Technische Universiteit Delft TU Delft Highlights Hoogtepunten uit 2010
TU Delft Highlights Hoogtepunten uit 2010
Inhoudsopgave 04 Voorwoord 06 TU Delft in het nieuws Onderzoek Onderwijs Jan van der Tempel, onderzoeker en projectmanager FLOW: 09 Innovatie kost nu eenmaal meer dan standaarddingen Andy Hooper van de afdeling Remote Sensing: 12 We kunnen weer wat hiaten in onze kennis vullen Hoessein Alkisaei, student Civiele Techniek: 20 De TU Delft is mijn VIP-ticket naar een goede toekomst Michael van der Meer, hoofd Science Centre Delft: 23 Er gebeurt hier eigenlijk altijd wat Asfaltdeskundige Niki Kringos: 15 Aan infrastructuur zal altijd behoefte zijn Rolf Hut, promovendus Watermanagement: 26 We willen het microklimaat leren begrijpen Richard Goossens, hoogleraar Physical Ergonomics: 18 De weg van ontwerp naar patiënt is erg lang 29 Studentenprojecten 2 Highlights 2010
Valorisatie Organisatie Paul Althuis, directeur Valorisation Centre: 32 Onze meerwaarde zit in het combineren van netwerken 35 Valorisatie 38 Feiten en cijfers 40 Prijzenkast 42 Ontwikkelingen op de campus 3 Highlights 2010
Voorwoord Dirk Jan van den Berg Bij de TU Delft gaan toponderwijs en baanbrekend onderzoek hand in hand. Onze studenten en onderzoekers zetten hun kennis en creativiteit in bij het zoeken naar oplossingen. Duurzame oplossingen voor vraagstukken van de maatschappij op het gebied van energie, gezondheid, infrastructuur en leefomgeving. We zorgen ook dat onze innovaties hun weg vinden naar die maatschappij. 4 Highlights 2010
Onze taak als universiteit is onverminderd belangrijk: het opleiden van gedegen ingenieurs die samen met ons kunnen werken aan de technologische doorbraken die nodig zijn voor het oplossen van urgente maatschappelijke vraagstukken. Verheugend is daarom dat blijvend hoge aantallen studenten de TU Delft kiezen als basis voor hun loopbaan in wetenschap en technologie. Echter, 2010 was een economisch zwaar jaar. Dat merkt ook de TU Delft. De fondsen die van overheidswege beschikbaar komen voor hoger onderwijs staan onder druk. Tegelijkertijd is waar we nu mee bezig zijn bepalend voor hoe we in de toekomst ons geld zullen verdienen, want innovatie is de krachtigste motor van onze economie. Binnen dit krachtenveld hebben wij de ambitie om onderzoek en onderwijs van de hoogste kwaliteit én van internationaal niveau te blijven bieden. Een ding is zeker: in een voortdurend veranderende wereld heeft wachten op absolute zekerheid geen zin, want dan mis je de boot. Voortvarend als altijd hebben studenten, wetenschappers en medewerkers zich daarom ook vorig jaar weer ingezet om topprestaties te leveren. Een greep daaruit vindt u in deze Highlights. Ik wens u veel leesplezier. Dirk Jan van den Berg Voorzitter College van Bestuur TU Delft Dat betekent dat we strategische keuzes moeten maken. Daar zijn we een paar jaar geleden al mee begonnen door in te zetten op een profilering in maatschappelijk relevante thema s: gezondheid, leefomgeving, energie, en infrastructuur & mobiliteit. Dit blijkt in de praktijk goed te werken. Door de traditionele muren tussen vakgebieden te slechten, naderen wetenschappers elkaar en dat leidt tot synergie. Maar meer nog dan over onze binnenmuren moeten we als universiteit over onze buitenmuren kijken. Want de thema s waar we aan werken zijn mondiaal, niet nationaal. Bovendien hebben we de plicht om te zorgen dat de kennis die we ontwikkelen ook daadwerkelijk wordt omgezet in producten en technologieën die de samenleving ten goede komen. We moeten ons dus toeleggen op het sluiten van allianties, met kennisinstituten in binnenen buitenland, evenals met overheden en bedrijfsleven. Een goed voorbeeld van zo n allliantie is FLOW: Far and Large Offshore Wind. Dit consortium van bedrijven en kennisinstellingen zal, gesteund door de overheid, zich de komende jaren bezighouden met onderzoek naar en ontwikkeling van grote windparken ver op zee. U leest er verderop in deze uitgave meer over. Het is maar één van de vele hoogtepunten uit 2010. 5 Highlights 2010
TU Delft in het nieuws Levering medische isotopen verzekerd De onderzoeksreactor van het Reactor Instituut Delft mag in geval van nood medische isotopen gaan produceren Ziekenhuizen gebruiken de medische radio-isotoop molybdeen-99 om ziekten als kanker op te sporen, maar er zijn nogal eens tekorten aan. Want wereldwijd zijn er maar een paar commerciële reactoren die het produceren, en die zijn soms langdurig buiten bedrijf voor reparatie of onderhoud. Zo ook Petten, dat bijna een derde van de wereldproductie voor zijn rekening neemt. Daarom heeft de TU Delft de overheid aangeboden om als back-up voor Petten te fungeren. En dat mag. De onderzoeksreactor is nu geschikt gemaakt voor de productie van medische isotopen. Straks kunnen de experts van het Reactor Instituut Delft indien nodig genoeg molybdeen-99 produceren om in de Nederlandse behoefte te kunnen voorzien. Een zaak van levensbelang. De Delftse reactor wordt gebruikt voor onderzoek op het gebied van gezondheid, energievraagstukken en materialen. Zo is er onderzoek gedaan naar schone molybdeenproductie, een proces waar geen verrijkt plutonium aan te pas komt. Dat betekent minder kernafval, bovendien kunnen dan veel meer fabrieken molybdeen-99 maken. Dan zouden tekorten aan medische isotopen helemaal verleden tijd zijn. TU Delft deelt kennis op itunes U De TU Delft en de Open Universiteit stellen als eerste Nederlandse universiteiten kennis gratis beschikbaar via itunes U. Altijd en overal kijken of luisteren naar colleges, presentaties en podcasts van de TU Delft. Het kan tegenwoordig via itunes U op Mac, PC, ipod of iphone. Dat is makkelijk voor studenten die rustig die ene presentatie nog eens willen bekijken, of een college dat ze gemist hebben. Belangrijker nog is dat het aansluit bij een van de kerntaken van de universiteit: kennis naar de maatschappij brengen. Dat deed de TU Delft al via Open Course Ware, maar itunes U is een modern en toegankelijk platform om nog meer mensen mee te bereiken. Het aanbod op itunes U begon met colleges van Civiele Techniek, Bouwkunde, Elektrotechniek en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. Er komt steeds nieuw materiaal bij: Industrial Design, Management & Technology en Mechanical Engineering hebben ook al bijgedragen. De TU Delft is in goed gezelschap: universiteiten als Stanford University, Harvard en Oxford University, UC Berkeley en MIT publiceren ook op itunes U. 6 Highlights 2010
Hybride nanogaatjes vereenvoudigen DNA-analyse Onderzoekers van de TU Delft en Oxford hebben een nieuw nanogaatje ontwikkeld dat kan helpen bij de ontwikkeling van een snelle en goedkope manier om DNA-moleculen te lezen. Nanogaatjes zijn een hulpmiddel bij het uitlezen van DNA. Trek een enkel DNA-molecuul door een minuscuul klein gaatje en je kunt de informatie stukje voor stukje lezen. Een beetje zoals een ouderwetse cassetterecorder een bandje afleest. Tot nu toe waren er twee manieren om zulke nanogaatjes te maken: met behulp van eiwitten die zich oprollen tot een gaatje of door gaatjes te maken in een kunstmatig siliciummembraan. Een team van onderzoekers uit Delft en Oxford onder leiding van professor Cees Dekker heeft beide methoden gecombineerd. Ze brachten de kwetsbare porievormende eiwitten aan in een stevig laagje silicium. Het resultaat is een robuust nanogaatje uit biologische en kunstmatige componenten. Hybride dus. Het in kaart brengen van DNA is nog steeds een dure en complexe aangelegenheid. Wetenschappers zijn daarom naarstig op zoek naar methoden om dit te verbeteren. Want als iedereen snel en goedkoop zijn eigen DNA-genoom kan laten uitlezen, kunnen artsen straks diagnoses stellen en ziekten behandelen vóór iemand ziek wordt. Het onderzoek naar het hybride nanogaatje brengt dit weer een stap dichterbij. Cees Dekker lab TU Delft Tremani Delftse eredoctor Geim deelt in Nobelprijs Natuurkunde Andre Geim en Konstantin Novoselov ontvingen de Nobelprijs voor de Natuurkunde 2010 voor hun doorbraak in het onderzoek naar grafeen. Grafeen is een laagje koolstof van stabiel zou zijn. Tot het de Delftse één atoom dik, het dunst denkbare eredoctor Andre Geim in 2004 lukte materiaal. Jarenlang dachten om het te maken. Met behulp van wetenschappers dat het in het echt een stukje plakband pelde hij een niet kon bestaan, omdat het niet laagje grafeen van een grafietkristal. Deze ontdekking leverde Geim en zijn collega Konstantin Novoselov de Nobelprijs voor Natuurkunde 2010 op. Nu er met grafeen geëxperimenteerd kan worden, blijkt er van alles mee te kunnen. Grafeen is supergeleidend en is het sterkste materiaal dat we kennen. In de toekomst zullen we het zeker in de elektronica terugvinden. In transistoren of touchscreens bijvoorbeeld. Of misschien als middel om medicijnen naar de juiste plaats in het lichaam te brengen. De in Rusland geboren Andre Geim is hoogleraar Natuurkunde aan de universiteit van Manchester en bijzonder hoogleraar Innovative Materials and Nanoscience aan de Radboud Universiteit in Nijmegen. In 2009 kreeg hij een eredoctoraat van de TU Delft voor zijn praktisch gerichte werk in een fundamenteel vakgebied. Zijn onderzoek naar grafeen past daar uitstekend in. 7 Highlights 2010
Prototype Superbus voor het eerst de weg op Het Superbus-prototype maakte zijn eerste testrit en werd gepresenteerd op de autobeurs van Hannover. Met zijn luxe en comfortabele interieur, zestien vleugeldeuren, lage ligging en aerodynamische vormgeving lijkt de Superbus meer op een verlengde sportlimousine dan op een bus. Maar de Superbus is meer dan een sexy voertuig. Het is een nieuw openbaarvervoersconcept van professor Wubbo Ockels. Superbus combineert het reizen met hoge snelheid met de flexibiliteit van een auto. En dat extreem energieefficiënt. Op een aparte superbaan kan de Superbus snelheden van 250 kilometer per uur bereiken met het verbruik van een normale bus bij 100 kilometer. Passagiers kunnen de bus bestellen via internet of sms. Ze reizen dan samen met mensen die dezelfde vertrekplaats en/of bestemming hebben. Praktisch van deur tot deur. In september ging de Superbus voor het eerst het asfalt op en maakte zijn testrondjes op het circuit van Lelystad. Een paar dagen later volgde de presentatie aan het grote publiek. De wereldprimeur was voor de Internationale Automobilausstellung (IAA) in Hannover, de grootste autobeurs in Europa. IJskappen smelten minder snel dan gedacht Het smelten van de ijskappen gaat maar half zo snel als tot nu werd aangenomen, berekende Delftse onderzoeker Bert Vermeersen. Nature Geoscience publiceerde de onderzoeksresultaten. NASA/Goddard Space Flight Centre De ijskappen in Groenland en West-Antartica smelten en dat zorgt ervoor dat de zeespiegel stijgt. Maar hoe hard gaat dat precies? Dat is uit te rekenen met behulp van het zwaartekrachtveld van de aarde. Want als er landijs smelt en in zee terechtkomt, dan verandert de verdeling van de massa op aarde. Op basis van zwaartekrachtmetingen van de twee GRACE-satellieten van NASA werd aangenomen dat er per jaar zo n 350 gigaton van die twee ijskappen smelt. Maar daarbij moet je wel rekening houden met bewegingen van de aardkorst, want die beïnvloeden de verdeling van de massa op aarde ook. De aardkorst veert bijvoorbeeld nog steeds op als gevolg van het smelten van de ijskappen aan het einde van de laatste grote IJstijd, 20.000 jaar geleden. Bert Vermeersen en zijn team vonden een betere methode om te corrigeren voor de bodembeweging. Ze combineerden de meetgegevens van de GRACEsatellieten met gps-metingen op het land en gegevens over de bodemdruk van de oceaan. En wat bleek: het smelten van de ijskappen gaat maar half zo snel als gedacht. Ook de zeespiegelstijging als gevolg van dat smelten ligt dus beduidend lager. 8 Highlights 2010
Jan van der Tempel, onderzoeker en projectmanager FLOW: Onderzoek Innovatie kost nu eenmaal meer dan standaarddingen
In 2020 zal windenergie goedkoper zijn dan gasgestookte energie, stelt onderzoeker Jan van der Tempel. Een consortium van tien Nederlandse kennisinstellingen en bedrijven doet voor 47 miljoen euro onderzoek naar efficiëntere windparken op zee. Het is de eerste fase in het innovatieproject FLOW: Far and Large Offshore Wind. Hoe is het FLOW-project ontstaan? Het ministerie van Economische Zaken vroeg in 2008 aan de energiesector om met een businessplan te komen voor windparken op zee. Dat was een unieke situatie. In plaats van zelf subsidie-instrumenten te bedenken koos de overheid ervoor om het initiatief bij de industrie te laten. Markt- en onderzoekspartijen hebben toen de handen ineengeslagen en beschreven hoe zij de toekomst van de offshore-windindustrie zien. De plannen vielen in goede aarde. De overheid heeft een subsidie toegezegd tot 23,5 miljoen; de andere helft komt van het consortium. Die overheidssteun is belangrijk, want innovatie kost nu eenmaal meer dan standaarddingen. Een windpark ontwikkelen is niet hetzelfde als een gloeilamp ontwerpen die honderd jaar meegaat. Wat voor rol speelt de TU Delft in het project? Duurzame energie zoals windenergie is een van onze grote onderzoeksthema s. We hebben binnen de TU Delft eigenlijk alle disciplines in huis die nodig zijn bij de ontwikkeling van windparken: aerodynamica, meeten regeltechniek, generatoren, netwerkaansluitingen, materialen en planning. Ikzelf houd me bezig met de offshore-kant. Hoe krijg je een fundatie de bodem in die goed blijft staan, zeg maar. Belangrijk voor de TU is dat dit project een uitlaat van kennis rechtstreeks naar de markt is. Soms van kennis waar we al tien jaar mee bezig zijn. De komende jaren gaan veertien promovendi verder onderzoek doen. Er komt een 10 Highlights 2010
Onderzoek meetmast op zee en in fase twee een heel demopark waar we nieuwe technologieën vervolgens kunnen uittesten. Je voorspelt 20% kostenreductie in 2015. Hoe realiseer je dat? We streven naar 20% kostenreductie in 2015, in 2020 moet dat zelfs 40% zijn. Dan is windenergie goedkoper dan gasgestookte elektriciteit. Maar we kunnen wel hele mooie sommetjes maken, besparen doe je straks pas als je daadwerkelijk windmolens op zee plaatst die goedkoper en efficiënter zijn dan nu. Dat kunnen we bereiken door bijvoorbeeld de bladen verder te optimaliseren en door slimme onderhoudsstrategieën te ontwikkelen zodat turbines minder lang buiten bedrijf zijn. Dat alles testen we straks uit in het demopark op zee. Uit dat hele Research & Developmenttraject komt dan de nieuwste generatie turbines voort die we in 2015 en verder kunnen inzetten om windparken ver op zee te bouwen. Hoe draagt dit bij aan doelstellingen op het gebied van duurzame energie? De huidige generatie windturbines leveren ongeveer zes Megawatt per stuk. We werken om dat te verbeteren en over een paar jaar zal dat tien of meer Megawatt zijn. De EU wil echter in 2020 maar liefst 40 Gigawatt geïnstalleerd vermogen hebben. Dat betekent dat er de komende jaren nog duizenden installaties geplaatst moeten worden. Wind hebben we gelukkig genoeg, en een windpark op zee is relatief makkelijk en snel te bouwen. Bestel je het nu, dan staat het er over twee jaar. Het is een technologie die je makkelijk op grote schaal kunt inzetten. Windparken op zee kunnen potentieel tussen de vijf en vijfentwintig procent van het Europese energieverbruik gaan leveren. Daarmee zijn we minder afhankelijk van olie en bovendien ontwikkelen we onze eigen industrie gebaseerd op eigen innovatie. Tegen windparken op het land is veel weerstand. Merk je dat hierbij ook? Dat valt erg mee. Het komt niet bij mensen in de achtertuin, maar achter de horizon, dat scheelt. Bovendien levert het banen en inkomsten op en is het duurzaam, dat spreekt aan. Wel is er in Nederland enige discussie over het heigeluid, daar zouden zeehonden en bruinvissen last van hebben. Er is al onderzoek naar gedaan, en dat onderzoek gaan we verder uitbreiden. Tijdens het heien zou je zeehonden ook uit de buurt kunnen houden met een pinger, een apparaatje dat een geluid uitzendt dat zeehonden afschrikt. Het gaat alleen om overlast tijdens het bouwen, want na het bouwen worden windparken eerder een kraamkamer voor zeeleven. We willen het publiek juist graag laten zien wat voor goede dingen we doen. Dat kan eind van het jaar als de tweejaarlijkse conferentie OFFSHORE 2011 naar Amsterdam komt. Flow gaat heel erg over valorisatie. Hoe vertaal je dat terug naar het onderwijs? We gaan een internationale master opzetten in het kader van het Erasmus Mundusprogramma. Dat doen we samen met universiteiten in Noorwegen, Denemarken en Duitsland. In Noorwegen weten ze bijvoorbeeld veel van drijvende windturbines. Daar is de zee te diep om met fundaties te werken. Met die masteropleiding hopen we ook studenten van buiten Europa naar Delft te halen. In 2020 hebben we naar verwachting namelijk driehonderd nieuwe ingenieurs per jaar nodig in de offshore-windsector. Studenten zijn zeker geïnteresseerd. Ik geef een college Offshore Windfarm Design; daar kwamen dit jaar twee keer zoveel studenten op af als vorig jaar. Het is ook een mooi vakgebied. Zo heb ik er twaalf jaar geleden zelf voor gekozen: omdat het een mooie, grote technologie is waarvoor je nog allerlei nieuwe dingen kunt verzinnen. Bestel je het nu, dan staat het er over twee jaar 11 Highlights 2010
12 Highlights 2010
Andy Hooper van de afdeling Remote Sensing: We kunnen weer Onderzoek wat hiaten in onze kennis vullen De uitbarsting van de Eyjafjallajökull in IJsland in 2010 was relatief klein, maar de ontwrichting van het Europese vliegverkeer en de kosten als gevolg hiervan waren enorm. De uitbarsting leverde ook een stroom aan wetenschappelijke informatie op. Andy Hooper, universitair docent aan de Afdeling Remote Sensing, bestudeert de processen die vervorming van het aardoppervlak veroorzaken: vulkanen, tektoniek, aardbevingen en de zogenaamde postglacial rebound, het weer omhoog komen van landmassa na de laatste ijstijd. Hij maakt daarbij gebruik van InSAR Interferometric Synthetic Aperture Radar een satelliettechniek die voor het eerst werd toegepast in de jaren negentig. Met behulp van satellietradar en GPS-ontvangers kan die vervorming deformatie in vaktaal nu op enkele millimeters nauwkeurig worden bepaald. Met InSAR bestrijken we het hele aardoppervlak en krijgen we wereldwijde informatie, maar we moeten wel wachten tot de satelliet terugkeert. Met GPS kunnen we elke seconde informatie ontvangen, maar alleen op sommige plaatsen. Al met al hebben we zo wel een aardig beeld van wat er aan de hand is. Wat eraan vooraf ging Andy Hooper volgt de vulkanen op IJsland al jaren. Voordat hij bij de TU Delft kwam, deed hij anderhalf jaar onderzoek aan het Nordic Volcanological Centre van de Universiteit van IJsland. We wisten dat de Eyjafjallajökull weer tot uitbarsting zou komen, de vraag was alleen wanneer. Als we naar het verleden kijken, dan was dit pas de vierde uitbarsting in 1100 jaar. Het had nog wel vijftig of honderd jaar kunnen duren. Sinds 2009 bewoog magma zich naar ondiepere lagen, maar dit was in de jaren negentig ook al gebeurd, zonder dat het tot een eruptie had geleid. Toen de Eyjafjallajökull uiteindelijk uitbarstte, waren wetenschappers niet zozeer verrast dat het gebeurde, maar door wat er precies gebeurde. Bij actieve vulkanen beweegt magma zich gewoonlijk van grotere diepte naar minder grote diepte en vormt een magmakamer onder de aardkost. Je ziet de grond rondom de vulkaan dan uitdijen en omhoog komen. Tijdens een uitbarsting stroomt het magma de kamer uit en zakt de grond weer in. De Eyjafjallajökull volgde dit patroon niet. Magma kwam naar boven en de aardkorst kwam omhoog, maar toen de uitbarsting begon, bleef dat zo. 13 Highlights 2010
AY-ya-fyat-lah-YOH-kuhtl Waarom gedroeg de Eyjafjallajökull zich anders? De Eyjafjallajökull is een matig actieve vulkaan. De korst is koeler en magma komt onregelmatig naar boven, waardoor zich geen ondiepe magmakamer vormt, legt Hooper uit, Zonder het karakteristieke patroon van toenemende en afnemende druk was het moeilijk om te voorspellen wat er zou gebeuren nadat de uitbarsting was begonnen. Bij het opstellen van meteorologische modellen ging men ervan uit dat de vulkaan zou blijven doen wat hij deed. Maar vulkanen doen dat doorgaans niet. Een tweede, explosieve uitbarsting volgde en een wolk van vulkanische as kwam vrij. Het luchtverkeer in Europa werd stilgelegd, en vanaf dat moment begon Andy Hoopers telefoon te rinkelen. Een week lang, zolang het luchtruim was afgesloten, hing ik voortdurend met journalisten aan de lijn. Het was druk, maar ook wel leuk. Ik wilde het over de wetenschappelijke aspecten hebben, maar de meeste vragen waren wat alledaagser: hoe spreek je Eyjafjallajökull uit, of wanneer houdt het op? Begrijpelijk, want wanneer het op zou houden was op dat moment het belangrijkst voor de meeste mensen. Kennis vergroten De mediahype is voorbij, maar de wetenschappelijke interesse bleef. In november 2010 publiceerden onderzoekers van een aantal wetenschappelijke instituten in Nature een voorlopige analyse van hoe de uitbarsting zich ontwikkelde. En dat is nog maar het begin. Er is een grote hoeveelheid gegevens die nog moet worden bekeken. Seismische gegevens en deformatiegegevens, maar ook informatie over de as en lava die werd uitgestoten. Een internationaal consortium van wetenschappers werkt hieraan en Elke vulkaan is weer anders een aantal promovendi zullen er de komende jaren hun handen vol aan hebben. We hebben inmiddels een paar kinematische modellen opgesteld die weergeven waar het magma zich bevond. Uiteindelijk willen we ook modellen opstellen voor de mechanica van de vulkaan; die kunnen ons helpen in de toekomst betere voorspellingen te doen. Maar elke vulkaan is weer anders, dus een van onze problemen is dat we op basis van wat één vulkaan doet conclusies moeten trekken over vulkanen in het algemeen. In dat opzicht was deze uitbarsting nuttig; met alle nieuwe informatie kunnen we weer wat hiaten in onze kennis vullen. Samenwerking Andy Hooper werkt nauw samen met zijn collega s in IJsland. Ik heb meegewerkt aan een onderzoeksvoorstel dat een prestigieuze subsidie heeft gekregen van het IJslandse Onderzoeksfonds en ik help bij de begeleiding van studenten. In IJsland weten ze alles over de vulkanologische aspecten, en ze hebben natuurlijk de vulkanen, maar ik ben de expert op het gebied van radarobservatie. Beide partijen profiteren dus. Hij hoopt dat de recente media-aandacht een positieve uitwerking zal hebben op de financiering van onderzoek. Het onderzoek naar vulkanen is van belang voor Europa en niet alleen in wetenschappelijk opzicht. Voorheen dacht men misschien: waarom zouden wij onderzoek naar vulkanen moeten doen? Ik denk dat dat nu wel duidelijk is. Early-warning-system Voor veel vulkanen, zoals de Etna en de IJslandse vulkanen, bestaan zogenaamde earlywarning-systems, omdat hier 24 uur per dag grondgegevens worden geanalyseerd. Andere vulkanen, bijvoorbeeld in ontwikkelingslanden, worden helemaal niet in de gaten gehouden. Met behulp van satellietgegevens zou een wereldwijd waarschuwingssysteem kunnen worden opgezet, maar daarvoor moeten we wel frequenter observeren. Gelukkig komen er de komende jaren weer meer satellieten bij. ESA lanceert met de Sentinelmissie bijvoorbeeld twee nieuwe satellieten en stelt zijn informatie vrij ter beschikking. Dus we zijn nog niet zover, maar ik denk dat het er uiteindelijk wel van gaat komen. 14 Highlights 2010
Asfaltdeskundige Niki Kringos: Onderzoek Aan infrastructuur zal altijd behoefte zijn 15 Highlights 2010
Asfalt lijkt een saaie zwarte brei, maar is een heel complex materiaal. Dat maakt het zo interessant, vindt dr. ir. Niki Kringos, universitair docent bij de onderzoeksgroep Mechanics of Infrastructure Materials. In 2008 ontving ze een Veni-subsidie van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) voor haar onderzoeksvoorstel Mechanica: het is chemie!. Ze onderzoekt de belangrijkste chemie-mechanica interacties van bouwmaterialen en modelleert deze. Eind 2010 mocht ze op een TEDx-symposium in Amsterdam in 9 minuten uitleggen waarom deze wetenschap zo leuk is. Bij bouwmaterialen is veel winst te behalen. Kijk naar asfalt: onderhoud en reparaties kosten veel geld, veroorzaken files en dus extra CO 2 - uitstoot. Er worden allerlei analyses gedaan voor optimale doorstroming van verkeer, maar zit er een groot gat in de weg, dan houdt het snel op. Ik onderzoek hoe je het gedrag van materialen kunt voorspellen en hoe materialen onder invloed van de omgeving veranderen. Als we dat goed begrijpen, kunnen we betere materialen ontwikkelen voor de toekomst. Die kunnen ook bijdragen aan de verkeersveiligheid. Wat doet regen bijvoorbeeld precies met asfalt en hoe kun je zorgen dat de binding tussen het bitumen en de steentjes goed blijft? En dan heb je het alleen nog over het toplaagje. Er ligt nog een hele constructie onder en er gaat zwaar verkeer overheen, dus kijken we ook naar het effect van langdurige belasting. Als je weet hoe asfalt precies in elkaar zit en hoe zich dat in de loop der tijd onder invloeden als water en vorst ontwikkelt, Je vindt elkaar echt in de wetenschap dan kun je dat nabootsen in een computermodel. Zo n model kun je gebruiken om nieuwe samenstellingen te testen zonder dat deze tien jaar op de weg hoeven te liggen. De additievenindustrie ontwikkelt bijvoorbeeld polymeren en andere vulstoffen en wil graag weten in hoeverre die het materiaalgedrag kunnen verbeteren. Wij kunnen de verschillende asfaltrecepten testen en voorspellingen doen over de kwaliteit en bekijken wat dat betekent voor het wegontwerp. Want heb je materiaal van veel hogere kwaliteit, dan hoef je misschien minder te gebruiken. Grensgebied Met mijn Veni-subsidie heb ik de vrijheid om juist weer hele andere dingen te doen dan binnen mijn andere projecten. Zoals exotische theorieën bedenken waarom een materiaal zich op een bepaalde manier gedraagt. Dat is bijna filosofisch. Het bedrijfsleven zit daarentegen te springen om concrete dingen die ze meteen kunnen toepassen. Die combinatie van kennisontwikkeling op lange en korte termijn is aantrekkelijk. Ik vind het heerlijk om wekenlang wiskundige afleidingen te doen om een model te ontwikkelen, maar het contact met de praktijk is ook heel leuk. Dat is het fijne van mijn vakgebied, het zit precies op dat grensgebied. In december presenteerde ik op de TEDxAmsterdamWomen. Mensen 16 Highlights 2010
Onderzoek hebben een mannelijke connotatie bij asfalt en daar kwam ik als vrouw om over asfalt te vertellen. Het is heerlijk om dat vooroordeel te doorbreken. Belangrijker nog is dat mensen het nut begrijpen van wetenschappelijk onderzoek. Wat doen jullie nou eigenlijk de hele dag, was een vraag die ik bij de TEDx veel kreeg. Mensen hebben vaak nog zo n beeld dat we achter een bureautje zitten met de deur dicht en weten niet dat we ook te maken hebben met publicatiedeadlines, experimenten, studenten onderwijzen en begeleiden, internationaal samenwerken en projecten voor het bedrijfsleven opleveren. De onderzoeker van vandaag de dag staat eigenlijk met één been in de wetenschap en met het andere in de maatschappij. Koffiezetapparaat Wetenschap is mijn drijfveer. Het is net puzzeltjes oplossen: er ligt een probleem, hoe ga ik dat oplossen, heb ik daar de kennis voor, of moet ik die zoeken? Een heel dynamisch proces dat iedere dag verandert. Ik zie mijzelf hoofdzakelijk als wetenschapper en civiel ingenieur, maar mijn vrouw-zijn is ook onderdeel van wie ik ben. Als ik in Nederland zeg dat ik civiele techniek gestudeerd heb, krijg ik anno 2010 nog steeds rare reacties; laat staan als ik vertel dat ik op asfaltmechanica gepromoveerd ben. Ik twijfelde destijds tussen industrieel ontwerpen en civiele techniek. Toen dacht ik: koffiezetapparaat of brug? Het werd de brug. Mijn motivatie voor die keuze was de inhoud, maar dat er in het TU-boekje stond dat er zo weinig vrouwen zaten, speelde ook wel mee. Belachelijk, dacht ik toen al. Ook al blijft het koffiezetapparaat wel belangrijk voor onderzoek in de late uurtjes Je vindt elkaar echt in de wetenschap. Ik ga naar conferenties op verschillende vakgebieden: chemie, mechanica, wegenbouw. Je krijgt daar hele directe feedback op je onderzoek van verschillende kanten; daar leer je ontzettend veel van. Ook ontmoet je mensen uit andere culturen. Als je het over mechanica hebt, begrijp je elkaar en maakt achtergrond niets meer uit. Ik ben pas in India geweest om een nieuw samenwerkingsverband te starten met IIT Madras. Als je daar presenteert, dan zie je jonge mensen geïnspireerd raken, dat is fantastisch. Je geeft ze opeens een venster op een internationale toekomst. De economische en maatschappelijke omstandigheden zijn overal anders, maar aan infrastructuur zal altijd behoefte zijn, dat is zo mooi. Bio-asfalt Bitumen is een restproduct van olie. Als straks de olie op is, is de bitumen op. Ik adviseer een consortium in de VS dat onderzoek doet naar alternatieven voor bitumen. Die alternatieven moeten tientallen jaren meegaan. Daarom zijn we op zoek naar materialen die sterk en stabiel zijn, tegen invloeden als bacteriën en water kunnen en niet te snel afbreken onder mechanische belasting. Mijn ideale bio-asfalt zou opnieuw op een restproduct gebaseerd zijn, maar dan van de nieuwe biobrandstoffen. We beginnen nu te kijken of dat kan en chemisch en mechanisch stabiel te krijgen is. Dat is een langetermijnproject met allerlei uitdagingen. De wetenschap kan nog veel bijdragen aan de ontwikkeling van onze globale infrastructuur: aan de ene kant willen we optimale mobiliteit en doorstroming, aan de andere kant moet de CO 2 -uitstoot omlaag en moet het materiaalverbruik zuiniger. Dat is waar wij oplossingen kunnen bieden de komende jaren. 17 Highlights 2010
Richard Goossens pleit voor vergeten medische producten: De weg van ontwerp naar patiënt is erg lang 18 Highlights 2010
Een botsrolstoel, een bekkenbinder, een retractor voor operaties bij kinderen, een oogdrukmeter voor thuis: industrieel ontwerpers van de TU Delft bedachten de afgelopen jaren honderden innovatieve medische producten. Het merendeel van de vindingen blijft Onderzoek echter op de plank liggen. Professor Richard Goossens, hoogleraar Physical Ergonomics, zoekt wegen om zulke vergeten producten alsnog bij de patiënt te krijgen. Begin 2011 ging de BabyBloom in productie, een bijzondere couveuse voor de kleinste premature baby s. Heleen Willemsen studeerde al in 2005 cum laude af op het ontwerp. Het is een voorbeeld van het uithoudingsvermogen dat nodig is om een nieuw product op de medische markt te krijgen. Goede ideeën blijven liggen omdat ze commercieel niet interessant zijn of omdat de ontwerper, vaak een afstudeerder, de lange adem niet heeft. Dat is zonde, want er kunnen zoveel mensen bij gebaat zijn, aldus Richard Goossens. De weg van ontwerp naar patiënt is erg lang. Ontwikkelen, financiering regelen, testen in de praktijk en dan nog de certificering. Heleen Willemsen is er zelf aan blijven trekken. Ze won een aantal prijzen, zoals in 2008 de Herman Wijffels Innovatieprijs. Dat stelde haar in staat om door te gaan. Balldoser Veel producten komen zo ver niet. Zoals de Balldoser, een beker die volwassenen met drinkproblemen in staat stelt zelfstandig te drinken. Een superleuk product. Er zit een doseerballetje in, zodat er maar één slokje tegelijk uitkomt. Patiënten kunnen zich niet meer verslikken, je kunt beter controleren hoeveel vocht ze binnenkrijgen en je hoeft minder natte bedden te verschonen. Het ontwerp leverde Arie Franke in 2008 een innovatieprijs op, maar verder dan een prototype is het niet gekomen. En dat terwijl er wel degelijk behoefte aan is. Ik ben één dag in de week verbonden het Erasmus Medisch Centrum, daar hoor ik veel praktijkproblemen. Die zet ik dan bijvoorbeeld om in ontwerpopdrachten voor afstudeerders. We tonen aan dat zo n probleem oplosbaar is door één keer iets te maken. De vraag bereikt ons dus wel, maar het stokt vaak bij de oplossing. Stiefkindmedicijnen Die situatie is niet uniek. De farmaceutische industrie laat ook regelmatig veelbelovende medicijnen links liggen omdat er niet genoeg mee te verdienen is. In 2010 werd Cinderella Therapeutics opgericht, een not-for-profit organisatie die als doel heeft zulke nieuwe geneesmiddelen of behandelingen in de kliniek te brengen voor een maatschappelijk aanvaardbare prijs. Geïnspireerd door Cinderella Therapeutics hield Richard Goossens tijdens zijn inaugurele rede een pleidooi voor zijn vergeten producten. Zijn oproep haalde de media en leverde een aantal positieve reacties op. Eén daarvan kwam van een ontwerpbureau gespecialiseerd in productontwikkeling. Zij gaan prototypes met ons bekijken, vertelt Richard Goossens. Ze kunnen dan meestal snel zien of er een business omheen te bouwen is. Een afstudeerder heeft misschien niet goed naar de markt gekeken. Een alternatieve manier van fabriceren of het opnieuw bekijken van de afzetmarkt geeft misschien een ander beeld. Houtje-touwtje oplossingen Vaak is de afzetmarkt echter te klein voor commerciële productie, zoals bij producten voor mensen met een zeldzame aandoening of speciaal voor kinderen. Artsen gebruiken instrumenten voor volwassenen op kinderen of bedenken een houtjetouwtje oplossing, zegt Goossens. Hij vertelt over de beensteun voor het verdoven van de bilzenuw bij kinderen die een beenoperatie moeten ondergaan. Dat gebeurt nu met behulp van een prullenbak en tape in de onderzoeksruimte. Je zou zo n beensteun graag in kleine series laten produceren. Massaproductie is ook niet altijd meer nodig volgens Goossens. Met moderne ontwerpprogramma s kun je je fabricage inrichten op kleine series of enkelstuks. Stuur het aangepaste ontwerp naar een printer en je weet alle onderdelen. Dat heeft allerlei voordelen. Bij massaproductie ga je uit van de grootste gemene deler van alle patiënten. Als je in kleine aantallen produceert, kun je kijken wat de behoefte is van het individu. Dat is ook precies wat een ergonoom doet: producten ontwikkelen die geschikt zijn voor de gebruiker in plaats van omgekeerd. Daarmee ga je eigenlijk een beetje terug in de tijd, want vroeger had je allerlei vaklui die wat voor je maakten. Goede feeën Het is prima als een grote fabrikant een idee oppikt, want dan komt het bij de patiënt terecht. Maar voor die andere producten waar ze geen heil in zien, moet je een pot hebben waaruit je het productieproces op gang kunt helpen, stelt Richard Goossens. Er hebben zich al enkele goede feeën gemeld om daarbij te helpen. Ik heb contact met iemand die veel ondernemers in het Westland kent. Die willen vaak wel investeren zonder meteen opbrengsten te hebben. Verder hebben twee alumni Industrieel Ontwerpen aangeboden om zich belangeloos in te zetten voor de vergeten producten. Ook is Richard Goossens in gesprek met Cinderella Therapeutics: Ik kan me voorstellen dat we als producttak binnen Cinderella gaan fungeren. Lukt dat niet dan zetten we zelf een fonds op en ga ik geld inzamelen. Ik wil in ieder geval laten zien dat het kan. 19 Highlights 2010