Die kunnen uit het gas worden verwijderd.’

Een thermische kraker kan dus meer afval verwerken dan pyrolyse, in minder stappen dan bij vergassen en met geavanceerdere bouwstenen voor nieuwe plastics als resultaat. Vreugdenhil: ‘Dat vind ik veelbelovend.’

Fase Al deze technieken verkeren momenteel min of meer in dezelfde ontwikkelingsfase, zegt Imhof. Ze worden allemaal op demo-schaal getest. ‘Alleen de pyrolyse is al veel verder.’ Dat laatste komt vooral doordat pyrolyse goed past in de oude systemen van de oliemaatschappijen – de resulterende olie kan bijvoorbeeld in de bestaande krakers worden verwerkt. Vreugdenhil: ‘Maar pyrolyse kost veel energie en levert veel CO2-uitstoot op. Het gas dat Milena oplevert kan worden verwerkt in andere bestaande krakers, bijvoorbeeld bij Sabic of Shell.’

Voor een vergelijking tussen de methoden moet de hele cyclus van elke techniek in beschouwing worden genomen, benadrukken de onderzoekers: welke stappen zijn er nodig om iets zo te recyclen dat het weer als startproduct kan fungeren? Imhof: ‘Daar moet je alles in meenemen: niet alleen de technologie zelf, maar ook het sorteren, wassen en inzamelen van het plastic. De hele levenscyclus.’ Welke technieken er uiteindelijk overblijven, is dus nog een kwestie van afwachten.

Van plastic uit elektronica is dat maar een paar procent.

Ragaert: ‘Daar is men gefocust op metalen, want die zijn veel meer waard.’ Uiteindelijk is geld altijd de doorslaggevende factor.

Technisch gezien moet het mogelijk zijn in 2050 circulair te zijn op het gebied van plastic, denken Imhof en Vreugdenhil. Of het lukt, hangt vooral af van de voortvarendheid van het bedrijfsleven en de politiek. Imhof: ‘Het systeem moet ervoor worden ingericht, ook wat betreft de wet- en regelgeving voor eindafval, de imen export van materialen en het stimuleren van investeerders.’ Wat helpt, is duidelijkheid, zoals een verplicht aandeel van 30 procent recyclaat in kunststoffen, zoals in de Nederlandse Transitieagenda Kunststoffen wordt voorgesteld.

Een dergelijke verplichting had het faillissement van plasticrecycler Umincorp in januari misschien kunnen voorkomen, denkt Ragaert. ‘De grootste bedreiging voor de recyclingindustrie zijn momenteel de spotgoedkope kunststoffen gemaakt van fossiele olie, die vanuit Azië en Amerika de Europese markt op komen’, vertelt ze. Daar valt nauwelijks tegenop te concurreren, vooral omdat de kosten voor Europese recyclers juist stijgen door hogere salarissen en energieprijzen.

Regie Regie is essentieel, zegt ook chemicus Gert-Jan Gruter van de Universiteit van Amsterdam en Avantium, niet alleen voor het introduceren van nieuwe technologie, maar ook voor het afbouwen van de oude. ‘Vergelijk het met de energietransitie, waar we al een stuk verder zijn. Kolencentrales bouwen we in Nederland niet meer, maar in nieuwe fabrieken voor plastics uit fossiele grondstoffen wordt nog steeds geïnvesteerd. Mede hierdoor zijn we pas een half procent op weg in de kunststoftransitie.’

Ook voor de sortering van plastic is sturing nodig.

Zo heeft de verwerkingsindustrie minder werk aan het afval naarmate mensen thuis beter voorsorteren. Dat vraagt om juist gedrag en dus om slimme regelgeving.

‘In mijn gemeente wordt PMD-afval (plastic, metaal en drankkartons, red.) gratis afgehaald, maar moeten we voor restafval per kilogram betalen’, vertelt Imhof. ‘Dat werkt dus niet, dan gooien mensen zoveel mogelijk afval in de PMD-bak.’

Op dit moment wordt van het ingezamelde plastic verpakkingsmateriaal ongeveer 80 procent hergebruikt.

Weggooivergunning En de ontwikkeling van nieuwe afbreekbare plasticsoorten (zie Plastic 2.0 op blz. 20)? Is dat niet de heilige graal?

Voorlopig in elk geval niet, zegt Ragaert – al is het goed dat hieraan wordt gewerkt. ‘In de praktijk verdwijnt het grootste deel van de afbreekbare plastics nu bij het afval dat wordt verbrand, omdat de hoeveelheden te klein zijn voor de recyclingindustrie.’

Daarnaast geeft afbreekbaar plastic mensen het idee dat ze het overal gewoon mogen achterlaten, zegt Ragaert. ‘De license to litter, Afbreekbaar noem ik dat. Maar het leidt, vanwege de lage snelheid van de afbraak, tot nog meer plastic plastic leidt afval in de natuur.’ tot nog meer Toch is de ontwikkeling van nieuwe moleafval in de culen volgens Imhof essentieel. ‘We hebben natuur héél veel kunststof nodig. Alleen recyclen levert daarvoor te weinig grondstoffen op.’

Er is dus extra toevoer nodig uit duurzame bronnen, zegt Imhof. ‘En sommige nieuwe materialen hebben zich al goed bewezen, al moet de toepasbaarheid breder worden.’

“

’’

Blikkensoep Maar waarom staat het zoveel mogelijk vervangen van plastic door materialen als papier of karton eigenlijk niet bovenaan de to do-lijst? ‘Omdat dat vaak helemaal geen goed idee is’, reageert Ragaert fel. ‘Papieren tasjes hebben een veel grotere CO2-afdruk dan plastic tasjes, mede omdat ze eerder stuk gaan. Bovendien zitten ze vaak vol drukinkt, wat giftig spul is. Iedereen denkt dat papieren tasjes milieuvriendelijker zijn, maar dat is een mythe.’

Plastic afval is vooral zo’n groot probleem omdat plastic zo veel wordt gebruikt, zegt Ragaert. ‘Als plastic flesjes worden verboden en iedereen gaat blikjes kopen, verandert de oceaan van een plasticsoep in een blikkensoep.

En dat is óók niet goed voor het milieu.’

t

DE TOEKOMST

Productontwerp Een gunstige ontwikkeling is dat de mogelijkheid van recycling tegenwoordig al bij het ontwerp van producten wordt meegenomen. In de jaren negentig streefde de maatschappij onder invloed van de duurzaamheidsbeweging naar steeds minder materiaalgebruik, zegt Ragaert. ‘Plastic was toen de duurzame held onder de materialen, omdat het licht van gewicht is en toch heel functioneel.’ In die tijd kwamen de meerlaagse plastics in zwang, met bijvoorbeeld een laag polyetheen als vochtbarrière en een laag PET als zuurstofbarrière. Vele laagjes, elk met een dikte van een paar micrometer, vormden zo samen één multifunctioneel plastic. Ragaert: ‘Maar zulke plastics zijn eigenlijk te complex om te recyclen.’

Tegenwoordig streeft men juist naar plastics die uit zo weinig mogelijk soorten bestaan, al is dan vaak wel een dikkere laag nodig. Ragaert: ‘Hoe eenvormiger hoe beter, is nu de insteek.’

MEI 2024 • DE INGENIEUR

19

C I R C U L A I R E M AT E R I A L E N T E K S T: A S T R I D V A N D E G R A A F E N M A R L I E S T E R V O O R D E

Terug naar de tekentafel voor future proof plastics

Plastics 2.0 Chemici en technologen werken in het lab aan ingenieuze nieuwe polymeren die goed recyclebaar, afbreekbaar en duurzaam zijn. Sommige plastics zijn zelfs zo te engineeren dat ze zichzelf helen of afbreken als hun tijd daar is.

‘Wie nu een verpakkingsmateriaal moet ontwerpen om vlees een paar weken in te bewaren, zal nooit op de proppen komen met plastics die tientallen jaren (PE) of zelfs eeuwen (PET) meegaan’, zegt Gert-Jan Gruter, hoogleraar industrial sustainable chemistry aan de Universiteit van Amsterdam (UvA) en chief technology officer bij het duurzame chemiebedrijf Avantium. ‘Dat is

Door water afbreekbaar De verbindingen in plastics als PISOX zijn eenvoudig chemisch te verbreken door opname van water (hydrolyse) waarna het materiaal uiteenvalt in de bouwstenen. Sommige PISOX-varianten reageren zelfs langzaam met vocht uit de lucht en zijn daardoor beperkt houdbaar.

Ook bacteriën en schimmels kunnen polyesters hydrolyseren, met enzymen die de bindingen tussen de bouwstenen doorknippen. Bij PET,

bekend van flessen en textiel, lukt dat echter niet, doordat de verbindingen door de structuur van de polymeerketens lastig te bereiken zijn.

Oxaalzuur en isosorbide zijn in de natuur voorkomende en goed biologisch afbreekbare moleculen. ‘Ons primaire doel is dat PISOX wordt gerecycled, maar als het toch in het milieu terechtkomt, is het in zes maanden tijd helemaal omgezet naar CO2. Van ophoping is geen sprake’, zegt Gruter.

Een 3D-geprinte PISOX-vos. Het materiaal heeft goede mechanische eigenschappen en breekt in ongeveer een jaar ‘vanzelf’ af naar de bouwstenen (monomeren) door vocht uit de lucht (rechts).

FOTO ' S : KEVIN VAN DER MAAS 20

DE INGENIEUR • MEI 2024

eigenlijk een ontwerpfout.’ Vooral dit soort single use, niet recyclebare plastic verpakkingen komen namelijk terecht in het milieu. ‘Om dat te doorbreken, is een goede recyclebaarheid essentieel. Want wanneer iets waarde heeft voor recycling na gebruik, is de kans groot dat het wordt verzameld.’

PISOX In Gruters onderzoeksgroep aan de UvA ontwikkelde promovendus Kevin van der Maas daarom in de afgelopen jaren samen met Avantium en LEGO een nieuwe plasticfamilie: PISOX, vernoemd naar de bouwstenen waaruit het Polyester is opgebouwd: ISosorbide en OXaalzuur. PISOX is zowel recyclebaar als goed afbreekbaar – zodanig dat het zelfs thuis goed te composteren is.

‘Maar biologische afbreekbaarheid is geen designed end of life’, zegt Gruter. ‘Plastic inzamelen om het vervolgens biologisch af te breken tot CO2 is zinloos. Dan kunnen we het nog beter verbranden. Daarbij komt evenveel CO2 vrij en dan halen we er tenminste nog energie uit.’

PISOX is een plastic gemaakt door koppeling van een zuur met een alcohol en bevat daardoor zuurstofatomen.

Dat betekent dat het zijn niet-fossiele grondstoffen, die rijk zijn aan zuurstofatomen, zeer efficiënt benut. Gruter: ‘Bij het produceren van plastic is het belangrijk zoveel mogelijk massa van de grondstof te behouden, want dan is er minder van nodig. Biomassa bestaat voor meer dan 50 procent uit zuurstof (O) – dus als dat grotendeels in het plastic terechtkomt, is dat heel efficiënt.’ Voor een ton etheen (C2H4) om PE-plastic van te maken, is circa 3,5 ton suiker (C6H12O6) nodig. Het uit suikers produceren van isosorbide (C6H10O4) is vanwege de zuurstof die erin zit veel efficiënter.

Bij de andere bouwsteen voor PISOX, oxaalzuur (H2C2O4), gaat nog minder materiaal verloren. Gruter: ‘Daarvoor hoeven we “slechts” twee CO2-moleculen aan elkaar te koppelen, met 100 procent atoomefficiëntie. Uiteraard is er energie nodig om die moleculen met elkaar te laten reageren, maar tien keer minder dan als we een zelfde hoeveelheid etheen uit die CO2 zouden maken.’

Om van de twee bouwstenen een goed verwerkbaar polyester te maken, was nog wel wat engineering nodig, vertelt Gruter. Zo laat isosorbide zich niet makkelijk met oxaalzuur tot lange ketens aaneenrijgen, iets dat noodzakelijks is om van het materiaal dunne films te blazen of het door een matrijs te persen. Het is dan

Vitrimeren Voor een ander nieuw type polymeer, het vitrimeer, ontstond het idee al dertien jaar geleden. ‘Dat was een grote doorbraak in de polymeerchemie’, zegt chemisch ingenieur Maarten Smulders, universitair hoofddocent organische chemie van Wageningen University & Research.

Een vitrimeer heeft eigenschappen van een thermoplast, want het is verwerkbaar bij hoge temperatuur, maar ook van een thermoharder, want het heeft een driedimensionaal permanent netwerk. Smulders: ‘Dat is conceptueel elegant en kan een mooi alternatief zijn voor harde plastics die nu lastig of niet te recyclen zijn, zoals componenten voor auto’s, windturbines en vliegtuigen.’ (Zie kader Twee plastics in een.)

Vitrimeren vallen onder de ‘covalent adaptieve netwerken’: netwerken waarvan de dwarsverbindingen tussen polymeerketens kunnen overspringen. ‘Een vitrimeer is voor te stellen als een net van een voetbaldoel dat met knopen aan elkaar zit. Het adaptieve is dat die knopen kunnen verspringen’, zegt Smulders. Hierdoor kan het materiaal na verhitting worden hergebruikt en heeft het zelfhelende eigenschappen. ‘Wanneer we een plakje vitrimeer in tweeën knippen en de stukken tegen elkaar aan duwen, dan zit het na een tijdje weer stevig vast doordat op het grensvlak de “dynamische covalente bindingen” van plek wisselen.’ (Zie foto op bladzijde 22.)

Maar in de praktijk is het materiaal weerbarstig, zegt Smulders. Het is óf heel robuust bij kamertemperatuur – maar heeft dan zulke hoge temperaturen (meer dan 200 graden Celsius) nodig om te hergebruiken dat het polymeer al begint te degraderen – óf het is goed te vervormen bij verwarming, maar is dan bij kamertemperatuur minder robuust en verandert bij belasting van vorm (kruipgedrag). ‘We zijn aan het bekijken hoe we dat kunnen oplossen. Uit de literatuur zijn trucs bekend, bijvoorbeeld het inbouwen van een katalysator die maakt dat alleen bij hogere temperatuur de bindingen in het netwerk gaan uitwisselen. Dan ontstaat een tweestapscontrole.’

Smulders groep is inmiddels bezig om een van de huidige plastics te voorzien van een dynamische binding

Twee plastics in een Plastics zijn in te delen in thermoplasten en thermoharders. Thermoplasten zijn opgebouwd uit lange lineaire polymeerketens die los naast elkaar liggen. Bij verwarming worden ze zacht en ze zijn makkelijk te verwerken en te recyclen. De industrie maakt er bijvoorbeeld folies en voedselverpakkingen van.

Bij thermoharders zitten die polymeerstrengen met stevige dwarsverbindingen aan elkaar

en vormen een verknoopt driedimensionaal netwerk. Deze bindingen laten bij verwarming niet los, waardoor het materiaal robuust is, sterk en ongevoelig voor oplosmiddelen. Goed voor windturbinebladen die geacht worden dertig jaar of langer mee te gaan. Maar eenmaal gemaakt, zijn ze niet meer om te smelten.

Vitrimeren verenigen deze twee eigenschappen: ze zijn zowel verwerkbaar als robuust.

Schematische weergave van verschillende polymeergroepen: de lineaire structuur van thermoplasten, de verknoopte structuur van thermoharders en de dynamisch verknoopte structuur van covalent adaptieve netwerken. ILLUSTRATIE : MAARTEN SMULDERS

om het beter recyclebaar en zelfhelend te maken: polycarbonaat, een veel gebruikt polymeer voor elektronicabehuizingen en constructiemateriaal. ‘Een geheel nieuwe aanpak.’

Compleximeren Jasper van der Gucht, hoogleraar fysische chemie en zachte materie van de WUR, werkt aan mengsels van positief en negatief geladen polymeren (polyelektrolyten). Dat levert nieuw materialen op die ook tussen

▼

te bros. Met een chemische truc lukte dit toch. Vervolgens bleek het materiaal dat uit de reactor kwam over zulke goede mechanische eigenschappen te beschikken, dat dát de verwerking weer bemoeilijkte.

Dit werd opgelost door oxaalzuur deels te vervangen door het iets langere en flexibelere barnsteenzuur. ‘Iets dergelijks kunnen we ook doen met isosorbide’, zegt Gruter. ’We kunnen eigenschappen echt finetunen op de gewenste toepassing.’

Bedrijven die mosselbanken op de zeebodem willen laten groeien, hebben al interesse in PISOX getoond, vanwege de unieke eigenschap dat dit plastic ook afbreekt in afwezigheid van enzymen van bacteriën en schimmels. Gruter: ‘Als de plastic structuren waarop de mossels moeten groeien na zes maanden oplossen, is hun werk voltooid.’ Uiteindelijk kunnen PISOX en vergelijkbare polyesters zoals PLA, PEF en PGA bijna alle plastics vervangen die nu voor bulktoepassingen worden gebruikt, denkt Gruter.

MEI 2024 • DE INGENIEUR

21

C I R C U L A I R E M AT E R I A L E N

(Boven) Thermische recycling van vitrimeren. Het materiaal wordt in stukjes geknipt en verwarmd in een hotpress.

Bij hoge temperatuur vormen zich nieuwe, dynamische bindingen tussen de losse stukjes materiaal en is het weer in een gewenste vorm te persen.

(Onder) Vitrimeren kunnen zichzelf helen. Een stukje plastic dat in tweeën is geknipt, vormt weer een geheel door de twee fragmenten tegen elkaar te drukken. Hoe hoger de temperatuur hoe sneller dat gaat. Deze binding is zo sterk dat in een nieuwe trekproef het materiaal op een andere plek zal bezwijken.

FOTO : MAARTEN SMULDERS

Luchtdicht verpakken In Wageningen werkt de groep van Van der Gucht aan polyelektrolyten als alternatief voor het opgedampte aluminiumlaagje dat chips knapperig of koffie aromatisch houdt, maar maakt dat de verpakking niet te recyclen is. ‘Dunne filmcoatings van polyelektrolyten zijn een goede zuurstofbarrière, interessant voor verpakking van voedingsmiddelen. Normaal wordt een film laag voor laag

22

DE INGENIEUR • MEI 2024

opgebouwd om zuurstof tegen te houden, in een spekkoekachtige structuur van positieve en negatieve laagjes. Wij laten zien dat dit ook in één stap is te maken.’

Binnen het Nederlands CBBC (Center Chemical Building Blocks Consortium) en samen met Universiteit Twente, AkzoNobel en BASF, zijn de Wageningers nu de eigenschappen verder aan het verbeteren.

de thermoplasten en thermoharders in zitten: compleximeren. Ze lijken een beetje op vitrimeren, maar het concept is wezenlijk anders. In plaats van verbindingen die zich opnieuw kunnen rangschikken, zijn het de sterke interacties tussen positief en negatief geladen polymeerketens die het materiaal de bijzondere eigenschappen geven. ‘Wanneer je positief en negatief geladen polymeerketens met elkaar mengt, dan trekken die elkaar aan en kleven ze aaneen. Dat levert een plastic op. De ketens zijn wel gelinkt door de vele ladingen, maar deze verbindingen kunnen worden verbroken en gevormd.

Daardoor zijn deze materialen door ze te verwarmen goed te recyclen.’ Het concept van samenklonterende polyelektrolyten is niet nieuw. In de voedingsmiddelenindustrie wordt het toegepast bij verdikkingsmiddel, en ook spinnenwebdraden zijn opgebouwd uit positieve en negatief geladen eiwitmoleculen.

Het grootste probleem dat de onderzoekers moesten oplossen, was de interactie van polyelektrolyten met water. Polyelektrolyten worden bij opdrogen hard en bros, vergelijkbaar met droog keukenzout, waardoor ze niet te verwerken zijn. Onder invloed van water worden ze wel flexibeler maar ook zwakker. Van der Gucht: ‘Het materiaal varieert dus mee met de luchtvochtigheid. Maar wij dachten dat allemaal te kunnen oplossen.’

Dat lukte, door de ladingen op de polymeerketens gedeeltelijk af te schermen met een waterafstotend laagje.

‘Dat werkt ontzettend goed. Het plastic is nu prima te verwerken en totaal niet meer gevoelig voor water en andere oplosmiddelen’, zegt Van der Gucht. ‘Twee vliegen in een klap! Hiermee hebben we nog niet het materiaal dat de wereld gaat verbeteren, maar wel een plastic met interessante eigenschappen. De hoop is nu dat we deze plastics ook sterker kunnen maken.’ • FOTO : DEPOSITPHOTOS

Möring

Het omvangrijke werk van schrijver Marcel Möring omvat onder meer Eden (2017), Amen (2019) en Familiewandeling (2021).

Zwarte hoorn, witte body Er is het afgelopen jaar weer minder gebeld. In het der- een tijdje was daar de lol van af en stond mijn Diavox de kwartaal van 2023 nam het aantal mobiele aanslui- hip en ongebruikt te wezen op mijn even hippe witte tingen toe, evenals het aantal verzonden sms’jes. Het vloerbedekking. Bellen deed ik zelden en niet alleen dataverbruik steeg naar 588 miljoen gigabytes, maar het omdat een gesprek vijftig cent per minuut kostte. Ik had geen idee wie ik eigenlijk wilde bereiken met mijn dure aantal belminuten daalde met zevenhonderd miljoen.

Als ik niet beter wist zou ik zeggen dat een grote stilte Diavox.

Telefonie in die tijd ging langzaam over van pulsis neergedaald over de wereld.

Op de een of andere manier voerde dit bericht van kiezen (IDK, impuls druktoetskeuze) naar toonkiezen de Autoriteit Consument & Markt mij mee naar het (TDK, toon druktoetskeuze). Pulskiezen was langzaam moment waarop ik mijn eerste telefoon kreeg. Ik heb en beperkt, maar omdat veel infrastructuur oud was, het nu over wat de autoriteit ‘vaste telefonie’ noemt, via bleef het nog bestaan.

Tot het oude systeem behoorden ook antwoordde draad van wat toen nog de PTT heette.

Begin jaren tachtig werd een telefoonverbinding apparaten die op afstand konden worden bediend met toestel niet zozeer besteld, maar aangevraagd. door fluitsignalen. Je belde naar je eigen huis, wachtte Wat suggereerde dat je maar moest afwachten of je er tot het welkomstbericht was afgelopen en floot dan een ook een kreeg. Misschien keek de directeur van het serie korte tonen in de hoorn van de telefoon waarmee PTT-kantoor van Assen naar je aanvraag, trok zijn opdracht werd gegeven om de ingekomen berichten af te luisteren. Het was een wenkbrauwen op en zei tegen een buitengewoon krakkemikondergeschikte: ‘Möring? Die woont Tegenwoordig komt kig systeem. Ik heb dat ooit nog maar net op zichzelf. Misschien gedemonstreerd aan een volgend jaar.’ bijna alles in vriend door zijn nummer Het was gespannen afwachten. de vorm van appjes te bellen en na een riedeltje Ik had een toestel aangevraagd dat fluiten zijn antwoordappadestijds een breuk met de PTT-estheraat uit te luisteren. Ik weet tiek betekende. Tot dan had iedereen hetzelfde saaie grijze model, de T65. T van telefoon, het niet zeker, maar volgens mij kon je die dingen zelfs neem ik aan, want bij de PTT gold in die jaren ‘doe ontgrendelen als je het eerste couplet van het Wilhelmaar gewoon, dan doe je al gek genoeg’. Bellen was een mus floot.

De nieuwe druktoetstelefoons van de PTT kregen ernstige zaak en daar hoorde een toestel bij dat eruitzag alsof het was ontworpen door een depressief lid van het een nummerblok dat afweek van de opmaak van de toetsen op rekenmachines: 123, daaronder 456 en daar Oost-Duitse politbureau.

Daarin kwam in 1981 verandering toen de PTT ook weer onder 789, in plaats van 789, 456 en 123. Dat was de Ericsson Diavox en de NSEM Unifoon opnam in om te voorkomen dat mensen die waren geoefend in haar assortiment. Die hadden niet alleen een ande- het gebruik van rekenmachines te snel zouden intoetre vorm, maar kwamen ook in verschillende kleu- sen, waardoor het systeem het niet bij kon houden.

Ach, nostalgie... ren en beschikten over druktoetsen in plaats van een Ik weet niet of de Autoriteit Consument & Markt draaischijf. Ik wilde de Diavox – zwarte hoorn, witte body – en had er het eenmalige bedrag van tachtig gul- WhatsApp-berichten ook onder sms’jes schaart. Waarschijnlijk niet, want dan zou het aandeel tekstberichten den voor over om me jong, modern en hip te voelen.

Een monteur kwam mijn toestel installeren, wat nog veel hoger uitkomen. Ik krijg tegenwoordig bijna inhield dat hij de stekker in het telefoonstopcontact alles in de vorm van appjes, van huwelijksaankondiging stopte, een nummer intoetste waardoor het apparaat tot overlijdensbericht. Als die informatie al niet wordt zichzelf via de centrale belde en mij vervolgens veel ple- gedeeld op Instagram of Facebook. Ik zal eerlijk zijn: zier wenste met de aanschaf. In de weken die daarop die vormen van communicatie doen mij hevig terugvolgden heb ik iedereen die op bezoek kwam verrast verlangen naar Diavox, die stil en stijlvol op de vloer door het beltrucje van de monteur te herhalen. Maar na van mijn eerste appartementje stond.

FOTO : HARRY COCK

MEI 2024 • DE INGENIEUR

23

DE VERNUFTELING 2024 T E K S T: P A N C R A S D I J K , J I M H E I R B A U T E N M A R L I E S T E R V O O R D E

Twaalf kanshebbers op innovatieprijs

24

bureau is aangesloten bij NLingenieurs.

verstopt achter vanzelfsprekende verworven-

De jury staat onder leiding van Machteld

heden als viaducten, waterzuivering of ver-

de Kroon, managing director van de afdeling

warming. Het idee achter De Vernufteling is:

mobility & built environment van TNO. De

ere wie ere toekomt. Want volgens branche-

overige leden zijn Willemien Bosch (directeur

vereniging Koninklijke NLingenieurs en

Koninklijke NLingenieurs), Kim Dieleman

De Ingenieur, de twee drijvende krachten

(beleidsmedewerker water & klimaatadaptatie

achter de onderscheiding, verdienen de

bij werkorganisatie De Buch), Pancras Dijk

meest innovatieve ingenieursprojecten van

(hoofdredacteur De Ingenieur) en William van

het jaar het om in de schijnwerpers te staan.

Niekerk (directeur TKI Bouw en Techniek).

De jury mag zich dit jaar buigen over twaalf

Ook het publiek mag weer zijn voorkeur

projecten van acht verschillende ingenieurs-

doorgeven. Van 16 tot 24 mei zijn de stem-

bureaus. Elk vernieuwend, technologisch

bussen geopend. Ga daarvoor naar

geavanceerd of baanbrekend project met een

deingenieur.nl. Op 6 juni worden de winnaars

duidelijke, maatschappelijke relevantie kon

van jury- en publieksprijs bekendgemaakt,

worden ingezonden voor De Vernufteling, op

op een feestelijke bijeenkomst in het KIVI-

voorwaarde dat het betrokken ingenieurs-

gebouw in Den Haag.

DE INGENIEUR • MEI 2024

▼

Techniek zit voor de meeste Nederlanders

BEELD : DE INGENIEUR

MEI 2024 • DE INGENIEUR

25

DE VERNUFTELING 2024

B U R E A U : ABT P R O J E C T: Prolock Filterscherm

Stabiele dijk dankzij PVC-scherm In de eeuwige strijd tegen het water zijn nieuwe wapens altijd welkom. Het innovatieve Prolock Filterscherm helpt piping voorkomen en maakt dijken zo veiliger.

Het is de nachtmerrie van de waterschappen: een dijk die begint te schuiven en bezwijkt.

Toch kan dat gebeuren, bijvoorbeeld als gevolg van piping. Bij dat faalmechanisme kunnen er door hoog water onder een dijk kanaaltjes ontstaan, wat tot verzwakking en mogelijk zelfs instorting kan leiden.

Om het gevaar van piping weg te nemen, worden in de regel brede ‘bermen’ aangelegd – simpelweg grote bergen zand tegen de voet

B U R E A U : Antea Group P R O J E C T: Ammonia-Q

Groene brandstof uit mestlucht Minder uitstoot van stikstof en eigen energieopslag: dat is de oplossing die Antea Group ontwikkelt voor veehouders in Nederland.

De Nederlandse veestapel produceert jaarlijks meer dan zeventig miljoen ton mest. Die mest is schadelijk voor kwetsbare natuur. Dat komt met name door ammoniak (NH3), een van de bestanddelen.

Ammoniak wordt regelmatig als geschikte energiedrager voorgesteld: het is een stof die te maken is uit waterstof en stikstof, wat veel energie kost, en bij verbranding weer uiteenvalt.

De ingenieurs van Antea Group zochten naar een effectieve manier om ammoniak te winnen. Het idee leidde tot de ontwikkeling van Ammonia-Q, een installatie die stallucht afzuigt en door een luchtwasser leidt. Uit het waswater wordt vervolgens ammoniak geoogst. Die wordt opgewerkt en opgeslagen 26

DE INGENIEUR • MEI 2024

om later als groene brandstof te dienen op momenten dat boeren die nodig hebben.

‘Dus in dit geval maken we de ammoniak niet zelf ’, zei procestechnoloog Roel Steenbergen van Antea Group eerder tegen De Ingenieur. ‘We isoleren die alleen uit de stallucht. Dat kost veel minder energie.’

‘Bovendien is het onderliggende probleem juist dat we te veel ammoniak hebben’, stelt Antea’s milieuexpert Bart Aerts. ‘Daarvoor biedt Ammonia-Q nu een oplossing.’

Tests in het lab hebben inmiddels aangetoond dat dit proces de ammoniakuitstoot met 60 tot 70 procent reduceert. Een ander groot voordeel is dat boeren zo hun eigen energievoorraad hebben.

De energie voor dit proces kan komen van windturbines of zonnecellen. Op momenten dat die duurzame energie overvloedig voorradig is, kan de boer de Ammonia-Q-installatie aanzetten om energie op te slaan voor later. foto : antea group ; abt

van de dijk. Nadeel is het grote ruimtebeslag van deze oplossing. Een andere mogelijkheid zijn stalen damwanden die diep de grond in worden geslagen. Maar dat leidt bij de aanleg tot overlast bij omwonenden.

Bovendien zijn de kosten hoog, zowel voor het milieu als voor de portemonnee.

Ingenieursbureau ABT ontwikkelde met een reeks partners het Prolock Filterscherm, dat verticaal in de grond wordt geplaatst. Het scherm laat kwelwater door, maar voorkomt dat zand met het water wegspoelt. Zo blijft de dijkstabiliteit gewaarborgd.

De schermen worden gemaakt van gerecyclede PVC-elementen en gevuld met fijn zand, dat het filterende werk doet. Ze zijn voor zeker honderd jaar onderhoudsvrij en zijn ze niet meer nodig, dan kunnen ze worden hergebruikt. De aanleg gebeurt trillingsvrij en kan ook eenvoudig elektrisch; zijn ze eenmaal geplaatst, dan valt er niets meer van te zien.

De eerste proeven, aan de voor de hele Randstad belangrijke Lekdijk, zijn zo succesvol gebleken dat waterschappen in het hele land ermee aan de slag willen.

Het Cubehouse (midden) wordt het nieuwe hoofdkantoor van Arcadis.

B U R E A U : Arcadis P R O J E C T: Embodied Carbon Tool

Minder CO2-uitstoot in de bouw

Het materiaalgebruik in de bouwsector is verantwoordelijk voor 11 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot. Om dit te verbeteren en ook andere milieuschade te voorkomen, moeten architecten en constructeurs duurzame materiaalkeuzen maken en constructies bedenken waarvoor minder materiaal nodig is.

Maar hoe weten zij welk ontwerp het beste is? Als hulpmiddel om dit te bepalen, ontwikkelde ingenieursbureau Arcadis de Embodied Carbon Tool. Deze berekent de materiaalgebonden uitstoot van een gepland gebouw op basis van een aangeleverd ontwerp en een milieudatabase naar keuze.

In Nederland is dat meestal de nationale milieudatabase (NMD).

Een milieudatabase bevat gegevens over de impact van verschillende bouwmaterialen illustratie : vero / g & s &

op milieu en klimaat. ‘Het gaat bij de NMD niet alleen om de hoeveelheid CO2 die bij de productie ervan is uitgestoten’, zegt constructeur Toine Fokkens van Arcadis, ‘maar om in totaal dertien milieu-indicatoren, waaronder watergebruik, vermesting en het gebruik van toxische stoffen.’ Door deze informatie te combineren met het ontwerp van het gebouw, kan de totale milieu-impact van een gebouw worden berekend.

De Embodied Carbon Tool is te koppelen aan andere software die constructeurs veel gebruiken. Hierdoor kan de tool meteen het effect van aanpassingen in een ontwerp laten zien. Zo kan een constructeur snel en efficient naar de beste oplossing zoeken. Uiteindelijk bevordert de tool het terugdringen van CO2-uitstoot en grondstoffengebruik en de inzet van duurzame materialen.

De tool heeft zijn waarde onder meer bewezen bij het ontwerpen van het Cubehouse, het in 2025 te openen hoofdkantoor van Arcadis aan de Amsterdamse Zuidas. Hierbij is ruim 75 procent aan gerecycled of biobased materiaal gebruikt.

t

De Embodied Carbon Tool van Arcadis berekent de CO2-uitstoot en milieuschade van het neerzetten van een gebouw. Dat maakt duurzaam bouwen eenvoudiger.

MEI 2024 • DE INGENIEUR

27

DE VERNUFTELING 2024

B U R E A U : Iv/Nevesbu P R O J E C T: Floating offshore substation

Drijvend verdeelstation voor windparken De elektriciteit van windturbines in parken op zee wordt verzameld in substations. Voor diepere gedeelten is er nu een drijvende variant van zo’n verdeelstation, ontworpen door Nevesbu en Iv.

Voor de kust verrijzen in hoog tempo steeds meer windparken. Windenergie gaat in Nederland de komende decennia het groot­ ste deel van de duurzaam opgewekte elektri­ citeit vormen.

Nu kunnen windturbines in de Noordzee nog op de bodem staan. Hetzelfde geldt voor de substations, de enorme installaties waar

B U R E A U : Arcadis P R O J E C T: Space Accountants

Spoorzoeken vanaf het strand Het opruimen van op het strand aangespoelde olievaten is duur.

Met het project Space Accountants willen Arcadis en de Universiteit Utrecht achterhalen van welke schepen de vaten afkomstig zijn.

Regelmatig spoelen op de Nederland­ se stranden olievaten aan met afgedankte smeerolie. Deze zijn op volle zee over­ boord gegooid. Omdat de burgemeester van een strandgemeente volgens de wet op de strandvonderij, eigenaar is van alles dat aanspoelt, betaalt de gemeente de kosten voor het opruimen van deze vaten. En om­ dat van buitenaf niet te zien wat er in een vat zit, kunnen die kosten flink oplopen.

Het project Space Accountants van het ingenieursbureau Arcadis en de Universi­ teit Utrecht wil hier verandering in brengen.

De onderzoekers bouwden een computer­ model dat de weg van zo’n vat, gestuurd door wind­ en waterstroming, reconstrueert. Ver­ volgens gebruikt het satellietgegevens van de beweging van schepen in de Waddenzee en 28

DE INGENIEUR • MEI 2024

de Noordzee om het schip dat het vat heeft gedumpt te achterhalen. Zo kan de rekening van het opruimen naar de vervuiler.

Het model combineert wereldwijde mo­ dellen voor oceaanstroming met gedetail­ leerde modellen voor waterstroming in de Wadden­ en Noordzee van Deltares en at­ mosferische modellen van het KNMI. De scheepsroutes zijn AIS­data: signalen die de schepen uitzenden, opgevangen door de kustwacht of satellieten.

De factor tijd speelt in de reconstructies een grote rol, legt onderzoeker Bas Altena van Universiteit Utrecht uit, want die bepaalt met welk schip de route van het gedumpte vat samenvalt. Altena: ‘Vergelijk het met kleiduif schieten, waarbij het pad van de duif en de kogel op precies hetzelfde moment moeten samenkomen.’

Op dit moment zijn de onderzoekers bezig met het uitwerken van de modelresultaten van een tiental olievaten die zijn aangespoeld op Ameland en Terschelling in de Wadden­ zee. De eerste lijst met verdachten wordt bin­ nenkort verwacht. foto : laura conijn ; illustratie : iv / nevesbu

B U R E A U : Iv/Seaqualize P R O J E C T: Heave Chief 1100

Veilig hijsen vanaf een deinend schip Bij onrustig weer en hoge golfslag kan het installeren van een windpark op zee niet doorgaan. Tot voor kort. Nu is er de Heave Chief 1100 van Seaqualize, mede ontwikkeld door Iv, een hijstool die beweging stabiliseert.

Het is indrukwekkend hoeveel gewicht de Heave Chief 1100 (HC1100) kan hijsen: elfhonderd ton, oftewel zeven Boeing 747-toestellen. Dat hijsvermogen is nodig voor de offshoresector, waar tegenwoordig aan de lopende band windturbines op zee worden geïnstalleerd, in een tempo dat alleen maar verder omhoog gaat. Om ook onder ruwe weersomstandigheden aan een nieuw windpark door te kunnen werken, ontwikkelde Seaqualize de hijstool. Daarbij kreeg het hulp van ingenieursbureau Iv. Dat werkte het conceptontwerp van Seaqualize uit tot het definitieve ontwerp dat elf meter hoog is.

De HC1100 compenseert de bewegingen van de lading die hij ophijst. Dat doet hij met foto : seaqualize

een sterk passief systeem, dat de last stabiel houdt, gecombineerd met een actief systeem, dat de positie van de last nauwkeurig meet en waar nodig bijstuurt. Het systeem is elektrisch en draadloos; de accu houdt het twaalf uur vol.

Door de compenserende werking voorkomt het systeem dat zware lasten te hard in aanraking komen met een windturbine of schip. De hijstool beweegt mee met een deinend schip en voorkomt zo dat de last meerdere keren met het dek botst.

De HC1100 is momenteel bezig aan zijn eerste klus. Voor de kust van de staat Massachusetts in de Verenigde Staten wordt hij ingezet bij de aanleg van het windmolenpark Vineyard, waar na voltooiing 62 turbines zullen draaien. Eind dit jaar moet het windpark af zijn.

Er zijn plannen voor een grotere versie van de hijstool: de HC2000 die, zoals de naam al verraadt, tweeduizend ton kan hijsen. Dat vraag om verschillende aanpassingen aan het ontwerp, zegt Iv.

t

de turbines hun stroom afleveren en van waaruit gelijkstroomverbindingen naar de wal gaan. Maar in veel gebieden op de wereld is de zee dieper en zullen zowel de windturbines als de substations moeten kunnen drijven. Deze locaties zijn zo interessant omdat het er bijna altijd hard waait, en zijn een ideale plek om windenergie te oogsten.

Nevesbu heeft, ondersteund door Iv, speciaal voor die locaties een drijvend substation ontworpen. Het substation kan de wisselstroom die van een windturbine komt, omzetten in hoogspanningsgelijkstroom (DC) of -wisselstroom (AC), waarna die via exportkabels naar het vasteland wordt getransporteerd.

Aan het substation worden hoge eisen gesteld. Het moet bestand zijn tegen de vochtige en zoute omgeving van zee, maar vooral tegen de heftige weersomstandigheden die er kunnen heersen, hoge golfslag en harde wind. De elektrische componenten, zoals transformatoren, gelijkrichters en bijbehorende systemen, moeten tegen grote versnellingen kunnen. Ook de elektriciteitskabels zullen flink dynamisch worden belast, waardoor kapotgaan door vermoeiing op de loer ligt.

Hiervoor hebben Iv en Nevesbu een innovatief kabelgeleidingssysteem ontworpen en gepatenteerd, dat vermoeiingsproblemen bij de DC-exportkabels voorkomt, een cruciale factor voor het succes van de drijvende substations.

In oktober 2023 hebben de beide bedrijven bij MARIN een test uitgevoerd met een schaalmodel van hun substation. Daaruit volgde dat de optredende versnellingen en de belastingen op de kabels vergelijkbaar zijn met waarden die volgden uit numerieke simulaties die al waren gedaan. De exacte resultaten van de modeltests worden nu geanalyseerd.

MEI 2024 • DE INGENIEUR

29

DE VERNUFTELING 2024

B U R E A U : Royal HaskoningDHV P R O J E C T: Aurea

Weg met medicijnresten De Aurea-technologie van de Wageningen Universiteit en Royal HaskoningDHV zuivert afvalwater van microverontreiniging zoals medicijnresten, hormonen en gewasbeschermingsmiddelen.

B U R E A U : LBP|SIGHT P R O J E C T: Bouwfysisch Informatie Management

Advies over bouwfysica in het 3D-model van de architect Bij het ontwerpen van een gebouw komt het advies over bouwfysica, brandveiligheid en akoestiek er vaak in een rapport achteraan. Dat moet anders, vindt LBP|SIGHT. Dat zet zijn adviezen en maatregelen nu ín het digitale BIM-model van architect en constructeur.

De nieuwe aanpak is voor het eerst gebruikt bij een groot woongebouw voor Amsterdam-Noord: The Cube Noord, dat bestaat uit 152 sociale huurwoningen en 105 koopwoningen. Bij dat project kreeg Bouwbedrijf M.J. De Nijs en Zonen voor het eerst informatie aangeleverd in het bouwinformatiemodel (BIM). Dat is een digitaal model van een gebouw, dat is gemaakt door architecten en constructeurs in 3D-tekensoftware.

‘Op deze manier heeft de aannemer steeds alle informatie op één plek staan en die is up-to-date’, zegt Sierd Tilma, adviseur bouwfysica en ontwikkelaar digitalisering bij LB30

DE INGENIEUR • MEI 2024

Jaarlijks komt minstens 190 ton medicijnresten via het riool in het oppervlaktewater terecht. De huidige rioolwaterzuiveringsinstallaties kunnen deze niet goed verwijderen.

Onderzoekers van Wageningen University & Research en advies- en ingenieursbureau Royal HaskoningDHV ontwikkelden daarom de Aurea-technologie.

Deze kan naast medicijnresten ook andere microverontreinigingen aan, zoals hormonen en gewasbeschermingsmiddelen.

Dit soort watervervuiling kan bij vissen en watervlooien gedrags- en geslachtsverandering veroorzaken. Uiteindelijk kan dat ook leiden tot schade aan de volksgezondheid.

P|SIGHT. ‘Daardoor is er minder kans op fouten die ontstaan door een verkeerde interpretatie. Voorheen schreven wij onze adviezen op in rapporten: omschrijvingen in de vorm van tekst, aangevuld met wat tekeningen. Nu kunnen we op elementniveau de eisen aangeven voor bijvoorbeeld de brandwerendheid van een gebouwonderdeel.’

De voordelen zijn duidelijk, meent Tilma.

‘Behalve dat er een kleinere kans bestaat op interpretatiefouten, en dus op bijkomende kosten, kan de digitale aanpak ook projecten versnellen. Dat kan bijdragen aan het versnellen van de woningbouw. Bovendien wordt het presenteren van oplossingen makkelijker, omdat de voorgestelde ingrepen in het gebouw heel goed inzichtelijk zijn te maken.’

The Cube Noord was het eerste gebouw dat LBP|SIGHT met deze nieuwe werkwijze aanpakte, maar inmiddels lopen er meer projecten. Opnieuw een met De Nijs, maar ook met andere bedrijven.

illustratie : moke architecten en bouwbedrijf m . j . de nijs ; foto : hoogheemraadschap de stichtse rijnlanden

B U R E A U : Sweco P R O J E C T: AI-inspecteur voor schademetingen

AI speurt mee naar scheuren in het viaduct Aan welk viaduct of brug is onderhoud nodig? Dat is altijd de vraag voor beheerders van civiele kunstwerken. Sweco roept voor de inspecties nu de hulp in van AI, die onvermoeibaar de beelden van camera’s en 3D-scanners analyseert.

Voor een inspectie moet nu altijd een persoon ter plaatse gaan kijken of er in het beton van het viaduct scheuren zitten die dringend moeten worden gerepareerd. De inspecteur loopt rustig een ronde rond het kunstwerk en noteert opvallende schade op basis van richtlijnen. Dat is niet alleen erg arbeidsintensief, maar tijdens de ronde van de inspecteur moet ook de weg onder een brug of viaduct tijdelijk worden afgezet. Dat het ook anders kan, laat Sweco zien. Daarvoor voerde het ingenieursbureau voor de provincie Noord-Brabant een bijzondere inspectie uit van een viaduct over de weg N267, vlakbij het dorpje Andel.

Medewerkers maakten 3D-scans in hoge resolutie en stelden daarmee een compleet ILLUSTRATIE : SWECO

beeld van het viaduct samen. Dat werd gevoed aan software met AI aan boord. ‘Die AI is getraind om schade te herkennen’, zegt Marcel de Lange van Sweco. ‘De software kan inzoomen op de foto’s. Hoe scherper die zijn, hoe kleinere scheuren de AI kan herkennen.’

Een inspecteur van vlees en bloed kan een keer zijn of haar dag niet hebben, of per ongeluk een schade over het hoofd zien. Een computer wordt nooit moe en hoeft ook niet op een hoogwerker te gaan staan. Uiteindelijk kijkt altijd nog een medewerker naar de resultaten van de software, zegt De Lange.

‘Die beoordeelt welke schade urgent moet worden aangepakt en welke niet. En een mens ziet het grotere plaatje. Als over een jaar vervanging van een brug staat gepland, dan kan het logischer zijn om een kleine schade even te laten zitten.’

De computer ziet ook kleine scheurtjes die nog geen enkel risico vormen. ‘Door die scheurtjes in de tijd te volgen, gaan we in de toekomst voorspellen wanneer er onderhoud nodig zal zijn’, zegt De Lange.

▼

In rioolwaterzuiveringsinstallaties (rwzi’s) breken micro-organismen de biologisch afbreekbare stoffen af. Bij de Aurea-technologie ondergaat het water daarna een biologische actiefkoolfiltratie gevolgd door een milde ozonisatie – een oxidatie met ozon.

Het is een duurzame variant op de conventionele, niet-biologische actiefkool- en ozonbehandeling.

Actief kool is een voorbehandelde koolstof, die door adsorptie allerlei stoffen aan zich kan binden. De koolstof moet dan wel op gezette tijden worden gereactiveerd.

Daarbij verwijdert men de onzuiverheden door verhitting. ‘Dat kost energie en bovendien gaat 15 tot 20 procent van de kool erbij verloren’, zegt projectleider Arnoud de Wilt van RHDHV. Bij de Aurea-technologie hoeft de actiefkool niet te worden gereactiveerd. In plaats daarvan breken gespecialiseerde microorganismen die op de kool nestelen een aanzienlijk deel van de microverontreinigingen af. Ook maken ze de ozonisatie efficiënter.

‘We hebben de omstandigheden in de actieve kool ideaal gemaakt voor deze micro-organismen’, zegt De Wilt. ‘Dan komen ze vanzelf, al kunnen we ze ook enten.’

Aurea werkt beter dan vergelijkbare technologieën en vermindert de CO2-uitstoot met een factor twee tot vier. De eerste full-scale Aurea-installatie wordt momenteel gebouwd op rwzi Zeist, door Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden.

MEI 2024 • DE INGENIEUR

31

DE VERNUFTELING 2024

B U R E A U : Antea Group P R O J E C T: Natuurscorebord

Scorebord versnelt stikstof­ onderzoek Een stikstofbeoordeling voor een bouwproject voorbereiden vergt veel tijd. Het Natuurscorebord van Antea Group versnelt dit proces.

B U R E A U : Sweco P R O J E C T: Kadevernieuwing Amsterdamse grachten

Nieuw leven voor oude kade Een groot deel van de kademuren in de Amsterdamse binnenstad is aan vervanging toe. Sweco heeft een methode ontwikkeld die nauwelijks overlast veroorzaakt.

De grachten in de oude binnenstad geven Amsterdam z’n charme, maar op dit mo­ ment leveren ze de gemeente ook een hoop kopzorgen op. Hun uiterste houdbaar­ heidsdatum is allang geleden overschreden en daarbij worden de kaden door het toe­ genomen verkeer en de drukte in de stad veel intensiever gebruikt dan ooit voor mogelijk werd gehouden. In september 2020 werd duidelijk wat het risico is: toen bezweek een volledige kade aan de Binnengasthuisstraat, in het oude hart van de stad.

De vervangingsopgave betreft zeker zes­ honderd kilometer kade, waarbij het stads­ bestuur prioriteit geeft aan ruim tweehon­ derd kilometer gemetselde muren.

Ingenieursbureaus worden geacht met innovatieve oplossingen te komen: de tradi­ tionele manier (alles afsluiten, gracht dem­ pen, nieuwe kade bouwen) is in een drukke stad immers nauwelijks realistisch en ook 32

DE INGENIEUR • MEI 2024

Wie in Nederland een weg, woning, bedrijf of elektriciteitsnet wil bouwen, heeft een in­ dividuele stikstofbeoordeling nodig. Vaak brengen ecologen daarvoor het effect van de verwachte stikstofdepositie op de natuur in kaart.

Hiervoor moeten deze experts gegevens over de omgeving en de beschermde natuur­ soorten verzamelen, en de effecten van de stikstofdepositie voor verschillende scena­ rio’s en locaties analyseren en vergelijken.

Een ecoloog is daar gemiddeld tien dagen mee bezig.

onwenselijk, omdat de grachten zo beeldbe­ palend zijn.

Sweco komt met de oplossing Kade 2.020.

Daarbij wordt een L­vormig ‘wandelement’ tegen de bestaande kademuur geplaatst, met de ‘voet’ in het water. Om plaats te maken voor deze prefab­muur hoeft slechts een plakje van circa 35 centimeter van de be­ staande muur te worden afgezaagd. Is het element geplaatst, dan wordt de kademuur weer opgemetseld.

De werkzaamheden vinden grotendeels plaats vanaf een werkponton, steeds in seg­ menten van vijf meter. Dat heeft als voordeel dat de gracht toegankelijk blijft; zelfs bomen kunnen blijven staan.

‘Met onze innovatie beperken we het aan­ tal hinderbronnen en de duur van de hinder zoveel mogelijk’, stelt Sweco­projectleider Stephan Laaper. ‘Rijbaan en trottoir blij­ ven toegankelijk voor verkeer, woonboten hoeven mogelijk minder lang verplaatst te worden, de aanvoer van materiaal vindt over het water plaats en er is geen bouwput nodig, waardoor het risico op zettingen in de ondergrond en schade aan panden ver­ waarloosbaar is.’ foto : sweco ; antea group

Ingenieurs- en adviesbureau Antea Group ontwikkelde een Natuurscorebord, dat de onderzoekers een groot deel van dit werk uit handen neemt. Dit op AI gebaseerde platform brengt automatisch alle beschermde natuursoorten uit een bepaald gebied in beeld, samen met de stikstofgevoeligheid van die soorten en hun leefomgeving. Vervolgens berekent het hoe groot het effect is van de verwachte stikstofdepositie. Het leidt tot een snellere doorloop van vooronderzoeken en minder kans op vertragingen.

Het Natuurscorebord haalt zelfstandig gegevens uit gevalideerde bronnen en gebruikt rekenmodellen om de impact van de geschatte stikstofuitstoot te bepalen. Dit halveert de tijd en kosten van een vooronderzoek en draagt bij aan de uniformiteit.

Bovendien zijn er zo snel meerdere scenario’s te vergelijken. Daardoor kunnen aanvragers al in een vroeg stadium alternatieven afwegen en een optimale keuze maken.

Dat is beter voor de natuur. Ook versnelt het de vergunningsprocedure en verkleint daarmee de kans dat projecten stilvallen door vertragingen in de besluitvorming.

Het Natuurscorebord wordt al intern gebruikt voor projecten van Antea Group, zegt adviseur Kyra Rossel. Binnenkort, na een uitbreiding van de database, kunnen ook externe partijen het gebruiken.

B U R E A U : WSP P R O J E C T: Ontwerpen met ACCC-geleiders

Sneller stroomtransport De transitie naar duurzame energie kan alleen slagen als de netcapaciteit fors groter wordt. WSP heeft een methode gevonden om het versnellen van de energietransitie te ondersteunen.

Het elektriciteitsnetnet is overvol, terwijl de stroomvraag alleen maar verder toeneemt. Voor een succesvolle transitie naar duurzame energie is verzwaring van het net noodzakelijk. Een kolossale klus, die met de huidige middelen en mankracht vele jaren zal duren. Aangezien de netcongestie nú al problemen veroorzaakt, is die tijd er niet.

Het proces is te versnellen door het inzetten van aluminium conductor composite core (ACCC)-geleiders. Die zijn lichter dan de traditionele aluminium-staalgeleiders en kunnen hogere temperaturen aan, waardoor ze tweemaal zoveel elektriciteit kunnen transporteren. Uitbreiding van de netcapaciteit komt dan niet langer aan op het plaatsen van compleet nieuwe masten, maar enkel op het vervangen van de geleiders.

Toch is het niet simpelweg een kwestie van het ene type geleider vervangen door het andere. Door de plastische vervorming van het ILLUSTRATIE : WSP

aluminium verloopt het spanning-rekgedrag niet lineair, zoals bij conventionele aluminium-staal geleiders. Bestaande modelleringstools kunnen helpen, maar voorzien niet in de behoefte van specialisten om zelf maximaal inzicht te hebben in de onzekerheidsmarges in de modellering.

WSP ontwierp een speciaal model dat de hele belastinggeschiedenis van de geleider meeneemt in het ontwerpproces. Het draait hier om thermische en mechanische hysterese, legt natuurkundig programmeur Dennis Grimminck van WSP uit: eerdere vervormingen hebben invloed op de huidige toestand. Met het model is het spanningsverloop met grote nauwkeurigheid te voorspellen, wat belangrijk is voor het bepalen hoe bijvoorbeeld de ophangkettingen moeten worden bevestigd. ‘Met als voordelen dat er minder staal nodig is, minder onderhoud en dat de kosten lager zijn’, zegt Grimminck.

De methode, ontwikkeld door de Nederlandse tak van WSP, is inmiddels in de praktijk getest. Netbeheerders zien duidelijk heil in ACCC-geleiders, maar een toegepast rekenmodel waarbij de geschiedenis wordt meegenomen, ontbrak tot nu toe. Het model is inmiddels klaar voor gebruik. • MEI 2024 • DE INGENIEUR

33

Enith

Een maandelijkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswijk.

34

DE INGENIEUR • MEI 2024

Podium

Vier experts delen hun inzichten in de technisch-maatschappelijke actualiteit.

Deze maand: Vanessa Evers

Te lief Mijn vriend, die mij toch beter kent dan ie- O jee, daar ga ik weer met mijn complotdender ander, zegt wel eens dat ik te veel focus kerij, wat ik trouwens doe tijdens een fullop vermeende genderverschillen. Als een time functie. Houd jezelf in, Vanes, draai het soort complotdenker zoek ik volgens hem om. Nee, het werkt niet, ik vind nog steeds achter elke tegenslag naar een verklaring dat vrouwen hier ten onrechte de schuld in die er vooral mee te maken heeft dat ik een de schoenen geschoven krijgen.

In mijn verwoede pogingen om een vrouw ben. Nou, dat liet ik me als feminist niet vertellen, maar misschien zat er wel wat open mind te hebben en niet te vervallen in in. Vol overtuiging en goede moed prentte ik vrouwspecifiek Calimero-gedrag faalde ik mezelf dus in dat het nu 2024 is, dat ik écht ook in mijn persoonlijke ervaringen. Voor serieus word genomen en word gewaardeerd een leiderschapsfunctie kwam ik niet in aan– zie de afgelopen jaren in Singapore – en merking omdat ik ‘te lief ’ werd bevonden. dat dergelijke vooroordelen mij als senior TE LIEF!, schuimbekte ik twee dagen na de feedback nog steeds. leider in de academische weMijn vriend was het reld niet meer kunnen deren. ditmaal met me eens.

Natuurlijk was het moeilijk als Ligt het aan ‘Te lief ’, dat kon toch jonge vrouw in de technische echt de reden niet zijn. mannenwereld rond de eeuwde vrouw dat In de gesprekken wisseling, maar inmiddels ben ze geen functie werd veelvuldig verik een halve eeuw oud, zijn er in management wezen naar ‘mijn zoveel rolmodellen en is er welverleden’ en negatielicht nog geen gelijkheid in de heeft? ve beelden die over top, maar toch zeker wel een mij zouden kunnen trend van een veel grotere verbestaan. O jee, heb ik tegenwoordiging van vrouwen.

Het is een kwestie van enkele jaren en dan is mij ‘in het verleden’ soms wat sterk uitgeook dat zeker gelijkgetrokken, zei ik streng drukt omdat ik mij als enige vrouw in het gezelschap weleens heb moeten laten horen? tegen mezelf.

De data evenwel spreken mij tegen. De Wellicht was ik her en der wat vasthoudend Female Board Index geeft aan dat het percen- uit noodzaak, maar die scherpe kantjes zijn tage vrouwelijke bestuurders op 15 is gestokt er echt wel af hoor, met inmiddels jaren eren ook het aandeel vrouwelijke commissaris- varing in academisch leiderschap en als een sen (39 procent in 2023; slechts 6 procent bo- effectief communicator in diverse culturen. ven de wettelijk verplichte 33 procent) groeit Daarmee was de kous af, leek me. Maar nee hoor, deze domoor liep regelrecht in de nauwelijks meer.

Het Sociaal Cultureel Planbureau stelt dat vrouwen-hebben-toch-zoveel-sociale-emer in Nederland minder vrouwen in top- pathie-val: ik was te lief voor deze functie. functies zijn dan mannen (‘onder andere’) Zal ik me dan toch maar sterker uitdrukken? omdat veel vrouwen in deeltijd werken. Dat Vrouwen krijgen minder vaak een leidingklinkt als victim blaming (de schuld bij het gevende functie omdat ze geen man zijn. slachtoffer leggen), want: het ligt aan die vrouw dat ze geen managementfunctie heeft, Vanessa Evers is hoogleraar computerwemoet ze maar niet parttime willen werken. tenschappen aan de Universiteit Twente.

MEI 2024 • DE INGENIEUR

35

Neem nu een kennismakingsabonnement

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

WAAR

KUN N EN

W E

N A A RT O E?

DE

IN GEN IEU R

T IP T

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

t/m 7 juli Snakken naar Boijmans

t/m 15 september De kracht van vriendelijkheid

Museum Boijmans Van Beuningen in Rotterdam is sinds 2019 gesloten wegens een uitgebreide renovatie. Nu opent het tijdelijk weer even zijn deuren voor publiek. De speciale kunstrondleiding Snakken naar Boijmans voert onder meer door de monumentale bouwdelen van architecten Ad van der Steur (uit 1935) en Alexander Bodon (de uitbreiding uit 1971). ‘We kijken terug op 175 jaar museumhistorie en we kijken vooruit: waar willen naartoe in de volgende 175 jaar?’, aldus het museum. De museumtuin is overdag eveneens te bezoeken, gratis.

Meer info: boijmans.nl/nieuws/ snakken-naar-boijmans

Kunnen technologie en empathie samengaan? Die vraag stelt Handi Kim in Tetem in Enschede. In een wereld waar technologie onze interacties steeds meer domineert, nodigt de Zuid-Koreaanse kunstenaar het publiek uit om de kracht van vriendelijkheid te herontdekken.

Kim is een multidisciplinaire ontwerper met een achtergrond in keramiek en grafisch ontwerp.

Met haar kunst creëert ze verhalen en werelden die de schaduwkanten van de samenleving weerspiegelen. Ze maakt hierbij gebruik van visual design, maar ook van een flinke dosis humor, eigenzinnigheid en fantasie. Meer info: tetem.nl/event/kindness-practice

t/m 15 september Handen en keramiek

6 en 7 juni Hoe wordt het internet weer van ons?

In een solotentoonstelling in Escher in Het Paleis in Den Haag toont de Italiaans-Nederlandse kunstenaar Maura Biava drie werken van haar onderwaterfotografie, nieuw keramisch werk en de fotografie die daaruit voortkomt, plus een serie werken op papier. Ook maakte ze, geïnspireerd door werk van M.C. Escher, nieuwe keramische kunst over handen. Ze ziet haar handen als een belangrijke energiebron, die ze samen met grondstoffen en een wiskundige formule omzet tot kunst. De handen geven zo niet alleen vorm aan het kunstwerk, maar worden ook het werk zelf.

Meer info: escherinhetpaleis.nl/tentoonstelling/maura-biava

Op 6 en 7 juni organiseren PublicSpaces en Waag Futurelab in Pakhuis de Zwijger in Amsterdam een jaarlijkse conferentie. Het thema is dit jaar Taking Back the Internet. Hoe herwinnen we – als burgers, organisaties en overheden – de controle op onze data en ons digitale leven? Nu is het gros van digitale diensten en platforms in handen van enkele commerciële Big Tech-bedrijven, maar dat is niet hoe het ooit was bedoeld. Meer info: conference.publicspaces.net

beeld : handi kim ; maura biava /galerie caroline o ’ breen ; floor besuijen /museum boijmans van beuningen

MEI 2024 • DE INGENIEUR

37

ACTUEEL TECHNIEKNIEUWS vind je op 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 geïllustreerd met beeld en video. deingenieur.nl

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR

Ook op de site: • Activiteiten op techniekgebied in een overzichtelijke agenda • Dossiers over onderwerpen als schoon staal, kernenergie in Nederland en droogte • De interessantste vacatures voor ingenieurs

Jims verwondering ‘Voorsprong door techniek.’

Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

De stem van Aldi Discountsupermarkt Aldi laat zijn tv-reclames en radiospotjes voortaan inspreken door een stem uit de computer. Het is een vrouwelijke stem die AI heeft samengesteld uit de stemmen van tien medewerkers van de supermarktketen.

De laatste jaren werden we op de bank toegesproken door het vertrouwde stemgeluid van acteur en televisiemaker Diederik Ebbinge, vooral bekend van de komische serie De Luizenmoeder en het satirische nieuwsprogramma Promenade. Ebbinge las de highlights voor uit de aanbiedingenfolder van de week. Blauwe bessen, een kilo gehakt, een paar betaalbare sneakers. Met zijn bemoedigende ‘Tuurlijk wel’ maakte hij duidelijk dat allerhande levensmiddelen ook voor een klein prijsje te krijgen zijn. Bij Aldi.

Maar de Duitse keten heeft nu die samenwerking beëindigd. Een door AI gegenereerde stem is goedkoper dan het inhuren van een stemacteur en bespaart de reclamemakers tijd. Als de synthetische stem eenmaal is gecreëerd, dan kun je hem in oogwenk alles laten vertellen, stel ik me zo voor.

Ik denk dat Aldi zichzelf in de voet schiet. Het lijkt mij een vergissing om afscheid te nemen van bekende menselijke stemmen. Een computerstem zal nooit dat herkenbare hebben dat acteurs of artiesten bieden die ons vanuit de tv of op de radio toespreken. Het is niet voor niets dat reclamemakers ooit zijn begonnen om bekende mensen te

WAA R

KUNNEN

W E

DEZ E

MAAND

vragen. Een deel van de mensen herkent de stem meteen; een ander deel weet misschien niet wie Ebbinge is, maar hoort wel ‘iets bekends’ in de stem. Ook dat is goud waard voor reclamemakers.

Ik heb nog een bezwaar tegen de synthetische stem van de Aldispotjes. Een synthetische, door AI in elkaar geknutselde stem, samengesteld uit tien echte stemmen, voelt nep. In de robotica spreekt men van de uncanny valley, het verschijnsel dat robots die steeds meer op een mens gaan lijken, op een bepaald moment als onprettig of zelfs griezelig worden ervaren. Misschien heb ik ongelijk en gaan we ook bij die nepstem van Aldi op den duur dat schokje van herkenning krijgen. Maar dat is dan een stem van een persoon die niet bestaat. Is dat niet gek?

Concurrent Lidl slaat door naar de andere kant. Die zet Arnold Schwarzenegger in voor het aanprijzen van waar. De steracteur maakt al sinds enig tijd reclame voor klus- en tuingereedschap van de Duitse supermarktketen, op posters, folders en in spots. Het mag wat kosten blijkbaar.

De tijd zal moeten uitwijzen of Aldi er verstandig aan heeft gedaan om Diederik Ebbinge de deur te wijzen. En of ook andere bedrijven de stap naar computerstemmen zullen zetten. Mijn voorspelling: Aldi komt hierop terug en AI-stemmen worden geen brede trend. Bekende mensen en hun stemmen geven nu eenmaal nét dat beetje extra herkenning in een reclamespot.

NAARTOE ?

DE

INGE NIE UR

TIP T

t/m mei 2026 Nederland designland Uit Nederland komen wereldberoemde ontwerpers en architecten. Hun werk wordt de komende twee jaar gevierd in het Nieuwe Instituut in Rotterdam.

Daar gaat 1 juni de tentoonstelling Dutch, More or Less. Hedendaagse Architectuur, Design en Digitale Cultuur open. Een eigenzinnige expositie over ruim dertig jaar ontwerp uit Nederland, gewijd aan alle drie de disciplines waarop het Nieuwe Instituut zich richt: architectuur, design en digitale cultuur. Onder de meer dan zestig items natuurlijk werk van bekende pioniers, zoals architectenbureaus als OMA en MVRDV, industrieel ontwerpers als Hella Jongerius en Victor&Rolf en digitale initiatieven als De Digitale Stad en Mediamatic, maar ook onverwachte outsiders en jong talent. Dutch, More or Less vertelt niet ‘hét’ verhaal van Dutch Design, maar viert juist de veelzijdigheid ervan. Meer info: nieuweinstituut.nl/projects/dutch-more-or-less PORTRET: ROBERT LAGENDIJK; ILLUSTRATIE: SJOERD SOETERS, CIRCUSTHEATER ZANDVOORT, COLLECTIE NIEUWE INSTITUUT

MEI 2024 • DE INGENIEUR

39

Productontwerpen van morgen

Krimpjurk Winkels hangen vol met in massa geproduceerde kleding. Als het aan MIT ligt, krijgen kledingshoppers straks in de winkel een duurzamer, gepersonaliseerd kledingstuk aangemeten.

Het Self Assembly Lab van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft samen met kledingfabrikant Ministry of Supply de 4D Knit Dress ontwikkeld: een prototype van een duurzamer geproduceerde jurk, die door een computer­ gestuurde industriële brei­ machine in 3D uit een geheel wordt gemaakt. Daardoor is er praktisch geen productieafval.

De vierde dimensie betreft het op maat maken en personali­ seren van het geproduceerde kledingstuk met een robot.

40

DE INGENIEUR • MEI 2024

In het productieproces wordt een speciale actieve draad op specifieke plekken in de jurk verwerkt. Deze draden krimpen bij een bepaalde tem­ peratuur wanneer ze worden verhit. Op die manier is het kledingstuk op maat te maken en zijn allerlei decoratieve elementen aan te brengen.

Wanneer iemand de jurk wil kopen, wordt deze op een paspop geplaatst. Een zes­assige robotarm met een speciaal heteluchtpistool verhit de actieve draden heel

plaatselijk, waardoor ze krim­ pen, geheel volgens de wens van de koper.

Naast het productieproces met nauwelijks productie­ afval hoeft de winkel ook niet veel verschillende maten in te kopen.

Volgens MIT zijn twee basis­ jurken in principe voldoende, een voor de kleinere en een voor de grotere maten. Dat scheelt potentieel kleding­ overschot. De robot met het heteluchtpistool doet de rest.

(PS)

•

foto : mit self assembly lab

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

Veiligheidsbumper Bij ruim 90 procent van de botsingen tussen personenauto’s en zware vrachtwagens komen de inzittenden van de auto om het leven. Onderzoekers van de Zweedse Chalmers tekniska högskola pleiten daarom voor grotere bumpers op vrachtwagens.

De meeste doden vallen bij frontale botsingen op buitenwegen of kop-staartbotsingen op snelwegen, waarbij een vrachtwagen op een personenauto inrijdt. Dergelijke ongelukken nemen in de EU 14 tot 16 procent van de slachtoffers onder inzittenden van personenauto’s voor hun rekening. Volgens de Zweedse onderzoekers is dit deels te wijten aan de tot voor kort strenge EU-wetgeving voor de maximumlengte van vrachtwagens. Vrachtwagenbouwers benutten daardoor de volle lengte voor vracht; voor een ‘bijzaak’ als botsveiligheid bleef weinig tot geen ruimte over.

In 2019 is de EU-wetgeving, die de maximumlengte van vrachtwagens bepaalde, ver-

soepeld. De onderzoekers vinden dat het daarom maar eens afgelopen moet zijn met al die vrachtwagens met ‘platte neus’.

Er is nu immers meer ruimte voor kreukelzones en speciale bumpers om de botsingsimpact te absorberen. De onderzoekers ontwikkelden als voorbeeld een flinke vrachtwagenbumper gemaakt van een aluminium honingraatconstructie.

Het bumperprototype is getest door het Zweedse transportinstituut Trafikverket. Uit die testen blijkt dat de bumper in een botsing de vervorming van de personenauto met 30 tot 60 procent reduceert. Dat betekent minder risico voor de inzittenden.

Daarnaast verhoogt de bumper ook de veiligheid voor de bestuurder en de lading van de vrachtwagen. Doordat de stuurinrichting, het remsysteem en de vering minder snel beschadigd raken in de botsing, is er een kleinere kans dat de vrachtwagen op de weg doorschiet en nog meer schade veroorzaakt of op zijn kant belandt. (PS)

•

Raamstroom Een buitenlamp of -camera installeren is lastig wanneer er niet al een stroomaansluiting zit. Met de Power Mole is een aansluiting eenvoudig door een glaspaneel heen van binnen naar buiten te verleggen.

De Power Mole is bedacht door de Amerikaanse uitvinder Peter Bevelacqua van Acqua Industries. Het apparaatje bestaat uit twee ronde delen: een stroomzender en een -ontvanger. Deze worden aan weerszijden van het glaspaneel geplakt. De stroomzender wordt via een snoer op een stopcontact aangesloten en genereert vervolgens via een spoel een wisselend magnetisch veld. In de ontvanger zit eveneens een spoel die het magnetisch veld weer omzet in stroom.

De stroomontvanger zet de wisselstroom om naar gelijkstroom. De Power Mole werkt namelijk alleen voor apparaten met een USB-aansluiting of een input van vijf volt. Dit hangt samen met de efficiëntie van het systeem. Die bedraagt 75 procent bij een ruitdikte van zes millimeter en 50 procent bij de maximale ruitdikte van dertig millimeter.

De Power Mole werkt behalve op glas op ieder ander niet-magnetisch oppervlak met een maximale dikte van dertig millimeter. Als de aangesloten zender niet kan verbinden met de ontvanger, bijvoorbeeld doordat ze te ver uit elkaar liggen, schakelt deze de stroom vanzelf af. Hetzelfde gebeurt voor de veiligheid wanneer de Power Mole op een magnetisch oppervlak wordt geplaatst.

Acqua Industries haalde via crowdfunding meer dan genoeg startkapitaal op om de Power Mole in productie te kunnen nemen. (PS)

•

beeld : chalmers university of technology / robert thomson / chalmers ; foto : acqua industries

MEI 2024 • DE INGENIEUR

41

EUREKA

Triltruck zoekt aardwarmte De Duitse regering wil fors inzetten op aardwarmte. Tunnelbouwer Herrenknecht ontwikkelde een vrachtwagen die de geschikte plek zoekt om te boren in de stad.

Tegen 2030 wil de Duitse regering maar liefst honderd locaties erbij hebben die geschikt zijn voor geothermie: het proces waarbij aardwarmte via het grondwater wordt opgepompt om huizen, kantoren en fabrieken te verwarmen of juist te koelen zonder uitstoot van fossiele brandstoffen.

Om die locaties op te sporen is seismisch onderzoek nodig waarbij geluidsgolven de grond in worden gestuurd om de bodem in kaart te brengen.

Dat onderzoek stuit vaak op langdradige, bureaucratische procedures, omdat er gaten moeten worden geboord in de grond of omdat er gebruik wordt gemaakt van apparatuur die overlast veroorzaakt in de

42

DE INGENIEUR • MEI 2024

stad, waardoor veel seismisch onderzoek in Duitsland niet van de grond komt.

Daarom ontwierp de Duitse tunnelbouwer Herrenknecht in samenwerking met het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) de Urban Vibro Truck, speciaal voor de stedelijke omgeving. Anders dan de bestaande Vibro Trucks, voldoet deze vrachtwagen aan de Europese regelgeving, is gemakkelijk wendbaar en met een volume van 65 decibel relatief stil.

De truck beschikt over een zogenoemde P-wave shaker, een apparaat dat primaire golven de bodem in stuurt.

De onderliggende structuren en aardlagen weerkaatsen die golven, en die signalen worden

vervolgens weer opgevangen door een netwerk van geofoons, een soort microfoons voor aardtrillingen. Aan de hand van de reistijd van de geluidsgolven kan men de verschillende aardlagen in kaart brengen en bepalen of de plek geschikt is om te boren. Het is mogelijk om met meerdere Vibro Trucks tegelijk te werken voor een gedetailleerder beeld.

In juni test Herrenknecht de geoptimaliseerde versie van de P-wave shaker in samenwerking met de KIT. Eind 2024 volgt dan een test van het prototype in seismisch onderzoek. Mocht dat alles naar verwachting verlopen dan zal de productie van de trucks begin 2025 van start gaan. (SB)

•

beeld : herrenknecht ag

Fietspadveger Glas, spijkers of scherpe steentjes kunnen allemaal fietsbanden lekprikken. De missie van Pierre Lermant is om fietspaden schoon te houden met een zelfontwikkelde veegmachine.

Robotstofzuiger op de trap Trappen beklimmen was vooralsnog onmogelijk voor een robotstofzuiger. Het Chinese bedrijf Migo Robotics maakte de stap als eerste met de Migo Ascender.

Het ronde ontwerp van de traditionele robotstofzuiger moest ervoor op de schop: om de trap op te kunnen, werd de Migo Ascender vierkant gemaakt met twee uitvouwbare armen aan weerszijden. Die armen helpen de robot om het middenstuk alvast naar de volgende trede te tillen, waarna de armen een voor een inklappen om zich weer bij het middendeel te voegen.

De trap af gaat via het omgekeerde principe. Zo kan de robot niet alleen verschillende verdiepingen zuigen en dweilen, maar ook de trap zelf.

Geen trap is te gek voor de robot, of het nu rechte trappen of wenteltrappen zijn, met open of gesloten treden.

Voorwaarde is wel dat de treden niet hoger zijn dan 22 centimeter en niet al te smal. Vanaf zestien centimeter diepte kan de robot de trap enkel nog op en af, maar niet reinigen, worden de treden smaller dan zestien centimeter dan is de robot niet geschikt voor de trap.

Ondanks de pittige prijs (de robot inclusief laadstation kost 1380 euro), is er veel interesse in de robot: op crowdfundingsplatform Kickstarter werd al ruim twee miljoen euro geïnvesteerd.

(SB)

Lermant is een in Amerika woonachtige Franse dataspecialist en werktuigbouwkundig ingenieur.

Tijdens de coronapandemie ergerde hij zich aan de rommel op fietspaden, die deels afkomstig is van naastgelegen autowegen. Veegwagens met bestuurder zijn duur en worden vaak maar sporadisch ingezet om fietspaden schoon te houden.

Lermant bedacht daarom de Bike Lane Sweeper, een compacte veegmachine die simpelweg door een fiets wordt voortgetrokken.

Lermant ging aan de slag en bouwde een eenvoudig prototype met een houten frame en een elektrisch aangedreven, ronddraaiende borstel.

Deze hangt achter de fiets en veegt onderweg vuil op. Lermant kwam vervolgens in contact met de Canadese werktuigbouwkundig ingenieur Cedric Eveleigh, die uit protest tegen de lokale gemeente zelf met een groepje vrijwilligers fietspaden schoonveegt. Samen ontwikkelden ze vervolgens nieuwe prototypen.

Momenteel testen groepen vrijwilligers twee verschillende uitvoeringen van de Bike Lane Sweeper. De eerste variant is vooral bedoeld voor stadsgebied. Deze heeft een elektrisch aangedreven, ronddraaiende borstel die vuiligheid opveegt en verzamelt in een opvangbak. De fietser kan de motor via een schakelaar op het fietsframe aanzetten wanneer nodig. De tweede variant, voor buitengebieden, veegt het fietspad simpelweg schoon door rommel de berm in te vegen.

Het streven van Lermant en Eveleigh is om beide varianten in productie te nemen. Ze richten zich op de korte termijn op de Noord-Amerikaanse markt, maar zijn geïnteresseerd om met de juiste partners uit te breiden naar Europa. (PS)

•

•

foto ’ s : migo robotics ; skyted ; pierre lermant

MEI 2024 • DE INGENIEUR

43

EUREKA

Koraalkaartenmaker Koraalriffen in 3D in kaart brengen is een tijdrovende, kostbare onderneming. Zwitserse onderzoekers ontwikkelden een AI-systeem waarmee elke amateurduiker de klus kan klaren.

Wereldwijd bedekken duizenden vierkante kilometers koraalrif de oceaanbodem, waarvan slechts een fractie in hoge resolutie in kaart is gebracht.

3D-kaarten van het rif geven belangrijke informatie over hoe het met het rif is gesteld: hoeveel soorten zijn er aanwezig, welk percentage van het koraal is verbleekt na de laatste hittegolf en hoe complex is de structuur van het rif? Vaak geldt, hoe complexer het rif, hoe hoger de biodiversiteit omdat kleine vissen en andere dieren er dan beter kunnen schuilen.

Maar het maken van een 3D-kaart van het rif is een tijdrovende klus die vooralsnog alleen door specialisten wordt uitgevoerd: om een rif van tien-

44

DE INGENIEUR • MEI 2024

tallen meters in kaart te brengen, zijn honderden beelden nodig en kostbare, complexe computerberekeningen.

Onderzoekers van de École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ontwikkelden een AI-systeem genaamd DeepReefMap, waarmee een amateurduiker uitgerust met een commerciële camera al zwemmend over het rif binnen enkele minuten honderden meters koraalrif in 3D in kaart kan brengen.

Om een groter gebied te bestrijken bouwden de onderzoekers een eenvoudige structuur van pvc-buizen waaraan zes camera’s tegelijkertijd kunnen worden bevestigd.

Op basis van de onderwater-

beelden tekenen de diepe neurale netwerken van DeepReefMap een kaart, niet gehinderd door de slechte belichting.

Ook slaagt het systeem erin de meest voorkomende koralen te onderscheiden en te labelen op basis van hun verschijning: van kleurrijk (gezond) tot verbleekt (ongezond) en zichtbaar dood koraal of koraal dat overwoekerd is door algen.

De onderzoekers werkten al met partners uit Jordanië en Djibouti in de Rode Zee om DeepReefMap daar te introduceren. Daarnaast werken ze aan een gebruiksvriendelijke versie van de open source-code, om het systeem toegankelijk te maken voor elke ecoloog of marine bioloog ter wereld. (SB)

•

foto : lukasz warzecha © lwimages

Rolf zag een ding

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

Dood hout

Bezorgdrone In de eilandrijke gemeente Värmdö ten oosten van Stockholm is het vanaf mei mogelijk om een afhaalmaaltijd per drone te laten bezorgen.

Afgelegen wonen en tóch eten kunnen bestellen. Dat wil de Zweedse dronefabrikant Aerit mogelijk maken met de drone Nimbi. Met een volle batterij en met het maximale laadgewicht van vier kilogram kan de drone zo’n twaalf kilometer vliegen, met een extra buffer voor onvoorziene omstandigheden.

Al in 2021 demonstreerde Aerit de eerste succesvolle maaltijdbezorging per drone op een Zweeds eiland, nu heeft het bedrijf genoeg investeerders aangetrokken om de eerste klant te kunnen helpen.

Dat is maaltijdbezorgservice Foodora: klanten in de eilandrijke gemeente Värmdö hebben er vanaf mei een bezorgoptie bij in de app, mits hun adres geschikt is voor dronebezorging. Een tuin, patio of oprit is een mogelijkheid, maar voordeuren, balkons of ramen zijn dat nog niet.

Voor de vlucht wordt de bestelling in een geïsoleerde verpakking in de drone geladen, om de inhoud bij alle weersomstandigheden op temperatuur te houden. De drone navigeert zelfstandig naar de plek van bestemming, al wordt deze nog nauwkeurig gemonitord door een medewerker van Aerit die elk moment kan ingrijpen. Die connectie wordt mogelijk gemaakt door het 5G-netwerk en Internet of Things-technologie van telecomprovider Tele2, de andere partner van de samenwerking.

Bij aankomst laat de drone de bestelling vanaf tien à vijftien meter hoogte aan een draad zakken, waarna de ontvanger het pakketje loskoppelt. Zo kan op de Zweedse eilanden de reistijd van een autorit van dertig minuten worden verkort tot een vlucht van zeven minuten. Daarnaast heeft Aerit al plannen klaarliggen om de drone eind 2025 op te schalen voor gebruik elders in Europa. Om dat mogelijk te maken is het volledig autonoom maken van zowel de drone als de grondoperaties de volgende stap. (SB)

•

FOTO : AERIT ; PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

Het stuk dood hout dat Marius me geeft, is zeiknat en verpulvert onder mijn handen. Het is een tak die al een half jaar op de grond ligt van het stukje bos naast de campus van technische universiteit ETH Zürich. Om me heen kijkend zie ik overal dood hout, van kleine takjes tussen de bladeren tot omgevallen bomen, zoals in elk bos overal dood hout ligt. Wat anders is dan normaal: uit sommige stukken komt een draad die naar Marius zijn datalogger gaat. Hij meet het vochtgehalte in het dode hout.

Wat mij verbaast is hoe nat het hout nog is sinds de laatste bui: dood hout houdt water goed vast. In mijn eigen onderzoek werk ik met computermodellen die doorrekenen wat er met water gebeurt nadat het uit de hemel is gevallen: hoeveel wordt door bladeren opgevangen en verdampt weer? Hoeveel valt op de grond en wordt door bomen gebruikt? Hoeveel zakt er via de grond het grondwater in?

En misschien wel het belangrijkst: hoeveel komt er uiteindelijk in de rivier terecht en kan benedenstrooms tot een overstroming leiden? In onze computermodellen proberen we al die processen mee te nemen. Het lukt goed om met die modellen te voorspellen hoeveel water er uit een stroomgebied komt en of ze benedenstrooms moeten gaan evacueren bij een dreigende overstroming.

Maar ergens klopt er iets niet. Tegenwoordig kunnen we bepalen hoe lang water al in de grond zit sinds het als regen uit de lucht viel door te kijken naar de samenstelling van isotopen in het water. Wat wringt: in modellen stroomt het water sneller door de grond naar rivieren, dan uit die metingen blijkt. Je zou kunnen zeggen dat onze modellen de goede hoeveelheden water voorspellen, maar om de verkeerde redenen.

Dat dood hout als een spons water opslaat en weer verdampt, is één van de processen die niet in onze modellen wordt meegenomen. Misschien moet dat wel om niet alleen de hoeveelheid, maar ook de leeftijd goed in onze modellen te krijgen. Daarom ben ik zo blij met de uitnodiging van Marius om te komen kijken in ‘zijn’ onderzoeksbos. Ik had te lang alleen maar modellen gezien en niet meer hetgeen dat ik daadwerkelijk aan het modelleren was: stromend water, grondwater, verdampend water en wat we blijkbaar nog niet modelleren: zompig dood hout.

PS: Tevens ben ik van mening dat elektrische fietsen als brommers moeten worden gezien.

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

MEI 2024 • DE INGENIEUR

45

Wat drijft de hedendaagse ingenieur?

Almer van der Stoel is behalve directeur van de CRUX Groep ook ceo van onder meer Bambooder Biobased Fibers, dat op innovatieve wijze vezels wint uit bamboe.

‘De toekomst is biobased’ Tekst: Pancras Dijk • Foto: Bianca Sistermans

‘Een paar jaar geleden was ik een van de finalisten voor de Prins Frisoprijs. De jury had moeite mijn activiteiten te plaatsen, merkte ik. Eigenlijk begreep ik dat wel. Ik ben “multifocus”, doe het liefst meerdere dingen tegelijk.

In 2002 richtte ik mede CRUX Engineering op, een geotechnisch en geohydrologisch adviesbureau waar nu circa vijftig mensen werken. Daaruit kwam later CEMS voort, dat software aanbiedt op het gebied van geotechniek. Met 35 mensen bij BouwRisk doen we ook nog aan monitoring. Daarnaast is er High Five Solutions (H5s), een aanneembedrijf dat sonische verankeringstechnieken toepast en waar ik in 2015 instapte. Kijk, daar verderop in de Houthaven staat een kraan van H5s. En hier (hij wijst richting een grote bedrijfshal, red.) zitten we bij Bambooder. Verderop, in Zaandam, hebben we trouwens nog zo’n hal.

Waar de eerdere bedrijven nog min of meer in elkaars verlengde liggen, daar is Bambooder wat meer bij toeval ontstaan. Ik was steeds meer bezig met duurzaamheid en het lukte met H5s al om herbruikbare groutankers te ontwikkelen. Net toen ik me begon af te vragen of er duurzamer materialen mogelijk waren voor verankering, raakte ik in gesprek met mijn overbuurman, Marc Bokeloh. Hij had een technologie bedacht om bamboe op mechanische wijze te ontleden in lange vezels waarvan vervolgens draad kan worden gemaakt.

Bamboe is prachtig materiaal. Het groeit heel snel en in grote hoeveelheden over de hele wereld. Hoewel bamboe vederlicht is, zijn de vezels zeer sterk: in treksterkte overtreffen ze staal. Bamboe neemt bovendien CO2 op: hoe meer we ervan gebruiken als vervanger van fossiele producten, des te minder we netto uitstoten. Die positieve CO2-balans maakt het voor mij echt een no-brainer: dit materiaal heeft de toekomst.

Bamboestengels splijten we in dunne strips. Daarin zijn de vezels al duidelijk te zien. De kunst is vervol-

gens om er zo lang mogelijke vezels uit te halen, want die zijn het sterkst en ook qua stijfheid zijn ze gunstiger dan korte vezels. Wij hebben een gepatenteerd proces ontwikkeld waarbij dat is gelukt: volledig mechanisch, zonder toevoeging van chemicaliën. In Zaandam staat de machine die dat kan en de lange vezels meteen verwerkt tot een draad.

De draad dient als grondstof voor composiet met talloze toepassingen. Van autodeuren en -dashboards tot betaalpasjes: je kan het zo gek niet bedenken of het kan van bamboevezels worden gemaakt. Kijk, dit verkeersbord bestaat uit een mengsel van onze vezel met duurzaam hars, waarna het geheel in een mal in deze vorm is geperst; 100 procent biobased en bestand tegen weer en wind.

De restvezels kunnen bijvoorbeeld in een 3D-printer worden gebruikt. Ze zijn ook geschikt voor gevelplaten of isolatiemateriaal. De fabriek voor de restvezels, hier in Amsterdam, draait inmiddels. Dat is de kunst niet.

Het verwerken van de lange vezels is veel ingewikkelder.

In Zaandam hebben we nu TRL 7,5 bereikt. We maken er inmiddels honderden meters draad van steeds betere kwaliteit, maar een echte productielijn staat er nog niet.

Om daar te komen, moeten we nog enkele technische horden nemen. Met eigen geld, subsidies en fondsen zijn we ver gekomen, maar nu zijn we weer op zoek naar funding. We praten met veel partijen, want wij leveren precies wat zij nodig hebben om te verduurzamen. De composiet- en de auto-industrie bijvoorbeeld: die moeten hun uitstoot verminderen en hebben grote belangstelling voor lichtgewicht materialen. Maar als zij ons vragen of we over een week een miljoen vierkante meter kunnen leveren, moeten we nu nog nee verkopen. Dus we hopen investeerders te vinden die geloven in ons verhaal, gaan voor duurzaamheid en die zich voor de langere termijn aan ons willen verbinden.’ • MEI 2024 • DE INGENIEUR

47

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

Impressie van de binnenkant van The Line.

ILLUSTRATIE : NEOM

48

DE INGENIEUR • MEI 2024

In de woestijn bouwt Saudi-Arabië aan een ultraslanke megastad

Fata morgana of modelstad?

Durft Saudi-Arabië groot te denken of lijdt het land aan megalomanie? Het jongste voorbeeld is The Line, een glazen stad van 170 kilometer lang, 500 meter hoog en 200 meter breed. Een revolutionair concept voor een stad, maar kan het ook werken? in het ontwerp: alle energie is afkomstig van duurzame bronnen en bewoners hebben geen auto, maar verplaatsen zich met een supersnelle metro.

Maar hoe haalbaar is The Line? Is een lange lijn wel een slimme vorm voor een megastad? Wordt het er prettig wonen? Vijf vragen over het megaproject.

1 Een lijnvormige stad, is dat wel praktisch?

‘Een lijn is niet de meest efficiënte manier om een stad te begrenzen’, zegt Dick Ettema, hoogleraar urban accessibility and social inclusion aan de Universiteit Utrecht. ‘Dat heeft gevolgen voor de reisafstanden; die zijn gemiddeld groter dan wanneer de stad een ronde vorm heeft. Dat is gewoon simpele wiskunde. De bereikbaarheid zal niet optimaal zijn.’ Daar kunnen de geplande frequente en snelle metro’s weinig aan

t

Ambitie kan Saudi-Arabië niet worden ontzegd. Het land haalt veel van zijn inkomsten nog altijd uit de verkoop van olie en aanverwante fossiele producten, maar beseft dat deze bron eindig is. Men moet het dus over een andere boeg gooien. Dat leidt tot plannen voor het ene na andere megaproject.

Het meest aansprekende daarvan betreft een nieuw stedelijk gebied, Neom genaamd, in het uiterste noordwesten van het land. Opvallendste onderdeel daarvan is The Line. Deze beoogde stad van de toekomst bestaat uit één eindeloos uitgerekt gebouw van tweehonderd meter breed en vijfhonderd meter hoog, waardoor het geheel oogt als een mes dat door de woestijn snijdt. Een 170 kilometer lange wolkenkrabber op z’n kant The Line kan volgens de plannen negen miljoen mensen huisvesten, de helft van de totale Nederlandse bevolking. Duurzaamheid en zero-emission staan centraal

Inmiddels is het werk in volle gang. Het bouwterrein wordt klaargemaakt voor de bouw van het eerste deel van The Line (februari 2024). video - still : neom

MEI 2024 • DE INGENIEUR

49

STEDENBOUW

Op illustraties snijdt The Line als een mes door de woestijn. illustratie : neom

veranderen. De meeste steden groeien organisch, vertelt Ettema. ‘Er is een kern, waar het ooit is begonnen, en daaromheen groeit de stad. Tegenwoordig willen de high-end functies in het centrum van de stad zitten. De restaurants, de duurdere winkels, theaters en concertzalen. Maar hoe zit dat bij The Line? Waar komen die exclusieve winkels? Waar gaat de voetbalclub spelen?

Hoe duur is de grond eigenlijk? En hangt die prijs af van de bereikbaarheid? Want dan zou het midden van The Line duurder worden; die is immers het best bereikbaar.’

2 Is de vorm van een stad zo dwingend op te leggen?

Er zijn meer steden geweest die vanuit een sterk van bovenaf opgelegd concept zijn gebouwd, vertelt Ettema.

Brasilia is een bekend voorbeeld. De destijds nieuwe hoofdstad voor Brazilië werd in 1960 opgeleverd. ‘Die stad heeft de plattegrond van een vliegtuig, met een sterke concentratie van functies. Een wijk met kantoren, een wijk met woningen, een wijk met winkels.’ In de praktijk bleek dat slecht te werken, zegt Ettema. De afstanden waren te groot en mensen willen toch verschillende functies door elkaar hebben: winkels in de buurt en even vanuit kantoor langs huis kunnen.

Een nationale overheid kan wel grote plannen maken, maar economische processen en menselijk gedrag zullen toch ook altijd een grote rol spelen, zegt Ettema. ‘Juist tekentafelsteden gaan uiteindelijk anders werken dan

50

DE INGENIEUR • MEI 2024

ze waren bedacht. In eigen land hebben we Lelystad en Almere. Lelystad moest de kern worden van Flevoland, maar Almere bleek veel harder te groeien, vooral omdat het dichter bij Amsterdam en het Gooi ligt. Die flexibiliteit is bij The Line echter erg gering.’

3 Wordt het prettig wonen in The Line?

Dat moet blijken in de praktijk, maar druk wordt het er wel. Achter die extreme stedelijke verdichting zit wel een idee. Laat mensen dicht op elkaar wonen, dan kan buiten de stad de natuur de ruimte krijgen. Of één grote aaneengeschakelde flat ter lengte van half Nederland daarvan de beste invulling is, valt te betwijfelen. Alsof iedereen in één grote mall woont. Ettema: ‘Toen ik er voor het eerst van hoorde, dacht ik, wat een wáánzinnig idee. Ik zou er zelf niet willen wonen. Een enorm gebouw in de woestijn. Dat roept toch associaties op met een gevangenis.’

Leven tussen twee vijfhonderd meter hoge muren: gaat dat niet claustrofobisch aanvoelen? Het gebouw krijgt een verdieping of honderd, schat Ettema. ‘Afhankelijk van waar je terechtkomt, woon je in het midden, waar nooit daglicht komt. Of onderin, op de bodem van de Grand Canyon als het ware.’

Over wat mensen een prettige woonomgeving vinden, is al veel bekend, vertelt Ettema. ‘Die is afwisselend. De omgeving heeft een bepaalde kwaliteit, zoals parken of ander groen. En mensen ervaren een sense of place, ze voelen zich thuis in de stad en hebben het gevoel dat die betekenis heeft. Wat daarbij helpt is als inwoners nog

invloed kunnen uitoefenen op de omgeving.’ Dat lijkt bij The Line niet het geval te zijn. ‘Wanneer alles vastligt, hebben bewoners niet het gevoel dat ze zich de stad eigen kunnen maken. Kijk bijvoorbeeld naar een stad als Singapore. Dat heeft alle vinkjes van wat een goede stad moet zijn, maar toch voelt hij wat unheimisch. Dat is een typisch voorbeeld van een over-planned city.’

4 Heeft zo’n megastructuur invloed op de omgeving?

‘Dit is niet mijn expertise, maar zeker een belangrijke vraag. Er wordt toch een soort heuvelrug van 170 kilometer lang en vijfhonderd meter hoog in de woestijn gelegd. Ik kan me niet voorstellen dat dat geen invloed heeft op luchtstromen en het microklimaat. Misschien vormen zich wel zandduinen tegen het gebouw aan. The Line komt dicht bij de evenaar te liggen, dus overdag zullen de schaduwen kort zijn, maar ze zijn er wel. Het gebouw lijkt me trouwens ook een serieuze barrière voor dieren.’

Ook zijn er veel zorgen over de spiegelende ramen onder dierenbeschermers, is online te lezen. Ze zijn bang dat vogels zich er massaal tegen te pletter zullen vliegen.

5 Zal deze stad ooit afkomen?

Een logische vraag nu de eerste grote vertragingen in de bouw zichtbaar zijn. In april berichtte Bloomberg dat de eerste mijlpaal – 1,5 miljoen inwoners in het jaar 2030

– niet zal worden gehaald. Dat doel is inmiddels teruggeschroefd tot driehonderdduizend mensen, in een 2,4 kilometer lang gebouw.

Wie de beelden bekijkt, onderschat wellicht de enorme schaal van het project. The Line is eigenlijk één lang gebouw van vele wolkenkrabbers tegen elkaar aan. Online zei iemand: ‘Als het bouwen van de Burj Khalifa, de ranke wolkenkrabber in Dubai, al tien jaar duurde, hoe moet dat dan met The Line? Dat zijn wel honderden Burj Khalifa’s naast elkaar.’

Volgens Ettema is het verstandig om The Line stukje voor stukje te bouwen. ‘Hierbij zal de markt ook een rol spelen. Als de eerste drie kilometer niet vol raakt, heeft dat vast gevolgen voor de rest.’

The Line loopt volgens de plannen door tot de Golf van Akaba, een zeeengte ten noordwesten van Saudi-Arabië. illustratie : neom

Uiteraard heeft De Ingenieur de projectontwikkelaars van The Line benaderd voor een nadere toelichting, maar ze waren niet bereid ons te woord te staan. Wel kregen we een verwijzing naar een recente video. Die kunt u bekijken op deingenieur.nl/theline. •

Denk mee!

Wat vindt u van The Line? Geniaal idee of totale waanzin? En waarom? Waar moeten ontwikkelaars en ingenieurs aan denken bij het neerzetten van deze nieuwe stad in de woestijn? Stuur uw reactie of ideeën naar redactie@ingenieur.nl.

MEI 2024 • DE INGENIEUR

51

De Ingenieur in gesprek

Defensie: innoveren in tijden van oorlog

‘Het belangrijkst is tijdigheid’ Jarenlang was het vrijwel ondenkbaar dat Nederland verwikkeld zou raken in een oorlog op Europees grondgebied. Toen Rusland in februari 2022 Oekraïne binnenviel, veranderde dat abrupt. Dat leidde tot extra innovatiebudget voor Defensie. Hoe kan dat geld het beste worden ingezet?

Tekst: Marlies ter Voorde

Het Commando Materieel en IT van Defensie (COM­ MIT) is verantwoordelijk voor modern en robuust materieel en IT voor de Nederlandse krijgsmacht. De Russische inval in Oekraïne heeft die opdracht urgen­ ter en complexer gemaakt, niet alleen vanwege de steun van Europa aan Oekraïne, maar ook vanwege het toe­ genomen dreigingsbeeld. Wat is er veranderd en hoe gaat Nederland hiermee om? De Ingenieur ging op zoek naar de antwoorden op deze vragen, in nieuwsberich­ ten, in openbare documenten van Defensie en bij het Kooy­symposium ‘Smart defence industry – sneller innoveren en produceren’ van KIVI­Defensie en Veilig­ heid op 3 april in Stroe.

Wat voor effect had de inval van Rusland in Oekraïne op de Europese defensiepolitiek?

‘De externe dreiging is de belangrijkste factor die bij­ draagt aan Europese samenwerking en integratie bij defensie’, zei Europarlementariër Bart Groothuis van de VVD op het Kooy­symposium. ‘Dat proces is al jaren bezig, maar sinds de inval van Rusland versneld.’ En dat werd tijd ook, vindt voormalig kapitein­ter­zee Bart Escher. ‘De Nederlandse defensie­industriestrategie las tot nu toe als een stripboek van Asterix & Obelix, met dat ene dorpje dat moedig probeert stand te houden’, stelt hij.

‘Maar dan zonder de toverdrank.’

Ook viceadmiraal Jan Willem Hartman, die nét plaats­ vervangend commandant van COMMIT was toen Rus­ land Oekraïne binnenviel, ziet dat de samenwerking tussen de Europese landen is toegenomen. Hartman: ‘Het gevoel heerst: als we dat nú niet doen, gaat het nooit gebeuren. Samenwerking met internationale partners is cruciaal, ook voor de aanschaf en ontwikkeling van ma­ terieel en IT. Belangrijke vraagstukken daarbij zijn: Hoe kopen we samen in en hoe harmoniseren we onze eisen?’

52

DE INGENIEUR • MEI 2024

Wat is daarbij de beste strategie?

‘Om onze krijgsmacht robuust en modern te maken, is het belangrijk sneller te produceren – of te laten pro­ duceren – en te blijven innoveren’, zegt Hartman. ‘Voor Defensie betekent dit dat de focus moet worden gelegd op snelle aanbesteding en innovatieve oplossingen.

Daarbij moet worden gewaakt voor te uitgebreide pro­ gramma’s van eisen (PvE’s). Het allerbelangrijkst is nu dat het materieel tijdig wordt geleverd.’

Hartman pleit daarom voor het toepassen van ‘de lad­ der van eenvoud’: ‘Stel jezelf bij elke geopperde eis de vraag: is die echt nodig? Bestaat er niet al iets soortgelijks of heeft een van de bondgenoten iets dergelijks niet al gemaakt of in ontwikkeling? Je hoeft niet altijd alles zelf te bedenken.’

Wat voor materieel heeft Europa nodig?

‘We zien dat in Oekraïne zowel nieuwe als bestaande technologie wordt gebruikt’, zegt Hartman. De soldaten staan nog net als honderd jaar geleden in de loopgraven, maar er wordt ook veel gewerkt met onbemande syste­ men, die alles wat beweegt detecteren en decimeren. En wie had kunnen denken dat een internetprovider in de Verenigde Staten zo bepalend kan zijn voor een oorlog tussen Rusland en Oekraïne – omdat die zelf kan bepalen welke bandbreedten hij aanbiedt?’

Wat is het materieel waar Nederland goed in is?

Met name sensortechnologie, radarsystemen en scheeps­ bouw. Maar ook slimme materialen en intelligente syste­ men kunnen tot onze ‘parels’ worden gerekend. Enkele recente innovaties van COMMIT zijn een onderwater­ scooter voor vier personen voor als er mensen vanaf een marineschip stiekem een handeling op land moeten

Wat moet er concreet veranderen om een versnelling in innovatie door te voeren?

We moeten af van het just retour-principe in de vorm van industrieparticipatie, vindt Escher. Dit principe houdt in dat elke euro die wordt geïnvesteerd in het buitenland direct moet worden terugverdiend door het Nederlandse bedrijfsleven. Escher: ‘Dat geeft kortstondig voordeel, maar versplintert kennis en kunde, beperkt de schaalgrootte en leidt tot een niet-strategische spreiding van ontwikkel- en productielocaties. Het is beter het balanceren van werk en budgetten over een langere termijn te bezien.’

Arno Bouwmeester, ceo van het bedrijf Nedinsco in Venlo dat optische instrumenten zoals nachtzichtapparatuur maakt, is het daar roerend mee eens. ‘Maak gespecialiseerde technologieclusters binnen Europa, standaardiseer en verdeel de bestellingen dan over de verschillende landen’, zegt hij. Zo worden de producten beter en goedkoper en kan er sneller worden opge-

schaald. ‘Fokker, dat bijvoorbeeld de landingsgestellen voor de F35 maakt, is hiervan een goed voorbeeld. Zo’n bedrijf kan dan écht specialiseren.’

Daarnaast moet tijdens langlopende projecten ruimte blijven voor innovatie, om er zo voor te zorgen dat het opgeleverde eindproduct state of the art is, zegt Hartman.

Zo worden er tegenwoordig schepen ontwikkeld waarop een stippellijn is aangebracht om ruimte te reserveren voor technologie die nog moet worden ontwikkeld. Dan kunnen de nieuwste innovaties tijdens het bouwen nog worden geïmplementeerd. Hoe dan ook moet er beter worden samengewerkt met bedrijven en kennisinstellingen, vindt eigenlijk iedereen.

defensie

Gaat dat dan niet goed?

Soms wel, soms niet. In Den Haag is een paar maanden geleden het Seabed Security Experimentation Centre (SeaSEC) opgericht, waar Nederl-and, Duitsland, Denemarken, Finland, Noorwegen en Zweden samen experimenteren met nieuwe technieken om onderzeese infrastructuur, zoals pijpleidingen, te beschermen. Hiervoor gaat SeaSEC de situatie op de bodem van de Noorden Oostzee beter in de gaten houden met gegevens over onder andere variaties in de diepte, temperatuur en

t

uitvoeren, een satelliet op melkpakformaat om bijvoorbeeld radarbeelden van de vijand te detecteren en een camerasysteem waarop een legerarts kan meekijken als een soldaat aan het front gewond is geraakt.

Het 322 Squadron oefent met de inzet van de F-35 bij een QRA (Quick Reaction Alert), Leeuwarden, december 2023. foto : mediacentrum

MEI 2024 • DE INGENIEUR

53

QUOTE

Het Defensie Helikopter Commando oefent in de Dolomieten met vliegen en landen in bergachtig terrein (september 2023). foto : mediacentrum defensie

getijdenstroom. Daarnaast is er in Den Haag een testgebied van tien bij tien zeemijl (achttien bij achttien kilometer) om meetapparatuur en surveillancevoertuigen uit te proberen. Voor Nederland doen kennisinstituut TNO en ingenieursbureau Fugro aan SeaSEC mee. Daar bleek de apparatuur die Defensie wilde ontwikkelen al te bestaan. Dit is dus een voorbeeld van waar het goed gaat.

Maar de valley of death, die bekend is in het bedrijfsleven als de meest risicovolle fase op de weg van een idee naar een succesvol bedrijf, bestaat ook in de defensie-industrie. En Defensie is niet altijd een betrouwbare samenwerkingspartner, is de gedeelde mening bij het Kooy-symposium.

Dat komt deels door het soort werk waar het om gaat, waarbij risico’s zoveel mogelijk moeten worden vermeden, en deels door onwerkbare regelgeving. Zo is er geen garantie dat een innovatieve uitkomst wordt ingekocht bij de partij die deze heeft bedacht. Sterker nog: wie mee heeft gedacht over een technologie, mag wegens voorkennis soms niet eens meedoen bij de aanbestedingsprocedure. Een ander probleem voor industriële partners is dat banken vaak niet willen investeren in projecten voor defensie.

Moet Europa blijven samenwerken met de Verenigde Staten?

Jazeker, zegt Hartman, ‘maar we moeten wel onze afhankelijkheid verkleinen, want die is momenteel groot. De Verenigde Staten alleen kunnen niet voorzien in al het benodigde materieel en IT. Europa moet ook bijdragen om gezamenlijk de dreiging het hoofd te kunnen bieden.’

En de bijdrage van de Verenigde Staten in de nabije toekomst is een onzekere factor, voegt Groothuis daaraan toe. ‘We staan voor een gevaarlijke periode, want er zijn wereldwijd veel verkiezingen, waaronder die in Amerika.

China en Rusland proberen die verkiezingen te beïnvloe54

DE INGENIEUR •

MEI 2024

den. Als ze daarin slagen, wordt oud-president Donald Trump straks weer als heiland ontvangen.’

Groothuis pleit ervoor alles op alles te zetten om de tienduizenden Amerikaanse soldaten die in Europa zijn gelegerd te behouden. ‘We kunnen hun soldij betalen en de huisvesting op ons nemen. Hun aanwezigheid geeft de Verenigde Staten de verplichting ons continent te blijven beschermen – en werkt daarom als afschrikking voor Poetin om nucleaire wapens in te zetten.’ Staking, heet die strategie.

Hoeveel geld gaat er eigenlijk naar innovatie bij de krijgsmacht?

In 2024 gaat er 21,4 miljard euro van de Nederlandse overheid naar Defensie. Ter vergelijking: in 2015 was dit nog acht miljard euro. Ongeveer 20 procent van het budget wordt ingezet voor innovatie. En ook Europa investeert: op 15 maart van dit jaar maakte de Europese Commissie bekend twee miljard euro uit te trekken om de defensie-industrie van de EU te versterken. Hiervan gaat vijfhonderd miljoen euro naar de productie van munitie zoals explosieven, buskruit, granaten, raketten. Met deze Act in Support of Ammunition Production (aangeduid met de toepasselijke afkorting ASAP) wordt de capaciteit opgeschaald naar twee miljoen stuks munitie per jaar tegen het einde van 2025. Dat is een toename van 40 procent ten opzichte van de huidige productie. De munitie is deels bestemd voor Oekraïne en deels voor het aanvullen van de eigen voorraden van de lidstaten. De rest van die twee miljard euro is bedoeld ter versterking van de Europese defensie-industrie.

De NAVO steunt Oekraïne onder meer met een luchtverdedigingscoalitie en een dronecoalitie. Zo wordt het land voorzien van een sterke en moderne luchtverdediging en hoopt het Rusland een stap voor te blijven met dronetechnologie. De EU-bijdrage komt hier bovenop. •

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

AI bij Defensie De in december aangenomen AI Act van de Europese Unie reguleert het gebruik van kunstmatige intelligentie, algoritmen en machine learning en beschermt daarmee burgers en maatschappij. Voor toepassingen binnen Defensie is de AI-wet echter niet van toepassing. Dit terwijl de ontwikkeling en het gebruik van AI bij de krijgsmacht juist een grote vlucht nemen. In dit seminar worden de ontwikkelingen van AI voor Defensie en de politieke vraagstukken die deze met zich meebrengen besproken.

Dagvoorzitter is Barbara Visser, voormalig staatssecretaris van Defensie.

Seminar: European policies for Artificial Intelligence in Defence, Den Haag, 24 mei, 12.30-18.00 uur, kivi.nl/afdelingen/defensie-enveiligheid/activiteiten

Netverstopping

Met André Kuipers naar de ruimte ESA-astronaut André Kuipers werkte 204 dagen in het internationale ruimtestation ISS. Naar zijn mening is eigenlijk iedereen astronaut, als reiziger op het kwetsbare ruimteschip Aarde. In deze lezing neemt Kuipers het publiek mee naar de ruimte en deelt hij de inzichten die zijn verblijf daar hem opleverde. Lezing: Discovering space with André Kuipers, Universiteit Twente, 22 mei, 13.45-14.00 uur, kivi.nl/afdelingen/kst/activiteiten

Slim boeren

Door de toename van duurzame elektriciteitsopwekking en de elektrificatie van het energiesysteem, raakt het elektriciteitsnet verstopt.

Netbeheerders en de overheid werken aan oplossingen voor deze netcongestie. Bij deze excursie geeft netbeheerder Enexis uitleg over de problematiek, met de focus op Brabant.

Excursie Hoogspanningsstation Eindhoven Oost: netcongestie en verbeteracties met Enexis, Eindhoven, 5 juni, 13.00-16.30 uur, kivi.nl/afdelingen/elektrotechniek/activiteiten

‘Slim boeren is een keuze’, staat op de website van familiebedrijf Lely, dat innovatieve oplossingen aanbiedt voor veehouders. Zo ontwikkelde het bedrijf voor een optimale efficiëntie de Lely Vector om koeien automatisch te voeren en de Lely Astronaut om ze automatisch te melken.

De trots van Lely is de Lely Sphere, een circulair stalsysteem voor het scheiden van mineralenstromen en het verwaarden van emissies. Dit bedrijfsbezoek bestaat uit twee presentaties over duurzaamheid in de veeteelt en een rondleiding door het bedrijf.

Bedrijfsbezoek Lely, Maassluis, 29 mei, 13.30-16.00 uur, kivi.nl/afdelingen/duurzame-technologie/activiteiten BEELD : DEPOSITPHOTOS ; NASA - 20 ; LELY ; DEPOSITPHOTOS

MEI 2024 • DE INGENIEUR

55

De meerwaarde van AI Hoe kan AI ons tot nut zijn en waarvoor moeten we oppassen? AI, voorbij de hype en Handboek AI Strategie geven helder antwoord op die vragen.

Tekst: Jim Heirbaut

AI, voorbij de hype Aaron Mirck | 126 Blz. | € 20,95 (verschijnt 30 mei) Handboek AI Strategie Job van den Berg en Remy Gieling 304 Blz. | € 34,95

56

DE INGENIEUR • MEI 2024

Wie een boek zoekt om rustig te worden bijgepraat over kunstmatige intelligentie en wat we daarvan mogen verwachten, kan prima terecht bij AI, voorbij de hype van Aaron Mirck. Hij begint bij de basis, met uit te leggen waar AI vandaan komt, wat AI is en gaat in op de hype die ontegenzeggelijk rond het onderwerp en de technologie is ontstaan.

Mirck is spreker, journalist en maker van een nieuwsbrief over AI en hij houdt het onderwerp goed bij. Een paar jaar terug verscheen van zijn hand de dichtbundel Dit algoritme deugt niet uit, met grappig en kritische gedichten over online dating, gentrificatie, de platformeconomie en cancel-cultuur. Met zijn lichte toon, nuchter en soms grappig, is Mirck een geschikte gids om de lezer mee aan de hand te nemen door het toch knap ingewikkelde onderwerp dat AI is.

Sommige futurologen en andere glazenbolkijkers waarschuwen dat de opkomst van AI banenverlies veroorzaakt doordat computers bepaalde werkzaamheden overnemen. Dat is maar deels het geval, schrijft Mirck. Bepaalde taken binnen ons werk zullen absoluut worden geautomatiseerd, maar dat wil niet zeggen dat we massaal werkloos thuis komen te zitten.

De aard van het werk zal misschien veranderen, maar dat heeft ook voordelen: saaie routineklusjes kunnen we straks (nog meer) uitbesteden aan de computer.

Juristen die veel stukken moeten lezen, kunnen die dankzij AI samenvatten met hulp van AI. Programmeurs laten ChatGPT nu al hele stukken code schrijven. Zo verandert de aard van het werk voor veel beroepen vaak ten goede. En zoals het ook in het verleden ging met technologische vooruitgang: er zullen ook nieuwe banen ontstaan, die we nu nog niet kunnen voorzien.

Hoewel Mirck opgewekt en positief schrijft over het onderwerp, schuwt hij ook de kanttekeningen niet. AI dringt momenteel snel onze levens binnen, maar dat is niet alleen maar goed nieuws. Wat te denken van het energieverbruik van al die computerservers die het trainen en gebruiken van de AI-modellen mogelijk maken? En als wij burgers de diensten van

tekstbots als ChatGPT of Google Gemini gratis kunnen gebruiken, waar betalen we dan eigenlijk mee? Sinds een klein aantal tech-giganten de internetwereld en sociale media is gaan beheersen, weten we dat bij gratis diensten de gebruiker eigenlijk het product is. Alle teksten die we in ChatGPT invoeren, komen terecht op servers in de Verenigde Staten.

Een beetje oppassen dus met namen en privégegevens. Misschien dat rijksambtenaren daarom niet meer met de gratis AI-gereedschappen mogen werken?

Ietsje minder licht van toon, maar zeker niet minder enthousiast schrijven Job van den Berg en Remy Gieling over AI. Samen brachten ze onlangs het Handboek AI Strategie uit, met als ondertitel Van business uitdaging naar AI-oplossing.

Deels heeft dit boek overlap met Mircks inleiding tot het onderwerp, maar deze uitgave mikt duidelijk op mensen in het bedrijfsleven.

Wat hebben bedrijven aan de verschillende (soorten) AI-tools die recent op de markt zijn gekomen? Dat wordt hier en daar wat droogjes, maar gelukkig wisselen Van den Berg en Gieling hun theoretische hoofdstukken af met korte interviews met hoge leidinggevenden van bedrijven of overheidsdiensten. In die gesprekken komt de stof meer tot leven en krijgen we een blik achter de schermen van Nederlandse bedrijven als Picnic, KPN en FrieslandCampina. Daar worden softwarepakketten op basis van AI al grif ingezet, onder meer voor het verbeteren van de toeleveringsketens en voor het efficiënter maken van processen of mensen.

Het is zeker niet enkel hosanna dat er klinkt. De bedrijfsmensen durven ook te praten over mislukte AI-projecten. Soms blijkt AI geen enkele meerwaarde te hebben. Goed om te lezen, want die hype rond AI mag af en toe heus wel een tandje minder. En als we de makers van dit boek voor een volgende druk nog een tip mogen meegeven: powerpointslides laten zich niet een-op-een gebruiken in een boek. Dan worden de letters onleesbaar klein. Misschien kan AI de plaatjes voor ze bewerken...

Eerste hulp bij ontwerpen Een nieuwe toolkit loodst scholieren door alle fasen van ontwerp en onderzoek – ideaal voor leerlingen die voor een profielwerkstuk staan.

Tekst: Pancras Dijk

Totale Passie In het slotdeel van de Totaal-trilogie is eindelijk ruimte voor de reportages die Marcel van Roosmalen schreef voor De Ingenieur.

Tekst: Pancras Dijk

De teleurstelling was groot toen drie jaar geleden Totaal verscheen, met ‘de beste reportages’ van journalist Marcel van Roosmalen. Veel betere reportages dan die voor de rubriek Passie in dit blad heeft Van Roosmalen zelden gemaakt; toch had slechts één ervan de achthonderd pagina’s dikke verzamelbundel gehaald. Pas in het onlangs verschenen Totaal 3, gewijd aan de ‘vergeten reportages’, wordt die omissie ruimschoots goedgemaakt, met een gulle greep uit de stukken die Van Roosmalen tussen 2014 en 2020 schreef voor De Ingenieur.

Voor Passie gingen Van Roosmalen en fotograaf Elmer van der Marel maandelijks langs bij iemand met een uit de hand gelopen technische hobby. Door Van Roosmalens ogen leken het stuk voor stuk zonderlinge paradijsvogels. Zoals de ‘Pandist’, die zwoer bij het originele model van de Fiat Panda, de ‘cockpitman’ met een zelfgebouwde vliegsimulator op zolder of de ‘hijskranenman’, die een hijsbedrijf leidde en daarnaast Märklin-speelgoedhijskraantjes van voor de jaren vijftig verzamelde, restaureerde en nabouwde. ‘Het is altijd goed om naast het dagelijkse beroepsmatige werk ook nog een of meerdere hobby’s te hebben’, tekent Van Roosmalen op uit de mond van de verzamelaar.

‘Werk en hobby moeten dan wel verschillend zijn. In mijn geval ligt het echter dicht bij elkaar: hijskranen.’

Op de redactie kregen we wel eens commentaar. Legde Van Roosmalen niet al te zeer de nadruk op het menselijk tekort, met de onschuldige hobbyisten als willoos slachtoffer? Wat de critici niet wisten, is dat de hobbyisten in de rij stonden – ze bleven maar mailen en bellen en waren pas tevreden als ze Marcel en Elmer thuis hadden kunnen trakteren op koffie en een stroopwafel.

Behalve het eindexamen hebben leerlingen in het laatste jaar van vmbo, havo en vwo nog een belangrijke horde te nemen: het profielwerkstuk (pws). Met deze meesterproef tonen ze aan te beschikken over voldoende ontwerp- en onderzoeksvaardigheden om aan een vervolgopleiding te beginnen. Het eindproduct kan de vorm krijgen van een paper, documentaire, podcast, tot aan een technisch ontwerp. Zo was er een leerlinge die als pws een Volkswagenbusje verbouwde om er na de diplomauitreiking een tussenjaar lang mee te kunnen rondkarren.

Leerlingen zien vaak als een berg tegen het pws op. Wat is een geschikt onderwerp? Hoe pak je de research aan? Welke bronnen zijn bruikbaar? Hoe kom je van schets naar ontwerp? Welke presentatievorm past het best? Hoe maak je een planning en hoe zorg je ervoor dat je je daar ook aan houdt?

De begeleidend docent speelt natuurlijk een sleutelrol in dit proces. Om diens taak te verlichten, presenteert educatief uitgever EvenCentraal nu een set kaarten die de leerling bij de hand neemt. De kaarten delen het proces op in zeven stappen, waarbij de eerste bepalend is voor de volgende. Zoeken we het antwoord op een vraag? Dan wordt het een onderzoek. Willen we een probleem oplossen? Dan gaan we aan de slag met de ontwerpkaarten.

De kaarten zijn uiterst actueel, ook nut en risico’s van de inzet van chatbots komen aan de orde, al staat er weinig op dat de docent niet ook zou kunnen vertellen. De handzame en aantrekkelijke set helpt de leerling wel het overzicht te bewaren en goed in te schatten hoeveel tijd bepaalde fasen kosten. Een bijgeleverd werkblad maakt de reis van idee naar eindproduct visueel nog eens extra inzichtelijk. Een aanrader dus, zeker voor alle techniekdocenten die hun leerlingen willen stimuleren om verder te gaan in de techniek.

Eerste hulp bij onderzoek Tien sets voor € 90,86, proefset € 4,00 euro per school bestellen op evencentraal.nl

Totaal 3. De vergeten reportages Marcel van Roosmalen | 800 Blz. € 29,99 | e-boek € 14,99 beeld : evencentraal

MEI 2024 • DE INGENIEUR

57

MEDIA

Nederland in beweging Van kerkpad tot hogesnelheidslijn: de Historische Wegenatlas NL laat zien in welke bochten we ons wringen om van a naar b te komen.

Tekst: Pancras Dijk

Het Rhedense veer, met op de IJssel (onder) een veeraak en op de Arnhemse weg (rechtsboven) een postkoets getrokken door drie paarden (1790).

ILLUSTRATIE : GELDERS ARCHIEF , ARNHEM 58

DE INGENIEUR • MEI 2024

In de King Atlas van 1950 was een ‘verkeerskaart’ van Nederland opgenomen.

Opmerkelijk genoeg stond er geen enkele autoweg op aangegeven. Kennelijk verstond men indertijd onder ‘verkeer’ wat anders. Het eerste Nederlandsch Wegen-Congres vond niettemin al in 1920 plaats, een gezamenlijk initiatief van de ANWB en het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI).

Eeuwenlang vormden vaarwegen de voornaamste verbindingen in ons land.

In de negentiende eeuw kwamen daar de spoorwegen bij. Doordat we dankzij de trein ineens overal relatief vlot konden komen, werd Nederland echt een ‘land’, betogen auteurs Martin Berendse en Paul Brood: het ontstaan van een samenhangend verkeersnetwerk smeedde de delen van het grondgebied tot een eenheid.

In dat smeedwerk speelden ingenieurs een hoofdrol, blijkt uit elk van de hoofdstukjes van de Historische Wegenatlas NL. Ze ontwierpen kanalen voor de binnenvaart, tekenden spoorwegen op een lege landkaart, rekenden aan bruggen en bleven voortdurend innoveren: van een overtoom om schepen over een dijk te trekken tot

fly-overs die snelwegverkeer in staat stellen ook op knooppunten ongehinderd door te razen. Zeker na de Tweede Wereldoorlog groeide de bevolking hard en omdat we steeds minder honkvast werden, groeide ook de behoefte aan vervoer. Of dat allemaal altijd paste? Ach, stellen de auteurs: waar een wil is, komt een weg.

Net als in hun vier eerdere Historische Atlas NL-delen hebben Berendse en Brood weer talloze parels weten op te vissen uit de archieven: van de prachtigste oude kaarten tot foto’s van het in ieder geval door mij compleet vergeten Lovers Rail, dat in de jaren negentig tevergeefs probeerde de concurrentie aan te gaan met NS. Het laatste hoofdstuk beschrijft de hogesnelheidslijn naar Parijs en Londen. Dat de HSL-Oost van Amsterdam via Utrecht en Arnhem naar Duitsland is afgeblazen, is jammer. Het voorgestelde tracé was identiek aan de Rhijnspoorweg zoals koning Willem I die al in gedachten had.

Historische Wegenatlas NL. Nederland in beweging.

Martin Berendse en Paul Brood 224 Blz. | € 39,95

Q&A

Elke maand zijn er talloze nieuwe boeken, toneelvoorstellingen, podcasts en video’s. De Ingenieur pikt de interessantste eruit en stelt de maker vijf vragen.

Inzicht in het technologische verleden kan economische stilstand door net zero voorkomen, stelt chemiehistoricus Ton van Helvoort.

1 2 3 4 5

Technisch wetenschapper Barry Fitzgerald en historicus Etienne Augé delen dezelfde passie: superhelden.

Samen schreven ze er een leerzaam en onderhoudend boek over.

SUPERHEROES | 300 BLZ. | € 26,99

Tekst: Pancras Dijk

Waarom heeft u dit boek geschreven?

‘Het afgelopen decennium heeft de transitie naar duurzame energie veel aandacht gekregen. Maar fossiel – met aan het eind van de keten de uitstoot van CO2 – is ook de basis voor het maken van producten zoals plastics, huizen en auto’s. Om ook maar in de buurt te komen van het Parijsakkoord is daarom ook een materialentransitie nodig.

Technologische opties op dat vlak krijgen te weinig aandacht.’

Voor wie is het boek bedoeld?

‘Het boek biedt historisch zicht op hóe we tot die met ‘fossiel’ verstrengelde economie zijn gekomen en reikt handvaten aan om te analyseren welke emissiearme en circulaire wegen open staan.

Ik hoop zélfs technologen en ingenieurs verrassende inzichten en historische verbanden te bieden. Maar ook zal het beleidsmakers, burgers en milieuactivisten argumenten bieden om te streven naar wat publiek-private samenwerking heet.’

Wat fascineert u in dit onderwerp?

‘Voor de Stichting Historie der Techniek (TU/e) heb ik onderzoek gedaan naar DSM, Shell en Unilever. Veel van hun vindingen komen uit het laboratorium waar jonge technici emplooi vonden en zo bijdroegen aan economische groei. Dat ik toegang had tot archiefmateriaal van die multinationals maakte dat ik zicht kreeg op hoe het proces verloopt van laboratorium, via proeffabriek naar productiefabriek. Dat proces is voor de ingenieur niets nieuws, maar blijft grotendeels onzichtbaar in de verhalen over historische innovatie. Meerdere hoofdstukken in het boek gaan over transitieproeven in dergelijke pilot plants.’

Waarom moeten juist ingenieurs dit boek lezen?

‘Emissiearme en circulaire producties – die ook worden benoemd als disruptieve, haaks op de fossiele markt staande, technologie – zullen tot stand moeten komen via proeffabrieken en demonstratieprojecten. Deze zijn extreem kostbaar en ingenieurs moeten dergelijke plannen op nationaal en Europees niveau steunen.

Dat betekent dat pressie moet worden uitgeoefend op, enerzijds, oliebedrijven om voor die kostbare, duurzame routes te kiezen en, anderzijds, op universiteiten om samenwerking met “fossiel” niet uit de weg te gaan.’

Wat heeft u geleerd tijdens het schrijven?

‘Met z’n regelgeving biedt Europa mogelijkheden de uitstoot van CO2 onder controle te krijgen; let op dat we het kind (de EU) niet met het badwater weggooien. Maar wees ook scherp op multinationals die via het emission trade system wereldhandel zien in de emissie en het invangen van CO2.’

PORTRET : TON VAN HELVOORT

You Are Not So Smart, een langlopende podcastreeks over psychologie en wetenschap, bespreekt in aflevering 281 hoe chatbots het beste zijn in te zetten in creatieve brainstorms.

MORE CHAT, LESS BOT | 70 MINUTEN OP ALLE PODCASTPLATFORMS

Wetenschapsjournalist Dorine Schenk beschrijft hoe natuurkundigen zoeken naar de aard van de mysterieuze donkere deeltjes die 80 procent van het heelal uitmaken.

DE KLOPJACHT OP DONKERE MATERIE | 114 BLZ. € 11,99 | E-BOEK € 9,99

Diederik Jekel gaat opnieuw proberen baanbrekend onderzoek van oude techniekhelden te herhalen, met de middelen van toen: van de eerste radio-uitzending tot de uitvinding van de brandslang.

JEKELS JACHT | NPO2 | ELKE WOENSDAG OM 22.15 UUR

MEI 2024 • DE INGENIEUR

59

Voorwaarts

Voorspellen is lastig, zeker als het om technologische vooruitgang gaat.

Fanta Voogd verdiept zich maandelijks in de geschiedenis van de toekomst.

Vooruitgang is lastig te herkennen of te voorspellen

De Grote Stagnatie Na analyse van miljoenen wetenschappelijke artikelen en patenten kwamen Amerikaanse economen tot de conclusie dat we nu vooral voortborduren op ideeën uit het verleden. Leven we in een tijd van technologische stagnatie?

‘We vinden geen ruk meer uit’, staat boven de column van journalist Philip Dröge in het Historisch Nieuwsblad.

Met zijn soepele schrijfstijl neemt hij de lezer moeiteloos mee in die redenering. ‘Mijn oude had kuren, dus ik kocht een nieuwe iPhone. Mijn vierde alweer. [...] Ik klikte vol spanning het scherm aan en zag... exact hetzelfde als op mijn oude iPhones. Dezelfde icoontjes, van dezelfde programma’s. Goed, er waren wel een paar veranderingen: ik heb nieuwe videofilters, zodat ik mijn gezicht in een filmpje kan vervangen door dat van een muis of een krokodil. Wie wil dat nou niet?’

Gouden tijden Om zijn stelling te onderbouwen verwijst Dröge naar onderzoek dat cijfermatig aantoont dat de vooruitgang stagneert, op zowel wetenschappelijk als technologisch vlak. In een artikel in het Britse wetenschappelijke tijdschrift Nature (‘Papers and patents are becoming less disruptive over time’, 4 januari Zo'n beetje alles wat 2023) analyseren drie economen, onder aanvoevan Michael Park, 45 miljoen wetenschapde moderne wereld ring pelijke artikelen en 3,9 miljoen octrooien over definieert, stamt uit een periode van 65 jaar (1945-2010). Daarvoor ontwikkelden ze een methode om conclusies te de Golden Quarter kunnen trekken op basis van citatiepatronen.

Om een beeld te krijgen van de vaart van de vooruitgang maken ze onderscheid tussen twee categorieën. Enerzijds zien ze onderzoek dat stapsgewijze vooruitgang brengt, bijvoorbeeld door bestaande theorieën te bevestigen of te verfijnen. Anderzijds herkennen ze baanbrekend onderzoek dat de zaken op de kop zet en nieuwe wegen aanwijst.

In de onderzochte periode is de hoeveelheid stapsgewijs onderzoek voortdurend blijven groeien, terwijl het baanbrekende onderzoek stabiel bleef. Daaruit concluderen de auteurs dat we leven in een tijd van weten60

DE INGENIEUR • MEI 2024

schappelijke en technologische stagnatie, ondanks de groeiende geldstroom en het groeiende leger onderzoekers.

Dröge brengt in zijn column het essay in herinnering dat de Britse wetenschapsjournalist Michael Hanlon eind 2014 schreef. Daarin introduceerde Hanlon The Golden Quarter, de periode tussen 1945 en 1971. ‘Zo’n beetje alles wat de moderne wereld definieert, stamt uit deze tijd of werd in deze tijd uitgezaaid’, aldus Hanlon in Aeon Magazine. Hij ondersteunt zijn uitspraak met een indrukwekkende lijst voorbeelden: de pil, elektronica, computers, internet, kernenergie, televisie, antibiotica, ruimtevaart, de groene revolutie in de landbouw, laagdrempelige burgerluchtvaart, betaalbare en veilige auto’s en de ontdekking van DNA. Hanlon zet dat alles af tegen de armzalige vooruitgang in de eenentwintigste eeuw.

Stagnatie Tegen de kwantitatieve bewijsvoering voor wetenschappelijke en technologische stagnatie in het artikel in Nature valt weinig in te brengen. Hanlon – op zijn beurt – voert vele voorbeelden aan om zijn lezers te overtuigen van zijn Golden Quarter. Maar zijn argumenten dat ‘de vooruitgang is uitgesteld’ en dat we sinds 1970 zijn beland in het tijdperk van The Great Stagnation zijn minder overtuigend.

Bij bestudering van Hanlons betoog valt op dat sinds het verschijnen ervan op 11 januari 2015, een deel van zijn opsomming van nog niet verwezenlijkte wetenschappelijke en technologische doelen intussen alsnog realiteit is geworden. Zo vraagt hij zich af of de theorie van quantumverstrengeling wel toetsbaar is, terwijl de Delftse natuurkundige Ronald Hanson er in 2014 al in slaagde een quantumbit via verstrengeling te teleporteren over een afstand van drie meter. Een prestatie waarvoor hij wereldwijd wetenschappelijke erkenning kreeg.

2023 ‘We vinden geen ruk meer uit. [...] Als historici deze tijd ooit van een etiket gaan voorzien, zullen ze dit wellicht de doodse decennia noemen.

Waarin de grootste innovatie 5G was, zodat de Chinezen ons nog sneller konden bespioneren via TikTok.’ Journalist Philip Dröge in Historisch Nieuwsblad (28 maart 2023).

Hanlon typeert de teleurstellende vooruitgang in de psychiatrie spottend als ‘de geschiedenis van almaar betere placebo’s’. Hij kon toen nog niet weten hoe snel transcraniële magnetische stimulatie almaar betere re­ sultaten oplevert voor patiënten met ernstige depressies of dwangstoornissen.

Ook stelt Hanlon dat voor de meeste vormen van kan­ ker de vooruitzichten in 2014 niet veel beter waren dan in 1974. Een bewering die met de opmars van immuun­ therapie niet langer houdbaar is. Datzelfde geldt voor zijn stelling: ‘We rijden nog altijd in stalen auto’s, door benzine te verbranden of – erger – diesel.’ Met deze in­ middels achterhaalde voorbeelden overtuigt Hanlon de lezer anno 2024 eerder van het tegendeel.

De wetenschaps­ en techniekgeschiedenis zit gelukkig vol met anekdotische voorvallen, die helpen om onheils­ tijdingen over de stagnerende vooruitgang te relativeren.

Twee voorbeelden uit de jaren tussen 1880­1910, een pe­ riode waarin nieuwe technologieën (staal en elektriciteit)

de economie en de vooruitgang juist een enorme impuls gaven, laten zien dat dergelijke pessimistische bespiege­ lingen weinig zeggen over de werkelijke progressie in de wetenschap en technologie.

De Amerikaanse natuurkundige Albert Michelson verklaarde in 1894 dat ‘waarschijnlijk de meeste onder­ liggende principes’ van de natuur wel zijn ontdekt.

Gedurende de eerste decennia van de nieuwe eeuw be­ wezen Einsteins relativiteitstheorieën en de kwantum­ mechanica zijn ongelijk.

Een andere opmerkelijke misvoorspelling uit de belle époque kwam van Michelsons land­ en vakgenoot Lord Kelvin. In een interview met een Amerikaanse krant in 1902 sprak hij de stellige woorden: ‘Geen enkele lucht­ ballon of vliegmachine zal ooit praktisch succesvol zijn.’

Een misser die eigenlijk geen toelichting behoeft en duidelijk maakt dat het niet alleen moeilijk is om iets zinnigs te zeggen over de toekomst, maar ook over het heden. •

In een bewaard gebleven briefje uit 1896 reageert Lord Kelvin afwijzend op het verzoek lid te worden van de Britse Aeronautical Society: ‘... ik heb niet de kleinste molecule geloof in luchtnavigatie, anders dan met luchtballonnen, of verwachting dat de pogingen waarover we horen tot enig resultaat zullen leiden.’ Dit was een paar maanden nadat de Duitse ingenieur Otto Lilienthal verongelukte bij een eerste vliegpoging met zijn zweefvliegtuigje. beelden : publiek domein

MEI 2024 • DE INGENIEUR

61

Teamgeest

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

Naam: SublimeStone Doel: bacteriën schade in kalkstenen gebouwen laten herstellen Perspectief: monumenten duurzaam restaureren Aantal leden: 8 Startjaar: 2023

Bacterie als restaurateur Studententeam SublimeStone gebruikt E. coli-bacteriën om beschadigd kalksteen te herstellen. De methode is vooral geschikt voor het restaureren van monumenten.

Tekst: Marlies ter Voorde

Kalksteen, ofwel mergel, is al sinds mensenheugenis een veelgebruikt bouwmateriaal.

De Piramiden van Gizeh, het Parthenon in Athene, het Empire State Building in New York en ook de stadswallen van Maastricht zijn van deze steensoort gebouwd. Helaas heeft het materiaal de tand des tijds niet overal goed doorstaan. Kalksteen is zuurgevoelig. Het verweert door op te lossen onder invloed van regen en luchtverontreiniging. Een studententeam van de Universiteit Maastricht ontwikkelde een methode om de hieruit voortkomende kalksteenschade aan gebouwen te herstellen. Ze noemen zich SublimeStone, gebaseerd op het Engelse woord limestone voor kalksteen.

Tijdens de Dag van de Ingenieur, die dit jaar op 13 maart in Den Haag werd gehouden, ging SublimeStone er met de publieksprijs vandoor bij de uitreiking van de KIVI

Engineering Student Team Award voor het beste studententeam van het jaar. ‘Dat was onverwacht en heel leuk om mee te maken’, zegt teamlid en student biochemie en moleculaire biologie Floor Vervuren. ‘Ruim een jaar geleden hadden we alleen nog maar een idee, het is fantastisch dat we inmiddels zover zijn gekomen’, vult haar medeteamlid en student natuurwetenschappen Fien Eickmans aan.

Ploegendienst Dat idee was om het reparatiewerk aan monumenten te laten uitvoeren door twee ploegen genetisch gemodificeerde Escherichia coli-bacteriën. Deze darmbacterie wordt als modelorganisme veel gebruikt in wetenschappelijk onderzoek. De genetische aanpassing bestond uit het toevoegen van een extra stukje DNA, coderend voor

De gebruikte bacteriën zijn genetisch gemodificeerde E. coli-bacteriën.

FOTO : DEPOSITPHOTOS 62

DE INGENIEUR • MEI 2024

een nieuwe eigenschap. Twee E. coli-stammen kregen zo elk een andere eigenschap erbij om de reparatiewerkzaamheden uit te voeren. De ene stam bouwt een frame van DNA-achthoeken in de scheur of het gat in de kalksteen, de andere stam vult dit frame met calciumkristallen. ‘Er ontstaat eerst een soort spinnenweb in de beschadiging, waaraan de kristallen zich vervolgens kunnen hechten’, zegt Vervuren ‘Zo groeit het gat als het ware weer dicht.’ De calciumionen slaan hierbij neer op het DNA-skelet.

Andere manieren om scheuren in kalksteen te dichten, zijn vaak duur en arbeidsintensief. Scheuren dichten kan met lijm of vulmateriaal, maar dat werkt vaak niet optimaal. Door variaties in de hardheid, porositeit en wateropname is het lastig het juiste plak- of vulmiddel te vinden. Soms worden delen van een kalkstenen monument daar-

SublimeStone met prinses Mabel (links) en prinses Beatrix (midden) op de Dag van de Ingenieur. FOTO : KIVI

Volgende maand in De Ingenieur Onderwaterspeelgoed Hoe bouw je een veilige plezieronderzeeër? Op bezoek bij U-Boat Worx in Breda, een van de twee bouwers in de wereld van onderzeeërs voor de particuliere markt.

Hitte-eilanden in de stad Met de zomer voor de deur vrezen met name stadsbewoners de aankomende temperaturen. Wat zijn de slimme ingenieursoplossingen tegen hittestress?

Zoveel bereikt, en nog zover te gaan Hoe breng je alle domeinen van de techniek samen onder één noemer? Techniekjournalist Henk Tolsma werkt aan een boek dat een inleiding in de techniek wil bieden en vraagt de lezer om hulp. foto : u - boat worx

om verwijderd en vervangen door een andere steensoort.

Technieken De bacteriën die het frame bouwen, maken gebruik van een soort DNA-origamitechniek. Dat is een manier om hiervoor toegevoegde DNA-strengen op nanoschaal tot twee- of driedimensionale structuren te vouwen, in dit geval octaëders (zie de figuur onder dit artikel). De gevouwen DNA-streng wordt hierbij op specifieke plekken bij elkaar gehouden door complementaire baseparen – alsof er nietjes doorheen zijn geslagen.

De andere groep bacteriën maakt calciumcarbonaat (CaCO3), geholpen door een enzym (carboanhydrase) dat als katalysator fungeert. De microben worden daarvoor

Bacteriën bouwen van DNA-strengen een frame. foto : sublimestone

gevoed met calciumionen en nemen CO2 op uit de lucht. ‘Omdat er alleen scheuren mee worden gedicht, zijn dit te kleine hoeveelheden om de bacterie tot bestrijder van de klimaatverandering te bestempelen’, zegt Eickmans desgevraagd. iGem SublimeStone werd opgericht in februari 2023 om mee te doen aan de iGEM (international Genetically Engineered Machine)-competitie, waarin studententeams uit de hele wereld het tegen elkaar opnemen met zelfbedachte toepassingen van synthetische biologie. Tijdens de iGEM-competitie bestond het team uit elf studenten, aan het vervolgproject werken er nu nog acht. Het is een internationaal gezelschap, Eickmans en Vervuren zijn de enige Nederlandse studenten in het team. Wat zij voor zichzelf het meest waardevol vinden, is het werken aan een écht project. ‘Bij sommige lessen staan we ook wel in het lab, maar dat is echt heel anders.’

Voortgang Afzonderlijk doen beide bacteriestammen wat ze moeten doen, weten de studenten inmiddels,. De eerste testen waarbij de verschillende microben samenwerken en de productie van calciumcarbonaat daadwerkelijk in het DNA-raster plaatsvindt, zijn net afgerond. Of ook dat is gelukt, weten de studenten nog niet. De resultaten moeten eerst terugkomen van een lab buiten Maastricht, waar de testmonsters met een speciale microscoop zijn geanalyseerd.

Uiteindelijk is het de bedoeling dat de bacteriën en het DNA voor het raster worden samengevoegd in een gel die in het bescha-

digde kalksteen kan worden gespoten. Eickmans: ‘Daarna moeten we nog allerlei details uitzoeken, zoals: wat is de beste manier van toediening, wat zijn de eigenschappen van het nieuwe gesteente en hoe sterk is dat?’

Daarvoor moet het team wel een doorstart krijgen. Een deel van de studenten is aan het afstuderen en volgend jaar dus vertrokken en naar de iGEM-competitie gaat elk jaar een nieuw team en project. ‘We hopen van SublimeStone met nieuwe studentleden een project voor een langere termijn te kunnen maken’, zegt Vervuren. ‘Zodat we straks een steengoede methode hebben!’, vult Eickmans grinnikend aan. •

De methode van SublimeStone kan onder meer de stadsmuur van Maastricht worden gerestaureerd. foto : depositphotos MEI 2024 • DE INGENIEUR

63

Vragenvuur

Zeven lastige vragen aan toproeier Stef Broenink.

Behalve een masteropleiding life, science & technology (TU Delft) heeft hij olympisch zilver op zak. Op de Zomerspelen in Parijs hoopt hij dat resultaat uit Tokyo te overtreffen.

Tekst: Pancras Dijk

64

Wat is het laatste dat u heeft gerepareerd?

‘De condensdroger pompte niet meer af. Gelukkig hoefde ik maar één schroefje los te maken om de pomp te vervangen. Dat scheelde gedoe met monteur en voorrijkosten. Omdat problemen vaak makkelijker op te lossen zijn dan in eerste instantie lijkt, klus ik graag aan witgoed. Dankbaar werk.’

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

‘De dollen (houders van de roeiriem) moeten vrij kunnen roteren ten opzichte van een dolpen. De kunststof glijlagers slijten vaak snel, waardoor er beweging in de dol komt, wat de controle tijdens het roeien schaadt. Die lagers moeten dan ook steeds wor­ den vervangen. Daarvoor zou ik graag een duurzamere oplossing zien.’

Waarvan denkt u: ik wou dat ik dát had uitgevonden?

‘Vroeger fantaseerde ik over allerlei uitvindingen. Ik zei bijvoor­ beeld dat we op termijn een chip in ons hoofd zouden krijgen, waardoor we nooit meer iets uit het hoofd hoefden te leren. Mijn ouders vonden dat beeld wel erg spannend en vroegen mij of ik niet beter gewoon een vliegende auto kon uitvinden. Nu Neura­ link er aankomt en ik wat ouder ben, begin ik het ook eng te vinden. En als ik stilsta in de file, baal ik er soms van dat ik die vliegende auto nog niet heb uitgevonden.’

Welke technologische ontwikkeling baart u zorgen?

‘Internet en connectiviteit brengen ongekende mogelijkheden, maar ik ben wel eens bang voor de keerzijde. Het verandert alle­ maal zo snel dat ik denk dat we als samenleving achter de feiten aan hobbelen. We weten nog niet wat de effecten zijn van sociale media op de ontwikkeling van kinderen, van datingapps op ons vermogen om langetermijnrelaties te vormen of van het effect van al die apps op onze aandachtspanne.’

Bent u bang dat robots uw werk overnemen?

‘Als toproeier niet, want dan waren roeiboten allang vervangen door motorboten. Als ingenieur ook niet. Technologie heeft al veel werk overgenomen. Het leidt steeds, na een korte adaptatie­ fase, tot een enorme toename in waardecreatie en geeft mensen de kans iets anders te gaan doen.’

Van welke fout heeft u het meest geleerd?

‘Tijdens de eindopdracht van mijn master werkte ik met een bacterie die kan groeien op gas. Vanwege corona was het niet mogelijk te werken met koolmonoxide en waterstof, dus kozen we voor suiker, wat ook moest kunnen. Het lukte mij maandenlang niet om dit aan de praat te krijgen, afgezien van wat zeldzame toevalstreffers. Achteraf bleek de bacterie een beetje CO2 nodig te hebben, wat we (per ongeluk) continu uit de fermentatiereactor bliezen. Door mij vast te bijten in dit probleem en continu aan variabelen te draaien vond ik uiteindelijk een oplossing. Dat heeft me geleerd niet te snel op te geven.’

H2O of H2?

‘Behalve roeier ben ik ambassadeur voor Missie H2 en zet ik me in voor waterstof. Lastige keuze dus. Toch kies ik voor H2O, want daar komen beide samen. Waterstof wordt uiteindelijk geprodu­ ceerd uit water en wordt weer water bij gebruik.’

DE INGENIEUR • MEI 2024

foto : teamnl

Word Top-ingenieur

Beluister de ervaringen van Chartered en Incorporated Engineers KIVI heeft een aantal podcasts gemaakt om de titel Chartered Engineer/Incorporated Engineer te verhelderen, een beeld te geven van het behalen van de titel en de waarde ervan. In de podcasts vertellen Chartered Engineers uit verschillende werkvelden en met verschillende achtergronden uit eigen ervaring.

De podcasts zullen één voor één verschijnen op: www.kivi.nl.

Gecertificeerd topingenieur voor € 900,Grijp deze kans. Tijdelijk is het mogelijk om de topkwalificatie Chartered of Incorporated Engineer te behalen voor € 900,-. Bij deze aanbieding krijg je twee jaar de tijd om de titel te behalen, waarmee je nationaal en internationaal kan aantonen dat je topingenieur bent. Niet alleen in kennis en kunde van je vakgebied, maar ook in soft skills: leiderschap, communicatie en inzet.

De aanbieding is inclusief twee jaar lang lidmaatschap van KIVI met chartership, een eigen mentor en de assessmentfee. Natuurlijk moet je wel zelf je portfolio invullen en assessment doorstaan.

Kijk voor meer informatie over Chartered en Incorporated Engineering op: www.kivi.nl/ce of stuur een mail naar chartered@kivi.nl