TW techniek & wetenschap in perspectief .nl 1
INGEZONDEN MEDEDELINGEN
@technischweekblad
@TWdigitaal
Volg ons op social
media!
Nieuws
pagina 2-3 Achtergrond
pagina 8-9 Opinie
pagina 13
22 januari 2021
Elektrische auto van Sony op de weg
Vorig jaar verraste elektronicafabrikant Sony op de Consumer Electronics Show (CES) met de presentatie van een prototype elektrische auto. De reacties waren zo enthousiast dat Sony het concept heeft doorontwikkeld en op CES van dit jaar beelden heeft getoond van een daadwerkelijke proefrit op de weg door de Vision-S. In het filmpje in Oostenrijk onthult Sony en passant ook zijn nieuwe drone: de Airpeak, die de Vision-S achtervolgt. De quadcopter is de kleinste dro- ne die de professionele Alpha-camera van Sony kan dragen. Sony is vooral be- kend om de kwaliteit van zijn camera’s en maakte nog niet eerder een drone.
Aan de Vision-S vallen onder meer de achteruitkijkspiegels op: dit zijn camera’s.
sony.net/SonyInfo/vision-s
SONY
Laser-sonar observeert door lucht en water
Gevoelige ultrasone sensor Laser veroorzaakt geluid in water
TEAKE ZUIDEMA
ONDERZOEK De bodems van de oceanen zijn bezaaid met scheepswrakken, eeuwenoude schatten, vliegtuigen en andere verloren voorwerpen. Sonar – apparatuur die weer- kaatste geluidsgolven oppikt – biedt de beste manier om deze objecten op te sporen. Zo zette Fugro in maart 2014 zeer geavanceerde deep-tow sonar in om de Indische Oceaan af te speuren naar de Malaysia Airlines Flight 370. Het mocht niet baten, de overblijfselen van het verdwenen vliegtuig zijn nog steeds niet gevonden.
De schepen die een sonar door het water sle- pen doen er betrekkelijk lang over om een paar vierkante kilometer zeebodem in kaart te brengen. Het zou allemaal sneller gaan vanuit de lucht, maar omdat de overgang tussen water en lucht ongeveer 99 procent van de energie absorbeert is het onmogelijk om met sonar of lidar vanuit een vliegtuig of drone de zeebodem te onderzoeken. Een nieuwe hybride laser-sonar technologie kan hierin misschien verandering brengen.
Amin Arbabian, hoogleraar electrical engi- neering aan de Stanford University, legt uit dat zijn systeem vanuit de lucht een laser
afvuurt op het wateroppervlak. De water- druppels die geraakt worden, warmen op en zetten uit waardoor ze ultrasone geluidsgol- ven veroorzaken die zich door het water voortplanten en weerkaatsten op objecten onder water. Een deel van de gereflecteerde energie gaat door het water weer de lucht in waarbij het signaal enorm verzwakt.
Om het zeer zwakke akoestische signaal op te kunnen vangen in een drone of vliegtuig gebruikt Arbabian een air-coupled capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT sensor). Dat is een zeer technische omschrij- ving van een super-gevoelige condensator met een dun plaatje dat vibreert zodra het getroffen wordt door een zwak ultrasoon geluidssignaal.
Speciale software vertaalt het ultrasone signaal naar hoge resolutie 3D-beelden van een object dat zich onderwater bevindt.
‘De proof-of-concept is dat we erin geslaagd zijn om door de water-lucht interface obser- vaties te doen,’ zegt Arbabian. Zijn team slaagde erin metalen staven in kaart te bren- gen in een 25 cm diep aquarium waarbij de CMUT 10 cm boven het wateroppervlak hing.
De volgende stap is het in kaart brengen van de bodem van een zwembad zowel door hel- der als troebel water. Het zal nog wel een paar jaar duren voordat vliegtuigen en dro- nes vanuit de lucht de oceaanbodem afzoe- ken. Militairen zullen zeker interesse hebben om vanuit de lucht duikboten te kunnen waarnemen.
FOTO: HARRY MURPHY/WEB SUMMIT VIA SPORTSFILE
Boston Dynamics robots luiden 2021 dansend in
Maanden werk
Drie verschillende robots
DORINE SCHENK
ROBOTICA Het Amerikaanse techbedrijf Boston Dynamics luidt het nieuwe jaar in met een filmpje van dansende robots. In het eerste shot van het filmpje zien we een men- selijk gebouwde robot die naar de camera wijst en vervolgens swingend begint te dan- sen op het ritme van ‘Do you love me’ van The Contours. Al snel komen er een tweede tweebenige, een vierpotige en een tweewie- lige robot bij.
Echt nieuw zijn de robotdansbewegingen niet. Het zijn allemaal bewegingen die de machines al konden, die vervolgens nauw- keurig achter elkaar geprogrammeerd zijn tot een dans. Alle bewegingen waren van te voren uitgedacht in een robot-choreografie, die vervolgens bijna stap-voor-stap gepro- grammeerd moest worden. Eenvoudig was het niet. Omdat dansen nieuw is voor de robots, moest elke reeks bewegingen gesimu- leerd worden om te zien of ze er de kracht en snelheid hadden. Vooral de draaiende ballet- achtige bewegingen waren een uitdaging, vertelt Aaron Saunders van Boston Dynamics in IEEE Spectrum. De video kostte maanden om te maken. Het filmen twee dagen.
De apparaten zijn ook niet ontworpen voor dans. De tweewielige robot Handle is eigen-
lijk een werkpaard voor magazijnen. Ze kan vrachtwagens uitladen en dozen naar gewenste locaties verplaatsen. De vierpotige robothond Spot, zagen we al eerder bewegen op muziek, maar is ontwikkeld voor industri- ele en veiligheidstoepassingen. Hij kan met gemak over oneffen grond lopen, is bestand tegen regen en temperatuurswisselingen en beschikt over een 360° camera.
De meest menselijke van de drie, Atlas, wordt ontwikkeld voor onderzoek, met finan- ciering en onder toezicht van de Ameri- kaanse Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Zijn geavanceerde bestu- ringssysteem en hardware geven Atlas de kracht en balans waarmee hij een bijna men- selijke wendbaarheid behaalt.
bit.ly/3bGtsYh
OPMERKELIJK
2 TW 1
Nieuws
In Meppel wordt het eerste ziekenhuis in Nederland gebouwd dat volledig ‘ van het gas af’ is
Eerste all-electric ziekenhuis
400 zonnepanelen Drie warmtepompen
MISCHA BRENDEL
ENERGIE Tegenover het huidige zieken- huis in Meppel (Drenthe), verrijzen een nieuw ziekenhuis en een geriatrische revalidatiezorg: Isala Meppel en Noor- derboog. Isala Meppel wordt het eerste ziekenhuis in Nederland dat volledig
‘van het gas af’ – en daarmee volledig elektrisch – zal zijn.
Op 19 december 2019 werden de hand- tekeningen voor de bouw gezet en nu,
ruim een jaar later is het casco van het ziekenhuis af en is het gebouw wind- en waterdicht. Vakwerk Architecten ont- wierp samen met ingenieursbureau Deerns het ziekenhuis. Verantwoorde- lijk voor de bouw is bouwconsortium TDE (Trebbe, Dura Vermeer, ENGIE).
Aaldert Bodde van ENGIE is de ont- werpteamleider van het ziekenhuis. Hij heeft ook het hele voortraject van het ontwerp meegemaakt. ‘Gasvrij’ bouwen vergt een flinke aanpassing aan de tech- nische installaties van het ziekenhuis, wat vertaald moet worden naar een functioneel ontwerp. Bodde: ‘Bij het
ontwerp van de technische installaties voor dit ziekenhuis zit ook 25 jaar onderhoud en beheer; bij elke ontwerp- keuze wordt dit meegewogen.’
Twee opdrachten, één project Hoewel het nieuwe ziekenhuis en de geriatrische revalidatiezorg tegelijk op hetzelfde bouwterrein verrijzen, gaat het om twee separate opdrachten, ver- telt Sebastiaan Endeman, projectmana- ger nieuwbouw bij Isala. Toch wordt het als één project beschouwd. Ende- man: ‘We hebben dezelfde aannemer en maar één directievergadering.’ Iets wat
Snelle satellietcommunicatie via laser
1 Gbps download
2022 lancering CubeCAT
MARK VAN DER HEIJDEN
ONDERZOEK TNO en Hyperion Technolo- gies hebben een lasersatellietterminal ontwikkeld waarmee satellieten met grote snelheid data kunnen down- en uploa- den. Een eerste versie van de terminal, CubeCAT, zal in 2022 aan boord van de NorSat-TD-satelliet worden gelanceerd.
De laserterminal is door zijn omvang (1U), lage vermogensbehoefte en lage ver- mogen vooral interessant voor kleine satellieten. Die zijn nu gebonden aan radiocommunicatie met een lage door- voersnelheid. CubeCAT maakt snelheden tot 1 Gbps (download) en 200 Kbps (upload) mogelijk. Ook is voor radiocom-
municatie een dure vergunning nodig en bij lasercommunicatie niet.
De laser moet nauwkeurig op het grond- station worden gericht, zegt Alexandra Sokolowski, business development mana- ger bij Hyperion Technologies. ‘Binnen een bandbreedte van 200 meter. Het grondstation zendt ook een laserstraal naar de satelliet, informatie die de satel- liet gebruikt om te zorgen dat deze per- manent afgestemd zijn.’
TNO bouwt een grondstation in Den Haag. ‘Satellieten in een lage baan om de aarde passeren elke 90 minuten, dus het grondstation kan meerdere momenten per dag met de satelliet communiceren.
Wel zijn we afhankelijk van het weer, van goede zichtbaarheid. Wolken en regen maken dat onmogelijk. Gelukkig zijn er meerdere grondstations in de wereld, ook
in drogere gebieden als Tenerife.’
De projectdemonstratie is mede tot stand gekomen met steun van het Ministerie van Defensie en het Nederlandse ruimte- vaartbureau (NSO). TNO heeft met het Nederlandse consortium FSO Instru- ments zorggedragen voor de optische delen van de terminal; onder meer opti- sche banken en spiegels. Hyperion Tech- nologies heeft de elektronica voor de CubeCAT geleverd.
TNO en Hyperion Technologies kunnen alle behoeften aan lasertechnologie in de ruimte en op de grond bieden, zegt Soko- lowski. ‘Dit stelt ons in staat om vanaf het begin een holistisch en geïntegreerd sys- teem aan te bieden. Ook zorgt de samen- werking met een onderzoeksinstituut ervoor dat onze oplossing op het scherpst van de snede is en blijft.’
LignoSat: satelliet van hout
RUIMTEVAART In Japan wor- den plannen gesmeed om satellieten van houtachtig materiaal te maken. Sumi- tomo Forestry en de Kyoto University onderzoeken het gebruik composieten op basis van cellulose en lignine twee complexe polymeren, die hout respectievelijk flexi- bel en sterk maken. De Japanners zien twee voorde- len van hout. Ten eerste laat het radiogolven goed door, waardoor allerlei apparatuur
die nu aan de buitenkant van een satelliet moet hangen, binnenin geplaatst kan wor- den. Ten tweede kan de satelliet na afdanken in de dampkring volledig verbran- den. Een prototype van de LignoSat zou in 2023 gelan- ceerd moeten worden. Sumi- tomo wil nog niet vertellen hoe hout de grote tempera- tuurverschillen in de ruimte kan weerstaan. (GS) bbc.com/news/busi- ness-55463366
Groeifonds €20 miljard
BELEID Het Nationaal Groei- fonds is goedgekeurd door de Eerste Kamer. Met het fonds wil de overheid de komende 5 jaar €20 miljard besteden aan eenmalige publieke investeringen die bijdragen aan deze toekomstige econo- mische groei. De komende maanden buigt een beoorde- lingsadviescommissie over de ingediende projectvoor- stellen van minstens €30 miljoen. Op tafel liggen o.a.
voorstellen voor een ‘Quan- tum Delta’, kunstmatige intelligentie, en vooral veel infrastructurele werken van buisleidingen van de Rotter- damse haven naar Chemelot in Zuid-Limburg tot verster- king van ov in de Randstad en veilige en navigeerbare rivie- ren. De val van het kabinet kan de beoogde definitieve goedkeuring voor de zomer vertragen. (GS) Rijksover- heid.nl/nationaalgroeifonds
Waterstof-turbine in 2025/2026
ENERGIE Waterstof-windmo- len Siemens Gamesa en Siemens Energy hebben aangekondigd in totaal € 120 miljoen te gaan beste- den aan de ontwikkeling van een windmolen, die ter plekke waterstof moet gaan opwekken. In de komende 5 jaar willen de ondernemin- gen een elektrolyse-unit gaan integreren in de groot- ste turbines van Siemens Gamesa (SG14-222 DD). De ambities zullen waarschijn-
lijk gesteund worden door het Duitse H2Mare-project als onderdeel van de Duitse plannen om met € 10 mil- jard aan investeringen de
‘Waterstofrepubliek Duits- land’ te worden. Deze maand kondigde ook het Europese OYSTER-project aan met de bescheidener som van €6 miljoen de ont- wikkeling van een turbine met elektrolyser te gaan ondersteunen. (GS) bit.ly/3oYyEukv
Kandidaten Vernufteling bekend
PRIJS De winnaar van de Ver- nufteling van brancheorga- nistatie IngenieursNL zal op 28 januari bekend gemaakt worden. Vier ingenieursbu- reaus maken kans op de juryprijs. Bureau Witteveen+Bos heeft de Compact Ecorail ontworpen waarmee wegen veiliger gemaakt kunnen worden waar normale vangrails niet geplaatst kunnen worden door kabels of boomwortels in de bodem. De Ecorail is
schuin te verankeren. Royal HaskoningDHV heeft een voetgangersbrug uit de 3D-printer voor het Kralings Bos. Eliminair van ABT maakt ventilatie in liften corona-veiliger. En Antea Group presenteert Fireballs, die zich na een eventuele lek- kage aan tank hechten om het lek te dichten. Voor de publieksprijs zijn 12 kandida- ten, waaronder bovenstaande vier. Stemmen kan tot 22 januari. (GS) bit.ly/39EwNoh
‘Doordat we het nieuwe ziekenhuis efficiënter inrichten en een poli-schema met dagindelingen opstellen, kunnen we toe met een kleiner oppervlak.’
ECORAIL IMPRESSIE, SWITTEVEEN+BOS
COMMENTAAR
ARGUS
TW 1 Nieuws 3
In Meppel wordt het eerste ziekenhuis in Nederland gebouwd dat volledig ‘ van het gas af’ is
Eerste all-electric ziekenhuis
de gebouwen ook delen, is de energie- opwekking. ‘Die gebeurt in zijn geheel vanuit Isala’, vertelt Bodde. ‘De gebou- wen zijn technisch volledig van elkaar gescheiden, maar de wko-installatie – die eigendom is van Isala – wordt gedeeld. Isala levert dus warmte en koude door aan Noorderboog.’
Op het dak van het nieuwe ziekenhuis komen circa 400 zonnepanelen die gezamenlijk een geïnstalleerd vermogen hebben van 135 kWp. Naast zonnecel- len op het dak, krijgt het nieuwe zieken- huis drie warmtepompen. Die worden gebruikt voor verwarming en koeling
van het gebouw, zodat zorgpersoneel en patiënten zich comfortabel voelen, maar ook voor proceskoeling en het ontvochtigen en koelen van de vier OK’s van het ziekenhuis.
‘Eén van de drie warmtepompen, met een vermogen van 300 kW, wordt volle- dig ingezet voor het ontvochtigen’, aldus projectmanager Mark Visser van Deerns. Het totale vermogen van de wko-installatie ligt rond de 1,1 MW voor verwarming en 1,4 MW voor koeling. Zo is er ook voldoende koeling voor bij- voorbeeld de MRI- en CT-scanners.
Het ziekenhuis is in feite volledig elek- trisch, wat betekent dat het zwaarder trekt op het elektriciteitsnet. Visser:
‘Dat hebben we uiteraard eerst goed overlegd met het nutsbedrijf. Ook omdat we natuurlijk redundante ver- bindingen aanleggen: je wilt bij een sto- ring niet zonder stroom komen te zit- ten. En we hebben bijvoorbeeld de installaties, OK’s en andere ruimtes in zones opgedeeld. Je wil bij een uitval van een poli bijvoorbeeld niet dat de dialyse-afdeling daar hinder van onder- vindt.’ Overigens is het ziekenhuis niet helemaal ‘fossiel-vrij’; er zijn nood- stroomaggregaten aanwezig, mocht de elektriciteit uitvallen.
Kleiner
Wie het nieuwe ziekenhuis naast het huidige ziekenhuis ziet verrijzen, valt meteen op dat het kleiner is. Endeman:
‘Dat klopt. Doordat we het nieuwe zie- kenhuis efficiënter inrichten en een poli-schema met dagindelingen opstel- len, kunnen we toe met een kleiner oppervlak.’
Tot nu toe heeft de bouw van het zie- kenhuis weinig last gehad van corona.
Endeman: ‘Het afgelopen halfjaar is heel voortvarend verlopen en we heb- ben lekker door kunnen draaien. Maar de laatste tijd zien we wel een lichte toename in het ziekteverzuim, bijvoor- beeld omdat mensen in thuisquaran- taine zitten.’ Toch is dat vooralsnog geen reden om de beoogde opleverda- tum eind 2021 vooruit te schuiven. Die oplevering zal gefaseerd verlopen.
De eerste patiënten kunnen vanaf april 2022 terecht in het nieuwe ziekenhuis.
Endeman: ‘Op een gegeven moment is het ziekenhuis verhuisklaar. We gaan dan eerst proefdraaien. Uiteindelijk zul- len we in een weekend met de daadwer- kelijke verhuizing beginnen, waarbij eerst een x aantal patiënten over zal gaan.’
Wat gaat er met het oude ziekenhuis gebeuren? Daarover zijn de gemeente Meppel en Isala nog in overleg. Op dit moment staan er diverse opties open.
Snelle Europese dataverbinding
400 Gbit/s
CERN en Amsterdam
DORINE SCHENK
ICT Maar liefst 400 Gigabits kunnen per seconde heen en weer suizen door een dataverbinding tussen het Europese deeltjesfysica-instituut CERN in Genève en de Amsterdamse SURF en Nikhef. Het is de snelste internationale verbinding ter wereld. Tot nu toe was 100 Gbit/s het hoogst haalbare.
De verbinding loopt over een bestaande datalijn die al langer CERN en het Natio- naal instituut voor subatomaire fysica Nikhef verbindt. Hierover wordt de datas- troom die de LHC-deeltjesversneller bij CERN produceert naar SURF en Nikhef getransporteerd waar de data wordt geanalyseerd en opgeslagen. De techniek om de hoge verbindingssnelheid te berei- ken is vorig jaar succesvol getest op een ringnetwerk in de Randstad, van Amster- dam via Utrecht en Delft naar Leiden.
Het is niet eenvoudig om een verbinding van 400 Gbit/s op te zetten. De kans op ruis en signaalverlies groot. Het is daarom belangrijk dat de glasvezel en alle verbindingen schoon en onbescha- digd zijn. ‘Met 10 Gbit/s kun je de vezel nog schoonmaken door hem aan je broek af te vegen. Dat is hier echt niet meer genoeg’, zegt IT-architect Tristan Suerink van Nikhef.
Verder is het belangrijk om zo min moge- lijk fiberconnectors in de lijn te hebben om verliezen onderweg te vermijden.
Daarom zijn de overgangen gelast. Ook zijn op de lijn zogeheten Raman-verster- kers geplaatst zodat het signaal sterk genoeg blijft.
De supersnelle dataverbinding is pas over zes à zeven jaar echt nodig. Dan heeft de LHC een upgrade gehad en zal de versneller veel meer data gaan produ- ceren. Maar met een dergelijke maat- werk dataverbinding, waarbij nieuwe technologie gebruikt wordt, kun je bijna niet vroeg genoeg beginnen.
Bouw 18 km verzonken tunnel gestart
217 m tunnelelementen Snelweg en treinsporen
MARK VAN DER HEIJDEN
BOUW Begin dit jaar is bouwcombinatie Femern Link Contractors begonnen aan de bouw van de Fehmarnbelttunnel, een 18,2 kilometer lange verbinding tussen Denemarken en Duitsland. Bos- kalis van Van Oord spelen hierbij een belangrijke rol.
Boskalis en Van Oord zijn als het con- sortium Fehmarn Belt Contractors in het voorjaar van 2020 al begonnen met de bouw van een werkhaven in Rødby, Denemarken. Daar worden 89 staalge- wapende betonnen elementen en het tunnelportaal op Lolland geproduceerd.
De twee Nederlandse bedrijven begin-
nen dit jaar met de bouw van werkha- ven in Puttgarden aan de Duitse kant en met het uitgraven van de tunnelgoot voor de tunnelelementen onder de zee- bodem in de Fehmarnbelt.
De tunnelelementen meten 217 m en wegen ruim 73.000 ton. Ze worden samengesteld uit negen segmenten, die continu in serie worden geproduceerd,
waarna ze op een droogdok worden geplaatst. Het droogdok wordt vervol- gens onder water gezet. De tunnelele- menten, afgedicht met waterdichte sta- len schotten, kunnen daarna door vier sleepboten al drijvend worden versleept naar de gebaggerde sleuf. Pontons leg- gen de elementen op de juiste plaats.
De tunnelelementen worden bedekt met grind, zand en steen terwijl ze met elkaar worden verbonden. De toplaag van steen zal min of meer gelijk zijn aan de bestaande zeebodem. De Fehmarn- belttunnel is de langste afgezonken tun- nel ter wereld en zal bestaan uit een vierbaanssnelweg en twee treinsporen.
Een reis met de trein tussen Hamburg en Stockholm duurt nu nog 4,5 uur. Als de tunnel in 2029 klaar is, zal die reis- tijd met 2 uur verkort zijn.
JAN SPOELSTRA, HOOFDREDACTEUR
Email: jan.spoelstra@niantec.eu Twitter: @JSpoelstra81
‘Doordat we het nieuwe ziekenhuis efficiënter inrichten en een poli-schema met dagindelingen opstellen, kunnen we toe met een kleiner oppervlak.’
Visualisatie van portaal en oprit naar de tunnel
FEMERN LINK CONTRACTORS
Van molecuul tot struikelen over speelgoed
Na decennia van veelbelovend wetenschappelijk onder- zoek en ‘stippen op de horizon’ zijn er nu enkele goedge- keurde medische behandelingen op basis van gentherapie.
De laatste betreft Luxturna dat een variant van de erfelijke netvliesaandoening Retinitis Pigmentosa (RP) aanpakt en waar de NOS begin januari over berichte. Spark Therapeu- tics, inmiddels een dochter van het Zwitserse Roche, ont- wikkelde het €400.000,- per behandeling kostende medi- cijn. De behandeling stopt de achteruitgang van het netvlies, of herstelt het zelfs. Maar moeten we hier als samenleving zoveel in investeren?
Het nieuwsitem was voor mij des te opmerkelijker omdat ik toevallig RP heb en ik had via mijn oogarts eerder al verno- men dat dit medicijn in de pijpleiding zat. Nu zit het in het basispakket en dat is goed nieuws voor de enkele tientallen mensen voor wie een behandeling mogelijk soelaas biedt.
Wel beslist – terecht – een commissie van experts per pati- ent over het inzetten van deze behandeling, gezien het kos- tenplaatje. Het is dus niet zeker of ik in aanmerking kom, maar het toont aan dat we in een goed land leven waar alge- mene middelen naar deze medische vooruitgang gaan.
Bij de netvliesaandoening waar het hier om gaat zit er een foutje in de basenvolgorde van het RPE65-gen. Daar liggen
‘bouwtekeningen’ voor eiwitten voor het regenereren van lichtgevoelige cellen nadat er licht op is gevallen op, en ze zijn medeverantwoordelijk voor het aangroeien en in stand houden van het actieve netvlies. Enkele jaren geleden was het al mogelijk om exact dit foutje aan te wijzen met DNA- onderzoek. Daar, op moleculair niveau, ligt het foutje dat ertoe leidt dat je zeer slecht ziet. Met alle gevolgen van dien in de ‘echte’ wereld. Van molecuul tot het feit dat ik wat vaker over het speelgoed van mijn dochter struikel – waan- zinnig dat we zo veel weten dankzij de inspanning van R&D bij farmaceutische bedrijven.
Bij de behandeling waar het hier om gaat brengt een chirurg een stukje DNA op het netvlies in met het juist RPE65-gen.
Deze vector wordt via de reeds in alle cellen aanwezige mole- culaire machines vertaald naar goed werkende eiwitten.
De kosten voor onderzoek en ontwikkeling moeten er nog uit – en die zijn aanzienlijk geweest. Hoe eerder dat gebeurt door landen die voorop willen lopen in de medische weten- schap, hoe eerder farmaceuten het betaalbaar kunnen aanbieden. Een belangrijker argument om met dit soort ontwikkelingen mee te gaan als land is dat het heel goed mogelijk is dat dit soort gentherapie voor een groot aantal erfelijke aandoeningen beschikbaar komt. Het toepassen van medicijnen op het moment dat ze nog heel duur en ver- nieuwend zijn, kan deze ontwikkeling versnellen. Meegaan met dit soort dure nieuwe behandelingen, de grens verleg- gen van wat we weten en waar we publieke middelen aan uitgeven – dat is vooruitgang.
FOTO: WIKIMEDIACOMMONS
FOTO: PEDRO SLUITER
4 TW 1
In beeld
Vrachtschip zeilt dankzij staande vleugels
Sinds een jaar prijken er voorop het vrachtschip MV Ankie van Jan van Dam Shipping twee vleugels die wat weg hebben van dikke, staande vliegtuigvleugels (onder). Deze 10 m aluminium ‘Ventifoil’ systemen vangen wind waardoor het schip een extra zetje krijgt en minder brand- stof verbruikt. Onder gunstige omstandigheden kunnen de systemen 8 tot 10%s brandstofbesparing opleveren, stelt het Groningse bedrijf eCo- nowind, dat de systemen ontwikkelt. Omdat de vleugels natuurlijk al- leen zin hebben als de wind uit de juiste hoek komt, kunnen ze omlaag geklapt worden om extra weerstand bij tegenwind te voorkomen.
Sinds deze maand staat er ook Ventifoils op een schip van Boomsma Shipping (boven). De huidige vleugels zijn het best geschikt voor vracht- schepen met een draagvermogen van 3.000-8.000 ton. Daarnaast wordt er gewerkt aan een systeem met vleugels van 20 m hoog.
ECONOWIND & BOOMSMA
TW 1 5
‘Een bijzonder gebouw met een bijzondere geschiedenis,’ aldus Kitty Huijbers, bouwfy- sicus en adviseur duurzaamheid bij ingeni- eursbureau ABT. Ze heeft het over de voor- malige Hervormde Kweekschool aan de Plantage Middenlaan in Amsterdam, tegen- over de Hollandsche Schouwburg en vlakbij Artis en het Verzetsmuseum. De school speelde in 1942 en 1943 een cruciale rol in het redden van ruim zeshonderd kinderen uit de aangrenzende joodse crèche. Dit was
FOTO: LUUK KRAMER© CHARLIE GRAY, NETFLIX
Voorkant Nationaal Holocaust Museum in Amsterdam
Idee
Renovatie Holocaust Museum
Het Nationaal Holocaust Museum in Amsterdam gaat in september 2022 weer open na een grootscheepse renovatie van 2,5 jaar. Ingenieursbureau ABT ver- zorgt het integraal bouwtechnisch ontwerp.
BART STAM
Stoot een half uur Netflix kijken evenveel CO2 uit als 5 km autorijden?
Een jaar geleden ging een geruchtmakend rapport van de Parijse denktank ‘The Shift Project’ als een lopend vuurtje de wereld rond. Een half uurtje Netflixen zou evenveel broeikasgassen uitstoten als 5 km rijden met een benzineauto.
Klopt dat?
GERALD SCHUT
Een goede journalistieke vuistregel is dat het antwoord op een krantenkop die met een vraagteken eindigt ‘Nee’ luidt. Ik kan direct verklappen dat die regel gelukkig ook nu opgeld doet. Digitaal expert George Kamiya van het Internationaal Energie Agentschap (IEA) legt in de geruststellende analyse ‘The carbon footprint of streaming video: fact- checking the headlines’ uit waarom The Shift Project met een factor 90 uit de bocht vloog.
De 1,6 kg CO2 voor een half uur video strea- ming die veel media haalde kwam uit een rapport van de The Shift Project in juli 2019.
Volgens dit document zou streaming wereld- wijd voor 300 Mton CO2-uitstoot zorgen, evenveel als het hele land Frankrijk. De claim dat het bekijken van pornografie op internet voor evenveel CO2-uitstoot zorgt als het land België, ging ook niet geruisloos voorbij.
Bits in plaats van bytes
Kamiya wees, op de gezaghebbende site Car- bonbrief.org, al eerder op slordigheid van The Shift Porject bij het omzetten van bits naar bytes. Er werd gerekend met een gemid- delde streaming rate van 24 Mbps, wat beduidend hoger ligt dan de mondiale gemiddelde bitrate van Netflix in 2019 (4.1 Mbps ofwel 1.9 GB/h). De eenheid Mbps was per ongeluk ergens MBps geworden. (Mijn
spellingscontrole accepteert die laatste term pas na 6 maal aandringen.)
Zeker zo belangrijk is dat het project geen rekening houdt met “Koomey’s Law”. Die stelt dat de al sinds de jaren ‘40 computers ongeveer iedere anderhalf jaar tweemaal zo energiezuinig worden. Die snelheid is deze eeuw iets afgevlakt tot een verdubbeling per 2,7 jaar, maar het effect is nog steeds aan- zienlijk en zorgt ervoor dat je flink uit de bocht vliegt als je cijfers van tien jaar oud gebruikt, zoals onderzoekers vorig jaar in Science toonden. Het project overschat hier- door het energieverbruik van datatransmis- sie met een factor 50 overschat.
Productie erger dan gebruik
Volgens Kamiya is de belangrijkst factor voor het energieverbruik van streaming niet het internet maar het energieverbruik van een apparaat thuis. Een grote tv verbruikt vele malen meer energie dan een tablet. Het minder vaak vervangen van een apparaat is ook een zinvollere manier om je milieube- lasting te verlagen. 80% van de het energie- verbruik van een smartphone over zijn hele levensduur wordt veroorzaakt door de pro- ductie.
De moraal van het verhaal: een half uur Net- flix zorgt wel degelijk voor CO2-uitstoot,
maar het is niet vergelijkbaar met een autorit van 5 km naar de rand van de stad, maar met je auto 55 m verzetten naar een parkeer- plaats tien huizen verderop.
Voorlopig vormen de emissies van digitale technologie ongeveer 1,5% van de totale wereldwijde CO2-emissies. Die emissies dreigen het komende decennium overigens wel toe te nemen, als de datavraag sneller toeneemt dan de energiezuinigheid. Data- intensieve toepassingen als het trainen van
kunstmatige intelligentie met big data kosten bijvoorbeeld erg veel energie. Maar de plei- dooien die regelmatig langskomen om min- der e-mails te versturen of minder zoekop- drachten op internet in te voeren zijn zonde van de tijd. Als mensen zich niet langer schuldig hoeven te voelen over Netflix kijken of e-mails versturen houden ze tijd over om hun aandacht te richten op dingen die er wél toe doen.
bit.ly/3qpu88y vooral het werk van Johan van Hulst, direc-
teur van de Hervormde Kweekschool, crè- chedirecteur Henriëtte Pimentel en Walter Süskind, beheerder van de Hollandsche Schouwburg. Zij kregen hulp van diverse ver- zetsgroepen die de kinderen naar onderduik- adressen smokkelden.
ALLE DISCIPLINES IN HUIS
Sinds mei 2016 is hier het Nationaal Holo- caust Museum in oprichting gevestigd,
onderdeel van het Joods Cultureel Kwartier.
‘Om van dit schoolgebouw, gebouwd in 1888, een modern museum te maken, is een ingrij- pende verbouwing nodig,’ zegt Huijbers.
‘ABT heeft daarvoor alle bouwtechnische dis- ciplines in huis. Denk aan constructietech- niek, luchtbehandeling en klimaatbeheer- sing, brandbeveiliging, bouwfysica, energievoorziening en akoestiek.’
Inmiddels heeft het Joods Cultuur Kwartier het ontwerp van architectenbureau Office Winhov goedgekeurd en zijn de voorberei- dingen voor de renovatie in volle gang. Huij- bers somt enkele belangrijke onderdelen op:
‘De twee bovenste verdiepingen, die dateren uit de jaren zestig, maken plaats voor een monumentale overkapping. Hierdoor lijkt de gevel weer op het ontwerp uit 1888.’
In de achtertuin maakt de naoorlogse gymzaal plaats voor een auditorium en een zaal voor tijdelijke exposities. Huijbers: ‘Naast lezingen, congressen en presentaties is dit auditorium ook bedoeld voor filmvoorstellingen en muzie- kuitvoeringen.’ Er komen twee verbindings- gangen met het hoofdgebouw, waarvan de cor- ridor voor bezoekers uit glas zal bestaan. Ook krijgt het voormalige woonhuis van Henriëtte Pimentel, dat inmiddels tot het museum behoort, een nieuwe voor- en achtergevel.
In het hoofdgebouw komen verder moderne klimaatinstallaties, brandbeveilings- en ener- giesystemen. Huijbers: ‘Om kwetsbare docu- menten te laten zien, hebben we een museaal klimaat nodig met weinig schommelingen in temperatuur en vochtigheid. Omdat het een oud gebouw is met weinig ruimte, is het een hele uitdaging een goed klimaatsysteem te ontwerpen.’ De installaties worden wegge- werkt in plafonds, wanden en meubilair. Dit om de ruimten zo flexibel mogelijk te houden voor de ontwerpers van de tentoonstellingen.
Er komt ook een duurzame energievoorzie-
NATIONAAL HOLOCAUST MUSEUM Opdrachtgever: Joods Cultureel Kwartier Ingenieursbureau: ABT
Architect: Office Winhov Hoofdaannemer: M.J. de Nijs Looptijd: 2019-2022
GOEDE VRAAG
INGENIEURS AAN HET WERK
ning. Huijbers: ‘In de bodem komt een klein energieopslagsysteem van zo’n 90 kW. Via een warmtepomp zal deze bron zorgen voor voldoende warmte en koude in het museum.’
SNEL SCHAKELEN
ABT is sinds september 2019 betrokken bij het project. ‘Door onze brede bouwtechni- sche kennis, zijn we een uitstekende gesprekspartner voor zowel de architect, de opdrachtgever als de hoofdaannemer,’ vertelt Huijbers. ‘Omdat ik zelf architectuur en bouwkunde heb gestudeerd, kon ik als pro- jectleider snel schakelen met het architecten- bureau. Samen met onze specialisten verzor- gen we de integrale advisering.’
In totaal werkt het ingenieursbureau met zo’n tien specialisten aan het Nationaal Holocaust Museum. Hoewel het zwaartepunt ligt in de voormalige kweekschool, is ABT ook betrokken bij de herinrichting van de entree, expositieruimte en de tuin van de Hollandsche Schouwburg aan de overzijde.
‘Beide musea behoren tot het Joods Cultureel Kwartier en zijn dus nauw met elkaar ver- bonden,’ aldus Huijbers.
Als begin 2021 de verbouwing begint, breekt ook voor ABT een spannende fase aan. ‘De kweekschool is sinds 1888 zo’n tien keer ingrijpend verbouwd. Ook als we alle bouw- tekeningen naast elkaar leggen, zal het gebouw nog tal van geheimen hebben.
Samen met hoofdaannemer zullen we daar goed naar moeten kijken.’
Beeld uit de Netflix-serie The Queen’s Gambit
techniek & wetenschap in perspectief
TW .nl
In TW leest u iedere 2 weken het laatste technische nieuws uit binnen- en buitenland, opinie, achtergrond, vacatures en nog veel meer! Bovendien verschijnt TW ook wekelijks in een online editie met extra foto’s en films.
Abonnees hebben toegang tot deze online editie en het complete online archief.
* U ONTVANGT 2 GRATIS NUMMERS EN DE GRATIS NIEUWSBRIEF
Volg TW:
MAAK KENNIS MET TW EN VRAAG UW GRATIS PROEFABONNEMENT AAN! *
GRATIS 2 NUMMERS
TW
Ga naar technischweekblad.nl/proefabonnement
TW_promotionele-campagne_266x390.indd 1 24-02-20 08:29
TW 1 7
HOE HEBT U DE CASES IN HET BOEK GESELECTEERD?
‘Mijn belangrijkste uitgangs- punt was hoeveel je ervan kan leren, niet hoe dramatisch een geval is. Ik beschrijf bijvoor- beeld een geval in een beslo- ten ruimte waar alle betrok- kenen juist gehandeld hadden toen het ongeval gebeurde.
Daardoor zijn geen ergere slachtoffers gevallen. In ver- gelijkbare gevallen betreden andere medewerkers die- zelfde ruimte en vallen als dominosteentjes om. Ik ken een andere versie van exact hetzelfde ongeval met drie doden als gevolg. Verder moe- ten de ongevallen bruikbaar zijn voor alle sectoren en in de afgelopen tien jaar gebeurd zijn.’
EN WAT KUNNEN INGENI- EURS ERMEE?
‘Als ik op hogescholen spreek, zeg ik: Vergeet niet dat jullie het kader van de toekomst opleiden. Die mensen moet je dus nu al trainen op omgang met arbeidsomstandigheden.
Het is belangrijk dat een inge- nieur die een nieuwe draai- bank ontwikkelt, nadenkt over
alle manieren waarop een gebruiker kan handelen. Te vaak beseffen werktuigbouw- kundigen niet dat apparaten ook anders gebruikt kunnen worden dan waarvoor ze ont- worpen zijn. Je moet echt rekening houden met onei- genlijk gebruik.’
GEBEURT DAT NU TE WEI- NIG?‘Ja en nee. Alles staat en valt met correct gebruik van appa- raten. Maar als je een machine uitrust met een sen- sor, die zorgt dat medewer- kers niet in de buurt van de machine kunnen komen, moet je er rekening mee houden dat medewerkers zo’n sensor uit kunnen zetten. Je wilt
eigenlijk een machine die van- zelf uitschakelt op het moment dat de beveiliging wordt uitgezet. Machines wor- den in dat opzicht steeds beter. Maar ik heb in mijn 25-jarige carrière als arbeids- inspecteur regelmatig machi- nes gezien waarvan ik dacht:
“Hoe kan een ingenieur met zo’n oplossing komen?” Ik heb bijvoorbeeld regelmatig machines gezien die waren uitgerust met tweehandige bediening, maar waarbij de tweede hand heel eenvoudig met bijvoorbeeld een lucifer- houtje te omzeilen was.’
ER ZIJN JAARLIJKS ZO’N 70 DODELIJKE ARBEIDSONGE- VALLEN TE BETREUREN EN ZO’N 600 VERKEERSDODEN.
IS DE WERKVLOER VEILIGER DAN HET VERKEER?
‘Dat is moeilijk te zeggen. Het is een utopie dat het aantal ongevallen terug te brengen is naar nul, maar ik kwam soms bedrijven tegen die echt geen aandacht aan veiligheid besteedden. Ik beschrijf in mijn boek bijvoorbeeld een schrijnend geval van achter- stallig onderhoud bij een
kunstmesthandelaar, waar ook een hoge boete (€
180.000) voor opgelegd is.
Tegenwoordig wordt bij de rechtbank vaak bij niet al te zware ongevallen automa- tisch bepaald dat een deel van de boete besteed moet worden aan de verbetering van arbeidsomstandigheden.
Er gebeuren nog steeds onnodige ongelukken. Ieder ongeluk is er natuurlijk één teveel. Maar sommige onge- lukken zijn echt heel goed te voorkomen.’
HOE DUUR IS HET OM ONGE- LUKKEN OP DE WERKVLOER TE VOORKOMEN VERGELE- KEN MET ANDERE RISICO’S IN DE SAMENLEVING?
‘Het is moeilijk om dat te becijferen. Een heleboel onge- vallen zouden niet zijn gebeurd als een bedrijf er een beetje bij stil had gestaan. En het kost ook echt niet zoveel.
Het gaat om juist gedrag van mensen, goed georganiseerd toezicht en juist gebruik van machines. Nogmaals: goede arbo-omstandigheden hoeven echt niet veel te kosten. Dat is een fabeltje. Ik noem een voorbeeld: veel ongevallen gebeuren, omdat spullen niet goed zijn opgeruimd: kabels over de grond, dat soort din- gen. Een steen die omhoog gekomen is maar niet goed teruggeduwd. Het kost geen geld om dat te voorkomen.
Het gaat om de cultuur binnen een bedrijf.’
MAAR IS HET SOMS TOCH WEL RATIONEEL VOOR EEN GEWETENLOZE WERKGEVER OM VEILIGHEID LATEN VER- SLONZEN EN BOETES IN TE CALCULEREN?
‘Ik heb er moeite mee om te zeggen dat mensen zoiets bewust doen. Maar het gebeurt wel dat je echt roeke- loze gevallen tegenkomt.
Volgens mij zijn 90% van de ondernemers goede mensen met goede bedoelingen. Ze proberen mensen aan het werk te houden, geld te ver- dienen en willen trots kunnen zijn op hun bedrijf. Daarnaast is er nog een deel dat zich niet bewust is van risico’s.’
VINDEN ONGELUKKEN VAKER MET OUDERE MACHI- NES PLAATS?
‘Nee niet per se. Met nieuwe machines kunnen juist ook ongelukken gebeuren doordat werknemers nog niet goed geleerd hebben hoe ze er mee moeten omgaan.’
ZIJN DE REGELS IN DE LOOP VAN DE TIJD VERANDERD?
‘Midden jaren ‘90 heeft de Arbowet een ommezwaai gemaakt van middelvoor- schriften naar doelvoorschrif- ten. In het verleden waren er 1.200 regels, die voor iedere sector verschilden. Dat is teruggebracht tot 300 regels.
Dat lijkt me een goede zaak.
Je geeft bedrijven de vrijheid om machines te maken zoals ze dat willen, zolang ze maar aan veiligheidsdoelen vol- doen.’
WAAROM ZIJN BOETENORM- BEDRAGEN IN DE AFGELO- PEN JAREN STERK VER- HOOGD, ZOALS U SCHRIJFT?
‘Dan moet je bij degene zijn die de regels maakt. Maar er wordt in het algemeen door wetgevers en beleidsmakers veel aan gedaan om bedrijven die netjes hun best hebben gedaan geen straf te geven.
Bij recidive worden de bedra- gen juist hoger.’
DE TOESLAGENAFFAIRE HEEFT DEN HAAG IN HAAR GREEP. AMBTENAREN HAD- DEN NIET MEER DE VRIJ- HEID OM EVIDENT ONRECHTVAARDIGE UIT- KOMSTEN TE CORRIGEREN.
DAAR IS BIJ ARBEIDSIN- SPECTIE DUS GEEN SPRAKE VAN?
‘Een vergelijking met de toe- slagenaffaire zou ik niet dur- ven maken. De inspectie han- delt op basis van
risico-inschatting. Je gaat dus vaker naar bouwplaatsen en fabrieken dan naar een bank.
Alles wordt heel goed over- wogen. Er is alle ruimte voor overleg met de juridische afdeling. Arbeidswetgeving gaat over de hele maatschap- pij. Uitwassen als de toesla- genaffaire zouden bij ons niet kunnen voorkomen. Maar nu ben ik misschien een beetje reclame aan het maken voor de arbeidsinspectie. Er wer- ken heel diverse profielen, van verpleegkundigen tot chemici en werktuigbouw- kundigen. Kritisch vermogen is een belangrijk criterium bij werving van nieuwe mede- werkers.’
ZIJN FLEXWERKERS OVER- VERTEGENWOORDIGD IN DE ONGEVALLEN?
‘Jazeker. 21% van de ongeval- len is met flexwerkers.
Mensen die voor zichzelf wer- ken nemen vaak meer risico’s en maken langere uren. In de bouw word je vaak per meter betaald. Bovendien zijn ze onbekend bij de bedrijven waar ze werken en wordt het leuke werk vaak gedaan door
het eigen personeel. De toe- name van ongevallen die we de afgelopen jaren zien is deels te wijten aan de groei van het aantal flexwerkers, maar ook aan de mentaliteit dat alles gisteren klaar moet.
De druk op productie neemt steeds vaker onwerkbare pro- porties aan.’
‘Hoe kan een ingenieur met zo’n oplossing komen?’
Ing. Ehsan Kermani, voormalig arbeidsinspecteur & auteur
‘50 arbeidsongevallen’
FOTO: MARJA VISSERS
Titel: 50 arbeidsongevallen Ondertitel: Oorzaken en les- sen
Auteur: Ehsan Kermani Verschenen: 2020 Uitgever: Vakmedianet Prijs: € 39,95
URL: bit.ly/2KqosMk
‘De druk op productie neemt steeds vaker onwerkbare proporties aan’
Ing. Ehsan Kermani heeft na een loopbaan van 25 jaar bij de
Arbeidsinspectie een praktisch boek geschreven over arbeidsongevallen.
Die vinden vaak plaats in de technische sector. Met name de bouw en industrie zijn oververtegenwoordigd.
GERALD SCHUT
In Nederland zijn jaarlijks 200.000 arbeids- ongevallen te betreuren. De meeste zijn geluk- kig niet ernstig, maar op een werkzaam leven van 40 jaar is de kans aanzienlijk dat een gemiddelde Nederlander er ooit mee te maken
krijgt, en in de technische sector is die kans des te groter. Volgens Kermani gaat er veel goed, maar toch ook nog steeds veel meer fout dan nodig. Hij probeert lessen voor ingenieurs te trekken.
Interview
8 TW 1
PCR, antigeen en serologie:
Er zijn verschillende manieren om te detecteren of iemand geïnfecteerd is met het coronavirus. Wat zijn de voor- en nadelen van de verschillende tests.
Techniek actueel
Vijf lessen over coronatests
Om de verspreiding van het coronavirus te analyseren en te kunnen beheersen is testen van cruciaal belang. Er zijn twee soorten Covid-19-tests: tests die zijn ontworpen om te detecteren of u nu de infectie heeft, en tests die controleren of u eerder geïn-
fecteerd bent geweest met het virus – SARS-CoV-2 – dat de ziekte veroorzaakt. Net als ieder ander product hebben deze tests verschillende mate van nauw- keurigheid en betrouwbaarheid en kunnen ze voor verschillende doelen worden ingezet.
NATALIE GROVER
Idealiter gebruiken we technologieën die zowel snel als nauwkeurig zijn, een hoge capaciteit hebben, en die geen dure, com- plexe laboratoriumapparatuur of expertise van hoogopgeleide mensen vereisen, maar de ideale combinatie die aan al deze criteria vol- doet bestaat niet, zegt hoogleraar Jon Deeks, biostatisticus en testexpert aan de Universi- teit van Birmingham. ‘Zo’n perfecte test heb- ben we niet, maar er zijn er die in sommige opzichten best wel goed zijn, maar op andere vlakken niet.’ Hier zijn vijf dingen die u moet weten over de huidige corona-tests.
1. PCR- en antigeen-tests zijn de meest voorkomende, maar ze werken anders Terwijl antigeentests op zoek zijn naar eiwit- ten op het oppervlak van het virus om de aanwezigheid van de ziekteverwekker vast te stellen, worden PCR-tests (polymeraseket- tingreactie) ontwikkeld om genetisch materi- aal (RNA) te zoeken dat het virus instrueert om deze eiwitten te maken.
Beide tests vergen een uitstrijkje van diep uit de neus of keel als monster. En geen van beide kan vaststellen of iemand die positief is getest ook besmettelijk is. Daar houden de overeenkomsten op.
In het geval van PCR wordt het monster naar een laboratorium gestuurd waar het wordt verwarmd en gekoeld met behulp van speci- ale reagentia om het RNA van het virus om te zetten in DNA, en daarna miljoenen kopieën van het DNA te maken, waardoor het orga- nisme kan worden geïdentificeerd. Dit proces
kan uren duren, vereist geavanceerde labora- toriumapparatuur en technici, en er wordt doorgaans één monster tegelijk behandeld, hoewel er machines zijn die meerdere mon- sters kunnen verwerken. Het monster moet dus naar een laboratorium worden gestuurd, maar gelukkig levert het tijdrovende proces een zinvol resultaat op: PCR-tests zijn bijna 100% nauwkeurig bij het vinden van geïnfec- teerde mensen als er daadwerkelijk virus op een wattenstaafje zit.
Antigeentests daarentegen – vaak sneltests genoemd – werken door het monster te mengen met een oplossing die specifieke virale eiwitten losmaakt. Die combinatie wordt vervolgens aangebracht op een papie- ren strook met een op maat gemaakt antili- chaam dat is geoptimaliseerd om aan deze eiwitten te hechten als ze aanwezig zijn. Net als bij een zwangerschapstest thuis is het resultaat af te lezen op een zichtbare strook op de stukje papier.
Voor dit proces zijn geen laboratoria nodig en de test kan binnen een half uur worden uitgevoerd, maar die snelheid gaat ten koste van de gevoeligheid. Sneltests zijn weliswaar betrouwbaar bij personen die heel veel virus aanmaken, maar ze zorgen veel sneller voor fout-negatieve resultaten bij mensen die slechts kleine hoeveelheden van het virus in hun lichaam hebben.
2. Gevoeligheid en specificiteit zijn maatsta- ven voor het nut van een test
Deze twee maatregelen worden gebruikt om
de geloofwaardigheid van een test te bepa- len: ‘Hoe goed detecteert het een ziekte en hoe goed detecteert het de afwezigheid van een ziekte’, legt Deeks uit.
Gevoeligheid wordt gedefinieerd als het per- centage patiënten met Covid-19 dat correct een positief resultaat krijgt, terwijl specifici- teit het percentage patiënten zonder infectie is dat door de test terecht als negatief wordt beoordeeld.
Een zeer gevoelige test heeft per definitie een laag percentage vals-negatieven, maar loopt het risico van vals-positieven als de specificiteit voldoet. Andersom heeft een zeer specifieke test een risico op vals-nega- tieven als de gevoeligheid van de test slecht is, maar zal wel een laag percentage vals- positieven hebben. PCR-tests worden als de gouden standaard beschouwd omdat ze over het algemeen zowel zeer gevoelig als zeer specifiek zijn.
3. Bij sneltests kan de persoon die de test afneemt grote invloed hebben
In het VK begon Liverpool een pilot met een antigeentest, de Innova laterale flow-test.
Het doel was om werknemers weer naar kan- toor te laten komen en gezinnen weer in staat te stellen hun dierbaren te omhelzen in ver- zorgingshuizen, vertelt Deeks.
Maar deze ‘bevrijdingstest’-strategie mis- lukte toen wetenschappers ontdekten dat in een populatie met veel mensen met sympto- men de gevoeligheid van de test daalde tot 58% wanneer de test afgenomen werd door
PCR-tests worden als de gouden standaard beschouwd omdat ze over het algemeen zowel zeer gevoelig als zeer specifiek zijn
TW 1 Techniek actueel 9
Vijf lessen over coronatests
autodidact personeel, versus 73% bij testen door bekwame verpleegkundigen en 79% als het gedaan werd door laboratoriumweten- schappers. In een onderzoek dat naar men- sen zonder symptomen keek, daalde de gevoeligheid zelfs tot 49% ten opzichte van PCR-tests.
‘Dus je kunt stellen: hoe meer ervaring het testpersoneel heeft, hoe minder besmettin-
gen er zullen worden gemist,’ stelt Deeks. Er zijn een aantal stappen in de test die heel zorgvuldig moeten worden afgelegd, zegt hij.
Het aflezen vergt bijvoorbeeld grote nauw- keurigheid. Deeks: ‘Soms is het moeilijk te zeggen of je een lijn ziet of een vlek. PCR- tests worden in het laboratorium verwerkt, dus de kans op fouten is veel lager.’
Fabrikanten proberen ook thuistests te ont- wikkelen, die propositie dreigt problematisch te worden nu we weten dat de nauwkeurig- heid van tests sterk afhangt van wie ze afneemt, oppert professor Deeks.
‘Als mensen gemakkelijker tests kunnen doen, zullen er meer mensen worden getest ... maar ik denk niet dat we de test die we nu
hebben daar goed genoeg voor zijn,’ stelt Deeks. Hij voegt toe dat er geen goede onder- zoeken zijn zowel de voor- als nadelen van deze extra tests meenemen, bijvoorbeeld welke impact herhaalde fout-negatieve resul- taten op gedrag zouden kunnen hebben.
In een voorstel voor gemeenschappelijke regels voor snelle antigeentests, schreef de Europese Commissie op 18 december dat
sneltests alleen uitgevoerd zouden moeten worden door opgeleid medisch personeel of ander speciaal getrainde medewerkers.
4 Zolang sneltests niet nauwkeuriger wor- den, moeten negatieve resultaten geen risi- covolle activiteiten aanmoedigen
Als een test, als de Innova-test die in Liver- pool werd geprobeerd, soms tot wel de helft van de besmettingen mist, kan niemand die ermee getest is werkelijk worden beschouwd als risicovrij, waarschuwt Deeks.
‘Je hebt altijd een klein percentage van die mensen die bij alle tests worden gemist’, zegt Gary Keating, chief technology officer van HiberGene, een Iers bedrijf dat een
Covid-19-test heeft ontwikkeld op basis van LAMP-techniek (loop-mediated isothermal amplification), een goedkoper en sneller alternatief voor PCR. De LAMP-coronavirus- test van HiberGene is een van de eerste 18 emergency-projecten die door de EU gefi- nancierd zijn.
‘Ik vind het altijd riskant om slechts één diagnostische test afzonderlijk te doen, en die te gebruiken als basis voor heel belang- rijke medische of maatschappelijke beslis- singen,’ vervolgt Keating. Als je resultaten op grote schaal gaat inzetten, kan een vals gevoel van veiligheid het gevolg zijn, aldus Deeks.
Overheden gebruiken graag sneltests omdat ze goedkoop en sneller in te zetten zijn voor massale vaccinatiecampagnes, maar omdat hun accuratesse beperkt is, is het van groot belang dat negatieve resultaten niet worden gebruikt als rechtvaardiging voor risicovolle activiteiten, zoals het ontmoeten van oude- ren of kwetsbare dierbaren, herhaalt Deeks.
Sommige landen, zoals de Verenigde Staten, adviseren het afnemen van een PCR-test als mensen mét symptomen negatief testen via een sneltest om het resultaat te bevestigen.
Sneltests zijn goed zijn in het opsporen van mensen met een hoge viral load, maar het is nog niet duidelijk bij welke hoeveelheid virus besmettelijkheid afneemt. Bij Covid-19 hebben geïnfecteerden een piek in viral load aan het begin van de infectie, maar viraal RNA kan weken of zelfs maanden blijven hangen.
5. Serologische tests kunnen nuttig zijn om te weten hoe lang vaccinatie bescherming biedt Antilichamen zijn soldaten die het immuun- systeem naar het front stuurt om een indrin- ger – in dit geval SARS-CoV-2 te bevechten.
‘Oorspronkelijk was er hoop dat serologische tests, die antilichamen vaststellen, ons in staat zouden stellen om snel en gemakkelijk een diagnose van ziekten te stellen. Maar deze tests blijken pas twee tot vier weken na infec- tie positief te worden,’ meldt Deeks. En het is nog erger: zelfs als je positief test op antilicha- men, zegt dat niet veel, behalve dat je waar- schijnlijk in het verleden Covid-19 hebt gehad.
‘We weten niet echt welke antilichaam- niveaus zorgen voor bescherming tegen ziekte en welk type antilichaam daarbij het belangrijkste is. Daarover bestaat volgens mij geen consensus,’ vervolgt Deeks. We weten evenmin hoe lang Covid-19-antilichamen in het lichaam aanwezig blijven, noch of iemand die positief test op antilichamen, opnieuw besmet kan worden.
Deze tests zijn vooral nuttig om de versprei- ding van het coronavirus op populatieniveau te schatten – bijvoorbeeld welk percentage van de bevolking en welke etnische groepen Covid-19 hebben opgelopen, en ook om de duur van vaccinrespons te meten, besluit Deeks.
Het onderzoek in dit artikel is gefinancierd door de EU. Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd in Horizon, het tijdschrift voor EU Research en Innovatie.
PCR-tests worden als de gouden standaard beschouwd omdat ze over het algemeen zowel zeer gevoelig als zeer specifiek zijn
FOTO: FERNANDO ZHIMINAICELA VIA PIXABAY
‘Als mensen gemakkelijker tests kunnen doen,
zullen er meer mensen worden getest ... maar
ik denk niet dat de tests die we nu hebben
goed genoeg zijn’
10 TW 1
In een oude drukkerij in Maastricht wordt de ET Pathfinder gebouwd, een prototype van de Einstein Telescoop voor de detectie van zwaartekrachtgolven--
Techniek actueel
Ontwikkeling Einstein Telescoop komt op stoom
De centrale spil van de ontwikke- ling van de toekomstige Einstein Telescoop – voor de detectie van zwaartekrachtgolven – staat in Maastricht. Bij de universiteit van deze stad verrijst een labora-
torium voor ET Pathfinder, een prototype van de Einstein Telescoop. De bouw van het labo-
ratorium nadert zijn voltooiing.
Wat gaat er in het lab gebeuren?
PATRICK MARX
‘We bouwen ons laboratorium in een oude drukkerij. De hal kreeg een nieuwe, van het
‘lawaaierige’ gebouw ontkoppelde beton- vloer. In totaal 169 geboorde heipalen dragen de 1.000 ton wegende vloer. De cleanroom is nu in aanbouw. De vacuüm en cryogene sys- temen volgen daarna. Vanaf april starten we met het eerste experimentele werk’, zegt Ste- fan Hild, hoogleraar zwaartekrachtstudies van de Universiteit Maastricht en projectlei- der van het ET Pathfinder prototype van de Einstein Telescoop.
De Einstein Telescoop (in Limburg of Italië, dat politieke besluit valt in 2025) zal met ongekende precisie en gevoeligheid zwaarte- krachtgolven meten. De detectie gebeurt met laserlicht dat tussen spiegels heen en weer kaatst. Op 200-300 m onder de grond komen drie 10 km lange tunnels die samen een driehoek vormen met in elke hoek een detector. Veel van de technologie voor de Einstein Telescoop is nog in ontwikkeling bij universiteiten en onderzoekscentra in de Euregio Maas-Rijn en daarbuiten. Uiteinde- lijk komen al deze onderdelen in Maastricht samen.
Heel eenvoudig uitgelegd, werkt een zwaar- tekrachtgolfdetector als volgt: een laserstraal wordt in tweeën gespitst. Elke straal reist door een tunnelbuis naar een spiegel die de straal terugkaats. Eenmaal teruggekeerd bij de oorsprong doven de twee lichtstralen elkaar uit, als gevolg van interferentie. Ech- ter, als de reis die beide stralen afleggen niet
precies even lang is – bijvoorbeeld doordat een zwaartekrachtgolf een tunnelbuis in de orde van grootte van 10^-18 tot 10^-21 m uitrekt – dan blijft het uitdoven uit en is er een lichtsignaal waarneembaar.
Gladde spiegels
De extreem kleine lengteverschillen waar- naar de Einstein Telescoop zoekt, maakt extreem gladde spiegels nodig. Bij de univer- siteit van het Belgische Luik werkt hoogle- raar Christophe Collette, hoofd van het preci- sie mechatronica laboratorium, aan de spiegels en hun ophangsysteem. ‘De spiegels worden van gecoat silicium gemaakt. De beste, bestaande exemplaren zijn klein en hebben een oppervlakteruwheid minder dan 0,1 nm. Voor de Einstein Telescoop is dit niet genoeg. We werken daarom aan een grotere spiegel, met een doorsnee van 45 cm, en een laserstraal met vergelijkbare diameter. Door zo’n brede straal te gebruiken, middelen we oneffenheden op nanometerniveau uit.’
Trillingen uit de omgeving laten de spiegels bewegen en dat is funest voor het meten van afstandsverschillen. De spiegels zullen dus extreem stil moeten hangen. De eerste stap is de keuze voor een 200-300 m diepe tunnel.
Collette: ‘We zijn dan verlost van seismische trillingen aan het oppervlak maar, belangrij- ker nog, ook van Newtoniaanse ruis. Deze ruis ontstaat als grote massa’s bewegen.
Denk aan de maan die eb- en vloed veroor- zaakt en hetzelfde aantrekkende zwaarte-
‘We bouwen ons laboratorium in een oude drukkerij. De hal kreeg een nieuwe, van het ‘lawaaierige’ gebouw ontkoppelde betonvloer. In totaal 169 geboorde heipalen dragen de 1.000 ton wegende vloer.’
TW 1 Techniek actueel 11
Ontwikkeling Einstein Telescoop komt op stoom
krachtseffect op het aardoppervlak heeft. Een ander voorbeeld is de wind die een groot gebouw in beweging brengt. Die bewegende massa veroorzaakt weer trillingen die precies in de range liggen die we willen meten. Op 200-300 m diepte is er vrijwel geen Newto- niaanse ruis meer.’
Verder moeten ophanging in vacuüm, koe- ling tot 10 Kelvin (-263°C) en een grote massa van de spiegel (200 kg) zorgen voor de reductie van trillingen. In Luik werkt Collette aan de trillingsvrije ophanging van de spie- gel. ‘We ontwerpen een combinatie van pas- sieve en actieve ophanging. De passieve ophanging bestaat uit een reeks pendules waaraan de spiegel hangt. Elke pendule dempt trillingen steeds verder. Grote bewe- gingen aan één eind van de pendule leiden immers tot veel kleinere bewegingen aan het andere einde (denk aan een slingeruurwerk:
een grote beweging aan de onderkant van de slinger leidt tot een kleine beweging boven- aan, in de klok, red.). Om de pendules niet te lang/hoog te maken, en de tunnel daarmee niet te duur, werken we ook met actieve ophanging waarbij een actuator trillingen meet en direct compenseert met een tegen- trilling, net als active noise cancelling in
hoofdtelefoons geluidstrillingen compen- seert. Uiteindelijk zal de spiegel als het ware vrij in de ruimte zweven.’
Het onderzoek van Collette en zijn collega’s in Nederland, België en Duitsland leidt tot een eerste volledig werkend prototype spie- gel. Het onderzoek is deel van het door de
Europese Unie gefinancierde project E-TEST (Einstein Telescope Euregio Maas-Rijn Site
& Technology) dat parallel aan ET Pathfinder aan de ontwikkeling van de telescoop werkt.
Quantumcomputer
In tegenstelling tot andere grote natuurkun- dige experimenten, zoals bij CERN, produ- ceert een zwaartekrachttelescoop relatief weinig data. De detector meet alleen veran- deringen in de lengte van de tunnelbuizen.
‘Per seconde gaat het om enkele duizenden metingen van amplitude en tijd’, zegt Jacco de Vries, universitair docent fundamentele fysica aan de Universiteit Maastricht. De Vries onderzoekt onder meer de toepassing van nieuwe technologieën voor de data-ana- lyse van grote fysica experimenten. ‘De uit- daging zit vooral in de rekenkracht die nodig is om een zwaartekrachtsignaal in de ruis te zoeken. De huidige detectoren in de VS en
Italië zien gemiddeld één zwaartekrachtgolf per week. De detectoren meten die golf een paar seconden tot minuten. Vervolgens duurt de data-analyse enkele maanden per zwaar- tekrachtgolf. De Einstein Telescoop zal tien- tallen zwaartekrachtgolven per dag ontdek- ken en ze urenlang waarnemen waarbij de signalen van verschillende golven elkaar overlappen. We hebben dus echt iets nieuws nodig om die analyses mogelijk te maken.’
De Einstein Telescoop zoekt zijn heil voor de data-analyse in quantum computing. De Uni- versiteit Maastricht sloot zich aan bij het IBM Q Network waarin IBM zoekt naar prak- tische toepassingen voor haar quantumcom- puter. De Vries: ‘Op de tijdschaal van de Ein- stein Telescoop, 15 jaar tot de voltooiing, verwacht IBM een quantumcomputer te rea- liseren die voor de telescoop nuttige dingen kan doen. Samen zoeken we nu uit of een
quantumcomputer inderdaad een oplossing voor onze data-analyse is. Zo proberen we algoritmen voor de quantumcomputer te schrijven.’
Inmiddels steunen de Nederlandse en Belgi- sche overheid de Limburgse kandidatuur als locatie voor de Einstein Telescoop. Hild en zijn collega’s werken aan Duitse steun.
‘Intussen worden ook de Duitse wetenschap- pers wakker. Veertien Duitse universiteiten dragen bij aan de financiering. Het Max Planck Instituut doneert en bouwt een 1550 nm laser’, aldus Hild.
De Einstein Telescoop zal een mooie show case zijn voor de meest moderne, deels nog te ontwikkelen, technieken. Zo zullen quan- tumalgoritmen, nog betere spiegels en sta- bielere ophangingen ongetwijfeld ook elders in de wereld hun toepassing vinden.
etpathfinder.eu
‘We bouwen ons laboratorium in een oude drukkerij. De hal kreeg een nieuwe, van het ‘lawaaierige’ gebouw ontkoppelde betonvloer. In totaal 169 geboorde heipalen dragen de 1.000 ton wegende vloer.’
FOTO: PATRICK MARX
‘Uiteindelijk zal de spiegel als het ware vrij in de ruimte zweven’
SPIN-OFF
Voor de technologieën die voor de Einstein Telescoop ontwikkeld worden, zijn nu al enkele concrete spin-off toepassingen denk- baar. Neem bijvoorbeeld het geologisch onderzoek van de mogelijke locatie van de Einstein Telescoop dat bij Vaals dat plaats- vindt als onderdeel van het E-TEST project.
Dit bestaat uit een reeks boringen tot 300 m diepte. In de flinke gaten die dit achterlaat gaan instituten als het KNMI sensoren han- gen voor langdurig onderzoek van de onder-
grond en grondwaterstromen. Verder denkt Christophe Collette dat de trillingsvrije ophanging waaraan hij werkt vele toepassin- gen zal vinden. ‘Denk bijvoorbeeld aan ASML, dat met zijn chipmachines steeds kleinere details wil maken. De silicium wafers mogen daarbij absoluut niet bewegen.’ Ook op macroscopisch niveau ziet hij mogelijkheden.
‘Camera’s in drones stabiliseren hun beeld softwarematig, een mechanische stabilisatie zal echter veel betere resultaten opleveren.’
12 TW 1
FOTO: GEONIUS
Unieke IoT-oplossing voor peilbuissensoren
‘De toepassingen voor smart cities zijn eindeloos’
Geonius heeft samen met de Tilburgse IoT-ontwikkelaar Remoticom sensoren ontwikkeld die gegevens via het “Internet of Things” (IoT) doorsluizen naar een database in de cloud. Zo kun je bijvoorbeeld de grondwater- stand in peilbuizen van gemeen- ten en waterschappen checken, zonder dat je er één voor één langs hoeft te rijden.
JAN SPOELSTRA
Samen met het Tilburgse Remoticom ont- wikkelde Geonius een peilbuissensor die gegevens over een beveiligd 4G netwerk ver- stuurt. ‘Het meten van grondwaterpeil door peilbuissensoren continu te laten meten en het signaal via het cellulaire 4G netwerk te verzenden, leek ons een mooie testcase voor deze technologie’, aldus Mark Rurup, direc- teur van Geonius. Een peilbuissensor is een drukmeter die onderin een peilbuis de waterdruk meet. Aan de hand daarvan wordt, na compensatie voor de luchtdruk, het grondwaterpeil bepaald.
Volgens Joost van der Velden, ceo bij Remo- ticom moet je deze ontwikkeling breder zien. Hij ontwikkelde met zijn firma een sensorhotel dat over NB-IoT (narrowband
IoT) veilig data verstuurt. ‘Dat gebeurt van- uit een stukje hardware dat gegevens van meerdere en verschillende sensoren verza- melt en waar bovendien afhankelijk van de toepassing al een eerste analyse op losgela- ten wordt.’
Wel is het zo dat hier volgens Van der Vel- den sprake is van een mooi voorbeeld. ‘Wij zorgen ervoor dat de data verstuurd wordt en op de juiste plek komt. Geonius’ specia- lisme is het analyseren en interpreteren van de data.’ Ook zorgt Geonius voor een plat- form waarmee klanten de gegevens in hun eigen systemen kunnen laten inlopen. In het geval van grondwaterstanden liggen water- schappen en bouwbedrijven voor de hand.
Op lange termijn ziet Van der Velden meer toepassingen als het gaat om smart cities. Je kunt trillingen meten nabij een bouwplaats, met afstandsmeters kun je op warme dagen monitoren of een brug vast komt te zitten, geluidssensoren kunnen overlast registre- ren; de toepassingen zijn eindeloos. ‘Veel ontwikkelaars zitten vol met toekomstbeel- den over smart cities, IoT. Maar om het in gang te zetten moet je er als gemeente, waterschap of projectontwikkelaar wel mee aan de slag bij nieuwe projecten. Je moet beginnen te meten, gegevens via slimme hardware over beveiligde netwerken ver- zenden en een platform bouwen om gege- vens te ontsluiten. Die hele keten komt hier mooi samen.’
‘Op korte termijn wil Geonius dit ook inzet- ten met sensoren voor trillingen, voor bij- voorbeeld woningen die in de buurt staan
van bouwprojecten, zodat je kan bijhouden wat de trillingen doen met je huis’, aldus Rurup. ‘Daarna volgen sensoren voor andere toepassingen.’ Momenteel heeft Geonius peilbuispilots lopen voor diverse opdrachtgevers, zoals WML (Waterleiding Maatschappij Limburg) en Waterschap
Limburg en wordt het systeem ook ingezet op het project Maaslijn-Zuid voor opdracht- gever ProRail. De resultaten van de pilots worden begin 2021 verwacht, waarna Geo- nius en Remoticom het systeem om grond- waterpeil te meten breder op de markt wil- len brengen.
‘Het meten van grondwaterpeil door peilbuissensoren continu te laten meten en het signaal via het cellulaire 4G netwerk te verzenden, leek ons een mooie testcase voor deze technologie’
