De Ingenieur juli 2024

TECHNIEK MAAKT JE TOEKOMST

DE INGENIEUR NR. 7 JAARGANG 136 JULI 2024

KLEINER, SNELLER, ZUINIGER Onze honger naar steeds sterkere computerchips

O LY M P I S C H E I N N O V AT I E S

Fossielvrij eiland Fort Pampus nu zelfvoorzienend

|

TOEKOMSTBESTENDIG CLUBHUIS

Jan Ploeger: Fietspad wordt levensgevaarlijk

|

SPORTTECHNOLOGIE

Eureka Nooit meer naar de glasbak

Young KIVI Engineers groeiprogramma

Grip op je groei bij Young KIVI Engineers Wil je graag groeien in je carrière en wil je meer grip krijgen op je ontwikkeling? Het YKE groeiprogramma helpt je hierbij. Je ontdekt wat voor ingenieursrol jouw voorkeur heeft, welke vaardigheden je bezit en waar jouw ambities liggen. Samen met een KIVI coach ga je aan de slag met een concreet ontwikkelplan, zodat je direct kan beginnen met jouw volgende stap.

Het YKE groeiprogramma richt zich met name op studenten in de 2e helft van de studie en op jonge ingenieurs tot 36 jaar. In sommige gevallen kan het nuttig zijn om op latere leeftijd deel te nemen aan dit groeiprogramma, bijvoorbeeld in het geval van een carrièreswitch.

Gratis voor YKE leden Meld je aan

KIVI

Engineering Society

Young KIVI Engineers

Vooraf

Pancras Dijk is hoofdredacteur van De Ingenieur.

Oorzaak en gevolg

Innovatie is de vrucht van goed onderwijs en onderzoek

De nieuwe coalitie heeft geen regeerakkoord om op te kunnen teruggrijpen, maar doet het met een ‘hoofdlijnenakkoord’ van 26 A4’tjes. ‘Innovatie krijgt de aandacht die het (sic) verdient’, is te lezen in de passage over ‘landbouw en tuinbouw’. Daarin wordt zelfs een apart innovatieprogramma aangekondigd voor ‘robotisering, gericht op het besparen van arbeidskrachten’. Ook op een aantal andere terreinen (stikstof, netcongestie, energie) brengt technologische innovatie de oplossing, als het aan de regeringspartijen ligt.

Dat innovatie de vrucht is van goed onderwijs en onderzoek, lijkt de coalitie evenwel niet te snappen. De regering zet het Nationaal Groeifonds stop (een bezuiniging van 6,8 miljard euro), schrapt meer dan een miljard uit het Fonds Onderzoek & Wetenschap en kort jaarlijks nog eens 215 miljoen op de sectorplannen voor hoger onderwijs.

De kritiek bleef niet uit. De geplande bezuinigingen zetten de bèta- en technische wetenschappen klem en brengen onze economie en welvaart in gevaar, waarschuwden de maakindustrie, de hightechindustrie en de topsectoren in een brandbrief waar ook ingenieursvereniging KIVI zich achter schaarde. Voor onze innovatiekracht zijn al die fondsen essentieel, meldde de NWO. De plannen ‘ondergraven de ambitie van versterking van de kenniseconomie’, stelde de KNAW. Als er één bedrijf is dat bewijst dat innovatie volgt op onderwijs en onderzoek, is het wel ASML – niet toevallig medeondertekenaar van de brandbrief. Het omslagverhaal van deze maand (te lezen vanaf pagina 12) draait om de halfgeleiderindustrie, waarin het bedrijf uit Veldhoven mondiaal een cruciale schakel vormt.

Innovatie, beste regering, is geen goedkope stoplap, om goede sier mee te maken op een paar A4tjes. Gebruik innovatie niet als loze belofte, maar leid er voor op, investeer er in en maak er werk van.

Op de cover

De ontwikkelingen in chiptechnologie gaan razendsnel. Hier een pick-and-place-machine bij chipmaker Intel in Oregon, die meerdere chips samenpakt.

FOTO : INTEL

PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

JULI 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 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 32 | Inbox Lezers reageren

4 | NIEUWS

34 | Opinie Gasgeneratoren als transitie-instrument

Hyperloop

Groene waterstof

Asfalttrein Megapompen

37 | Zien & Doen Lips of History 40 | Eureka Muisstille bladblazer en andere ontwerpen voor morgen

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

Contributie 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 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.

56 | M E D I A Stikstofweb Flessenpost 55 | KIVI-activiteiten Op bezoek bij Tata Steel 60 | Voorwaarts Philips’ ‘electrisch rijwiel’ 62 | Teamgeest Space Oasis Delft ontwerpt maanbasis

Alles voor de wetenschap Waterwerken wereldwijd COLUMNS 11 | Punt Bouwmaterialenakkoord 23 | Möring Vorige eigenaar

PERSOONLIJK 46 | DRIVE Jan Ploeger over de fietsinfrastructuur 59 | Q&A Daan Janssens’ fabrieksschoorstenen

33 | Podium Rudy van Belkom 36 | Enith Kunstjes in het park 39 | Jims verwondering Buienradar

64 | Vragenvuur Acteur Ad Knippels

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 Volg ons ook op

45 | Rolf zag een ding Cocktailmachine

NR. 7 JAARGANG 136

JULI 2024

foto : intel

12

Kleiner, sneller, zuiniger Computerchips worden nog altijd kleiner en krachtiger. Maar terwijl de grens van het mogelijke in zicht komt, worden de milieukosten steeds hoger.

24 | Innoveren voor medailles

30 | Circulaire Spelen

Om olympisch kampioen te worden zijn aanleg, inzicht, eindeloos trainen en een beetje geluk nodig. Goed ontworpen materiaal helpt ook.

Het eerste startschot op de Olympische Spelen markeert het einde van jarenlange voorbereidingen. Hoe moesten dit de duurzaamste Spelen ooit worden?

28 | Innovation Clubhouse

48 | Duurzaam eiland

Topsport is leuk, maar het zijn de verenigingen die de hart van de Nederlandse sport vormen. Een nieuw project maakt het verenigingsleven toekomstbestendig.

Forteiland Pampus haalt al zijn energie voortaan uit wind, zon en biovergisting en al zijn water uit het IJmeer. Hoe gaat dat in zijn werk?

52 | Leven maken in het lab ‘We móéten juist voor God spelen’, zegt Cees Dekker (TU Delft), die levende cellen hoopt te maken uit levenloze moleculen. foto ’ s : tim buitenhuis / knwu ( linksonder ); jaap burggraaf

JULI 2024 • DE INGENIEUR

3

xxxx p.22

xxxx p.23

xxxx p. 26

ONDER REDACTIE VAN JIM HEIRBAUT

xxxxx p.18

REDACTIE@INGENIEUR.NL

Is groene waterstof wel groen?

Is groene waterstof duurzaam? Dat hangt er vanaf waar en hoe die wordt gemaakt, concluderen onderzoekers uit Nijmegen en Eindhoven.

Tekst: Marlies ter Voorde

Groene waterstof geldt als één van de basis-ingrediënten van de energietransitie.

De Europese Unie wil in 2030 tien miljoen ton groene waterstof produceren en tien miljoen ton importeren. Waterstof is immers een handige energiedrager, en bij de verbranding ervan komen zuurstof en water vrij in plaats van het broeikasgas CO2. Waterstof produceren door de elektrolyse van water kost energie, maar door daarvoor zonne-energie te gebruiken is het wél klimaatvriendelijk. Toch?

Niet altijd, ontdekten wetenschappers van de Radboud Universiteit Nijmegen en de TU Eindhoven. Door de uitstoot die gepaard gaat met het produceren van zonnepanelen en elektrolysers valt de CO2-reductie van groene waterstof vaak tegen. Bovendien kan er tijdens het vervoer lekkage optreden, en is waterstof zelf een

indirect broeikasgas: het vertraagt de afbraak van methaan, zo stellen de onderzoekers in een artikel in Nature Energy.

De onderzoekers berekenden de verwachte uitstoot van broeikasgassen van 1025 geplande groene waterstoffabrieken in 72 landen, met verschillende soorten elektrolysers en verschillende duurzame energiebronnen. Ze namen de gehele cyclus van de waterstofproductie in beschouwing, inclusief het vervoer van de waterstof naar de plek van bestemming.

‘Alleen als groene waterstof uit zeer schone elektriciteit en in de regio wordt gemaakt, draagt die echt bij aan uitstootvermindering’, zegt Kiane de Kleijne, eerste auteur van het Nature-artikel. Rekenmethoden die de basis vormen voor regelgeving houden hiermee meestal geen rekening.

Groene waterstof maken in gebieden met veel wind of zon geeft de laagste netto broeikasgasuitstoot: daar wordt per zonnepaneel meer elektriciteit geproduceerd. Kleijne: ‘Maar als dat bijvoorbeeld in Afrika is, wordt die CO2-winst grotendeels teniet gedaan door de emissies van de vervoersmiddelen tijdens het transport.’

Vliegtuig voor korte baan Het Amerikaanse Electra heeft een vliegtuigje getest dat genoeg heeft aan een start- of landingsbaan van minder dan honderd meter. Acht elektrisch aangedreven propellers blazen lucht zo snel langs de vleugels, dat er al snel voldoende lift (draagkracht) is. Zo stijgt het vliegtuig al op bij lage snelheid. Dit maakt het toestel geschikt voor bestemmingen die nu alleen per helikopter bereikbaar zijn.

Met de verzamelde meetgegevens ontwikkelt Electra nu zijn eerste commerciële toestel, een negenzitter. (JH)

Prijs voor AI-assistent in de kas Om de omstandigheden in tuinbouwkassen optimaal te houden, moeten telers aan de lopende band beslissingen nemen. Het bedrijf Blue Radix ontwikkelde de Crop Controller, die dit werk van de tuinder overneemt. Het instrument is gebaseerd op kennis van gewassen en bedrijfsvoering, lokale weersvoorspellingen en kunstmatige intelligentie.

Het regelt zowel het klimaatsysteem als de irrigatie in de kas. Blue Radax won hiermee op 11 juni de prijs voor beste innovatie op het Greentech event in Amsterdam. (MtV)

Lees het laatste technieknieuws op deingenieur.nl

4

DE INGENIEUR • JULI 2024

beeld : depositphotos

Studenten demonstreren baanwissel hyperloop De studenten van Delft Hyperloop hebben succesvol een voertuig van baan laten wisselen. Daarmee namen ze een cruciale horde voor een toekomstig hyperloop-netwerk.

Tekst: Jim Heirbaut

Een hyperloop is een tientallen of honderden kilometers lange vacuümbuis waarin gestroomlijnde voertuigen magnetisch worden opgehangen. Deze ‘pods’ brengen passagiers in de toekomst met snelheden tot wel duizend kilometer per uur naar hun bestemming, is het idee.

Alleen levert dit nieuwe vervoersconcept pas een nuttig netwerk op als een pod ook van baan kan wisselen. ‘Anders kunnen pods alleen over een eigen verbinding heen en weer van de ene stad naar de andere reizen’, zegt Cem Celikbas, teamcaptain van Delft Hyperloop.

Die baanwissel heeft studententeam Delft Hyperloop nu voor elkaar, voorlopig nog alleen in een testopstelling (zie foto boven). Daarin kan de pod van baan wisselen, met een maximale snelheid van foto : delft hyperloop

zeven meter per seconde, zo’n 25 kilometer per uur.

Op een recht stuk houden verticale magneten een pod zwevend in de lucht, terwijl horizontaal gerichte, aantrekkende magneten links en rechts van de baan de pod op veilige afstand van de wand houden. Hiertoe verandert een meet- en regelsysteem voortdurend de sterkte van de magneten, afhankelijk van de precieze locatie en snelheid van de pod.

Op de wissel kan de pod nu ofwel rechtdoor gaan ofwel rechtsaf. ‘Bij de splitsing verliest de pod dus het contact met de linkerwand’, legt Celikbas uit. ‘Maar we willen toch de krachtenbalans bewaren en dat doen we met de centrifugaalkracht op de pod. Die veroorzaakt het krachtenevenwicht met de aantrekkende kracht van de wand rechts. Zo gaat de pod netjes door de bocht.’

De baanwissel heeft geen bewegende delen. ‘Bij een echt hyperloop-traject wordt de baanwissel door de hoge snelheden behoorlijk lang. Zo’n lange, mechanische wissel is vragen om problemen. Een wissel kan bevriezen of defect raken.’

De pod gaat nu nog traag, omdat de testopstelling maar 42 meter lang is. In de toekomst kan het wisselen van baan veel sneller, zegt Celikbas. ‘Weliswaar niet met de topsnelheid van duizend kilometer per uur, maar toch zeker met een paar honderd kilometer per uur.’

Van 15 tot 21 juli doet Delft Hyperloop mee aan de European Hyperloop Week 2024, een internationale wedstrijd in het

Hyperloop-pods schieten met hoge snelheid door een vacuümbuis Zwitserse Zürich. Hier komen teams samen om elkaar hun technische oplossingen te laten zien. Voor de studenten in Delft ligt de lat hoog, want in 2021 en 2022 wonnen eerdere teams van de TU Delft de eerste prijs. Vorig jaar werd Delft Hyperloop tweede. • JULI 2024 • DE INGENIEUR

5

NIEUWS

Asfalt als streekproduct

Het vervangen van asfalt moet duurzamer. Rijkswaterstaat, de provincie Gelderland en bouwbedrijf Dura Vermeer hebben een methode gevonden die werkt. Op de N315 bij Ruurlo zetten ze afgelopen maand de Asphalt Recycling Train in, die verouderd asfalt ter plekke verhit, loswoelt, ‘opeet’, doorroert, weer aanbrengt en uitwalst. Nieuw? Eigenlijk niet: eind vorige eeuw werd eenzelfde methode getest, maar indertijd werd het efficiënter geacht vanuit enkele over het land verspreide asfaltcentrales te werken. Door de ambitie duurzaam te produceren – lokaal, zonder afval, met zo min mogelijk transportbewegingen – is de asfalttrein nu wél een aantrekkelijke optie.

Rijtuigvolgorde

De asfalttrein, voorafgegaan door een veegwagen (1), bestaat uit een of meerdere pre-heaters (2), een remixer (3) en een wals (4).

De ‘trein’ heeft een snelheid van twee meter per minuut.

2

Pre-heaters verwarmen het wegdek met sterk infraroodlicht tot boven de zeventig graden Celsius, tot het zacht wordt.

Het wegdek wordt geveegd, belijning eventueel weggefreesd.

1 De remixer, die nu nog op diesel loopt, wordt volledig elektrisch.

4

Een of twee walsen maken het asfalt vlak. Binnen zes uur is het wegdek volledig vervangen en weer berijdbaar.

Voordelen

3

Ketel met propaan, in de toekomst een mengsel van propaan en waterstof.

De remixer slokt de week geworden toplaag op. Die wordt in een mixer op 140 graden Celsius gemengd met een kleine hoeveelheid additief, waarna het geheel er als vers asfalt uitkomt.

Minder transport Het hele proces vindt ter plekke plaats. Er zijn dus geen transportbewegingen naar een asfaltcentrale.

x

Milieuwinst

Een levenscyclusanalyse wijst uit dat er met de Asphalt Recycling Train (ART) grote winst te behalen is. Bij deze berekening van de ‘schaduwkosten’ voor het milieu zijn de geplande elektrificatie en de inzet van waterstof nog niet meegerekend.

Milieukostenindicator

Kosten in euro’s, per asfaltsoort 0

2

4

6

8

zoab ART asfaltbeton ART

Volledig hergebruik Er zijn geen restproducten. Het oude asfalt wordt 100 procent hergebruikt.

Ymke Pas/De Ingenieur/Bron: Dura Vermeer

6

DE INGENIEUR • JULI 2024

zoab standaard Behoud van kwaliteit De steentjes in het asfalt blijven in dit proces heel, wat betekent dat de kwaliteit van het asfalt gelijk blijft.

asfaltbeton standaard

10

12

Nieuwkomers als versterking voor bedrijven De krapte op de arbeidsmarkt blijft een probleem. Het inzetten van statushouders kan echter helpen.

Tekst: Marlies ter Voorde

‘Het tekort aan personeel in techniek en ICT kan de energietransitie, digitalisering en verduurzaming remmen en de concurrentiepositie van Nederland verslechteren’, schreef de Rijksoverheid begin 2023 op haar website. De aanleiding: 86.250 openstaande vacatures in de techniek en 35.950 in de ICT-sector. Bèta-opleidingen aantrekkelijker maken, een productiviteitsslag maken of robots inzetten kan helpen maar er is nóg een oplossing, die vaak over het hoofd wordt gezien: vluchtelingen of statushouders inzetten. Bedrijven die dit doen, zijn vaak tevreden met het resultaat, bleek onlangs op de bijeenkomst Nieuwkomers & Werk van de organisatie Refugee Talent Hub. Eind maart 2024 had Nederland 411.000 openstaande vacatures, zei Wilma Roozenboom, directeur van Refugee Talent Hub. Met de 132.000 statushouders, bijna vijftigduizend asielzoekers en pakweg honderdduizend Oekraïense vluchtelingen die er zijn, is een deel van dat personeelsgat te vullen. Een no-brainer, vindt Rozenboom, foto : depositphotos

en bovendien goed voor de economie, zoals bleek uit onafhankelijk onderzoek van bureau SEO. Wel moeten we dan af van obstakels als verplichte inburgeringslessen onder werktijd en diploma’s die hier niet worden erkend.

Mensen met een buitenlandse achtergrond verrijken en versterken het bedrijf, zeggen ceo Manon van Beek van Tennet, managing director Rob Knigge van Accenture, teammanager Patrick Warmerdam van ANWB en directeur Stijn Otten van Heat Transformers. Ze brengen nieuwe inzichten, verhogen de opbrengst, en maken het werk leuker. Wel kost het in het begin veel aandacht en tijd. Wie nieuw is, kent de taal vaak onvoldoende om alle finesses te begrijpen, en cultuurverschillen kunnen misverstanden veroorzaken.

Zo leidt het verschil in ‘directheid’ tussen Nederlanders en nieuwkomers regelmatig tot verwarring. In Nederland geldt: ja is ja, nee is nee. Maar in sommige culturen is nee zeggen onbeleefd. Dat is zowel voor werkgevers als nieuwkomers lastig.

Na verloop van tijd is soms ook psychologische begeleiding vereist. Wie eenmaal werk heeft, en daarmee rust en houvast, krijgt ruimte in zijn hoofd. Ook voor eventuele trauma’s, opgelopen tijdens het vluchten of daaraan voorafgaand.

Wat vonden de nieuwkomers zelf het moeilijkst na hun aankomst in Nederland?, vraagt dagvoorzitter Nizat El Manouzi.

‘Je begint met helemaal niets en staat er compleet alleen voor,’ zegt Riham Bahari, die inmiddels bij IKEA werkt. ‘Je wilt niet wachten maar iets doen’, zegt junior software engineer Girmay Baraki.

‘Wie de taal niet beheerst, vindt lastig een baan. Maar pas met een baan ga je de taal goed beheersen’, zegt Vuat Yavuz, die nog werk zoekt.

Cultuurverschillen kunnen misverstanden veroorzaken Een succesvolle manier om nieuwkomers te begeleiden, is de inzet van een buddy van binnen het bedrijf om mee te overleggen.

Met samen lunchen, regelmatig vragen hoe het gaat en praten over verschillen in aanpak, stel je mensen op hun gemak. ’En wat zeg je als eerste, als een nieuwkomer arriveert?’, vraagt El Manouzi tot slot. ‘Welkom’, antwoordt Warmerdam. ‘Welkom’, zegt ook Knigge. ‘Punt.’

JULI 2024 • DE INGENIEUR

7

NIEUWS

Glazen behuizing voor megapompen Afsluitdijk Tekst: Jim Heirbaut

Gave techniek mag gezien worden.

Een goed voorbeeld zijn zes nieuwe pompen in de Afsluitdijk, die behui­ zing nodig hadden. Bureau Benthem Crouwel Architects, dat sinds 2018 in opdracht van Rijkswaterstaat aan de vernieuwing en versterking van de Afsluitdijk werkt, ontwierp enor­ me, glazen koepels. Zo kan ieder­ een die erlangs komt, de kolossale elektromotoren bewonderen van het nieuwe pompgemaal bij de monu­ mentale Stevinsluizen in Den Oever.

De pompen zijn geïnstalleerd om meer water vanuit het IJsselmeer naar zee te kunnen pompen, als aanvulling op de spuisluizen in de Afsluitdijk. De bijna twaalf meter hoge pompen kunnen met elkaar zo’n 275.000 liter water per seconde afvoeren.

Elke koepel weegt dertig ton, heeft een doorsnede van negen meter en is vier meter hoog. De koepels zijn eenvoudig en abstract vormgegeven, in tegenstelling tot de ingewikkelde techniek van de pompen: ze bestaan uit twaalf gebogen glasplaten in een stalen frame. De behuizing is nodig om de krachtige motoren te bescher­ men tegen de invloeden van weer en wind. De constructie is bovendien bestand tegen eventuele golven van de Waddenzee die in zeer uitzon­ derlijke omstandigheden over de koepels heen kunnen spoelen.

In het dak van elke koepel zit een ventilatiesysteem. Om te voorkomen dat het geluid van de pompen en het ventilatiesysteem hinder oplevert, stroomt de uitgeblazen lucht via grote suskasten, een soort dempers voor ventilatie. De koepels zijn in de fabriek geprefabriceerd en in hun geheel geplaatst. Wanneer er onder­ houd aan de pompen moet gebeu­ ren, kunnen de koepels er ook weer als één stuk vanaf worden gehesen.

De koepels zijn in opdracht van het consortium Levvel – een com­ binatie van BAM, Van Oord en Re­ belgroup – gebouwd door Bersselaar Constructie, Glasdesign en Aldowa.

8

DE INGENIEUR • JULI 2024

foto : rijkswaterstaat en bouwconsortium levvel / jan wessels

JULI 2024 • DE INGENIEUR

9

NIEUWS

Duurzaam katoen uit Nederlandse kas

GIESEN

Als het aan G-Star RAW ligt, komt katoen binnenkort uit Europa. Samen met Wageningen University & Research experimenteerde de kledingproducent met het verbouwen van katoenplanten in een kas. Dat bleek duurzamer dan de huidige katoenteelt.

Katoen heeft warme weersomstandigheden nodig. Daarom wordt het nu vooral verbouwd in de Verenigde Staten, Oezbekistan, China, India, Brazilië, Pakistan en Turkije. De productie kost veel water: zo’n tienduizend liter voor een kilogram katoen. Nu het watertekort en de vraag naar katoen toenemen, is een duurzamer productiemethode gewenst.

Kassen hebben veel voordelen, ontdekten de onderzoekers in het kassencomplex van de WUR in het Zuid-Hollandse Bleiswijk. Het groeiseizoen is er langer, dankzij precisie-irrigatie is 90 procent minder water nodig, de katoenvezels blijven schoner en pesticiden zijn onnodig omdat ongedierte afwezig is. Bovendien produceerden de katoenplanten in de kas negen tot twaalf keer meer katoen.

G-Star RAW en toeleveranciers maakten van het verbouwde katoen de allereerste lokaal geproduceerde spijkerbroek van Nederland. (JH) •

GEKNIPT

‘Arme De Ingenieur… Denkt in te spelen op de actualiteit.’

Twitteraars als de Volkskrant-journalist Maarten Keulemans vinden het grappig dat het zonovergoten juninummer van De Ingenieur, gewijd aan hitteproblematiek, verschijnt op de koudste en natste junidag in tijden (x.com).

‘Sinds de Watersnoodramp zijn in de afgelopen zeventig jaar de dijken in Zeeland met vier meter verhoogd.

Met de huidige technieken en machinekracht zouden we zo’n slag best nóg een keer kunnen maken.’

Het probleem zit ’m in de beschikbare ruimte, stelt Bas Jonkman, hoogleraar integrale waterbouwkunde aan de TU Delft (OTAR).

‘Ik wil AI die de vaat en de was doet, zodat ik me kan richten op schilderen en schrijven.

Ik hoef geen AI die kunst en literatuur maakt, zodat ik me kan richten op de vaat en de was.’

‘Het is een pilot, maar uit de eerste terugkoppeling blijkt dat mensen veel waarde hechten aan een menselijke stem, aan menselijk contact. Als techneuten hebben we dat te veel onderschat.’

Fantasy-auteur Joanna Maciejewska vindt dat kunstmatige intelligentie zich de verkeerde kant op ontwikkelt (x.com).

Bunq-topman Ali Niknam snapt dat bankieren ook een vak is (nrc).

‘De eerste opdrachten vind je wel.

Maar dan? Je hebt geen reputatie, geen referenties, je zegt niet de goede dingen. Een verkooptraject is wel iets wat een ingenieur moet leren.’

‘De bedrijfsactiviteiten vergen weinig ruimte en zijn vrij duurzaam.

We maken de lucht, het water en de grond niet vies.’

De geplande verdubbeling naar veertigduizend werknemers zal niettemin forse impact hebben op de regio Eindhoven, erkent Lucas van Grinsven, hoofd maatschappelijk beleid van ASML (omroepbrabant.nl).

Met een eigen ingenieursbureau ben je in het begin vooral bezig met het vinden van opdrachten, herinnert Demcon-ceo Dennis Schipper zich (High-Tech Systems).

10

DE INGENIEUR • JULI 2024

illustratie : matthias giesen

Punt

Een scherpe mening over een actueel onderwerp.

Deze maand: Ruben Zonnevijlle.

Neem gezamenlijk de barrières weg voor duurzaam bouwen Wat is er nodig om materiaalketens van beton, bepaalt of de sector de circulaire en CO2-reducstaal, baksteen of hout te verduurzamen? In een tiedoelen haalt. Het is dus zaak grip te krijgen op samenwerkingsverklaring spraken overheid, de verduurzaming van bouwmaterialen. Dat kan brancheverenigingen en marktpartijen onlangs met het toekomstige bouwmaterialenakkoord.

De basis voor het bouwmaterialenakkoord af randvoorwaarden voor snellere verduurzaming inzichtelijk te maken. Het doel is een is een circulaire economie. Dat betekent dat bouwmaterialenakkoord. De eerste contouren gebouwen uitsluitend uit circulaire materialen zijn geschetst, maar het uitgewerkte akkoord en producten mogen bestaan. De crux zit in het laat nog tot zomer 2025 op zich wachten. En dat sluiten van materiaalketens. Produceren en verwerken zonder CO2-uitstoot. En bouwen zonder terwijl de tijd dringt.

Want: 2030 staat voor de deur - ooit was dat afval, met hergebruikte materialen of hernieuwal over anderhalf kabinet. Dan moet Nederland bare (biobased) grondstoffen.

Het bouwmaterialenakvoor 50 procent circulair koord moet ervoor zorgen zijn. De vertaling van dat dat partijen uit de gehele circulaire doel betekent Het is een keten met de billen bloot voor de bouwsector dat migaan. Er is inzicht nodig nimaal 50 procent van de kwestie van meten, in de circulaire ambities en grondstoffen moet bestaan weten, doen stappen naar vermindering uit hernieuwbare materivan CO2-uitstoot, grondalen. In de laatste meting stofgebruik en milieu-imvan het adviesbureau Circle pact. Het akkoord schept Economy staat de teller nog slechts op 8 procent. Daarnaast ligt er voor dat- kaders om dat voor iedere keten op dezelfde zelfde jaartal een forse CO2-reductieopgave: de manier in kaart te brengen. En dat biedt kansen netto uitstoot van broeikasgassen moet ook in voor kruisbestuiving en synergie. Door vergede bouwsector in 2030 met ten minste 55 pro- lijkbare processen en data kunnen partijen en cent zijn verminderd ten opzichte van 1990. Fit sectoren van elkaar leren. Waarom lukt het in de ene keten wel biobased materialen toe te passen for 55 heet dat in EU-termen.

Uit een analyse van stichting Dutch Green en in de andere niet? Voor welke uitdagingen Building Council en adviesbureau Metabolic staan alle ketens, en hoe lossen we die samen op?

Wachten op antwoorden duurt te lang. Het blijkt dat de bouwmaterialenindustrie die reductie met de huidige plannen niet gaat halen. is een kwestie van ‘meten, weten, doen’. Maak De sector staat dus op achterstand. Er is nog tijd, inzichtelijk en meetbaar waar iedere keten staat. maar er moet wel veel gebeuren om de deadline Leg ambities vast. Ga voor echte ketensamenwerking tussen alle betrokken partijen. Zorg te halen.

Er is al inzicht in het totaalplaatje, maar dat voor synergie tussen verschillende ketens. Leer geldt niet voor de onderdelen daarvan. De van elkaar. En trek samen op om barrières voor Milieuprestatie Gebouwen stuurt op de milieu- een circulaire bouweconomie weg te nemen. impact van een heel gebouw. In de score wegen negentien milieu-indicatoren over de totale Ruben Zonnevijlle is programmamanager levensduur mee. Elk gebouw bestaat uit veel circulariteit bij de Stichting Dutch Green verschillende materialen. En de materiaalkeuze Building Council. foto : dgbc

JULI 2024 • DE INGENIEUR

11

Kleiner, sneller, zuiniger Computerchips worden steeds complexer

Ingenieurs van Intel in de VS testen ASML’s nieuwste lithografiemachine die ‘evenveel weegt als een blauwe vinvis’. Het apparaat kan nog fijnere details afbeelden.

FOTO : INTEL

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

We verlangen steeds meer van onze computerchips.

Ingenieurs en fabrikanten moeten alles uit de kast halen om in de toenemende vraag te voorzien. De opmars van chips voor AI stelt de industrie intussen voor nieuwe uitdagingen. Wat is er nog mogelijk, waar ligt de grens en kan het ook duurzaam?

Plak silicium waarop honderden chips-inwording te zien zijn. foto : imec

14

Hoeveel chips zitten er in de nieuwste auto’s, denkt u?

Het antwoord: honderden, in sommige wel duizend. Wat van oorsprong louter mechanisch was, is de afgelopen jaren veranderd in een computer op wielen. De auto is geen uitzondering. Chips – integrated circuits, of IC’s – worden in zo’n beetje alle apparaten gebruikt. Van stofzuiger tot vaatwasser en van elektrische fiets tot mobiele telefoon: de werking hangt af van de vernuftige en zeer complexe bouwwerkjes van halfgeleidermaterialen.

De komende jaren worden chips nóg belangrijker, weten experts. Niet in de laatste plaats door de huidige AI-revolutie. Alle software die teksten of plaatjes genereert, wordt getraind met speciale computerchips die zijn ontworpen voor het zwaardere werk, zogeheten GPU’s (graphics processing units). De behoefte aan AI-

DE INGENIEUR • JULI 2024

producten stijgt zo snel, dat bedrijven de vraag naar deze processoren bijna niet kunnen bijbenen – marktleider Nvidia passeerde onlangs zelfs Microsoft en Apple als het waardevolste bedrijf ter wereld.

Die groeiende, mondiale verslaving aan chips heeft een keerzijde. Met name de AI-chips zijn ware energievreters. Nieuwe ontwerpen, zeker voor die AI-rekenaars, moeten chips tegelijk sneller, energiezuiniger en kleiner maken. Hoe krijgen bedrijven dit voor elkaar? Waar werken ze aan, en welke doorbraken staan op stapel, of hebben achter de schermen al plaatsgevonden? De Ingenieur duikt in de complexe wereld van de halfgeleiders: een industrie waarin wereldwijd honderden miljarden euro’s omgaan, en waarvoor enkele Nederlandse bedrijven sleuteltechnologieën leveren.

In de chipfabriek Het bouwen van een chip gaat laagsgewijs, als het bakken van spekkoek. De ingewikkelde structuren worden in flinterdunne laagjes aangebracht. In een chipfabriek, zoals die van TSMC in Taiwan, Samsung in Zuid-Korea en Intel in de Verenigde Staten, gaan daarvoor blinkende schijven silicium rond, doorgaans twee- of driehonderd millimeter in diameter, waarop vele honderden chips passen.

De schijven, wafers genoemd, reizen langs tientallen verschillende machines, die er elk hun eigen bewerkingen op uitvoeren; zie de figuur rechts.

De bekendste machine is waarschijnlijk die van ASML, een van de succesvolste technologiebedrijven van Europa.

De ASML-machine beeldt met uv-licht gedetailleerde patro-

nen af op een fotogevoelige laklaag, die vervolgens dient als een soort ‘stencil’. Daarna halen andere machines in de fabriek het niet-belichte materiaal weg, ze etsen in het laagje of dampen er een laagje van een ander materiaal op. En dit gebeurt laag voor laag voor laag, zodat gaandeweg de gewenste structuren ontstaan, zoals transistoren en dwarsverbindingen tussen lagen. Een plak silicium komt in het fabricageproces wel tientallen keren terug in de ASML-machine. Door al die laagjes kan het opbouwen van een chip vier tot zelfs zes maanden duren. Het neerleggen van deze ultradunne laagjes gebeurt vaak met machines van het eveneens Nederlandse bedrijf ASM, dat technieken als atomic layer deposition (ALD) en epitaxy heeft geperfectioneerd.

Plak silicium in

Laagje neerleggen

Coaten met fotolak

Lithografie Chips worden gemaakt door talloze laagjes met ingewikkelde patronen op te bouwen op een silicium wafer, en die onderling te verbinden.

Bakken, ontwikkelen, etsen Plak zagen tot losse chips

Fotolak verwijderen

Ionenimplantatie

Zo worden chips gemaakt.

ILLUSTRATIE : ASML

STEEDS MEER TRANSISTOREN OP EEN CHIP

Iedereen begrijpt wat een lichtknop doet: de stand van de knop bepaalt of een stroomkring wel of geen stroom doorlaat. Een transistor is eigenlijk niets anders, alleen dan extreem veel kleiner: het is een schakelaar die aan of uit kan staan. Stroom kan erdoorheen lopen van de source naar de drain, en óf dat gebeurt wordt bepaald door een spanning op de gate. Een computerchip bevat miljarden van die schakelaars. De transistoren, schakelaartjes op micro- of nanoniveau, maken mogelijk dat een processor ingewikkelde berekeningen uitvoert.

Oorspronkelijk lagen de transistoren in een computerchip min of meer in het platte vlak. Decennialang werden deze transistoren steeds kleiner gemaakt, tot een fundamentele grens in zicht kwam. Dan werd er telkens weer een nieuw transistorontwerp bedacht, waarna de cyclus zich herhaalde. Tot op de dag van vandaag volgt de chipindustrie deze Wet van Moore (zie kader op volgende bladzijde).

Na de prille begintijd van de transistor kwam de CMOS-technologie op. CMOS staat voor complementary metal–oxide–semiconductor. Een metaaloxidelaagje vormt een barrière tussen de gate en het kanaal. Lange tijd werden alle chips gemaakt met CMOS-technologie,

vertelt hoogleraar Integrated Circuits Peter Baltus van de TU Eindhoven. ‘Tot het moment dat de werkelijkheid ons inhaalde, ergens begin jaren 2000.’ Door steeds maar kleiner maken van de transistoren was het oxidelaagje nog maar een paar atomen dik. ‘Op een gegeven moment hield het echt op.’

Met nieuwe materialen kon de miniaturisatie, die zo nodig was om de Wet van Moore te blijven volgen, nog even doorgaan. Toen weer een ondergrens was bereikt, bedachten ingenieurs in de jaren tachtig de FinFET, een transistor waarbij de gate zich ook aan de zijkanten van het kanaal bevindt (zie de figuur op de volgende pagina).

Dankzij deze technologie kon de halfgeleiderindustrie weer even voort; de FinFETS bewijzen sinds ongeveer 2010 hun waarde in tal van rekenprocessoren.

Maar de geschiedenis herhaalt zich, ook in de chipindustrie. ‘Nu we weer tegen de grenzen van het kleine aanlopen, wordt ook de vierde en laatste zijde van het kanaal bedekt’, zegt Baltus. ‘Dit ontwerp heet de gate-allaround FET.’ Van alle kanten kan nu de stroom door de transistor worden afgeknepen. Alle grote producenten van chips gaan dit type transistor nog jarenlang gebruiken in hun chips.

Ook Jo De Boeck ziet dat de grenzen van het werken in twee dimensies wel zijn bereikt. Hij is chief strategy officer van onderzoekscentrum imec, dat werd opgericht in het Belgische Leuven, maar inmiddels op verschillende locaties in de wereld actief is. Volgens De Boeck kunnen ontwerpers van chips op twee manieren de hoogte

▼

TREND 1:

JULI 2024 • DE INGENIEUR

15

HALFGELEIDERTECHNOLOGIE

in. In de eerste plaats op de silicium plak zelf. ‘Die transistor zelf heeft tegenwoordig enige dikte, maar die blijft beperkt tot misschien enkele tientallen nanometers. De volgende trend is dat transistoren bovenop elkaar worden gezet. Dan ontstaan een soort flatgebouwtjes van transistoren.’

Helemaal nieuw is dat idee niet, want bij geheugenchips gebeurt het stapelen al. In flashgeheugen zitten de fysieke bits al boven op elkaar, tot honderden lagen hoog.

Bij geheugenchips lukt dit, omdat die eenvoudiger in elkaar zitten dan processorchips: ze voeren geen ingewikkelde berekeningen uit, maar slaan enkel gegevens op.

De Boeck: ‘Geheugenchips hebben een heel regelmatige structuur. Ontwerpers hebben er minder moeite mee die in de derde dimensie te trekken. Een computerchip is juist een wirwar van gekoppelde transistoren. Dat maakt het moeilijker de derde dimensie te benutten. Dat levert problemen op voor materialen en stelt nieuwe eisen aan het etsen en aan het aanbrengen van patronen.’

Dit zie je onder de microscoop wanneer je een chip doorsnijdt. Actieve lagen en verticale dwarsverbindingen vormen bij elkaar een netwerk van miljarden transistoren die het rekenwerk verrichten. Alle laagjes in beeld zijn samen zo’n vier micrometer dik.

ILLUSTRATIE : YMKE PAS

Wet van Moore Chemicus en ingenieur Gordon Moore was een van de grondleggers van de hedendaagse computerindustrie. Hij zag in 1965 als eerste een wetmatigheid in de dichtheid van transistoren op integrated circuits.

Iedere twee jaar verdubbelt het

16

aantal transistoren op een chip ongeveer. ‘Dit is geen natuurwet’, zegt hoogleraar Peter Baltus van de TU Eindhoven, ‘maar een observatie en een voorspelling die vele decennia de ontwikkeling van IC-technologie heeft beïnvloed.’

DE INGENIEUR • JULI 2024

Compromissen Dé hamvraag in de halfgeleiderindustrie is wanneer het écht niet meer lukt met het steeds kleiner maken van de transistoren. ‘Die vraag wordt al twintig jaar gesteld’, zegt Frank Dirne, directeur van NanoLab@ TU/e, een onderzoekslab voor halfgeleiders van de TU Eindhoven. Tot nu toe hebben de ingenieurs die aan halfgeleiders werken steeds weer nieuwe trucs uit de kast weten te trekken.

Dat leidt soms wel tot compromissen. ‘Als de transistoren zo klein worden dat het aansluiten met draadjes allerlei imperfecties oplevert, zoals te grote verliezen, dan verdwijnt het voordeel’, zegt Baltus. De transistor count – het aantal transistoren op een chip – wordt zo hoog, dat er nóg een probleem optreedt: het blijkt lastig de opbrengst van de chipfabriek (yield), het percentage goed werkende chips, op peil te houden.

Een kwestie van kansberekening, legt Baltus uit. ‘Stel dat een transistor een kans van één op een miljoen heeft dat-ie niet werkt. Zitten er dan miljarden transistoren op de chip, dan is de kans op een defecte chip enorm.’ Verder kan de rekensnelheid ook niet zomaar verder worden opgevoerd, want dat vereist hogere stromen, en dan valt niet meer tegen de warmteontwikkeling op te koelen.

‘We zien dat de Wet van Moore op allerlei manieren tegen zijn grenzen aanloopt. Daar komt nog bij dat het maken van de nieuwste chips zo duur wordt dat het wellicht niet meer te rechtvaardigen is.’

De nieuwste lithografiemachine van ASML, een onmisbare schakel in de chipfabriek, kost bijna vierhonderd miljoen euro. Dirne: ‘Het is toch bijzonder dat bedrijven verwachten die investering te kunnen terugverdienen.’

Dat kunnen alleen de allergrootste en -kapitaalkrachtigste bedrijven, zoals de eerder genoemde chipmakers Intel, Samsung en TSMC.

Lam research

Xxx xx xx xx xx xx xxx xxx xxx xxx xxx xxx xxx.

Planar

FinFET

Gate Source

Gate-All-Around

Gate Drain

Source

Drain

Gate Source

Drain

De Ingenieur/Bron: xxx

COMBINEREN VAN CHIPS

Traditioneel voegden chipmakers alle componenten samen in de behuizing van één chip. Die aanpak heet system-on-a-chip. Een nieuwe aanpak is om verschillende soorten chips dicht bij elkaar te zetten en ze te laten samenwerken.

Dat werkt volgens De Boeck als een soort lego: van verschillende bouwblokken wordt één geheel gebouwd.

Met deze aanpak splitsen fabrikanten de functies op in verschillende componenten – chiplets worden die genoemd. Dat heeft voordelen boven al die functionaliteiten op één chip proberen te proppen. ‘We delen het

complexe geheel dan op in elementaire functies’, legt De Boeck uit. ‘Dan kan bijvoorbeeld één chip het zware rekenwerk doen, terwijl een andere component zorgt voor een goede interface met de buitenwereld. Een ander blokje doet de draadloze communicatie, en weer een ander vormt het geheugen.’

Een voordeel van deze aanpak met chiplet-bouwblokken (zie de figuur hieronder) is dat fabrikanten de verschillende chips met de eigen optimale productietechniek kunnen maken. Dat levert minder fouten op en dus een hogere opbrengst.

Nadeel is wel dat de verschillende chips op enige afstand zitten van elkaar en onderling met draadjes moeten worden verbonden. Het transporteren van elektrische signalen duurt dan langer dan wanneer alle

LAM RESEARCH

▼

TREND 2:

Toen het vlakke ontwerp (links) van de transistor tegen zijn grenzen aan liep, kwam de FinFET op.

Voor de komende jaren rekenen bedrijven op het gate-allaround-ontwerp.

Een losse transistor is enkele tientallen nanometers groot.

GRAPHIC : YMKE PAS /

Voorbeeld van de chiplets-aanpak, met in het blauw krachtige rekenprocessoren en in het wit speciale geheugenchips.

BEELD : INTEL JULI 2024 • DE INGENIEUR

17

HALFGELEIDERTECHNOLOGIE

De ceo van Nvidia presenteerde eerder dit jaar de nieuwste AI-krachtpatser. De vraag naar AI-chips is geëxplodeerd. Goed voor de beurskoers van Nvidia, maar dit soort chips gebruiken enorm veel stroom, dus nieuwe ontwerpen zullen energiezuiniger moeten.

FOTO NVIDIA

Geopolitiek Lange tijd waren chipbedrijven nauwelijks bekend onder het brede publiek, maar sinds enkele jaren staat de halfgeleidertechnologie in het centrum van de wereldpolitiek. Tijdens de coronapandemie kwamen kwetsbaarheden in de toeleveringsketens van chips aan het licht. Wie een laptop, spelcomputer of een nieuwe auto bestelde, moest lang op zijn aankoop wachten. De reden: we zijn erg afhankelijk geworden van slechts enkele landen voor de productie van chips. Neem Taiwan, waar 11 procent van alle geheugenchips worden

18

geproduceerd, en meer dan de helft van alle rekenchips.

China beschouwt Taiwan als een afvallige provincie; een gewapend conflict met China, of het afknijpen van de Taiwanese chipfabrieken zou de hele wereld in een recessie storten.

De pandemie en de geopolitieke spanningen hebben Europa en de Verenigde Staten geleerd dat ze te afhankelijk zijn geworden van productie in Azië. Daarom zijn ze inmiddels begonnen met het bouwen van eigen chipfabrieken, ondersteund door miljardeninvesteringen en subsidies.

DE INGENIEUR • JULI 2024

functies op één chip zijn geïntegreerd. In de toekomst wordt dit probleem wellicht opgelost door fotonische chips, die werken op basis van lichtsignalen, wat veel sneller gaat dan elektrische verbindingen.

Twee keer testen Deze aanpak met losse bouwstenen kan juist ook voor de afnemers van chips voordelen opleveren, zegt De Boeck. ‘Stel dat een autobouwer voor een nieuw type auto behoefte heeft aan ongeveer dezelfde functionaliteit, maar met een verbeterde telecommunicatiechip.

Dan kan hij de hele chiplet-architectuur behouden en hoeft hij alleen een nieuwe chip voor telecommunicatie te bestellen. Die autofabrikant zit dan bovendien niet vast aan één chipfabrikant, maar kan gaan shoppen voor de beste deal. De fabrikant heeft meer flexibiliteit en de waardeketen is veerkrachtiger geworden.’

Dat laatste is een belangrijk punt van aandacht geworden sinds de coronapandemie, toen onder meer autofabrikanten een tijdlang niet goed aan de benodigde chips konden komen.

Ook Baltus denkt dat de chiplets-aanpak een blijvertje is. ‘Er zijn nog wel een paar uitdagingen, zoals de verbindingen tussen die chips. Als die zo slecht zijn dat ze de totale prestatie gaan beïnvloeden, dan is het gehoopte voordeel zo weer weg. Maar uiteindelijk hebben we geen keuze, want de bouwstenen-aanpak lijkt economisch gezien aantrekkelijker. Dus goede kans dat het voor veel

Hoe groot een chipfabriek kan zijn, illustreert deze luchtfoto van de Icheon Campus van chipfabrikant SK Hynix – gespecialiseerd in geheugenchips – in Icheon, ten oosten van Seoul. foto : sk hynix

toepassingen die kant op gaat.’ Maar daarbij ziet Baltus, deze industrietak nieuwe kansen. Want iedere keer als los van de technische, ook praktische problemen. Een iemand – zeg – ChatGPT een tekst laat opstellen, voeren ervan is hoe om te gaan met testen, een cruciale stap bij computerprocessoren ergens op een server van OpenAI berekeningen uit. de productie van halfgeleiderproducten.

Nog veel meer computerarbeid zit trouwens daar‘Moet je nu twee keer gaan testen? Eerst de losse componenten en dan nog een keer als alles is samengevoegd? vóór, in het trainen van de taalmodellen die al die hanHoe ziet de logistiek eruit als die chiplets komen van ver- dige chatbots en plaatjes-generatoren mogelijk maken. schillende fabrikanten? Welk bedrijf is aansprakelijk als Daarvoor zijn hele rijen zogeheten GPU’s nodig, notoire het geheel niet blijkt te werken? De maker van een com- stroomvreters. ponent, of het bedrijf dat alles samenvoegde?’

De brede doorbraak van AI leidt dus tot een Het breed invoeren van de chiplet-aanpak enorme toename in het elektriciteitsverbruik; klinkt misschien aantrekkelijk, maar vergt een curve die de komende jaren alleen maar ook forse veranderingen in de industrie, steiler dreigt te worden. ‘Wanneer je het gewil Baltus maar zeggen. ‘We moeten allerlei bruik van AI extrapoleert, dan is het energieHet energie- verbruik ervan gewoon niet meer vol te houdingen gaan regelen die we nu niet hoeven verbruik van den’, zegt Jo De Boeck van imec. Daar moet te regelen.’

AI is gewoon nodig wat gebeuren, luidde de consensus in Antwerpen. niet meer vol TREND 3: De eerste efficiëntieslag kan worden gete houden maakt door de algoritmen achter AI te verCHIPS WORDEN beteren, zegt De Boeck. ‘Maar ook door de ZUINIGER architectuur van de compute-engine een stuk Eind mei kwamen in Antwerpen de slimste efficiënter te maken. Dat ondersteunt dan een ingenieurs van de wereldwijde halfgeleiderbejarenlange tendens van steeds kleinere trandrijven samen voor het tweedaagse congres ITF World, sistoren en betere verbindingen tussen de diverse lagen georganiseerd door imec. Als er één onderwerp was dat in een chip.’ in elke presentatie terugkwam, dan was het kunstmatige Ten slotte kunnen bedrijven slimmere keuzen maintelligentie (AI). Die technologie is in de afgelopen twee ken bij de inzet van typen processoren. ‘Neem de veel jaar doorgebroken bij een breed publiek en dat biedt in computers toegepaste general purpose processor.

“

t

’’

JULI 2024 • DE INGENIEUR

19

HALFGELEIDERTECHNOLOGIE

Centraal in de chip­ fabriek staat de litho­ grafiemachine, en die komt tegenwoordig meestal uit Veld­ hoven. ASML's High NA EUV­machine kan de fijnste structuren afbeelden, waarvoor nu nog meerdere belichtingsstappen nodig zijn. Voor grote chipfabrikanten is tijdwinst geld. foto : asml

Die kan allerlei software draaien. Maar in een auto zijn specifieke functies nodig, zoals snelle beeldherkenning.

Dat is een specialisatie waarop de chiparchitectuur moet zijn aangepast.

Nu heeft het Amerikaanse Nvidia dat bijvoorbeeld opgelost door processoren die zijn bedoeld voor AI ook in auto’s te gebruiken, zonder er grote dingen aan te veranderen. Die processoren zijn krachtig genoeg en kunnen de taak makkelijk uitvoeren. Maar erg energie-efficiënt is dat niet, dus daar zijn nog een hoop aanpassingen nodig en mogelijk.’

Op afstand Een van de knelpunten hierbij is het feit dat een GPU veel rekenoperaties parallel uitvoert, vertelt Baltus. ‘Per klokslag van de processor vinden veel soortgelijke instructies plaats. Dat levert enorm veel data op die naar het geheugen moet.’ Rekenprocessor en geheugen zitten op afstand van elkaar en dit vertraagt de boel.

Hier wreekt zicht het feit dat GPU’s massaal worden gebruikt voor AI-toepassingen. ‘Ze zijn daar niet voor ontworpen en hebben dus niet de optimale architectuur’, zegt Baltus. ‘Maar ja: als je niets anders hebt, dan doe je het er maar mee.’

Er komt wel een betere oplossing aan: neuromorphic chips. ‘Die zijn helemaal vanaf het begin ontworpen voor gebruik bij machine learning en daarom worden het geheugen en de rekenprocessor direct gecombineerd. Als je toch from scratch begint, dan kun je het beter gelijk goed doen.’

20

DE INGENIEUR • JULI 2024

TREND 4:

NAAR EEN DUURZAME CHIPPRODUCTIE

Hoewel computerchips het leven ontegenzeggelijk makkelijker hebben gemaakt, is er één onderwerp waar we niet omheen kunnen: de milieuvoetafdruk ervan. Dat sommige grondstoffen voor de chips uit vervuilende mijnbouw afkomstig kunnen zijn is bij de meesten wel bekend. De milieubelasting van de huidige productiewijze van chips is dat zeker niet. De verduurzaming van de productieprocessen is een enorme opgave, maar wel noodzakelijk.

Het produceren van chips draagt op drie manieren bij aan de opwarming van de aarde. Ten eerste door de gassen die ontsnappen, de directe emissies van de fabriek.

Ten tweede gebruikt een chipfabriek veel stroom, wat – nu nog – emissies met zich meebrengt. Ten slotte de emissies van de processen die vóór of na de chipfabriek plaatsvinden. ‘Denk aan het delven van de mineralen of het verwerken en inpakken van de chips’, vertelt programmamanager duurzame elektronica Cédric Rolin van imec. Daar leidt hij een programma dat onderzoek doet naar het duurzamer maken van de halfgeleiderindustrie.

Chipfabrikanten zullen alle drie de categorieën emissies moeten aanpakken, te beginnen bij de elektriciteit voor de fabriek. ‘Het is een flinke uitdaging om voldoende duurzaam opgewekte stroom te regelen, maar dit is wel het eerste wat een fabrikant kan doen.’

Een medewerker van TSMC sjouwt met een rek vol plakken silicium. foto : tsmc

hoge temperaturen en agressieve chemicaliën.

Ze zijn heel zuiver en laten nauwelijks stoffen los. Ze zijn vlamvertragend of zelfs vlamweElke kleine rend.’ Gevolg is dat bijkans overal PFAS-mawijziging in terialen worden gebruikt. Rolin: ‘In slangen, de productie kleppen en andere onderdelen die met chemicaliën in contact komen. Maar ook in de convormt een sumables die de fabriek gebruikt, zitten PFAS: risico in de fotolak en in oppervlakteactieve stoffen zitten PFAS, net als in sommige vloeistoffen die warmte moeten overdragen.’ Bedrijven proberen in de eerste plaats te voorkomen dat de PFAS-materialen naar het milieu lekken.

Een volgende stap zou zijn om die stoffen te vervangen door andere, minder vervuilende materialen.

Bakken met energie De meeste bedrijven in de sector hebben inmiddels Een bijkomende milieubelasting komt van emissies bij toeleveranciers, zoals bij de productie van de chemica- een routekaart opgesteld waarin ze beschrijven hoe ze liën en het delven van de grondstoffen. ‘Maar ook de duurzamer denken te gaan produceren, met minder uitproductie van het zeer zuivere silicium waaruit plakken stoot van broeikasgassen. De opgave van verduurzaming worden gesneden kost bakken met energie’, zegt Rolin. is immens. Omdat de sector groeit, maar ook omdat de Met collega’s van imec brengt hij de volledige uitstoot halfgeleiderindustrie van nature behoudend van aard is. in beeld. ‘Met een levenscyclusanalyse signaleren we de ‘Bedrijven investeren grote bedragen in nieuwe fabriehotspots, de processtappen met de meeste uitstoot die als ken, dus ze willen wel zeker zijn dat ze dat geld terugverdienen. Daarom wordt bij een nieuwe fabriek vaak veel eerste moeten worden aangepakt.’

Speciale aandacht is er voor PFAS. Deze forever chemi- gekopieerd van de vorige. Wij vanuit imec proberen om cals zijn zó stabiel, dat ze tot in lengte van dagen in het verandering en verduurzaming te bevorderen. Maar elke milieu achterblijven als ze niet goed worden verwerkt. kleine wijziging in de chipfabriek, zoals een ander proces Het is juist die stabiliteit die deze poly- en perfluoralkyl- of een ander materiaal, vormt een risico voor de fabristoffen zo geschikt maakt voor ingenieurs om mee te kant. De kleinste verandering in het productieproces werken, vertelt Rolin. ‘PFAS zijn goed bestand tegen moet uit en te na zijn getest en gevalideerd.’ • Daarna de gassen die bij een chipfabriek uit de schoorsteen komen. Dat zijn procesgassen die bijvoorbeeld worden gebruikt om laagjes weg te etsen of voor het schoonspoelen van onderdelen van apparaten waar de siliciumplak langskomt. Veel van die gassen zijn een verbinding van fluor, en zijn sterke broeikasgassen. ‘Sommige zijn wel een duizend keer zo sterk broeikasgas als CO2, andere zelfs tienduizend keer’, aldus Rolin. Moderne fabrieken vangen die gassen al op en verbranden ze, om te voorkomen dat ze in de atmosfeer terechtkomen. Oudere lozen ze nog gewoon.

“

’’

JULI 2024 • DE INGENIEUR

21

Neem nu een kennismakingsabonnement

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

Möring

Dit najaar verschijnt Marcel Mörings roman Mordechai, het verhaal van een schrijver met een onstilbare honger naar vrijheid.

Vorige eigenaar kruis is geschilderd en verrassend veel bolhoeden. Een ‘Wat denk je?’, vraagt mijn vrouw.

We staan in de krappe ruimte tussen een enorme, met handelaar vertelde mij onlangs dat antiek de ultieme bladgoud beklede spiegel, twee rekken met vintage kle- vorm van recycling is.

‘Massief mahonie’, zei hij, terwijl hij klopte op een tweeding, een chaise longue die mij interesseert en een houthonderd jaar oud Drents meidenkastje. ‘Voor dit geld kacheltje dat zwart en koud staat te zijn. kun je bij IKEA een uit karton en afvalhout opgetrokken ‘Leuk’, zeg ik. meubeltje kopen dat geen twee verhuizingen overleeft.

‘Leuk?’

Dat had ik niet moeten zeggen. Leuk betekent: ik vind Daarna kun je dat meubeltje weggooien. Maar dit hier er niets van, ik wil er niets van vinden, ik kan er niets van overleeft jou.’

Bruine meubels, zoals antieke stoelen, tafels en kasten vinden. Er is een scene in de documentaire over Madonna (In Bed with Madonna) waarin Kevin Costner na af- geringschattend worden samengevat, zijn zo weinig poloop van een concert de kleedkamer binnenkomt en op pulair dat ze voor een habbekrats worden verkocht. Vaak de vraag van Madonna hoe hij het vond antwoordt: ‘We belanden ze in handen van een influencer die een eiken thought it was neat.’ Als hij de kleedkamer heeft verlaten theekastje uit 1840 met krijtverf bekladt en het hele promaakt Madonna een gebaar alsof ze moet overgeven: ces in een YouTubefilmpje vervat dat de hashtags remake en upcycle draagt.

‘Neat?’

Soms kopen mensen zo‘Ik keek naar die chaise longue’, zeg ik. als ik zo’n meubeltje, doen er ‘Ja, leuk,’ zegt mijn vrouw, die een soort drie weken over om alle vertango-pumps ophoudt. De vage angst komt op Antiek meubilair bindingen te herstellen met dat ze op dansles wil in het dorpshuis, waar we is een bedreigde huidenlijm, stomen deuken met twintig andere leeftijdsgenoten noordeop, maken nieuwe poten of lijke heupen verleidelijk proberen te laten zijn. diersoort laden en werken alles af met ‘Passen ze?’, zeg ik. schellak. Daarna geven ze Er is altijd de vraag, in dit soort antiek/brichet meubeltje weg. Verkopen à-brac/brocanterie-zaakjes, wie de vorige eigenaar was van wat je begeert. Ik vermoed dat het meeste heeft geen zin, want bijna niemand ziet nog de waarde uit boedels komt waarvan de eigenaar niet meer onder van negentiende-eeuws vakmanschap en massief hout. ons is. Het wekt mijn nieuwsgierigheid. Een goede vriend Antiek meubilair is een bedreigde diersoort.

Niet dat ik zo van antiek houd. Ik ben meer van de lege dook lang geleden een boek op uit het grof vuil langs een Amsterdamse gracht. Tussen de pagina’s school een fac- ruimten met strak post-Bauhausmeubilair. Maar ik houd simile van de gedichten die Albrecht Haushofer schreef van het vakmanschap waarmee honderd jaar en langer in de Berlijnse Moabit-gevangenis, waar de Nazi’s hem geleden meubels werden gemaakt, de kwaliteit van het eerst hadden opgesloten en vlak voor de bevrijding exe- hout en hoe dat is bewerkt. Ik houd er nog meer van om cuteerden. Mijn vriend vertaalde die gedichten, schreef er iets te repareren en er is geen dankbaarder materiaal dan een inleiding bij en dat werd een boek dat onlangs werd hout. Als je een tweehonderd jaar oud kastje helemaal gepubliceerd. Het is heel mooi geworden, maar ik vroeg terugschuurt tot het blanke hout en daarna met watermij af wie die pagina’s met gedichten van een lang ver- beits en schellak weer een diepe glans van mahonie of geten schrijver eind jaren tachtig in een boek had gestopt, eiken geeft, dan is het alsof je iets hebt gered. Het meest houd ik nog van het proces, de nauwkeurigheid van een en waarom. restauratie, het eindeloze schuren of met een vlijmscher‘Welke gracht was het?’, vroeg ik mijn vriend. pe beitel nieuwe klauwpootjes of zwaluwstaartverbindinHij wist het niet meer.

Zinloze vraag, natuurlijk, maar op de een of andere ma- gen maken.

Inmiddels heeft mijn vrouw onder het goedkeurend nier dacht ik dat straat en huisnummer me op het spoor zouden zetten van het verhaal achter die grofvuilvondst. oog van de eigenaresse een rok gepast. Ik kijk naar de Ondertussen laveer ik langs rekken met kleding, antie- chaise longue. Jammer dat daaraan niets te restaureren ke meubels, een medicijnkastje waarop een groot rood valt.

FOTO : HARRY COCK

JULI 2024 • DE INGENIEUR

23

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

Olympische sporters krijgen nieuwste technologie

Innoveren voor records Om olympisch kampioen te worden zijn aanleg, inzicht, eindeloos trainen en geluk nodig. Maar ook goed ontworpen materiaal kan doorslaggevend zijn. Welke technologische ontwikkelingen gaan de sporters bij de Spelen in Parijs helpen?

In het jaar 1996 brak een goede periode aan voor het Nederlandse vrouwenschaatsen. Bij de Europese kam­ pioenschappen won Tonny de Jong zelfs van de tot dan toe onverslaanbaar geachte Gunda Niemann, en werd zo de eerste Nederlandse vrouwelijke kampioen sinds 1974.

Het geheim van dit succes? De klapschaats, een Neder­ landse vinding. Heel af en toe brengt een technische vernieuwing een dergelijke revolutie in de sport teweeg.

Veel vaker leiden technische innovaties slechts tot een bescheiden vooruitgang. Maar in de topsport, zoals op de Olympische Spelen die op 26 juli in Parijs van start gaan, kan net een fractie van een seconde bepalen of ie­ mand een medaille wint of niet. Daar telt elk detail en is elke verbetering welkom. Welke sportinnovaties gaan we zien in Parijs? Een greep uit de nieuwste slimmig­ heden. •

Stroomlijn voor tijdritten

tijdrit van de wielerkoers Tirreno­Adriatico reden. Het was de eerste keer dat deze renners van Team Visma | Lease a Bike de Aerohead II droegen, een gloednieuwe helm met de perfecte aerodynamische vorm voor een tijdrit.

‘De bovenkant van een mens is niet erg gestroomlijnd, met de overgangen tussen het hoofd, de nek en de schou­ ders’, vertelt Bert Blocken, hoogleraar aerodynamica aan

Een helm die tot de schouders loopt, maakt renners aerodynamischer.

‘Futuristisch.’ ‘Opmerkelijk.’ ‘Alsof ze een ruimtereis gaan maken.’ Dat waren nog de mildste reacties op de helm waarmee topwielrenners Jonas Vingegaard, Dylan van Baarle en Robert Gesink dit jaar in maart de individuele

Robert Geesink met de Aerohead II foto : bram berkien , team visma | lease a bike

24

DE INGENIEUR • JULI 2024

De Vaporfly van NIke is voorzien van een verende carboonplaat in de zool. foto : depositphotos

Veerkracht voor atleten Een hardloopschoen met een carbonplaat – een soort ingebouwde springplank – is al aardig ingeburgerd. Een extra verende hardloopbaan in het stadion moet de atleten nóg een zetje meegeven.

Op 24 september 2023 verbeterde de Ethiopische marathonloopster Tigit Assefa het wereldrecord bij de vrouwen met ruim twee minuten: ze snelde naar de finish in twee uur, elf minuten en 53 seconden. Twee weken later brak marathonloper Kelvin Kiptum – onlangs omgekomen bij een auto-ongeluk – het wereldrecord bij de mannen, met een tijd van twee uur en 35 seconden. Beide atleten liepen op schoenen met een carbonplaat. Bij zo’n schoen bestaat het middenstuk van de zool uit licht en stevig koolstof met daarop een laag foam (zacht schuim).

De curve in de koolstofvezelplaat en de veerkracht van het schuim werken samen als een soort springplank, vooral als de renner een hoge snelheid heeft. Het beperkt het energieverlies met 2 tot 4 procent, schrijft het loperstijdschrift Runner’s World.

Deze technologie bestaat al enkele decennia, maar pas in 2017 maakte Nike de eerste carbonplaat-schoen waarmee atleten significant sneller gingen lopen: de Vaporfly, met Pebax-foam van de Franse firma Arkema. Wat volgde was een wedloop in technologie én een opeenstapeling van records, met als voorlopig hoogtepunt dus die van Assefa en Kiptum. De atletiekbond World Athletics heeft inmiddels regels opgesteld: wedstrijdschoenen mogen maximaal veertig millimeter dik zijn en niet meer dan één carbonplaat bevatten.

Parijs hoopt hardlopers in het stadion nog een extra voordeel mee te geven, met speciale, paarse hardloopbanen. Ook deze zijn met lucht bevattende poriën,

t

de Heriot-Watt University in Schotland, die veel onderzoek aan de aerodynamica van wielrenners heeft gedaan – maar overigens niet was betrokken bij de ontwikkeling van de Aerohead II. ‘Met deze helm leg je daar een soort koepel overheen.

Dat verbetert de aerodynamica aanzienlijk, en kan op een tijdrit al gauw een paar seconden schelen.’ De Aerohead II toont gelijkenis met de skihelm van schansspringers, en heeft een voorkant als die van een spaceshuttle.

Bij de ontwikkeling speelden windtunneltesten op de TU Eindhoven een grote rol. Hier werd met verschillende helmvormen geëxperimenteerd, eerst op 3D-modellen van Wout van Aert en Jonas Vingegaard en daarna op de renners zelf.

De betere stroomlijn maakt de helm wel groter en pakweg 25 procent zwaarder. Daardoor is die alleen geschikt voor het rijden op vlak terrein. ‘Bij hellingen vanaf 1,5 procent is de zwaartekracht al belangrijker dan de stroomlijn’, zegt Blocken.

De nieuwe tijdrithelm is voor één jaar goedgekeurd door de Internationale Wielerunie (UCI), en kan dus bij de Spelen worden ingezet. Daarna komt de UCI met een definitief standpunt. ‘Het is in de geest van de reglementen dat wielrenners geen objecten aan de fiets mogen toevoegen om de aerodynamica te verbeteren’, vertelt Blocken. In de praktijk gebeurt dat vaak toch. Zo brengen sommige teams een speciale lak aan voor een betere stroomlijn, al wordt aan de werking daarvan getwijfeld. ‘En iets op borsthoogte in je trui doen, verbetert de aerodynamica langs je eigen lijf ’, zegt Blocken. ‘Chest fairing, noemt men dat.’ Bij de triatlon, waar soepeler regels gelden, gebruiken atleten hiervoor vaak petflessen.

Bij tijdritten besluiten wielrenners soms om de apparatjes voor radiocommunicatie juist daar te bewaren en extra dik in te pakken.

JULI 2024 • DE INGENIEUR

25

SPORTTECHNOLOGIE

zijn knieën in een fietskuip. Bovendien heeft een handbike twee achterwielen in plaats van één.

Op dit moment werkt het Brightlands Sportinnovator Center aan de laatste verbeteringen, vertelt operational manager Tim Mullens. De belangrijkste daarvan is een kapje voor over de derailleur – die bij een handbike helemaal voorop zit. Dat vermindert de luchtweerstand met ongeveer 1 procent, zegt Mullens. ‘Daarnaast hebben onze studenten samen met ons spatborden op maat gemaakt, zodat Valize bij slecht weer niet nat en dus koud wordt tijdens het trainen.’ Die mogen er bij de Spelen niet op, maar hebben de trainingen wel geoptimaliseerd. En nu maar hopen dat dit opnieuw het verschil tussen goud en zilver bepaalt.

Sensoren voor locatiebepaling Sensoren voor plaatsbepaling rukken op in de sport, zowel om de scheidsrechter te helpen als om trainingen te optimaliseren.

extra verend gemaakt. Daarnaast is de baan duurzaam, volgens fabrikant Mondo uit Italië: deze is deels gemaakt van biologisch materiaal zoals natuurlijk rubber en mosselschelpen en deels van afvalmateriaal uit de industrie, waardoor het gebruik van nieuwe, fossiele grondstoffen een stuk lager is dan gebruikelijk.

De F1 van de wielersport Handbiken is een materiaalsport, net als de Formule 1. Paralympisch kampioen Mitch Valize hoopt met extra aanpassingen aan zijn fiets dit jaar nóg sneller te zijn dan bij de vorige Spelen in Tokyo.

Handbiker Mitch Valize won in 2020 goud op de Paralympische Spelen in Tokyo. Dat was mede te danken aan het Brightlands Sportinnovator Center in Geleen, benadrukt de Heerlenaar sindsdien in vrijwel elk interview.

Het kwam aan op een eindsprint, hij had een achterstand goed te maken, en dat lukte dankzij de biobased kunststof handgrepen op zijn bike. Door deze 3D-geprinte, ergonomisch naar zijn hand gevormde handvatten, gemaakt van het copolyester Arnitel Eco, had Valize een optimale grip om zijn kracht op de trappers over te brengen.

Naast trainen is het verbeteren van het materiaal iets waarmee de biker en zijn team zich voortdurend bezighouden. Meer nog dan bij wielrennen is de fiets in deze sport een bepalende factor. In die zin is het een soort Formule 1, zegt Valize. Een handbike is immers breder dan een fiets, waardoor de aerodynamica een grotere rol speelt. Op een handbike draait de wielrenner de trappers met zijn armen rond, in plaats van met zijn benen. Dat vergt een andere houding – een handbiker ligt of zit op 26

DE INGENIEUR • JULI 2024

Voor de Belgen was de eerste wedstrijd op het Europees Kampioenschap voetbal een soort cursus in het omgaan met teleurstellingen. Tot twee keer toe werd een doelpunt met gejuich ontvangen om daarna, na nadere inspectie door de VAR, alsnog te worden afgekeurd. Bij de eerste goal was sprake van buitenspel, bij de tweede van hands, al kon dat laatste alleen worden vastgesteld dankzij een chip die zich in de bal bevond.

Televisiekijkers thuis konden meekijken op een monitor, waar een groene horizontale lijn opeens omhoog schoot om een piek te vertonen: de bal was aangeraakt door Loïs Openda, voor deze de voorzet gaf aan spits Romelu Lukaku.

De connected ball technology die deze hulp aan de scheidsrechter mogelijk maakte, is ontwikkeld door het bedrijf Kinexon, en bestaat uit een combinatie van een netwerk van antennes om het veld heen en een chip en een bewegingssensor (inertial measurement unit) in de bal. Voor het detecteren van de handsbal van Openda was vooral die laatste belangrijk.

foto : tim buitenhuis / knwu ; adidas

Op de Olympische Spelen worden geen ballen met deze chip gebruikt, maar speelt de technologie van Kinexon toch een grote rol. Naast sensoren voor ballen maakt dit bedrijf namelijk gelijksoortige sensoren voor spelers, en in combinatie met sensoren in de bal levert dit tijdens trainingen zeer nauwkeurige data op. Met name in het basketbal wordt dit steeds vaker gebruikt om de spelers bewust te maken van wat ze beter kunnen doen om prestaties te verhogen en blessures te voorkomen.

Snelheid voor kitesurfers Bij het kitesurfen tilt een hydrofoil de surfplank op uit het water, waardoor de snelheid kan oplopen tot zeventig kilometer per uur. Een aerodynamisch pak doet daar nog een schepje bovenop.

Kitesurfen staat dit jaar voor het eerst op het programma van de Olympische Spelen. Bij deze sport laat de surfer zich voorttrekken door een vlieger. Een nieuwe ontwikkeling, bij zowel het kite- als het windsurfen, is het gebruik van de hydrofoil. Dat is een soort draagvleugel die zich onderaan de plank in het water bevindt, en eruitziet als een kiel met een speelgoedvliegtuig eraan vast. De foil

werkt dan ook hetzelfde als een vliegtuig: door verschillen in stroomsnelheid boven en onder de draagvleugel wordt een liftkracht gecreëerd, waarmee de plank zichzelf boven het water uit tilt. Hierdoor gaat de snelheid fors omhoog.

Een van de kansrijke deelnemers bij het kitesurfen is de Nederlandse Annelous Lammerts. Zij kan met haar hydrofoilplank ‘Formula Kite’ snelheden bereiken van meer dan zeventig kilometer per uur. Dat brengt wel verhoogde risico’s en aerodynamische uitdagingen met zich mee. De TU Delft ontwikkelde daarom, samen met de in textielinnovatie gespecialiseerde startup WEEV Textiles uit Rosmalen, een snijbestendig en aerodynamisch pak.

‘Om de luchtweerstand zo laag mogelijk te maken, sluit het pak nauw om het lichaam en is het op sommige plekken glad en op andere juist niet’, zegt Wouter Terra, expert aerodynamica bij de TU Delft en embedded scientist bij NOC-NSF. Hierdoor wordt de lucht zo langs het lichaam gestuurd dat de stroomlijn optimaal is. Terra: ‘In de armen van het pak zit een ribbelstof verwerkt, waardoor het pak daar wat ruwer is. De benen zijn juist van een gladde stof, om te voorkomen dat de lucht langs de achterkant van het been gaat stromen.’ De verbeterde aerodynamica levert een gemiddelde tijdwinst op van vier seconden. •

Annelous Lammerts op haar Formula Kite. foto : sander van der borch / water sportverbond

JULI 2024 • DE INGENIEUR

27

S O C I A L E I N N O VAT I E T E K S T: P A N C R A S D I J K

TU Delft, KNVB en gemeente Amsterdam richten levend lab in

Clubhuis als motor van innovatie Topsport krijgt alle aandacht, maar het zijn de verenigingen die het hart van de sport vormen. Project Innovation Clubhouse moet dat verenigingsleven toekomstbestendig maken.

Het zijn in de regel de topsporters voor wie de innovatieve sporttechnologieën worden ontwikkeld. Zij krijgen als eerste de aerodynamische pakken, de sterkste baanfietsen van het lichtste materiaal of die superieure dartpijltjes die bijna vanzelf in de triple 20 landen. ‘Drie jaar geleden realiseerden we ons: we hebben de afgelopen jaren veel gedaan voor de topsport, nu is het tijd te onderzoeken wat we kunnen betekenen voor de maatschappij.’ Dat zegt Daan Bregman, business director van het Sports Engineering Institute van de TU Delft dat dit jaar zijn tiende verjaardag viert.

Bregman besloot nieuwe ambities te formuleren, waarin niet langer het behalen of bedienen van de sportieve top leidend is, maar een maatschappelijke opgave.

Hij belandde bij de kern van de Nederlandse sport: het verenigingsleven. ‘Juist dat staat onder druk. We zien het niet meer zitten elke zaterdag om half 9 op het veld staan of vast op de dinsdagavond te trainen.’

Sociale infrastructuur Het aantal vrijwilligers – cruciaal om verenigingen te laten draaien – loopt vrijwel overal terug, terwijl de druk op de ruimte, zeker in de steden, steeds groter wordt. En het vastgoed is verouderd. ‘Veel sportverenigingen staan letterlijk op omvallen’, zegt Bregman. ‘Kantines dateren uit de jaren 50 of 60 en zijn nu aan vervanging toe. Maar daarvoor ontbreken geld en mankracht.’

28

DE INGENIEUR • JULI 2024

Bregman wist de voetbalbond KNVB, de gemeente Amsterdam en het AMS Institute voor zijn aanpak te winnen. De insteek is niet langer allemaal problemen te zien, maar juist de kansen die er liggen. ‘Je kunt namelijk net zo goed zeggen dat het verenigingsleven in Nederland een unieke sociale infrastructuur biedt die het versterken waard is. Daarmee kunnen we veel méér doen dan dat we er een paar uur in de week komen sporten.’

Huiswerkklas Het resultaat is het project Innovation Clubhouse, dat afgelopen jaar van start ging en dat deze zomer vorm krijgt in een buitenwijk van de hoofdstad, waar een ‘levend lab’ komt dat veel méér is dan een traditionele kantine.

Het project moet nadrukkelijk niét resulteren in een hightech ‘kantine van de toekomst’, maakt Bregman duidelijk. Wel moet er een nieuw, functionerend clubgebouw ontstaan waarbinnen doorlopend innovaties kunnen worden getoetst in de praktijk. Dat kunnen slimme oplossingen zijn om het gebouw en de omgeving te verduurzamen, of om mensen meer te laten bewegen.

Maar net zo goed wordt er sociaal geïnnoveerd, door wijkfuncties als huiswerkklassen of een dependance van de bibliotheek binnen het clubhuis onder te brengen. ‘Zo willen we verenigingen creëren die toekomstbestendig zijn, die eenvoudig kunnen meebewegen met maatschappelijke veranderingen. En dat kan op een hele reeks thema’s, zowel als het gaat om fysieke componenten, die bijvoorbeeld de bouw van de kantine of onderhoud van het sportcomplex betreffen, als om sociale componenten: dat de club een rol kan vervullen waaraan op dat moment behoefte is.’

Met de sportvereniging help je de hele omgeving, is de achterliggende gedachte. ‘Zo’n club is een kleine samenleving, in voortdurende interactie met de wijk. Dat maakt het clubhuis een mooie plek om nieuwe ideeën te testen en toetsen’, zegt Bregman.

Volgens de KNVB past het pilotproject goed bij de maatschappelijke rol die voetbalclubs óók te spelen hebben. ‘Clubs willen vanuit hun eigen zelfredzaamheid ook graag werken aan een sportomgeving die past bij de wensen van de leden van morgen’, stelt Jan Dirk van der Zee, directeur amateurvoetbal. ‘Nadenken over een veilige en duurzame omgeving voor de leden en naast het sporten een fijne tijd kunnen beleven sluit hier goed bij aan.’ •

Club & wijk Innovation Clubhouse gaat experimenteren op de volgende thema’s:

Toekomstbestendige sportverenigingen De club kan ook ongebonden sporters een plek bieden, en niet-sporters in de wijk betrekken bij activiteiten. De hoogte van de contributie wordt bepaald op basis van daadwerkelijk gebruik en eventuele vrijwilligerstaken.

Gezonde voeding Voetbalkantines bieden in de regel geen gezond eten. Met voorlichting en aanbod van gezonde voeding kunnen veel mensen aan een gezonder dieet worden geholpen.

Gezondheid & beweging Hoe kunnen ouders en ouderen worden uitgedaagd om meer te bewegen?

Wat kan een laagdrempelige clubhuis betekenen in het signaleren van mentale problemen en het vergroten van de mentale weerbaarheid?

Klimaatverandering Door water op te slaan onder de velden, kan overvloedig regenwater worden bewaard voor warme, droge zomers. Zo kunnen sportvelden een verkoelende bufferfunctie vervullen.

ILLUSTRATIES : SONIA DUBOIS

Energie & warmte Hoe kunnen clubs minder afhankelijk worden van energieprijzen en juist een faciliterende rol nemen in het energie- en warmtenetwerk?

Mobiliteit & logistiek Het clubhuis kan een hub voor mobiliteit worden (denk aan deelfietsen en -auto’s).

Het openen van pakketpunten kan extra inkomsten opleveren.

Onderwijs & educatie Door bijvoorbeeld naschoolse opvang of huiswerkbegeleiding aan te bieden kan de club helpen laaggeletterdheid tegen te gaan.

Circulair bouwen Gebruikte grondstoffen voor het duurzame, natuur-inclusieve clubhuis worden aan het eind van de levensduur van het clubhuis hergebruikt.

Sociale inclusie Het clubhuis biedt een plek om in contact te komen met iedereen die even niet mee kan komen in de samenleving, bijvoorbeeld door eenzaamheid, schulden of werkloosheid.

JULI 2024 • DE INGENIEUR

29

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

Olympische Spelen van Parijs moeten duurzaamste ooit worden

Circulaire Spelen Op 26 juli gaan in Parijs de Olympische Spelen van start. Duurzaamheid staat centraal bij de organisatie. Om materialen en energie te sparen, wordt er zo veel mogelijk gesport in accommodaties die er al waren. Waar toch nieuwbouw nodig was, zijn zoveel mogelijk duurzame materialen gebruikt, zoals hout. Een rondleiding langs enkele bijzondere locaties.

Paleis van hout

Vlak naast de Eiffeltoren, in het park Champ-de-Mars, staat de gelijknamige arena, tot nu toe bekend onder de naam ‘Grand Palais Éphémère’. Het enorme, tijdelijke gebouw dateert uit 2021 en wordt gebruikt voor exposities en evenementen (sport, mode, kunst) die anders verderop zouden plaatsvinden in het Grand Palais, dat momenteel wordt gerenoveerd. In de Champ-de-Mars Arena vinden de judoen worstelwedstrijden plaats. De draagconstructie is grotendeels van hout, een voorbeeld van duurzamer bouwen. Na de Paralympische Spelen (28 augustus tot en met 8 september) wordt het gebouw uit elkaar gehaald. Dankzij het modulaire ontwerp is het in verschillende configuraties elders opnieuw in elkaar te zetten.

Fietsen op een kunstmatige heuvel

De mountainbikers racen over een voormalige vuilnisbelt. De Élancourt-heuvel is met 231 meter het hoogste punt in de regio. Ooit was hier, zo’n dertig kilometer ten westen van Parijs, een zandsteengroeve. Halverwege de vorige eeuw werd die gesloten en veranderde de plek in een vuilnisbelt, waar tot 1975 het afval van de Parijzenaars eindigde. In de jaren tachtig transformeerde de stortplaats tot een plek om te recreëren: een kunstmatige heuvel met fiets- en wandelpaden langs bomen en bosschages. Ook hier is ernaar gestreefd de impact van de Spelen minimaal te houden: de mountainbikers razen voor het grootste deel over bestaande paden.

30

DE INGENIEUR • JULI 2024

foto : jean - pierre dalbéra / cc by 2.0; paris 2024 (onder)

Kolkend water in de stad

Opnieuw een locatie die er al was vóór de Spelen. De onderdelen roeien en kano/kajak vinden plaats in het nautische stadion in Vaires-sur-Marne, aan de oostkant van de stad. Dit park bood al in de jaren negentig plaats aan internationale kanowedstrijden en werd in 2019 nog compleet gerenoveerd. Naast een roeibaan is er een nieuw white water kano-slalomparcours van 250 meter lang. Naast dit kolkende parcours voor topsporters is er een rustiger variant, waar mensen zonder topsportambities kunnen leren kanoën of kajakken. Overigens kun je je wel afvragen hoe duurzaam een nagebouwd bergriviertje is, waar voortdurend water in beweging moet worden gehouden. De organisatie had ervoor kunnen kiezen de wedstrijden in de Alpen te houden in een echte rivier, zoals voor de surfwedstrijden is gekozen voor Tahiti.

Duurzaam hoofdkwartier

Sinds begin 2021 huist de organisatie van de Parijse Spelen in het gebouw Pulse in Saint-Denis. Hier hebben de medewerkers alle faciliteiten tot hun beschikking, terwijl de impact op klimaat en milieu minimaal blijft. Daartoe wordt zo weinig mogelijk voedsel weggegooid: wat overblijft gaat de vergister in om biogas van te maken. Wegwerpplastic is taboe en het meubilair wordt na de Spelen weggegeven. Wellicht de grootste slag maakte de organisatie met het gebouw zelf. Dat bevat veel hout, wat bij de productie ervan koolstof vastlegt in plaats van uitstoot. Op het dak ligt driehonderd vierkante meter aan zonnepanelen en de computers in de kantoren draaien op groene stroom.

Seine schoon genoeg?

Al sinds mensenheugenis is de Seine te vies om in te zwemmen. Vooral bij hevige regenval stromen de riolen over en loopt het vuile water zo de rivier in. Om het Olympische openwater- en triathlonzwemmen in de Seine te kunnen laten plaatsvinden, bouwde de stad een enorme ondergrondse opslag die bij overvloedige regenval het vuile water moet opvangen, zodat de rivier schoner blijft. De betonnen wateropslag, naast station Austerlitz, heeft een capaciteit van vijftig miljoen liter water en maakt deel uit van een groter project om de Seine schoner te maken; niet alleen voor de Spelen, maar ook voor de zwemliefhebbers van de stad. Nu maar hopen dat het werkt is, want een plan B heeft de organisatie niet. beeld : paris 2024

JULI 2024 • DE INGENIEUR

31

LEZERS

Vliegpogingen In De Ingenieur van mei 2024 staat bij de rubriek Voorwaarts een foto van een zweefvliegende Otto Lilienthal. In het bijschrift staat dat deze Duitse ingenieur bij zijn eerste vliegpoging zou zijn verongelukt, maar dat is niet juist. Lilienthal maakte meer dan tweeduizend vluchten in tenminste zestien verschillende zweefvliegtuigjes. Als zweefvlieger en ingenieur wil ik dat graag corrigeren.

Over zweefvliegen gesproken: wat een hilarische Q&A met Frithjof Felix Foelkel (juni 2024). Ontzettend leuk dat jullie deze bijzondere man hebben geïnterviewd. Ik heb zelf nog vliegles van hem gehad. Inmiddels vliegt hij niet meer maar ik zie hem nog steeds van tijd tot tijd. De Zweefvliegclub Eindhovense Studenten (afgekort ZES) heeft elk jaar een zomerkamp, ergens in het buitenland. Alle (oud-)leden komen daar naar toe om te vliegen, de ‘aanhang’ komt mee voor de gezelligheid. Op een recent kamp had Frithjof verteld over zijn boek. Na afloop waren het vooral ‘onze vrouwen’ die er exemplaren van bestelden. Dat moge zijn observatie verklaren dat studenten en oudleden (ingenieurs) van ZES niet lezen, maar hun echtgenotes wel.

Rest mij nog om te melden dat ik De Ingenieur altijd met veel plezier lees.

Ronald Cornelissen, Nijmegen

Duurzaam transport Het Laboratorium Verantwoorde Mobiliteit heeft de ambitie ook de zwaarste vervoermiddelen te verduurzamen. Daarvoor, schrijven drie studentleden van het Lab in het aprilnummer van De Ingenieur, moet het stroomnet worden verzwaard en moeten niet-duurzame alternatieven extra worden belast.

Maar wellicht is dat helemaal niet nodig en biedt het door ons ontwikkelde Drive Down (DD)-systeem uitkomst. De marginale kosten van stroom en waterstof die worden behaald met het DD-systeem zijn laag en geven een hoge marge ten opzichte van dieselbrandstof. Investering in het stroomnet vervalt.

REA GEREN

Met het DD-concept wordt het lokale overschot aan geproduceerde zonne- of windenergie, van waar ook ter wereld, door elektrolyse van water omgezet in hogedrukwaterstof (zevenhonderd bar) die in lichtgewicht carbon fiber cilinders van circa tien kubieke meter kan worden opgeslagen, getransporteerd en gedistribueerd. Op de plaats van bestemming, bijvoorbeeld bij een tankstation, wordt de waterstof ofwel rechtstreeks geleverd aan voertuigen met een brandstofcel, ofwel omgezet in elektriciteit voor elektrische auto’s.

Het DD-systeem omvat drie elementen: een unit voor waterstofproductie en -opslag, units voor een tankstation (met opslag) voor de levering van elektriciteit of hogedruk waterstof en units voor het transport van de waterstofcilinders per trein, schip of tankauto. Het DD-systeem maakt geen gebruik van het overbelaste elektriciteitsnetwerk. Kosten van transport in standaard containers per trein of schip bedragen 1,5 eurocent per kilogram waterstof per honderd kilometer. Bij een ruime vergoeding van vier eurocent per kilowattuur voor het lokale overschot aan elektriciteit wordt een marginale kostprijs behaald van circa 2,40 euro per kilogram waterstof en circa twintig eurocent per kilowattuur. De stroom wordt gegenereerd door een moderne stationaire waterstofverbrandingsmotor. Voor succesvolle implementatie zijn uiteraard druk- en veiligheidstesten vereist.

Constant van Lookeren-Campagne, Culemborg Harrie van den Akker, Bilthoven

Warmtenetten In het aprilnummer van vorig jaar staat een artikel over de aanleg van warmtenetten. Ik zou willen vragen ook eens te schrijven over de warmtenetten die in de jaren zeventig en tachtig werden afgekoppeld in de grote steden, wat leidde tot grote opluchting bij de eindgebruikers. Door lekkage en warmteverlies in de netten was stoken op netwarmte een erg dure aangelegenheid geworden op dat moment, zeker voor de eindgebruikers, de huishoudens. De overgang op aard-

gas bevrijdde veel huurders en kopers van woningen in warmtenetgebieden van hoge kosten van verwarming. Ik ben slechts een jongen uit de polder, maar omdat de Nederlandse bodem nogal beweeglijk is, vrees ik dat ook de huidige warmtenetten regelmatig gebreken zullen vertonen, waardoor wellicht de energierekening uit warmtenetten tot extreme hoogte zal oplopen.

Individuele verwarming bij de bron geeft vele malen minder verliezen dan alle andere mogelijkheden, lijkt mij. Het aanleggen van het warmtenetsysteem geeft wel een enorme hoeveelheid werkgelegenheid, maar individuele warmte-opwekking daar waar men die nodig heeft verdient nadere aandacht.

F. Verburg, Ophemert

Mensenrechten Amnesty International Nederland-directeur Dagmar Oudshoorn stelt dat de opkomst van digitale systemen de rechten van met name vluchtelingen en migranten bedreigt (maart 2024). Dit jaar is het vijftig jaar geleden dat milieuactivist en journalist Sietz Leeflang, oprichter van De Kleine Aarde, de tien punten van ‘zachte technologie’ uitbracht. Bijna alle punten zijn de afgelopen halve eeuw genegeerd of zwaar overtreden.

In welke wereld zouden wij nu leven als de punten wél waren opgevolgd?

Wel zijn we ons bewuster geworden van de keerzijde van de ongebreidelde inzet van technologische middelen. Er wordt blijkbaar te veel gekeken naar de voordelen van technologische vernieuwingen en niet naar de keerzijde van misbruik, manipulatie en de kwetsbaarheid daarvan.

Ik wil niet zeggen dat de ‘alternatievelingen’ in alles gelijk hadden, maar wel in deze tien punten. Misschien een idee om aan dit jubileum aandacht te besteden in De Ingenieur?

Berto Aussems, Maastricht

Correctie In de Q&A met Ton van Helvoort (mei) zijn titel en details van zijn nieuwste boek weggevallen: Ketens van fossiele grondstoffen, 360 blz., € 34,99 (e-boek € 29,99).

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

32

DE INGENIEUR • JULI 2024

Podium

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

Deze maand: Rudy van Belkom.

Hoofdlijnenakkoord schiet tekort op digitale zaken Het zal u niet ontgaan zijn dat de fracties van PVV, ting van flexwerkers (die AI-systemen trainen) en VVD, NSC en BBB een hoofdlijnenakkoord heb- de impact op het milieu (zoals de duizenden liters ben gepresenteerd. Geen dichtgetimmerd regeer- water die dagelijks nodig zijn om een datacenter te akkoord, maar een reeks afspraken waaraan later koelen)?

Waarden als privacy en veiligheid zijn sterk concrete invulling wordt gegeven. Gezien het stroeve formatieproces op zichzelf geen verkeerd idee. contextgebonden. Denk maar aan de fysieke wereld. Als ik een brood ga kopen en de bakker vraagt Maar hoe zit het met de inhoud ervan?

Het eerste wat ik deed was met ‘Ctrl F’ in het do- me om in mijn tas te mogen kijken, vind ik dat een cument zoeken op ‘digi’, in de hoop iets te vinden enorme schending van mijn privacy. Maar als een over de plannen rondom digitalisering en digitale securitymedewerker op Schiphol hetzelfde vraagt, technologie. Eerlijk is eerlijk, gezien de beperkte vind ik dat geen probleem. Daarbij speelt de toeaandacht voor digitale zaken in de verkiezings- passing een grote rol bij de overweging of iets veilig is. Wanneer het algoritme van programma’s viel het zoekresultaat Netflix mij een verkeerde film me niet compleet tegen. Mijn zoekaanbeveelt, overleef ik dat wel, opdracht leverde twaalf relevante Wat privacy maar als een algoritme in het zieovereenkomsten op. Zo moeten of veiligheid kenhuis mijn longfoto verkeerd burgers meer hulp krijgen bij digitaal beoordeelt, heb ik een probleem. contact met overheidsorganisaties, betekent, Er vinden daarbij zogenoemmoet de kennis van digitalisering hangt af van de trade-offs plaats die ook afbij de overheid worden versterkt en hankelijk zijn van context en moet de digitale slagkracht van onze je politieke toepassing. In sommige situaties inlichtingendiensten in relatie tot ideologie vinden mensen het bijvoorbeeld cyberveiligheid prioriteit krijgen. verantwoord dat we wat inleveHet is een begin, maar ik moet toch concluderen dat cruciale vraagstukken ont- ren op onze privacy als dit de nationale veiligheid breken. Wat te denken van de digitalisering van ten goede komt. Denk bijvoorbeeld aan het afzwakhet onderwijs, digitale inmenging bij verkiezingen, ken van de beveiliging van versleutelde berichten, digitale surveillance bij demonstraties of de bouw zodat de berichten van potentiële criminelen kunvan datacenters? Wat me nog het meest opviel, is de nen worden onderschept. Dit zijn allemaal politieke beperkte aandacht voor artificiële intelligentie (AI). keuzen.

En juist die keuzen ontbreken, ook op hoofdDe meest besproken (maar misschien wel minst begrepen) technologie van dit moment wordt slechts lijnen. Eigenlijk kan ik ook niet zeggen dat het me één keer genoemd. Voor uw beeldvorming: de term echt verbaast. Voor de afgelopen Tweede Kamerverkiezingen ontwikkelde ik de Technologie Kies‘asiel’ komt liefst 37 keer langs; ‘migratie’ 21 keer.

In een generieke zin waarin allerlei termen zijn wijzer. Een stemhulp specifiek gericht op digitale gepropt worden de plannen uiteengezet: ‘Gebruik zaken, zoals privacy, desinformatie en de macht van van AI door de overheid biedt voordelen, maar Big Tech. De helft (!) van de formerende partijen bewordt ook aan voorwaarden gebonden zodat vei- sloot uiteindelijk niet deel te nemen aan deze stemligheid, privacy en rechtsbescherming geborgd zijn.’ hulp. PVV en NSC haakten uit eigen overweging Natuurlijk, iedereen vindt privacy en veiligheid af. Het nieuws dat er in het nieuwe kabinet geen belangrijk, maar die begrippen betekenen voor ie- minister van Digitale Zaken komt is dan wel teleurdereen iets anders. En die betekenis is juist afhanke- stellend, maar niet verassend. lijk van je politieke ideologie. Hoe gaan we om met de discriminatie van gemarginaliseerde groepen Rudy van Belkom is directeur van (zoals bij de toeslagenaffaire), de onzichtbare uitbui- Stichting Toekomstbeeld der Techniek.

JULI 2024 • DE INGENIEUR

33

OPINIE Een duidelijke mening over een actueel ingenieursonderwerp

Versnel de energietransitie met gasgeneratoren De energietransitie hapert door toenemende netcongestie. Het tijdelijk inzetten van gas­ generatoren kan helpen de verduurzaming van bedrijfsprocessen met warmtepompen te versnellen. Tegelijkertijd levert het een reductie op van CO2­ en NOX­emissies. Bijschakelen van gasgeneratoren is kostenneutraal en legt geen extra druk op het net, betoogt Casper Hügel, adviseur energievraagstukken bij advies­ en ingenieursbureau Witteveen+Bos.

Tekst: Casper Hügel

Netcongestie strooit op steeds meer plekken zand in de transitiemotor. Omdat het elektriciteitsnet overvol is, krijgen nieuwe bedrijven vaak geen aansluiting toe­ gewezen en kunnen bestaande bedrijven niet uitbrei­ den. Dit leidt op landelijke schaal tot forse vertraging van de energietransitie. Immers: bij veel processen is meer of extra elektriciteit nodig om te kunnen verduurzamen. Denk aan laadpalen voor elektrische

34

DE INGENIEUR • JULI 2024

voertuigen, maar ook aan het overschakelen van be­ drijfsprocessen van ‘fossiel’ naar groene elektriciteit.

Deze vertraging is slecht nieuws voor het klimaat en de portemonnee. Elektrificatie is het kosteneffectieve, energiezuinige fundament van een energieneutraal energiesysteem in 2050 en moet dus worden gesti­ muleerd, maar netcongestie maakt dit (nagenoeg) onmogelijk.

foto : depositphotos

Waarom tijdelijke gasgeneratoren?

Van diverse tussenoplossingen om netcongestie op te lossen is gebleken dat ze geen of onvoldoende uitkomst bieden. Voorbeelden zijn grootschalige opslag in batterijen en congestiemanagement. Dit blijkt onder meer uit de situatie in Flevoland, Gelderland en Utrecht.

Tot 2029 kan het elektriciteitsnet 25 procent van de verwachte groei in elektriciteitsvraag van deze provincies niet accommoderen. Congestiemanagement kan 10 procent opvangen, maar ironisch genoeg wordt 8 procent ingevuld met grote, bestaande gascentrales.

Slechts 2 procent wordt ingevuld door de elektriciteitsvraag van grote bedrijven slim te sturen. Deze realiteit heeft er inmiddels toe geleid dat Rob Jetten als minister voor Klimaat en Energie voor deze provincies onorthodoxe maatregelen heeft afgekondigd, zoals het tijdelijk uitzetten van laadpalen, maar ook de inzet van gasgeneratoren.

Elektrificatieversneller De maatregelen voor Flevoland, Gelderland en Utrecht richten zich primair op het beperken van de congestie. Ik zou echter willen pleiten voor een out-of-thebox-aanpak die ik heb gevat in het acroniem EVACS: ElektrificatieVersneller, AntiCongestie & Stikstofproblematiek.

Deze aanpak gaat namelijk duidelijk verder. EVACS is gericht op de elektrificatie van processen met een tijdelijke gasgenerator. De keuze voor een gasgenerator betekent onder meer dat het elektriciteitsnet niet extra wordt belast en de emissies dalen. Bovendien maakt een gasgenerator elektrificatie mogelijk en is die financieel concurrerend met een netaansluiting.

Toch kan de combinatie van elektrificatie en tijdelijke gasgeneratoren niet in alle gevallen uit. Energieefficiëntie is een belangrijke factor in de economische haalbaarheid. Uit techno-economische analyses blijkt dat aan deze voorwaarde het beste kan worden voldaan

bij elektrificatie van bedrijfsprocessen via een warmtepomp.

Tijdelijke generatoren kunnen in combinatie met een warmtepomp CO2-emissies reduceren. Sleutelfactor is de hoge efficiëntie van warmtepompen. Ten opzichte van een gasbrander kan een warmtepomp met gasgenerator de emissie van CO2 met 20 procent verminderen.

Voor gasgeneratoren gelden bovendien strengere NOX-emissie-eisen dan voor gasbranders. Door de combinatie van deze strengere eisen en de hoge efficientie van de warmtepomp, kunnen de NOX-emissies met een gasgenerator tot 85 procent lager liggen dan bij een gasbrander.

Een volgende grote reductie van emissies volgt zodra op een locatie de congestie is verholpen. De tijdelijke generator kan dan worden verplaatst en de aansluiting op het elektriciteitsnet worden verzwaard. Hierdoor dalen de emissies nog sterker omdat elektriciteit van het net in 2030 voor circa 70 procent afkomstig is van wind- en zonne-energie en in 2035 mogelijk zelfs bijna CO2 vrij is.

Kostenneutraal alternatief Stroomlevering met een gasgenerator is concurrerend met een netaansluiting. Dit komt enerzijds omdat elektriciteit duurder is dan aardgas en anderzijds door de hogere nettarieven voor een netaansluiting. De exploitatiekosten van een gasgenerator, inclusief rente en afschrijving over vijftien jaar, zijn daardoor ongeveer gelijk aan die van een netaansluiting.

Voor mij is het zonneklaar. Voor het versnellen van de energietransitie is de tijdelijke inzet van gasgeneratoren onmisbaar.

Casper Hügel is als adviseur energievraagstukken werkzaam bij advies- en ingenieursbureau Witteveen+Bos. •

Lezersoproep Wat vindt u? Is de inzet van gasgeneratoren noodzakelijk voor een succesvolle energietransitie of kan het ook anders? Stuur uw reactie naar redactie@ingenieur.nl

Randvoorwaarden EVACS-aanpak Om de tijdelijke inzet van gasgeneratoren succesvol te maken is het belangrijk om vast te houden aan de volgende vier randvoorwaarden, stelt adviseur warmtevraagstukken Casper Hügel: • Tijdelijkheid Het gaat om tijdelijke oplossingen vanuit de gedachte dat netverzwaring en meer elektriciteitstransportcapaciteit uiteindelijk vaak de goedkoopste, makkelijkste, betrouwbaarste en duurzaamste oplossing is. Pas daarom op met te veel systeemintegratie. Ook al komt warmte vrij bij gasgeneratoren, creëer niet zonder meer een koppeling, want dan ontstaat het

risico van een een lock-in. Uiteraard is het gebruik van restwarmte interessant voor de businesscase, maar pas dit vooral toe wanneer een tijdelijke integratie wenselijk en mogelijk is. Hetzelfde geldt voor een waterstof- of biogasleiding.

• Emissiereductie Niet elke situatie leent zich voor reductie van koolstofdioxide-emissies met een gasgenerator. CO2-reductie is alleen mogelijk daar waar elektrificatie een forse efficiëntieslag met zich meebrengt ten opzichte van de huidige situatie, zoals een warmtepomp in plaats van een gasbrander.

• Net-nabijheid Het elektriciteitsnet wordt niet overal evenredig verzwaard. Het is belangrijk een wildgroei van tijdelijke generatoren op complexe locaties te voorkomen. Wijs als netbeheerder en overheid aan binnen welke contouren tijdelijke generatoren vanaf elektriciteitsaders wenselijk zijn.

• Congestiemanagement De gasgeneratoren zouden ook moeten worden ingezet om pieken op het elektriciteitsnet te helpen beperken. Dit kan via congestion service providers die de gasgeneratoren kunnen aansturen op basis van signalen door de netbeheerder.

JULI 2024 • DE INGENIEUR

35

Enith

Een maandelijkse column in stripvorm door wetenschapsjournalist Enith Vlooswijk.

36

DE INGENIEUR • JULI 2024

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

Wat doen sociale media met ons?

NEMO vernieuwt techniekverdieping Het populaire wetenschaps­ en techniekmuseum NEMO in Amsterdam heeft zijn tweede verdieping vernieuwd. De nieuwe vaste tentoonstelling Technium ontrafelt de techniek om ons heen. Alles in onze wereld dat door mensen is gemaakt, valt onder de noemer ‘techniek’. Het is zo vanzelfsprekend, dat we het bijna niet meer zien. Maar hoe komt een fiets eigenlijk in be­ weging? Wat is er allemaal nodig om T­shirts duurzaam te produceren? Welke technologische ontwikkelingen zitten er verstopt in je smartphone? Ontdek het in deze nieuwe tentoonstelling voor de hele familie.

Meer info: nemosciencemuseum.nl/nl/wat-is-er-te-doen/tentoonstellingen/technium/

t/m 21/7 Onvertelde verhalen Een verborgen pareltje in de Rotterdamse wijk Spangen is het kunstencentrum A Tale of A Tub, gevestigd in een voormalig badhuis. Wie voor 21 juli langsgaat, pikt nog net The Lips of History mee. De ten­ toonstelling vertelt verhalen rond telecom­ municatie, aan de hand van materialen, objecten en machines in bruikleen van het Houweling Telecommuseum, een klein museum in het noorden van Rotterdam, met een collectie telecommunicatie van 1880 tot 2010. Hier doorheen verweven zijn bijdragen van zes kunstenaars en duo’s, zowel in opdracht gemaakt als bestaand werk.

Meer info: a-tub.org/nl/exhibitions/the-lipsof-history beeld : digidaan ; houweling telecommuseum ; depositphotos

Hoe gaan jonge mensen om met sociale media? Daarover gaat een nieuwe editie van Techdenkers van het Amster­ damse debatcentrum De Balie.

Spreker is filosoof en journa­ list Doortje Smithuijsen. Het internet heeft grote invloed op het leven van jongeren en mil­ lennials. Influencers presente­ ren hun leven vaak als perfect, maar wat gaat er werkelijk schuil achter de wereld die zij ons tonen? Hoe beïnvloeden vloggers het leven van hun vol­ gers? Deze avond is op locatie bij Adyen, aan het Rokin.

Meer informatie: debalie.nl/ programma/techdenkers-doortje-smithuijsen-over-influencers-18-07-2024/

t/m 1/9 Wat er achter sciencefiction zit In museum & sterrenwacht OBSERVEUM in het Friese Burgum is De Science van Science-Fiction te bezoeken.

Achter sf­verhalen, over bui­ tenaardse wezens, tijdreizen of vreemde technologieën, schuilt vaak een grondige ver­ kenning van menselijke mo­ gelijkheden, technologische vooruitgang en de toekomst van onze samenleving. De expositie toont hoe deze ver­ halen ons begrip van weten­ schap en technologie hebben gevormd, en ons uitdagen na te denken over de toekomst.

Meer info: observeum.nl/ exposities/wisselexpositie/ JULI 2024 • DE INGENIEUR

37

Studenten opgelet!

Droom je er van om stage te lopen of af te studeren in het buitenland? Of heb je een prachtige studiereis voor ogen, maar de middelen (nog) niet om dit echt te gaan doen?

Dan is de Stichting Studie- en Reisfonds er voor jou om je grenzen te verleggen en buiten Nederland ervaringen op te doen die je de rest van je carrière met je mee zal nemen.

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

KIVI moedigt je aan om het beste uit jezelf én de wereld te blijven halen.

Nog geen KIVI-lid maar wil je je tóch aanmelden voor de beurs?

Niet getreurd, want je kunt op elk moment lid worden al vanaf € 23,50 per jaar.

Jims verwondering ‘Voorsprong door techniek.’

Echt waar?, vraagt redacteur Jim Heirbaut zich af.

Paraplu in de tas Soms laat technologie je rare dingen doen. Op de vraag van onze dochter of ze een jas aan moet naar school, zou ik voorheen de tuin in zijn gelopen om de temperatuur te voelen. Nu kijk ik, ik zal het niet ontkennen, vaak op mijn mobieltje om een weerapp te checken.

Steeds meer mensen varen blind op de weerapps op hun mobiele telefoon. Het is een wonder van techniek, als je erover nadenkt. We hebben die apps als Buienradar te danken aan de grote vooruitgang op het gebied van radartechnologie, gps en het doorrekenen van weermodellen. Kunstmatige intelligentie zal de voorspellingen vermoedelijk alleen nog maar accurater maken.

Alleen soms zitten de apps ernaast.

Laatst had ik afgesproken te gaan tennissen met mijn vaste tennisvriend A., tussen het thuiswerken door. Toen de tijd naderde om de sportkleren aan te doen, verscheen op Buienradar een grote krul met regenwolken, die recht op ons sportpark afkoerste.

Om het kwartier checkte ik de app. Het voorspellende grafiekje met regen vertoonde een enorme bult, precies tijdens ons tennisuurtje. Ik appte mijn vriend: ‘Dat ziet er niet goed uit, volgens mij kunnen we het wel vergeten met al die regen.’

Een uur later was er nog altijd niet meer uit de hemel gevallen dan een paar druppeltjes. De bewolking die op Buienradar zo

WAA R

KUNNEN

W E

DEZ E

MAAND

dreigend had geleken, betekende in de praktijk nauwelijks iets.

‘Jammer, we hadden best kunnen gaan tennissen’, appte A. rond etenstijd.

Het komt wel vaker voor dat de voorspelde buien van Buienradar uiteindelijk niet tot natte haren leiden. Toch gaan gebruikers van Buienradar, en vergelijkbare regen-voorspeldiensten, er vaak vanuit dat zo’n app heel exact voorspelt wanneer er regen gaat vallen, en hoeveel. Een regenverwachting op een tijdstip over twee dagen is eigenlijk niet realistisch. Wolken en weersystemen zijn complexe systemen, die op het laatste moment nog verrassingen uit de hoge hoed kunnen toveren. De wind draait, bewolking lost op.

Het mooiste zie je dat op zo’n warme, benauwde zomerdag waarop zich in de loop van de middag onweerswolken vormen.

Op de radarbeelden verschijnen kleine, ronde wolkenpartijen, met soms een rode kern. Pittig buitje, denk je dan, goed om te weten. Maar onweersbuien ontstaan in extreem onstabiele omstandigheden, dus net zo vaak mist de radar een zich snel ontwikkelende bui volkomen.

Dus leve de technologie, maar kijk vooral ook even naar de lucht voordat je naar buiten gaat. En stop een parapluutje in je tas, het blijft immers Nederland.

NAARTOE ?

DE

INGE NIE UR

TIP T

Militair erfgoed De collectie van het Nationaal Militair Museum (NMM) in Soesterberg is verrijkt met een Chinook D663. De transporthelikopter was dankzij de modernisering en vervanging van de volledige Chinook-vloot overbodig geworden. Het toestel was na decennia van intensief gebruik volledig versleten, aldus Defensie.

De Chinook is herkenbaar door de dubbele rotorbladen. Die draaien tegen elkaar in, wat het toestel zo sterk maakt: het kan vrachten tot wel dertienduizend kilo tillen. De huidige vloot telt twintig Chinooks, waarvan er vijftien op vliegbasis Gilze-Rijen zijn gestationeerd en vijf in de VS. In geen enkel ander Europees museum kunnen bezoekers een Chinook van dichtbij bekijken. Voorlopig kun je op elke laatste zondag van de maand het toestel bovendien zelfs van binnen bezichtigen.

Kijk voor meer informatie op nmm.nl.

BEELD : ROBERT LAGENDIJK ( PORTRET ) ; NMM

JULI 2024 • DE INGENIEUR

39

Productontwerpen van morgen

Monorailrijder Het aanbod van openbaar vervoer op het platteland loopt al jarenlang terug.

In Duitsland proberen onderzoekers een nieuw ov-concept uit met autonome voertuigen die rijden over oude treinrails.

Twee jaar geleden startte het samenwerkingsproject MONOCAB tussen de Duitse universiteiten van Bielefeld en Ostwestfalen-Lippe met het Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung.

Het doel is een openbaarvervoersconcept te ontwikkelen voor het Duitse platteland dat steeds verder leegstroomt. In deze gebieden liggen nog wel vaak oude spoorbanen die niet of nauwelijks meer worden gebruikt. Daar kunnen kleine autonoom rijdende voertuigen overheen, zo is het idee.

40

DE INGENIEUR • JULI 2024

Vaak gaat het om enkele spoorbanen. De onderzoekers grepen daarom terug op het oude idee van de zelfbalancerende monorail met gyroscoop van Louis Brennan, die 115 jaar geleden een eerste testrit maakte over een enkele spoorstaaf. Net als de monorail heeft de Monocab een gyroscoop die de cabine in balans houdt zodat deze over een enkele spoorstaaf kan rijden. Zo is een enkele spoorbaan tegelijk in twee richtingen te benutten.

Elke Monocab heeft een accu-elektrische aandrijving en biedt plaats aan vier tot zes personen.

De eerste Monocabs worden al getest op een oud stuk spoor op het Duitse platteland. Deze zijn nog voorzien van zijwielen die op de andere spoorstaaf leunen om omvallen te voorkomen. Het streven is het systeem in 2028 in gebruik te nemen, waarbij de Monocabs via een app zijn op te roepen.

Het onderzoeksteam ontwikkelt momenteel een machine die de Monocabs aan het einde van het traject omdraait en van de ene naar de andere spoorstaaf tilt. Dit om te voorkomen dat de voertuigen zich daar ophopen. (PS)

•

foto : monocab

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

Bladblazerdemper Weinig apparaten leveren zoveel irritatie op als de bladblazer. Een studententeam van de Amerikaanse Johns Hopkins University wist de hoeveelheid kabaal die deze apparaten maken flink te verminderen.

De studenten kregen de opdracht bestaande bladblazers stiller te maken zonder dat ze aan blaasvermogen inboeten.

StanleyBlack&Decker, het bedrijf achter merken als Stanley, Black+Decker en DeWalt, stelde elektrische bladblazers beschikbaar en begeleidde het onderzoeksproject. De studenten onderzochten maandenlang waarom bladblazers zo’n complex geluid produceren met veel verschillende frequenties en testten allerlei verschillende oplossingen.

Op basis daarvan ontwikkelden ze een opzetstuk dat over de blaasmond van een blad-

blazer kan worden geschoven, vergelijkbaar met de uitlaat van een auto of de geluidsdemper van een pistool.

Het opzetstuk scheidt een deel van de uitstromende lucht van de rest en leidt dit door een geluidsdemper. Dit reduceert de hoogste frequenties met twaalf decibel, wat het meest irritante deel van het geluid vermindert met 94 procent. De totale geluidsproductie wordt met twee decibel ofwel 37 procent gereduceerd, wat de herrie een druk draaglijker maakt.

Bij StanleyBlack&Decker zijn ze zo onder de indruk dat het concept meteen is gepatenteerd om over een jaar of twee in productie te worden genomen. Om die reden geven ze nu niet alle technische details van het project vrij. Volgens het studententeam is hun concept ook toepasbaar op andere lawaaierige apparaten, zoals stofzuigers en haardrogers. (PS)

•

Afwasbaar bieretiket Met een zelfklevend, afwasbaar etiket kunnen sinds kort ook kleine bierbrouwers gebruikmaken van de bruine retourneerfles.

Retourneerbare bierflesjes gaan tot veertig keer vaker mee dan wegwerpflesjes.

Toch konden tot voor kort nog niet alle brouwerijen ervan gebruikmaken, omdat kleinere brouwerijen geen toegang hadden tot de juiste etiketten.

Het etiket moet namelijk in de spoelfaciliteit direct van de fles afspoelen en daarbij geen lijm- of etiketresten achterlaten. Dat gaat probleemloos met natlijmetiketten, maar om die etiketten aan te brengen zijn zogeheten natlijmetiketteermachines nodig. Dat is voor grote bierbrouwers geen probleem, maar voor kleine brouwers is dat niet haalbaar: de machines zijn namelijk prijzig en foutgevoelig waardoor een kleine vergissing de kosten nog hoger doet oplopen.

Om die reden maken kleinere bierbrouwers gebruik van zelfklevende etiketten, die vaak van plastic zijn en moeilijk afwasbaar. Drukkerij Eshuis uit Dalfsen slaagde erin een papieren, zelfklevend etiket te ontwerpen dat inmiddels is getest en goedgekeurd voor de bruine Nederlandse retourneerfles.

Het etiket komt ofwel met een matte, ofwel met een glanzende laklaag die eveneens afwasbaar is, en is leverbaar vanaf vijftig stuks voor drie eurocent per stuk. Een brouwer die de etiketten aanschaft moet deze voor een extra controle wel eerst nog laten testen in de spoelfaciliteit. Behalve Eshuis hebben ook drukkerijen Etivoet, Reynders en Geostick groen licht gekregen voor hun afwasbare etiket. (SB)

•

BEELD : WILL KIRK / JOHNS HOPKINS UNIVERSITY ; DRUKKERIJ ESHUIS

JULI 2024 • DE INGENIEUR

41

EUREKA

Luxe trapfiets Al decennialang proberen ontwerpers mensen uit de auto te krijgen met overdekte fietsconcepten. De Duitse startup Hopper Mobility doet nu een nieuwe poging met een mens-elektrische hybride driewieler.

De Hopper ziet eruit als een versmalde brommobiel van slechts 1,1 meter breed. De bestuurder zit net als in de auto op een stoel met rugleuning en met een stuur en dashboard voor zich. De carrosserie met dak biedt enige bescherming tegen weersinvloeden, maar heeft wel open zijkanten. De vraag is of dit voldoende comfort biedt om mensen werkelijk uit de auto te krijgen.

De hybride aandrijving werkt met pedal-by-wire; er is dus geen mechanische verbinding tussen trapas en aangedreven achterwiel. De bestuurder drijft

42

DE INGENIEUR • JULI 2024

door te trappen een generator aan. De opgewekte stroom gaat samen met stroom uit de accu naar de elektromotor van 250 watt in het kleinere achterwiel.

Dit levert een maximumsnelheid van 25 kilometer per uur en een bereik van 65 kilometer. Optioneel is een dak met zonnecellen te monteren die per uur in de volle zon voldoende elektriciteit opwekken voor vijf kilometer rijden.

De Hopper is met 2,1 meter ongeveer even lang als een auto breed is en kan dus overdwars worden geparkeerd.

Achter de bestuurder is ruimte

voor een tweede zitplaats of een bagageruimte van maximaal driehonderd liter. De Hopper weegt 120 kilogram en heeft een laadvermogen, inclusief bestuurder en passagier of bagage, van 160 kilogram.

Hopper Mobility heeft al een voorserie van dertig stuks gebouwd waarmee momenteel testrijders in de weer zijn, om feedback uit de praktijk te krijgen. Het bedrijf start later dit jaar de productie op en gaat ook uitbreiden naar andere landen. De Hopper is in Duitsland al te bestellen voor zo’n 13.500 euro. (PS)

•

FOTO : HOPPER MOBILITY

Waterstofpaneel De toekomst van groene waterstof als energiedrager hangt af van de beschikbaarheid van grote hoeveelheden groene stroom. De Belgische startup Solhyd ontwikkelde een paneel dat met zonneenergie waterstof maakt uit vocht in de lucht.

Onderbind-klikplaatjes Met klikplaatjes die onder elke sneaker te binden zijn, hoeft de sportieve fietser nooit meer een extra paar schoenen mee te nemen voor woon-werkverkeer.

Veel sportieve fietsen zijn uitgerust met klikpedalen: pedalen waarvoor speciale klikschoentjes nodig zijn met plaatjes die in het pedaal klikken. Handig voor op de fiets, maar eenmaal aangekomen op de bestemming zijn klikschoentjes niet ideaal om op te lopen.

Verónica Rodríguez Villarreal en Jannik Reker, twee studenten industrieel ontwerp en werktuigbouwkunde in Keulen, wilden klikpedalen toegankelijker maken. Samen bedachten ze ClipClap, een klikplaatje met klittenband dat van elke gewone schoen in een handomdraai een klikschoen maakt.

Eenvoudig was dat niet. Het plaatje moest namelijk zo stevig zitten dat het niet losraakt tijdens de rit, maar wel met één draaibeweging uit het pedaal losklikt. Na eindeloos testen kwamen Villarreal en Reker op een plaatje van metaal, gesandwiched tussen twee lagen plastic. Met klittenband bevestigt de gebruiker dat eenvoudig rond de schoenneus. Daarnaast is er een ontwerp met een extra band naar de hak voor langere afstanden of hometrainer.

Het systeem werkt, zeggen de makers en een groot aantal gebruikers. Reker zelf legde al meer dan negenduizend kilometer af met de ClipClaps op zijn fietstochten door Europa. Toch zijn de onderbinders niet bedoeld om klikschoenen te vervangen. Ze zijn voornamelijk een uitkomst voor de sportieve fietser met klikpedalen die dagelijks een extra paar schoenen meeneemt naar zijn werk. Of de fietser die ook graag een museum of stad bezoekt na zijn of haar ritje.

De ClipClaps wegen gezamenlijk 320 gram en nemen aanzienlijk minder ruimte in dan een paar schoenen. Ze zijn geschikt voor schoenmaat 35 tot 46 voor zowel mountainbike- (SPD) als wielrenpedalen (SPD-SL) en verkrijgbaar vanaf 79 euro. (SB)

Het paneel van Solhyd is voorzien van zonnecellen die elektriciteit opwekken. Direct daaronder ligt een systeem dat omgevingslucht aanzuigt en het daarin aanwezige vocht opvangt. Dit wordt met de opgewekte elektriciteit gesplitst in waterstof en zuurstof. Het zuurstofgas gaat terug de lucht in en het waterstofgas stroomt via een leiding onder lage druk het paneel uit. Met hulp van een compressor is het waterstofgas onder druk op te slaan of te transporteren via pijpleidingen.

De panelen zijn aan elkaar te schakelen om de productie van waterstofgas te vergroten.

De technologie kan volgens Solhyd op veel plaatsen worden toegepast, met uitzondering van de droogste plekken ter wereld waar de luchtvochtigheid te laag is. De waterstofproductie is uiteraard afhankelijk van de hoeveelheid zonne-uren. Als de zon niet schijnt en er niet tot nauwelijks stroom wordt opgewekt, blijft het paneel wel vocht afvangen en opslaan om later te benutten.

Solhyd heeft inmiddels een tiental prototypen gebouwd die men test op het eigen terrein en in proefprojecten. Het waterstofpaneel bevat geen kostbare of zeldzame materialen, waardoor de kostprijs volgens Solhyd relatief laag blijft. De komende jaren ontwikkelt het bedrijf de technologie door, om naar verwachting in 2026 de productie te kunnen opstarten. (PS)

•

•

foto ’ s : manar haj kassem ; solhyd

JULI 2024 • DE INGENIEUR

43

EUREKA

Onderwaterfiets Even een meer oversteken? Met een draagbare onderwaterfiets van Seabike gaat het drie keer sneller.

Wie deze zomer wordt ingehaald door een zwemmer die met een onwaarschijnlijke snelheid moeiteloos door het water schiet, doet er goed aan even onder water te kijken. Het Italiaanse Seabike bracht namelijk een onderwaterfiets op de markt waarmee zwemmers voor langere tijd snelheden van zeven kilometer per uur kunnen halen.

De Seabike bestaat uit een verstelbare stang met twee trappers, een propeller en een drijver die als

44

DE INGENIEUR • JULI 2024

losse onderdelen in een kleine tas passen en samen 2,5 kilogram wegen. De zwemmer bevestigt de fiets met een riem om de heupen en drijft de propeller aan door de pedalen rond te trappen, met blote voeten of met klikschoenen voor extra snelheid. De recreatieve zwemmer, die zo’n anderhalve kilometer per uur zwemt, haalt gemakkelijk 3,5 kilometer per uur met deze fiets.

Gevaarlijk is het niet, beweert Seabike. De propeller zit zo ver

van de trappers dat de voeten van de zwemmer er niet in verstrikt kunnen raken en draait bovendien zo langzaam dat die zelfs in een zwembad kan worden gebruikt.

Toch lijkt de fiets vooral een meerwaarde te hebben voor de grotere afstanden op open water of bij het duiken. In Cannes organiseert Seabike snorkeltours met de fiets.

Voor individueel gebruik is de fiets verkrijgbaar vanaf 290 euro.

(SB)

•

FOTO : SEABIKE

Rolf zag een ding

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

Cocktailmachine

Dunste lens Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam slaagden erin de dunste lens ter wereld te maken: slechts drie atomen dik.

De Amsterdamse onderzoekers vervaardigden samen met collega’s uit Stanford de dunste lens ooit: slechts 0,6 nanometer dik en een halve millimeter breed. Dat is te dun om te kunnen voelen en nét groot genoeg om met het menselijk oog te onderscheiden. Om te voorkomen dat de lens scheurt of vouwt, ondersteunen de onderzoekers de lens met een laagje saffier.

Anders dan ‘gewone’ lenzen, die met hun gebogen vorm licht afbuigen om voorwerpen dichterbij te halen, is de nieuwe lens plat. Dat wordt mogelijk gemaakt door de concentrische cirkels van wolfraamdisulfide (WS2), die het licht afbuigen door diffractie in plaats van breking, zoals bij glazen lenzen of contactlenzen het geval is. De nieuwe lens werkt als een Fresnellens, vernoemd naar de Franse uitvinder Augustin Fresnel die er in 1800 in slaagde voorheen bolle lenzen nagenoeg plat te maken.

Grootte en afstand tussen de concentrische cirkels, in combinatie met de golflengte van het invallende licht, bepalen de afstand van het brandpunt tot de lens.

Bovendien absorbeert de nieuwe lens alleen rood licht, waardoor de rest van het licht ongehinderd passeert. Dat maakt de lens niet geschikt als contactlens of bril, maar wel voor augmented reality (AR), vertelt hoofdonderzoeker Jorik van de Groep. ‘De lens tapt een klein deel van het licht af om informatie te verzamelen, terwijl het zicht van de drager onveranderd blijft.’

Ook werken de onderzoekers aan manieren om de brandpuntsafstand van de lens elektrisch te verstellen. De hoeveelheid elektronen in het materiaal beïnvloedt namelijk de mate waarin het licht afbuigt. Door een voltage aan te brengen op het materiaal kan men de brandpuntsafstand variëren. Dat zou ultradunne, verstelbare, optische coatings op kunnen leveren. (SB)

•

ILLUSTRATIE : LUDOVICA GUARNERI & THOMAS BAUER ; PORTRET : ROBERT LAGENDIJK

Het grote wiel draait en een glazen bol vol vloeistof stopt boven mijn glas. Een arm drukt de stopper in en precies dertig milliliter Campari stroomt het glas in.

De prachtige machine in Victoriaanse steam punkstijl mixt een Negroni voor mij. Nu na de gin en de rode vermout ook dit derde ingrediënt is toegevoegd, schuift een schotje opzij en glijdt het glas verder over een transportbaan. Op een volgend stationnetje wordt het ijs nog even geroerd, waarna de cocktail even verderop in het eindstation belandt. Daar wordt die door de barvrouw opgepakt, om sierlijk voor mij te worden neergezet.

Deze machine biedt alles waar ik van houd: het ding is groots en meeslepend, van alles beweegt, de decoraties zijn over the top en uiteindelijk komt er een cocktail uit. Ik zit met pretogen naar de show van het automatisch cocktails maken te kijken en het maakt me niet uit dat ik daar straks zeventien euro voor moet aftikken.

Caitlyn tegenover me zit me juist fronsend aan te kijken. ‘In New Orleans moest je niets hebben van de automatische Margarita-machine, maar dit vind je geweldig? Jij bent raar.’ Over raar zijn heeft ze vast gelijk, maar die Margarita-machine was anders. Dat was een plastic ding dat supersnel en efficiënt de ingrediënten bij elkaar gooide, even schudde en in een glas dumpte. Handig en uitermate praktisch: terwijl de machine een Margarita maakt kan de barvrouw aan een ander drankje werken. Van de plastic afwerking tot de ergonomische bediening: alles aan het design van die machine straalde uit dat die was gemaakt om kosten te besparen voor de bareigenaar.

Als iets uitstraalt dat het kosten bespaart, dan wil ik ook een deel van die kostenbesparing in de prijs terugzien en heb ik geen zin de hoofdprijs voor een cocktail te betalen. Maar plak op diezelfde tijdbesparende machine een mooi afgewerkt Victoriaans tandwiel, wat mooie lichtjes en een lopende band waar mijn glas langzaam van station naar station gaat en het is opeens een attractie geworden.

Ja, daar betaal je meer voor dan een stuk plastic.

Maar voor een drankje dat met een dergelijk spektakel wordt bereid en geserveerd, doe ik dat graag.

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.

JULI 2024 • DE INGENIEUR

45

Wat drijft de hedendaagse ingenieur?

Jan Ploeger is civiel ingenieur, verkeerskundige en gepensioneerd. Onlangs promoveerde hij aan de TU Eindhoven op het verstandshuwelijk tussen fiets en trein.

‘Fietspaden zijn levensgevaarlijk geworden’ Tekst: Astrid van de Graaf • Foto: Bianca Sistermans

‘Als middelbare scholier was ik al gefascineerd door de fiets. Een fiets geeft je vrijheid, onafhankelijkheid. Weg kunnen zonder je ouders, dat gevoel. Mijn vriend en ik fietsten al keuvelend kilometers naar school. Waarom zouden we vroeg opstaan voor een krantenwijkje, om geld te verdienen voor een brommer? We konden het prima af zonder.

Ik wilde verkeerskunde en planologie studeren. Dat kon in Utrecht. Maar mijn mentor, tevens mijn aardrijks­ kundeleraar, vertelde mijn ouders dat ik beter was in de technische vakken. Dat kon in Delft. Zo ging dat toen.

Van mijn studie civiele techniek heb ik absoluut geen spijt gehad. Na tien jaar bij een klein ingenieursbureau heb ik vooral in het openbaar bestuur gewerkt, altijd op het vlak van openbaar vervoer en verkeersveiligheid. Een vriend voorspelde vroeger dat ik minister van Verkeer en Waterstaat zou worden. Dat is niet uitgekomen.

Al tijdens mijn afstuderen begon ik met mijn archief over de fiets, een eigen bibliotheek met tijdschriften van de fietsersbond en vakbladen. In de afgelopen veertig jaar heb ik veel verzameld. Alles staat in een database, zodat ik weet wat ik waar kan vinden.

Promoveren kwam er maar niet van. Tot ik voor het Nationale Fietscongres een discussiestuk schreef. Dat ging erover dat de bromfiets weliswaar inmiddels naar de rijbaan is verhuisd, maar dat er allerlei ander gedoe op het fietspad is verschenen. Bakfietsen en fatbikes bij­ voorbeeld zijn breder en rijden veel harder dan bij het opstellen van de richtlijnen was bedacht. Fietspaden zijn vaak te smal en daardoor levensgevaarlijk.

Op dat congres sprak Ruth Oldenziel mij aan. Zij was als hoogleraar net in Eindhoven begonnen met onder­ zoek naar de geschiedenis van het fietsverkeer. Ze was snel overtuigd dat ik bij haar moest komen promove­

ren. Dat was in 2016. Pas in 2019 ging ik met pensioen, maar ik ben wel gelijk gaan meedraaien in Oldenziels team. Ik begon met interviews met mensen uit het veld.

Er is weinig wetenschappelijk verkeerskundige theorie opgeschreven in al die jaren. Heel veel kennis zit in de koppen van mensen; als zij er niet meer zijn, verdwijnt die kennis. Wat ik heb gedaan, is die hoofden leeghalen, mijn eigen hoofd leeghalen en alles op papier zetten.

In mijn vakgebied is weinig gedigitaliseerd. Terwijl er veel goede verhalen zijn geschreven, die niet zijn ver­ ouderd. Neem nu vraagafhankelijke openbaarvervoer­ systemen. Toen ik afstudeerde waren daar al pilots voor.

Nu, veertig jaar later, zijn er nog steeds pilots. En als die afgelopen zijn, is er weer niets, terwijl er wel geld voor is en zulke systemen een belangrijke aanvulling kunnen zijn, kunnen helpen tegen het verschralen van het open­ baar vervoer. Hebben we niets geleerd in al die tijd? Ik ben nu met een paar vrijwilligers bezig alle jaargangen van het ANWB­blad Verkeerskunde te digitaliseren. Ik heb ze bewaard sinds 1980, iemand anders sinds 1974.

Waar ik van baal is dat de doelstellingen voor verkeers­ veiligheid niet bereikt zijn. Het aantal verkeersdoden blijft onaanvaardbaar hoog. Dat komt door de toename van elektrische fietsen, maar ook door ondeskundigheid van veel partijen. De discussie gaat nu over het verplicht stellen van een helm, maar alleen een helm helpt iemand van 85 niet als die valt. Er zijn fraaie rapporten geschre­ ven hoe de fietsinfrastructuur veiliger kan, ook voor ou­ deren. Maar gemeenten vinden het gauw te duur. Ook voor de dodehoek is nog steeds niet in elke vrachtwagen een waarschuwingssysteem ingebouwd. Nee, een sticker waarschuwt scholieren om op te letten als een vracht­ wagen rechts afslaat. Terwijl er technologie is om dit op te lossen.’ • JULI 2024 • DE INGENIEUR

47

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

Forteiland is voortaan zelfvoorzienend

Fossielvrij Pampus Op 29 mei 2024 werd het nieuwe, klimaatneutrale energie­ systeem van Forteiland Pampus geopend. Het eiland haalt nu al zijn energie uit wind, zon en biovergisting en al zijn water uit het IJmeer. Hoe gaat dat in zijn werk?

Het begin Het forteiland Pampus werd tussen 1887 en 1895 aangelegd in het IJmeer bij Amsterdam, als onderdeel van de ‘verdedigingsring’ de Stelling van Amsterdam. Van hieruit moes­ ten aanvallen vanuit de Zuiderzee worden afgeslagen. Pampus zelf bestond al langer – een pampus is namelijk niets anders dan een ondiep geworden plek in een vaarroute.

Zwaarbeladen schepen kwamen hier vaak vast te liggen tijdens hun reis van de Neder­

48

DE INGENIEUR • JULI 2024

landse koloniën naar de haven van Amster­ dam. Daar komt de uitdrukking ‘voor pam­ pus liggen’ vandaan; Cornelis Meijer tekende rond 1700 ‘verschillende middelen om sche­ pen over het Pampus heen te halen’ (onder).

Tegenwoordig heeft Pampus een inter­ actief museum, een camping en een restau­ rant met voornamelijk lokale producten.

Forteiland Pampus is zowel Rijksmonument als UNESCO­werelderfgoed.

beeld : cornelis meijer , publiek domein

De opening ‘Toen ik begon als minister voor Klimaat en Energie, hebben we als kabinet de ambitie uit­ gesproken dat binnen tien jaar alle eilanden van ons koninkrijk volledig zelfvoorzienend zou­ den zijn op het gebied van ener­ gie. De afgelopen tweeënhalf jaar heb ik de Waddeneilanden en de Caribische eilanden be­ zocht. Overal waren mooie pro­ jecten opgestart, maar de puzzel om het helemaal rond te krijgen was nergens af. Ik vind het mooi om nu, in deze laatste weken van mijn ministerschap, toch nog op een Nederlands eiland te staan waar het wél is gelukt.’

Na zijn toespraak bij de ope­ ning van het zelfvoorzienende energiesysteem op Forteiland Pampus, zette demissionair minister Rob Jetten samen met natuurliefhebber Wolf (8 jaar) en directeur van Forteiland Pampus Tom van Nouhuys de laatste nog stilstaande wind­ turbine in werking.

Waterzuivering

foto ’ s : maarten van haaff ; jotem water solutions ( onder )

nanogaatjes) van de firma NX Filtration geduwd. Dit verwijdert de overgebleven microverontreinigingen, bijvoorbeeld medicijnresten.

De filters hebben de vorm van rietjes: het water wordt hierin gebracht en komt dan door de wanden weer naar buiten. De laatste stap van de zuiveringsprocedure is bestraling met ultraviolet licht, om eventueel nog aanwezige ziektekiemen te doden – een techniek geleverd door Van Remmen UV Technology. De gehele waterzuivering draait op zonne­energie.

t

Jarenlang is er dagelijks drieduizend liter water vanuit Muiden per schip naar Pampus getransporteerd. In juni 2023 kwam daar een ein­ de aan met de ingebruikname van een grote waterzuiveringscontainer van het bedrijf Jotem Water Solutions. Sindsdien gebruikt men op Pampus alleen nog maar omhoog gepompt water uit het IJmeer.

In de container staat een grote bak zand, waar het water eerst doorheen sijpelt. Na deze zandfiltratie volgt ‘hollevezel nanofiltra­ tie’. Hierbij wordt het water door een nanomembraan (een filter met

JULI 2024 • DE INGENIEUR

49

DUURZAAMHEID

Inpassing: net als vroeger Op Forteiland Pampus moesten ten tijde van oorlog tweehonderd soldaten drie maanden kunnen overleven zonder hulp van buitenaf. Stroom werd opgewekt door een stoommachine op steenkool, regenwater werd gezuiverd en voedsel werd ‘verduurzaamd’: ingeblikt, gepekeld en ingemaakt. Sinds de aanleg is het eiland altijd off-grid gebleven, dus niet verbonden met de wal voor stroom, water of gas.

Alle huidige installaties zijn zo goed mogelijk ingepast in dit historische ontwerp van het eiland. In het zuidoosten bevond zich ooit de brandstofopslag: het steenkolenveld. Nu staan daar zonnepanelen met daaronder de technische ruimte. Nog iets verder naar het oosten stond vroeger een Amerikaanse windmotor, die een pomp aandreef om de fortgracht droog te houden. Daar hebben de ontwikkelaars nu de twee moderne windturbines neergezet.

Energiezuinige gebouwen Het credo van Forteiland Pampus is: we gebruiken niet meer energie dan we zelf kunnen maken. Dat lukt het best als alle gebouwen energiezuinig zijn. Neem de bergloods, met zijn vloer van circulair beton en dak van tweezijdig opwekkende zonnepanelen. Dit eenvoudige zomerpaviljoen is voorzien van natuurlijke ventilatie via 50

DE INGENIEUR • JULI 2024

een spleet tussen dak en gevel. Kunstmatige verlichting is overdag nauwelijks nodig: het gebouw heeft ramen in zowel de muren als de nok van het dak, waardoor er vrijwel altijd voldoende zonlicht naar binnen valt. Uiteindelijk wekken de panelen zo meer energie op dan het gebouw zelf nodig heeft.

FOTO ' S : JAAP BURGGRAAF ; MAARTJE SCHEERS FOTOGRAFIE

De technische ruimte De stroom op Forteiland Pampus wordt opgewekt uit windenergie, zonne-energie en de vergisting van etensresten uit het restaurantpaviljoen. In tijden van overvloed wordt de energie opgeslagen voor tijden van schaarste. Door een meet- en regelnetwerk in de technische ruimte zijn vraag en aanbod op elkaar afgesteld. In totaal heeft het eiland jaarlijks zo’n 180 duizend kilowattuur aan energie nodig – dat is ongeveer net zoveel als vijftig huishoudens gebruiken.

Energie wordt opgewekt met:

Energie wordt opgeslagen in:

Zonnepanelen Het eiland telt 245 zonnepanelen, waarvan 144 op het oude kolenveld. Zij leveren de helft van de energie die het eiland nodig heeft.

A) Lithium-ion-batterij Bedoeld voor korte opslag, dus voor gebruik in de avond of bij een groot evenement.

Windmolens Twee windturbines van vijftien meter hoog leveren bij harde wind elk tien kilowatt aan stroom.

B) Waterstof Als er na opslag in de batterij nog energie over is, wordt die gebruikt om waterstof te isoleren uit water, met een elektrolyser. Het benodigde water komt uit het IJmeer. De waterstof wordt opgeslagen in tanks.

1) In een brandstofcel Hierin reageert waterstof met zuurstof tot water, en komt energie en warmte vrij. Deze energie gaat vervolgens in de lithium-ion-batterij (A), de warmte in de warmwateropslag (D).

Organisch afval Op Pampus wordt ongeveer dertig kilo organisch afval per dag geproduceerd. Dit wordt vergist tot biogas. Dat wordt ofwel meteen gebruikt voor de barbecue, ofwel bewaard voor de winter.

C) Tanks Het biogas wordt gecomprimeerd en opgeslagen in tanks.

2) Met een warmte-krachtkoppeling Een motor die kan worden aangedreven door biogas. Hierbij ontstaat energie, die in de lithium-ion batterij (A) wordt opgeslagen, en vooral warmte, die naar de warmwateropslag (D) gaat.

Warmtecollectoren Deze staan onder de zonnepanelen op het kolenveld, en halen energie uit warmte van de zon.

D) Water Met de thermische energie wordt water in waterzakken opgewarmd. In de winter kan de energie hier weer uit worden onttrokken. Dan koelt het water weer af.

3) Met een warmtepomp Deze onttrekt warmte uit de warmwaterzakken (D). De warmte wordt gebruikt voor tapwater en de verwarming.

BEELD : STUDIO HARM HASENAAR

Omzetten van lang- naar kortdurende energieopslag gebeurt:

JULI 2024 • DE INGENIEUR

51

De Ingenieur in gesprek

Cees Dekker gaat leven maken in het lab

‘We móéten juist voor God spelen’ NWO heeft een grote subsidie toegekend aan een wetenschappelijk project om levende cellen te maken uit levenloze moleculen. Hoofdaanvrager Cees Dekker hoopt er zo eindelijk achter te komen wat leven onderscheidt van niet-leven.

Tekst: Marlies ter Voorde

Biofysicus en evangelisch christen Cees Dekker van de TU Delft is in een goed humeur. Onlangs won hij een van de prestigieuze Sackler-prijzen voor ‘originaliteit en uitmuntendheid van onderzoek in de biofysica’, kort daarna maakte onderzoeksfinancier NWO bekend veertig miljoen euro uit het subsidieproject SUMMIT toe te kennen aan onderzoeksprogramma EVOLF (evolving life from non life), waarvan hij hoofdaanvrager was.

Gefeliciteerd! Wat voor onderzoek gaan jullie doen?

‘We gaan proberen een synthetische, levende cel te bouwen. Dat doen we met een onderzoeksconsortium van TU Delft, AMOLF, Rijksuniversiteit Groningen, Radboud Universiteit, Wageningen University & Research, Hubrecht Instituut en Vrije Universiteit Amsterdam. We willen uit levenloze moleculen een cel maken die zichzelf in stand houdt en zich kan vermenigvuldigen, om zo de onderliggende principes te begrijpen.’

Dat doen jullie toch al langer?

‘Ja, voor EVOLF was er het project BaSyC: building a synthetic cell. Daarin hebben we modulen ontwikkeld: blaasjes van vetzuren gevuld met gezuiverde eiwitten.

Zo’n blaasje kreeg steeds één functie van een cel, zoals groei, deling of het in stand houden van de energiehuishouding. Dat lukt nu redelijk, maar zo’n eiwitzakje is nog lang geen echte cel. Nu willen we alles integreren tot samenwerkende functies. Dan moet er controle zijn over de timing van de processen, waarbij eiwitten soms wel en soms niet actief zijn. We gaan stukjes DNA toevoegen met codes, dus recepten voor al die processen, die de eiwitten kunnen uitlezen.’

Wat is de grootste uitdaging?

‘Die integratie van samenwerkende functies is wat het ingewikkeld maakt. Ingenieurs zijn gewend modulair te 52

DE INGENIEUR • JULI 2024

werken, maar in de natuur is alles verweven. Bovendien werken die modulen elk bij andere omstandigheden optimaal. Hoe valt dat te combineren? Er zijn veel knoppen om aan te draaien, zoals de zuurgraad en de verhoudingen van eiwitten en DNA in het chemische mengsel. We gaan een zelflerend algoritme trainen om de best werkende combinatie van die parameters te zoeken. Dat gebeurt in combinatie met geautomatiseerde experimenten, waarbij het algoritme uit misschien wel miljoenen blaasjes steeds de meest veelbelovende selecteert. Lab-evolutie, noemen we dat. Tegelijkertijd gaan collega’s in Groningen het proces met computermodellen simuleren.’

Wat drijft u?

‘Fascinatie! Ik ben vijfentwintig jaar geleden van de vastestof- en quantumfysica overgestapt naar dit vakgebied, omdat dit nóg spannender is. Toen al vroeg ik me af: wat maakt het verschil tussen een bacterie en het mengsel moleculen van die bacterie in een reageerbuis?

De ene configuratie leeft en de andere niet – waarin zit dat? Collegabiologen reageerden lacherig. Ze vonden het een vraag voor filosofen, niet voor ons. Maar mij heeft het nooit losgelaten.’

Jullie gaan samen met ethici en filosofen een nieuwe definitie voor leven bedenken.

Waarom?

‘Tot nu toe hanteren wij een pragmatische definitie: leven is een systeem dat kan groeien en delen, zich kan aanpassen aan zijn omgeving en kan evolueren. Dat is een mooi lijstje eigenschappen, maar intellectueel vind ik het weinig bevredigend. Ik ben op zoek naar een basisprincipe. Filosofen zijn bekwaam in heel precies formuleren, daarom willen we met hen deze discussie voortzetten. Hoe definieer je leven en hoe onderscheid je dat van niet-leven?’

1988: promoveert aan de Universiteit Utrecht in de vastestoffysica, en werkt daar als universitair docent aan half- en supergeleiders 1993: stapt over naar TU Delft, werkt eerst aan koolstof nanobuizen en vanaf 2000 aan nanobiologie 2003: ontvangt Spinozapremie voor zijn pionierende onderzoek 2005 – 2021: schrijft diverse boeken over de harmonie tussen geloof en wetenschap 2023: is hoofdaanvrager van project EVOLF dat veertig miljoen euro subsidie ontvangt

‘Zelf denk ik niet dat een robot in die definitie past. Vooralsnog kan die zich ook niet autonoom voortplanten. De uitdaging is het vinden van een adequate beschrijving, die het onderscheid goed karakteriseert. Een stofzuiger zet ook energie om en heeft ook een functie. Volgens sommige, te simpele definities valt ook dat onder leven, terwijl dat intuïtief duidelijk niet klopt.’

Speelt u met dit onderzoek niet voor God?

‘Een journalist schreef ooit: met nanotechnologie gaan deze wetenschappers het broddelwerk van God eens goed overdoen. Dan speel je “voor God” op een bijzonder arrogante manier, dat is natuurlijk niet onze insteek.

Maar ik denk dat wij mensen op aarde zijn neergezet met de opdracht om verantwoord voor de schepping te zorgen, dus in zekere zin móéten we juist voor God spelen.

Wetenschap past voor mij goed in dat beeld, want voor mij is wetenschap kennis vergaren, en die ten dienste van je naaste inzetten. Ik zie dus geen theologische bezwaren, maar juist een opdracht, namelijk om te kijken wat er in foto : wilmar dik

de schepping besloten ligt en dat ten goede te gebruiken.’

Hoe kijken de mensen uit uw omgeving daar tegenaan?

‘Binnen mijn kennissenkring, bijvoorbeeld in de kerk, klinkt het vaak wat weifelend en intuïtief: “Ja, maar Gód heeft toch de wereld geschapen?” Dat beaam ik, maar God heeft ook de niet-levende materie geschapen. Mag ik dan ook geen nieuwe materialen of apparaten ontwikkelen? Dan is de reactie vaak: “Ja, dat is ook wel weer waar.” Intuïtief vinden we het leven iets belangrijks waar we extra zorgvuldig mee moeten omgaan. Dat begrijp ik. Maar een fundamenteel theologisch bezwaar tegen dit onderzoek heb ik nog niet gehoord.’

Kan het maken van leven zó ingewikkeld blijken, dat het bewijs voor het bestaan van God oplevert?

‘Er zijn sporadisch wetenschappers die zo redeneren, maar het is een denkwijze die mij totaal niet aanspreekt.

Het is een God of the Gaps-argument: pas als iets niet wetenschappelijk is te verklaren, moet het het werk van God zijn. Dat gaat er bij mij niet in. God is zoveel gro-

t

Krijgen ze randvoorwaarden mee? Wat als ze met een definitie komen waarmee een robot ook leeft?

JULI 2024 • DE INGENIEUR

53

QUOTE

We hebben de weg ernaartoe zo ontworpen, dat we hoe dan ook veel gaan leren

ter, God is de schepper van álles. We gebruiken hem toch zeker niet alleen om de gaten in onze kennis te stoppen?

Natuurlijk is het mogelijk dat leven maken ons niet lukt, al geef ik het project een goede kans. Wel hebben we de weg ernaartoe zo ontworpen, dat we hoe dan ook veel gaan leren.’

Als u zelf minister was, zou u dan zoveel geld voor één project hebben uitgetrokken?

‘Ja. Dit soort onderzoek lukt alleen met tientallen groepen die samenwerken vanuit hun eigen expertise. In ons geval storten promovendi uit 31 groepen zich op het onderzoek. Dat maakt een bedrag als dit echt noodzakelijk.’

Ethici gaan ook kijken naar hoe dit onderzoek verantwoord te doen is. Leert de geschiedenis niet dat uiteindelijk niemand zich daar iets van aantrekt?

‘Dat betwijfel ik. Voor de neutronenbom is ook regulering gekomen. Bij EVOLF voelen we ons zeer verantwoordelijk en nemen we meteen vanaf het begin alle ethische vragen en veiligheidsrisico’s mee. Technisch gezien zijn de cellen uitstekend onder controle te houden.

We kunnen in het genoom coderen dat de cel sterft zodra er een bepaalde voedingsstof mist. Dan gaat hij buiten het lab dood en kan dus niet ontsnappen. Voor misbruik ben ik niet bang. Voor het ontwikkelen van biologische wapens bijvoorbeeld, zou deze manier extreem omslachtig zijn. Dat kan veel simpeler met virussen.’

54

DE INGENIEUR •

JULI 2024

U won onlangs de Sacklerprijs. De geldschieters daarvan zijn rijk geworden met zeer verslavende opiaten. Vindt u dat niet ingewikkeld?

‘Jawel. De biofysica kent weinig prijzen, de Heinekenprijs en de Sacklerprijs zijn de grootste. Dat een internationale jury deze prijs aan mij wil uitreiken voor mijn verdiensten in de biofysica, vind ik een grote eer.

Maar door reacties op X kwam ik er achter hoe die Sacklers aan hun vermogen zijn gekomen en dat verafschuw ik. Meer wetenschapsprijzen hebben discutabele geldschieters of politieke connecties. Alfred Nobel verdiende zijn vermogen met het uitvinden van dynamiet voor de oorlogsindustrie, de firma Heineken heeft zich lang aan het handelsverbod met Rusland onttrokken. Moet je een prijs daarom weigeren? Ik weet het eerlijk gezegd gewoon niet zo goed.’

En u mag de prijs wel ophalen in Tel Aviv?

Hoeft de TU Delft die banden niet te verbreken, zoals de studenten wilden?

‘Nee, en dát vind ik terecht. Dat ik daar wetenschappelijke collega’s ontmoet, staat niet gelijk aan instemming met het regeringsbeleid van Israël. Als we contacten gaan verbreken op grond van het regime in een land, dan wordt de wereld van de wetenschap snel heel klein. Waar trekken we de grens? Ik ben groot voorstander van open wetenschappelijke contacten met collega’s in alle landen en zou het onverstandig vinden die te verbreken.’ • foto : tu delft

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

Robots aan de bal Vergeet het EK voetbal: drie dagen na de finale begint in Eindhoven de RoboCup. Tafelhoge voetbalrobots binden hier vijf tegen vijf de strijd met elkaar aan – en dat is slechts één van de vele competities die er plaatsvinden. Ook in andere soorten voetbal, reddingsoperaties, huishoudelijke uitdagingen en zorgtaken strijden robots met elkaar om de eer en de prijzen.

Er doen naar schatting 2500 deelnemers mee uit ongeveer veertig landen. KIVI-supporters zijn van harte welkom.

RoboCup 2024: Een nieuw tijdperk van autonome innovatie!, Eindhoven, 17 t/m 21 juli, kivi.nl/ afdelingen/regio-zuid/activiteiten

Tata Steel klimaatneutraal Vanaf 2045 wil Tata Steel CO2-neutraal staal maken. Wat is er nodig om dat voor elkaar te krijgen? Directeur New Energy Albert Kassies belicht bij dit fabrieksbezoek met name de bedrijfskundige processen zoals besluitvorming en realisatie. De deelnemers krijgen ook een rondleiding, met naast een bezoek aan de warmband ook een blik op de energiehaven en het Tennet-punt.

Aanmelden voor 14 juli! Excursie: Uniek kijkje achter de schermen bij Tata Steel Velsen, 24 juli, 14.30-19.30 uur, kivi.nl/afdelingen/bedrijfskunde/activiteiten

Oproep: wie wordt rapporteur infrastructuur?

Ieder jaar rond deze tijd komt de American Society of Civil Engineers (ASCE) met rapportcijfers over de infrastructuur van de Verenigde Staten. Wekkers worden gezet, concept-reacties worden voorbereid: de hele sector kijkt uit naar de cijfers. Waar blijft een soortgelijk rapport over de technische staat BEELD : ROLET SCHEK , CC BY 3.0 ; TATA STEEL

van Nederland? Dit is een handschoen die ingenieursvereniging KIVI wellicht kan oppakken.

Daarom wordt nu gezocht naar onafhankelijke ingenieurs die in staat zijn om op basis van steekhoudende kengetallen een oordeel te geven over de verschillende techniekvelden van Nederland.

Voelt u zich aangesproken? Meldt u zich dan in eerste instantie bij de redactie van De Ingenieur. Na de zomer komen de geïnteresseerde leden samen om een plan van aanpak te formuleren en per vakgebied rapporteurs te benoemen. Doel is om volgend jaar mei met een eerste rapport te komen.

JULI 2024 • DE INGENIEUR

55

Stikstof voor dummies Een mening over stikstof? Dan wel graag onderbouwd. Wieger Wamelink schreef een gids voor wie wil weten hoe het zit.

Tekst: Marlies ter Voorde

Het stikstofweb. Voor wie wil weten wat de wetenschappelijke waarheid is Wieger Wamelink en Pascal Tieman (ill.) | 116 Blz. € 14,99 | e-book: € 9,99

56

DE INGENIEUR • JULI 2024

Vrijwel elke volwassen Nederlander is bekend met de stikstofproblematiek. Een aanzienlijk deel van de bevolking heeft hierover zelfs een uitgesproken mening.

Natuurorganisaties maken zich zorgen, boeren rijden met hun trekkers naar Brus­ sel om te protesteren tegen maatregelen om de uitstoot te beperken en de poli­ tiek verlaagt of verhoogt de maximum­ snelheid, afhankelijk van welke partijen er aan het roer zitten. Maar hoeveel mensen weten eigenlijk precies hoe het zit? Wie kent het verschil tussen stikstof, nitraat en ammoniak? Wie weet wat een kritische depositiewaarde is? En wie snapt hoe het kan dat stikstof goed is voor de planten, maar vaak slecht voor de natuur?

Voor iedereen die denkt hier wel wat extra kennis over te kunnen gebruiken, schreef ecoloog Wieger Wamelink Het stikstofweb. De titel van het boek verwijst naar het web waarin alle actoren op het ogenblik gevangen zitten, schrijft Wame­ link in de inleiding: industrie, bouw, boeren, natuurbeschermers, bezitters van fossiele brandstofauto’s, bestuur en

politiek. De wetenschap bedient al deze actoren van informatie, zodat zij hun mening op een weloverwogen manier kunnen vormen. Het doel van het boek is dan ook niet om een standpunt in te nemen in het debat, maar om de gevolgen van verschillende keuzen te laten zien.

Hiermee onderscheidt Het stikstofweb zich van sommige eerdere boeken die over het onderwerp zijn verschenen.

Het meest onderscheidend is het boek echter door de vormgeving en het taalgebruik. Dankzij de soepele manier van vertellen van Wamelink, de kalligrafie van The calligraphy atelier en de prach­ tige illustraties van Pascal Tieman is het boek bijzonder toegankelijk. Het oogt als een kinderboek en het leest als een trein, zonder af te doen aan de complexiteit van het onderwerp.

De lezer komt te weten wat stikstof is, waar nitraat en ammoniak vandaan komen, welke functie stikstofverbindingen hebben in planten, dieren en bodem, wat het effect is als de stikstofdepositie te hoog wordt en hoe dat kan worden tegengegaan.

Daarnaast besteedt Wamelink aandacht aan andere processen die de natuur op de proef stellen, zoals verdroging, versnippe­ ring, klimaatverandering en recreatie. Ook politieke regels en mechanismen, zoals de rol van Europa, komen aan bod. Omdat alles in een logische volgorde wordt op­ gediend, is het boek ook voor wie er al wél het een en ander vanaf weet een fijne opfrisser: alles wordt weer even voor je op een rijtje gezet.

Alleen het laatste hoofdstuk, waarin de toename van stikstofdepositie wordt beschreven vanuit de invalshoek van een gentiaan, had voor mij niet gehoe­ ven. Daar begint het boek opeens écht op een kinderboek te lijken. Maar dat is waarschijnlijk een kwestie van smaak, en het zijn slechts drie van de in totaal ruim honderd pagina’s. Aan mijn oordeel verandert het dan ook niks: wat mij betreft is dit boek is een must voor iedereen die een niet gefundeerde mening heeft over de stikstofproblematiek of zich hierover eindelijk eens een mening wilt vormen. En natuurlijk voor iedereen die gewoon graag wil weten hoe het zit. illustratie : pascal tieman

Vergeten vrouwen in de wetenschap Vijf vrouwelijke Nederlandse wetenschappers die ten onrechte nauwelijks credits kregen, staan centraal in een nieuwe podcastserie.

Tekst: Jim Heirbaut

Essentie van de oceaan Een negentiende-eeuwse verzameling briefjesuit-een-fles vertelt een bijzonder verhaal.

Tekst: Pancras Dijk

Op 24 februari 1893 worden vanaf de driemaster Dona Evelina, die dan iets ten noorden van de evenaar op de Atlantische Oceaan vaart, tien flessen in zee gegooid. Een ervan wordt 186 dagen later ge­ vonden in Sierra Leone, 984 zeemijl oostwaarts. Een tweede wordt na 377 dagen gevonden in Nicaragua, 3421 zeemijl westwaarts.

Uiteindelijk belanden beide flessen op het bureau van Georg Neumayer bij de Deutsche Seewarte, de voorloper van het huidige Bundesamt für Seeschiff­ fahrt und Hydrografie in Hamburg. Om het mysterie van de oceaanstromen te ontrafelen, geeft deze Neu­ mayer flessen mee aan zeevaarders, met precieze instructies over hoe en waar die overboord te gooien.

In het meeslepende Flessenpost vertelt de Duitse hoogleraar Wolfgang Struck het verhaal van de be­ waard gebleven verzameling van Neumayer, bestaand uit meer dan zeshonderd boodschappen ingeplakt in vier grote albums. De strandjutters, havenarbeiders, wandelaars of vissers die de flessen vonden en het formulier erin ingevuld retourneerden, schreven daar soms een persoonlijke notitie bij, wat Struck aangrijpt om een nieuw perspectief te schetsen op de maritie­ me cultuur.

Het ontraadselen van de zee gold als een van de grootste wetenschappelijke projecten van de negentiende eeuw. Op een wereldkaart trok Neu­ mayer stippellijnen van de plek waar een fles in zee werd gegooid naar de plek waar die werd gevonden.

Begin en eindpunt van elke reis werden aldus met de grootste wetenschappelijke precisie genoteerd, maar lag de essentie niet juist in de stippellijnen waarmee Neumayer het niet­zichtbare zichtbaar wilde maken?

‘Flessenpost is het medium waarin de zee zichzelf moet laten zien’, stelt Struck. Juist díe wereldkaart ‘met z’n verwarrende veelheid aan lijnen’ biedt een glimp van de ware aard van de zee.

Flessenpost. Het verhaal van een legendarisch experiment Wolfgang Struck | 208 blz. | € 24,99 | e­boek € 11,99

De buitenlandse verhalen over vrouwen in de wetenschap die met hun werk bijdroegen aan grote doorbraken, maar daarvoor nauwelijks erkenning kregen, zijn talrijk. Hieraan voegt de podcastserie Alles voor de wetenschap, die eind juni online kwam, een aantal Nederlandse verhalen toe. In vijf afleveringen vertelt maakster Edda Heinsman de verhalen van vijf vrouwelijke wetenschappers uit de vorige eeuw die, in ieder geval door het brede publiek, zijn vergeten. Wetenschapsjournalist en natuur- en sterrenkundige Heinsman duikt in de archieven en praat met mensen die deze vrouwen nog hebben gekend. Wie waren deze vrouwen, wat dreef ze en waarom kennen we ze niet meer?

De eerste aflevering draait om Elsa van Dien. Als slimme, jonge vrouw legt Van Dien een groot talent voor sterrenkunde aan de dag. Vlak voor de Tweede Wereldoorlog krijgt ze kans om te promoveren aan Harvard University in de Verenigde Staten, als eerste Nederlandse vrouw. Het uitbreken van de oorlog gooit roet in het eten; de Joodse Van Dien moet onderduiken. Na de oorlog kan ze alsnog naar Amerika, waar ze promoveert bij een beroemde astronoom. Dan trouwt ze met collega-sterrenkundige Gale Bruno van Albada. Bijna direct neemt Van Diens productie af, terwijl haar man er lustig op los publiceert.

Die wetenschappelijk output is het resultaat van een intensieve samenwerking van de echtelieden, maar Elsa’s naam verschijnt niet meer boven de wetenschappelijke publicaties. Zo ging dat in die tijd, verzucht hun zoon in de podcast. Hij vertelt dat de twee waarschijnlijk functioneerden als gelijkwaardig samenwerkende wetenschappers, maar dat de credits naar zijn vader gingen.

Heinsman heeft een prettige stem om naar te luisteren, en spreekt met kennis van zaken over de materie. Het tempo van de podcast is laag en dat bedoelen we positief: het geeft de luisteraar de kans zich in te leven in heel andere tijden. Tijden waarin vrouwen die uitblonken in de wetenschap daar veel te weinig erkenning voor kregen.

Alles voor de wetenschap Via de app NPO Luister of alle podcastkanalen

Elsa van Dien in 1947 op Little Saanich Mountain Observatory. foto : familiearchief JULI 2024 • DE INGENIEUR

57

MEDIA

Waterwerken wereldwijd Al eeuwenlang zetten Neder­ landse waterbouwkundig ingeni­ eurs hun kennis wereldwijd in, toont een nieuw fotoboek.

Tekst: Pancras Dijk

De MauricioNassau-brug (ca.

1640), met rechts de oude stad Recife in Brazilië. foto : luuk kramer 58

DE INGENIEUR • JULI 2024

In 2017 verscheen het imposante Waterwerken in Nederland. Traditie en innovatie, van de hand van fotograaf Luuk Kramer.

De inkt was nog maar nauwelijks droog of de uitgever vroeg Kramer een vervolg te maken: opnieuw over de concrete vruchten van het Nederlandse waterbouwkundige vernuft, maar dan buiten onze lands­ grenzen.

Nederlandse ingenieurs staan al eeuwen­ lang vooraan als er waar dan ook ter wereld waterbouwkundige problemen moeten worden opgelost. Om tot een verantwoorde selectie te komen, koos Kramer drie the­ ma’s: religie, kolonialisme en commercie.

Engeland schaart Kramer onder religie. Het waarom daarvan wordt niet echt duidelijk, maar het verhaal gaat terug tot het jaar 1630, toen ingenieur Cornelis Vermuyden de opdracht kreeg de Fens droog te leggen, een uitgestrekt moerasgebied.

Wie Kramers foto’s van de Oost­Engelse streek bekijkt, kan zich moeilijk aan de indruk onttrekken naar een Nederlandse polder te kijken. Is dit de typische signatuur

van ‘onze’ waterbouwkundigen? Dat blijkt toch anders te liggen, bewijst Nederlandse waterwerken wereldwijd. Kramers overige foto’s tonen juist de diversiteit van wat Ne­ derlands waterbouwkundig vernuft in den vreemde vermag. Van polders in Polen tot dijken en dammen in Japan, van kanalen in Brazilië tot een sluis in Suriname: overal bonden we de strijd aan met overstromin­ gen, wateroverlast of juist droogte.

Het is de verdienste van Kramer en nai010 uitgevers dat dit wereldwijde watererfgoed eindelijk in een mooi boek is samengebracht. Dankzij essays van lokale deskundigen blijft het bovendien niet bij kijken alleen.

Wie de foto’s van Kramer graag groter wil bekijken, kan terecht in het Waters­ noodmuseum in Ouwerkerk, waar tot eind september een tentoonstelling is gewijd aan het werk van de landschaps­ en architec­ tuurfotograaf.

Nederlandse waterwerken wereldwijd Luuk Kramer | 240 blz. | € 49,95

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.

Met Still standing, standing still brengt grafisch ontwerper Daan Janssens een ode aan fabrieksschoorstenen als toonbeeld van metselaarsvakmanschap.

1 2 3 4 5

Tekst: Pancras Dijk

Experts van onder meer Deltares delen hun kennis over het onderhoud van de infrastructuur voor stedelijk waterbeheer in een gratis e- boek.

ASSSET MANAGEMENT OF URBAN DRAIN SYSTEMS TE DOWNLOADEN OP IWAPOONLINE.COM

Waarom heeft u dit boek gemaakt?

‘De imposante, ronde vormen van opgestapelde stenen die naar de hemel reiken, fascineerden me en leidden tot een diepere verkenning van ons culturele erfgoed en rijke historie. Ik benadruk de landmarkfunctie van de fabrieksschoorstenen door ze te voorzien van betekenisvolle elementen. Met een zelfbedacht grafisch grid ontwierp ik vormen die refereren naar de verdwenen industrie, waarmee functie en geschiedenis worden samengebracht in een visueel narratief dat ik in dit boek heb vastgelegd.’

Voor wie is het boek bedoeld?

‘Voor liefhebbers van ons cultureel industrieel erfgoed, vormgeving, ingenieurs die de waarde van deze bouwwerken kunnen waarderen, en projectontwikkelaars. Oude schoorstenen vormen vaak obstakels bij nieuwbouwprojecten. Dit boek toont hoe ze juist kunnen bijdragen aan cohesie in een wijk, met hun vermogen de industriële geschiedenis te belichamen en bewoners en buitenstaanders te verbinden.’

Wat fascineert je in het onderwerp?

‘Het uiterlijk van de fabrieksschoorstenen, maar ook het handmatige bouwproces met speciale radiaalstenen. Aan de voet van zo’n schoorsteen voel je de immense arbeid die in de bouw is gestoken, wat respect afdwingt voor het vakmanschap van weleer. Deze schoorstenen zijn monumenten van menselijke ingenieurskunst, symbolen van de industriële revolutie en getuigen van technologische vooruitgang.’

Wat heb je geleerd tijdens het maken?

‘Mijn onderzoek naar veertig fabrieksschoorstenen verrijkte mijn begrip van hun bouw en geschiedenis. Elk van deze bouwwerken vertelt een uniek verhaal. Neem de steenfabriek De Blauwe Kamer in Wageningen. Deze gebruikte klei uit de uiterwaarden om bakstenen te maken, die onder andere werden gebruikt voor de bouw van de wijk Tuindorp in Utrecht. Dit soort unieke verhalen heeft mijn waardering voor ons cultureel erfgoed verrijkt en mijn respect voor de historische waarde ervan versterkt.’

Waarom zouden ingenieurs dit boek moeten lezen?

‘Hoewel het meer een kijk- dan een leesboek is, kan dit boek een aanvulling zijn voor ingenieurs vanwege de nadruk op de landmarkfunctie van fabrieksschoorstenen. Het biedt een diepgaand inzicht in hun visuele en historische betekenis en biedt inspiratie en aanknopingspunten voor innovatieve benaderingen in moderne stedelijke ontwikkeling en erfgoedbehoud.’

Still standing, standing still Daan Janssens | 120 blz. | € 40,00 | bestellen via standingstill.nl

PORTRET : MARC DOORAKKERS

Wat heeft een jaar lang bouwen in ons land opgeleverd? Een hoop interessante projecten, in dit boek gepresenteerd naast drie essays.

ARCHITECTUUR IN NEDERLAND | 168 BLZ. € 44,95

Hoe interesseer je jonge meiden voor science en IT? Google en Netcompany hebben in de populaire game Roblox de Glampus High geopend, een apart universum rond de STEM-wetenschappen.

ROBLOX | ONLINE OP ALLE PLATFORMS

Natuurlijk, we gaan water- en bodemsturend werken. Maar hoe dan? Kiezen we voor waterberging of woningen?

Of kan het alle twee?

METROPOOLREGIO ACTUEEL | AFL. 14 23:16 MIN. | SPOTIFY

JULI 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.

Waarom de elektrische fiets nu pas doorbreekt

Door Bijkers bril Er is niets nieuws aan de elektrische fiets. Philips bijvoorbeeld lanceerde al in 1932 een eigen model. Dat de doorbraak zo lang op zich liet wachten, ligt niet alleen de techniek, laat een terugblik met de methode van techniekhistoricus Wiebe Bijker zien. Sociale factoren zijn medebepalend voor de acceptatie van techniek, hoe briljant die ook is voor zijn tijd.

Vanaf de nieuwste fatbike is een tijdlijn te construeren die helemaal terugvoert tot de electrical bicycle waarop de Amerikaanse uitvinder Ogden Bolton in 1895 patent kreeg. Dit was een verrassend modern ogende stekkerfiets met een permanente magneetmotor in de achternaaf. Zo’n tijdlijn biedt meestal een keurig overzicht van almaar betere accu’s en efficiëntere elektromotoren.

Maar of dat ook recht doet aan de werkelijke loop van de geschiedenis, is lastig te zeggen zonder eerst naar de maatschappelijke context te kijken. Wiebe Bijker (1951), emeritus hoogleraar techniek en samenleving aan de Universiteit Maastricht én ingenieur, deed dat wel.

Grillige werkelijkheid Internationaal geldt Bijker als een vernieuwer. Samen met zijn Amerikaanse vakgenoot Trevor Pinch ontwikkelde hij vanaf midden jaren tachtig de De hoge bi was social construction of technology-benadering vooral populair (SCOT), waarmee ze het nog jonge vakgebied van techniekgeschiedenis op een hoger plan onder onbevreesde, brachten. De twee maakten bezwaar tegen gangbare aanpak waarbij een hedendaags rijke jongelieden de technologisch succes als uitgangspunt wordt genomen om terug te duiken in het verleden.

Een dergelijke ‘bouten en moeren’-geschiedenis wekt de indruk dat de weg waarlangs techniek zich heeft ontwikkeld de enig mogelijke was. Volgens Bijker en Pinch geeft dit soort technologisch determinisme een vertekend beeld. Wie stelt dat een technologie succesvol is omdat er geen betere is, negeert de grillige werkelijkheid.

De SCOT-aanpak kijkt niet alleen naar de techniek zelf, maar ook naar de maatschappelijke context waarin die al dan niet tot bloei komt. Sociale, culturele, politieke (wetgeving) en economische factoren spelen daarbij evengoed een rol.

60

DE INGENIEUR • JULI 2024

In zijn invloedrijke proefschrift Of Bicycles, Bakelites, and Bulbs (1990) verduidelijkt Bijker zijn theorie onder meer aan de hand van de ontwikkeling van het rijwiel in de negentiende eeuw. Hij zoomt in op de overgang van de ‘hoge bi’ (1869) met directe trapaandrijving naar de Rover safety bicycle (1885), de fiets zoals we die nu nog kennen. Kettingaandrijving maakte het mogelijk de fiets een stuk lager, stabieler en dus veiliger te maken dan zijn hoge voorganger met een zadel boven een hoog voorwiel – dat tot wel 1,5 meter reikte. Bijker toont dat zo’n hoge bi geen eenduidig technisch object was, maar iets dat voor verschillende groepen mensen een totaal andere betekenis had. Het rijwiel was vooral populair onder rijke jongelieden, die ermee in het park paradeerden en lieten zien hoe behendig en onbevreesd ze waren.

Arbeiders, ouderen of vrouwen keken daar uiteraard met heel andere ogen naar dan de berijders zelf.

Alle benodigde technische elementen om de loopfiets (1817) om te bouwen tot een safety bicycle waren al beschikbaar sinds de dagen van Leonardo da Vinci, die in de vijftiende eeuw een schets maakte van een kettingaandrijving. Dat de ontwikkeling van de moderne fiets een vertragende omweg heeft gemaakt via de hoge bi, stelt Bijker, komt doordat het de dominante en koopkrachtige wielrijders helemaal niet te doen was om een praktisch en veilig vervoermiddel. De hoge bi voldeed juist goed aan hun verlangen naar exclusiviteit. Pas nadat de safety bicycle met luchtbanden in wielerwedstrijden sneller bleek te zijn dan de hoge bi, werd die ook aantrekkelijk voor rijke, stoere jongeheren.

Fiets van de toekomst Bijkers methode leent zich ook uitstekend voor een beter begrip van de evolutie van de elektrische fiets. Hoewel er na de electrical bicycle van Ogden Bolton eind negen-

1932 ‘Thans is uit het “wonderland” van Eindhoven de tijding gekomen, dat ons een electrisch rijwiel te wachten staat. De firma Philips heeft aan vijf rijwielfabrikanten het recht verleend dit model te construeeren. (...) Al free-wielend kan men thans een hoogte bestijgen of tegen den wind in rijden.

Zoo kan men zonder trappen een vaart van twintig Kilometer bereiken, die men met er bij te trappen, tot dertig kan opvoeren. Wellicht zal men in de toekomst nu hier en daar laad-stations vinden om de accu te vullen. Volgende maand zullen deze nieuwe fietsen op de markt verschijnen.

Het rijwiel zal hierdoor zeker in populariteit winnen.’

De Amsterdammer - Christelijk dagblad voor Nederland (25 april 1932)

tiende eeuw nog talloze octrooien werden verleend aan de meest uitlopende elektrische tweewieler-mutanten, bleef het succes nog lang uit.

In 1932 stonden de Nederlandse kranten vol van een samenwerking tussen Philips en de fietsfabrikanten Gazelle, Jüncker, Burgers-ENR en Simplex. Het betrof een fiets voorzien van een elektromotor met een vermogen van een halve paardenkracht, een twaalf volt-accu, een totaalgewicht van zestig kilogram, een snelheid van twintig kilometer per uur en een actieradius van zeventig kilometer. De aanschafprijs bedroeg 230 gulden, omgerekend ruim tweeduizend euro in onze tijd.

De verwachtingen waren hoog. Sommige kranten spraken van het vervoermiddel van de toekomst. Maar op de RAI-tentoonstelling van 1933, de vakbeurs van de rijwiel- en auto-industrie, schitterde de Philips-fiets al door afwezigheid. In 1933 en 1934 maakten de kranten alleen nog melding van de elektrische fiets in een handvol advertenties, waarin hij voor een habbekrats te koop werd aangeboden.

Het ANWB-blad De Kampioen blikt in augustus 1940 terug op het mislukken en de oorzaken daarvan. Genoemd worden de tegenvallende snelheid, maar vooral

‘het voortdurend opladen der accu’s’. Het artikel gaat volledig voorbij aan de niet-technische factoren die ook een rol moeten hebben gespeeld. Door de bril van Wiebe Bijker zien we die andere obstakels wel, zoals de wetgeving. De elektrische fiets gold als motorrijtuig, waarvoor motorrijtuigenbelasting moest worden betaald in plaats van de veel lagere rijwielbelasting. Om dezelfde reden was het voertuig niet toegestaan op de fietspaden en was een rijbewijs verplicht. Dat de elektrische fiets vooral werd gepresenteerd als een uitkomst voor ouderen of mensen die slecht ter been zijn, zal zeker niet hebben bijgedragen aan het succes.

Rond 2008 begon de elektrische fiets aan zijn definitieve doorbraak. Het nam aanvankelijk nog niet zo’n vaart en dat lag opnieuw niet alleen aan technische onvolkomenheden. De e-bike werd nog altijd achtervolgd door het suffe imago als vervoermiddel voor ouderen.

Dat werd pas afgeschud met de doorbraak van de speedpedelec (2014) en de fatbike (2022). De jonge fatbiker die zonder helm veel harder rijdt dat de toegestane 25 kilometer per uur roept herinneringen op aan de jonge hoge bi-rijders, voor wie het gevaar ook juist een pluspunt was. •

De elektrische fiets van Philips, in de jaren dertig van de vorige eeuw het nieuwste snufje van de Nederlandse rijwielindustrie. beeld : publiek domein

JULI 2024 • DE INGENIEUR

61

Teamgeest

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

Naam: Space Oasis Delft Doel: een zelfvoorzienende maanbasis ontwerpen Inspiratie: de natuur Aantal leden: 20 Startjaar: 2023

Wonen op de maan Wat heeft een mens allemaal nodig om op de maan te leven? Die vraag probeert Space Oasis Delft te beantwoorden. Het studententeam ontwerpt een thuishaven voor maanreizigers.

Tekst: Jim Heirbaut

Op aarde in een onherbergzaam gebied wonen – een woestijn of het hooggebergte – is al lastig genoeg. Dat lukt alleen met stevige voorzorgsmaatregelen op het gebied van wonen, eten en vervoer. Nog een stuk ingewikkelder is het om op de maan te verblijven. Toch is dat wat verschillende internationale ruimtevaartorganisaties voor ogen hebben. Voor het eerst sinds decennia staan er bemande ruimtereizen naar onze maan op de planning. Over een paar jaar moeten de astronauten er ook enige tijd kunnen verblijven.

Wat daar allemaal voor nodig is, onderzoekt Space Oasis Delft, dat in augustus 2023 werd opgericht. Het ‘Dream Team’ bestaat uit studenten lucht- en ruimtevaarttechniek, civiele techniek, bouwkunde en life science and technology, maar ook studenten taal-

kunde uit Leiden en studenten industrieel productontwerp van de Haagse Hogeschool maken er deeel van uit. ‘We zijn er trots op dat er ook studenten van buiten de TU Delft in ons team zitten’, zegt lead architect Tom van Beek van Space Oasis. ‘Het is fijn en leerzaam om ook samen te werken met niet-architectuurstudenten.’

Het afgelopen collegejaar hebben de studenten gewerkt aan hun idee van een maanbasis, en eind juni onthulden ze hun ontwerp. Daarmee doen ze mee aan een internationale wedstrijd.

De studenten hebben een plek vlakbij de noordpool van de maan gekozen als locatie voor hun gedroomde basis. ‘We hebben een locatie gevonden die vlak genoeg is er een grote basis te kunnen bouwen’, vertelt Van Beek. ‘Voorwaarde was dat de plek zich aan

De habitats worden voorzien van een stralingsschild.

62

DE INGENIEUR • JULI 2024

één van de polen bevindt, want daar zit het winbare water en is het temperatuurverschil tussen dag en nacht kleiner dan aan de evenaar – maar nog altijd tweehonderd graden Celsius. Daarnaast moet de aarde zichtbaar zijn vanaf de basis. NASA gaat al naar de zuidpool, wij wilden een ander gebied.’

Dikke muren Bachelorstudent architectuur Van Beek sloot zich bij het team aan vanwege de pittige technische uitdaging. ‘Ik vind het interessant om vorm te geven aan hoe mensen leven.

Op de maan is helemaal niets. We kunnen er vanaf nul bedenken hoe we een samenleving willen vormgeven.’

Dat laatste is letterlijk genomen meteen de wellicht grootste uitdaging: hóe te bouwen. Een woning neerzetten zoals op aarde

Binnenin een habitat wordt een aardse wolkenhemel geprojecteerd.

Volgende maand in De Ingenieur Eindelijk van de grond?

Na jaren van testen en vertraging moet het nu dan eindelijk gaan gebeuren: de vliegende auto van Pal-V uit Raamsdonksveer wordt in productie genomen.

Meer mijnen voor minder schaarste Europa wil voor grondstoffen minder afhankelijk worden van andere landen. Afval als mijnmateriaal beschouwen is één van de oplossingen. Maar is dat genoeg?

brAInpower Iedereen heeft het over kunstmatige intelligentie, maar wat kun je er nu eigenlijk echt mee? Een tentoonstelling in het Philips Museum brengt AI ineens veel dichterbij.

FOTO : PAL V

heeft geen zin vanwege een paar fundamentele verschillen tussen de maan en onze planeet.

‘De zwaartekracht is op de maan veel kleiner en er is geen atmosfeer. Daardoor is er geen zuurstof en is de kosmische straling hoog. Mensen moeten daartegen worden beschermd, anders hebben ze binnen een paar maanden kanker’, zegt Van Beek.

Een manier is door meters dikke muren te bouwen van maanstof of van bakken vol water. ‘Ramen kan het gebouw niet hebben, want daar gaat de straling dwars doorheen.

Het alternatief is een soort bunker en daarin is het niet zo fijn leven. Daar lopen we steeds tegenaan: overleven op de maan zal best lukken, maar hoe kunnen we er relatief prettig leven?’

Een van de woonkamers.

FOTO ’ S EN ILLUSTRATIES : SPACE OASIS DELFT

Kunstmatige atmosfeer Dan het produceren van voedsel. Astronauten die een tijdje in het ISS werken en leven, krijgen kratten met verpakt voedsel mee, maar voor het wonen op de maan is een structurele oplossing nodig.

Team Space Oasis voorziet een moestuin van bijna twaalfhonderd vierkante meter, waar het grootste deel van het voedsel kan worden verbouwd. ‘Het dieet zal grotendeels vegetarisch zijn. Het meebrengen van vee naar de maan brengt ethische vraagstukken met zich mee.’

De bewoners verbouwen gewassen op zo’n manier, dat de moestuin het hele jaar door oogst oplevert. De plantjes gebruiken de CO2 die de bewoners uitademen en de geproduceerde zuurstof gaat de kunstmati-

Groepsfoto van Space Oasis Delft.

ge atmosfeer in. Op het plantaardige afval worden meelwormen gekweekt, voor extra eiwitten.

De mentale gezondheid heeft de speciale aandacht van het team. Om de maanbewoners vanuit hun bunkers toch iets van uitzicht te geven, komen in het huis projectieschermen te hangen.

‘Verveling is de vijand’, zegt Van Beek.

‘Het risico is dat elke dag hetzelfde is, zonder hoop op verandering, kan mensen gek maken. Op één van de displays willen we daarom aardse luchten afbeelden. Ook krijgt het gebouw één raam met een echt uitzicht op aarde. Een paar minuten per week voor dat raam zitten zou wat de stralingsdosis betreft net moeten kunnen. Het ISS heeft een koepelraam waardoor de astronauten de aarde kunnen zien. Dat schijnt hun favoriete plek te zijn.’

Vervoer per raket is peperduur, en toekomstige maanreizigers moeten dus zo weinig mogelijk materialen meenemen.

Apparaten die stuk gaan zullen de bewoners zelf moeten repareren. Daarvoor gaat naast een gereedschapskist ook een 3D-printer mee.

Maar daarvoor zijn ook materialen nodig.

Kunststof is nog wel mee te nemen, maar zwaarder spul? ‘In de maanbodem blijken best veel nuttige stoffen te zitten, zoals silicaten, ijzer en titanium. Aluminium ook, maar dat is lastiger te winnen. Het grootste probleem is, denken wij, het ontbreken van koolstof. Dat brengen de reizigers mee vanaf aarde, maar daar zullen ze dus extreem zuinig op moeten zijn. Dat komt in een gesloten systeem terecht en men zal die koolstof steeds moeten hergebruiken.’ • JULI 2024 • DE INGENIEUR

63

Vragenvuur

Negen lastige vragen aan acteur Ad Knippels, die de rol van ingenieur Gustave Eiffel speelt in de musical Eiffel. Die is vanaf november door het hele land te zien.

Tekst: Pancras Dijk

64

Wat is het laatste dat u heeft gerepareerd?

‘Ik ben helaas niet zo handig, dus voor ingewikkelde acties bij ingewikkelde apparaten moet je vooral niet bij mij aankloppen. Het laatste wat ik heb gerepareerd is de fietsband van mijn dochter. Een band plakken kan ik dan weer wel.’

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

‘Dat je belastingaangifte helemaal vanzelf gaat en je daar geen omkijken meer naar hebt. Er staat natuurlijk al steeds meer vooraf ingevuld op het aangifteformulier, maar wat mij betreft heb ik daar voortaan helemaal geen bemoeienis meer mee. Wat lijkt me dat heerlijk!’

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

‘De Eiffeltoren! Binnenkort speel ik Gustave Eiffel in de nieuwe musical Eiffel en laatst zijn we met de cast naar Parijs geweest om de toren met eigen ogen te aanschou­ wen. Wat een magnifiek bouwwerk, uniek voor zijn tijd.’

Welke technologische ontwikkeling baart u zorgen?

‘Kunstmatige intelligentie. Ik spreek veel luisterboeken en animatieseries in. Het gevaar ligt op de loer dat voor de makkelijke en goedkopere manier wordt gekozen en men het stemmenwerk door een computer laat doen. Ik zou dat eeuwig zonde vinden, omdat de emotie van de men­ selijke stem daardoor volledig verdwijnt. Juist die emotie maakt het verschil.’

Bent u bang dat robots uw werk overnemen?

‘Als het gaat om acteren niet. Maar voor mijn stemmen­ werk dus wel.’

Van welke fout heeft u het meest geleerd?

‘Denken voor anderen: dat heb ik te vaak gedaan. Je kunt zelf van alles invullen over wat de ander allemaal wel niet zal denken, maar dat blijven altijd puur veronderstellin­ gen en niet meer dan dat. Als je werkelijk wilt weten hoe de ander ergens over denkt, is er maar één juiste manier om te handelen: dan moet je het gewoon maar even aan die persoon vragen.’

Zijn de dijken hoog genoeg?

‘Op dit moment volstaan de huidige dijken, in ieder geval in ons land. Ik ben wel blij dat specialisten ze voort­ durend in de gaten houden en proberen vast te stellen of ze in de toekomst niet alsnog moeten worden verhoogd.’

Wat is uw favoriete app?

‘Mijn agenda.’

Welke eigenschap van Gustave Eiffel bewondert u het meest?

‘Zijn vastberadenheid en ambitie. In onze voorstelling is zijn drang om te bouwen enorm. Hij wil iets nalaten, zodat zijn kinderen en zijn stad Parijs hem zich zullen herinneren. Dit is voor veel mensen herkenbaar, denk ik.

Allemaal willen we een stempel drukken op de wereld, zodat we weten dat we hebben bestaan. Voor Eiffel voelt het daarnaast als een eerbetoon aan zijn geliefde Parijs, waar hij zijn vrouw veel te jong heeft moeten begraven.’

DE INGENIEUR • JULI 2024

foto : goedemorgen theaterproducties

zomer Houd het hoofd cool deze

De Ingenieur ontvangen op vakantie? Meld je aan voor de digitale editie xxxxx en ontvang het nieuwste nummer niet alleen in de brievenbus, maar ook in de mailbox. Kijk op www.deingenieur.nl/digitale-editie

Het regent weer net afgestudeerde ingenieurs Maak ze meteen #KIVIingenieur en introduceer ze daarmee bij een netwerk van steun en inspiratie.

#KIVIingenieur KI •VI-in • ge • nieur [kievie inzj ’njeur] (de (x/y/z); -s) Ingenieur die is aangesloten bij het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs en een ingenieur die: 1 op de hoogte blijft van de laatste ontwikkelingen in de techniek 2 maatschappelijk betrokken is en deelneemt in het oplossen van technische vraagstukken ter verbetering van de samenleving 3 onderdeel is van een groot multidisciplinair netwerk in technisch onderwijs, overheid en bedrijfsleven 4 continu werkt aan de ontwikkeling van hard en soft skills 5 blijvend kennis buiten de eigen expertise opdoet en zich daardoor weet te onderscheiden 6 zich inzet voor nationale belangen, zichtbaarheid geeft aan ingenieurswerk en internationaal verbonden is 7 exclusieve toegang krijgt tot bedrijven en instanties 8 kennis deelt over carrièreontwikkeling en profilering met collega-KIVI-ingenieurs 9 beschikt over kwalitatief hoogwaardige en onafhankelijke kennis van experts dankzij de niet-commerciële aard van KIVI 10 kan vertrouwen op een hechte on- en offline community waar je op mag rekenen. e

Geef jonge ingenieurs een lidmaatschap van KIVI cadeau. Voor net afgestudeerden (tot 30 jaar) is een lidmaatschap slecht € 47,50 per jaar. Scan de qr-code voor meer informatie.