Wie zich wil inlezen in het veelomvattende domein der techniek kan lang zoeken naar geschikt boek. Daarom werkt techniekjournalist en elektrotechnisch ingenieur Henk Tolsma aan een inleiding in de techniek. Hij roept de lezer op mee te denken.

Jaren geleden vroeg een journalistieke collega met een alfa-opleiding mij of er ook een inleiding in de techniek bestaat. Hij wilde zich inlezen. Ik antwoordde hem dat zoiets er niet is.

Maar zijn vraag zette mij aan het denken. In andere domeinen van de wetenschap – de economie (Arnold Heertje), psychologie en sociologie – bestaat zo’n inleiding of introductie wel, ofwel als boek of als collegedictaat. Inmiddels zijn er ook inleidingen in de wiskunde, meetkunde en geologie.

Maar een inleiding in de techniek... Hoe zijn (bijna) alle domeinen van de techniek onder één noemer te brengen? Het lijkt zo goed als onmogelijk, maar in een werkelijke introductie van de techniek moet dat wel gebeuren.
 

Over de auteur
Henk Tolsma koos na zijn HTS-opleiding voor een loopbaan in de journalistiek. Hij schreef onder meer voor De Ingenieur en voor Technisch Weekblad en publiceerde diverse boeken. Drie jaar geleden verscheen Donkerluwte, over de stroomvoorziening van de toekomst.


Materialen, energie en ICT

Ik denk zo’n invalshoek te hebben gevonden door techniek te beschouwen als het werken, manipuleren en spelen met materialen, energie en informatie- en communicatietechniek. 

In elk voorwerp, elk apparaat of elke constructie, in elk domein van de techniek, altijd draait het in miljoenen variaties om combinaties van materialen en energie, steeds vaker in verbinding met ICT. Elk product, hoe klein ook, en elke constructie is opgebouwd uit materialen. Er is energie nodig om ze te produceren en in werking te houden, en steeds vaker zijn ze voorzien van ingebouwde ICT om de bruikbaarheid en inzetbaarheid te vergroten en te verfijnen.

In het boek werk ik dat idee verder uit. Het begint met drie uitgebreide hoofdstukken over materialen, energie en ICT. Deze vormen de kern van het boek zoals ik dat voor me zie.
 

Denk mee!
Henk Tolsma nodigt de lezers van De Ingenieur van harte uit om suggesties te doen voor verdere invulling van dit boek door voorbeelden aan te dragen die elk hoofdstuk verder kunnen illustreren en aan te geven welke inzichten hij mogelijk heeft gemist.
Stuur uw reactie naar redactie@deingenieur.nl.


160.000 verschillende materialen 

Bij het behalen van de eerste wereldtitel in de Formule-1 door Max Verstappen speelde de conditie van de banden van zijn auto en die van zijn rivaal Lewis Hamilton een beslissende rol. Rubber gaf de doorslag. Vliegtuigen hebben de voorbije eeuw een ontwikkeling doorgemaakt van hout naar metaal naar kunststof. De klank van een akoestische gitaar wordt beïnvloed door de keuze van de houtsoort.

Rond 1800 hadden ontwerpers en constructeurs slechts een paar honderd materialen tot hun beschikking. Kunststoffen bestonden nog niet – nu zijn dat er meer dan 45.000. Er waren geen lichte legeringen (aluminium kwam pas in de vorige eeuw) – nu duizenden. Er waren geen high-performance composieten – nu zijn er honderden. Ingenieurs beschikken inmiddels over zo’n 160.000 verschillende materialen.

Hoe zijn (bijna) alle domeinen van de techniek onder één noemer te brengen?

Smeerolie

Energie speelt een dominante rol in de techniek. Bij elke toepassing van materialen is energie nodig. Bij het winnen van grondstoffen, het omzetten ervan in materialen, het maken van producten uit materialen, het gebruiken van die producten en het afdanken ervan. 

Tussen elk van deze stappen is energie voor transport nodig. En in elke fase zijn ingenieurs aan het ontwerpen en construeren, ook dat kost energie. Zelfs de productie van het kleinste schroefje, nietje of speldje vergt energie. Energie is de smeerolie – soms letterlijk – van de techniek.

Momenteel wordt omgeschakeld van fossiele naar duurzame energiebronnen. De energievoorziening van de kassen in het Westland met geothermie, zon, wind en aardgas, laat zien waar dat naar toe moet.

Aquathermie, de voor Nederland enig bruikbare vorm van energiewinning uit water, is nog nauwelijks ontwikkeld. Ook is het de vraag of kernenergie nog een kans krijgt.


ICT 

Met embedded ICT – elektronica, software, sensoren en actuatoren – werken machines en installaties efficiënter en verfijnder. Dit betreft bijvoorbeeld navigatie in auto’s, stabilisatie van het Ampelmann-platform op ruwe zee en ook onderhouds- en besturingssoftware in machines. De ICT maakt ze echter ook kwetsbaarder voor storingen en hacken.

Kunstmatige intelligentie (AI) is de volgende fase. Die biedt vele kansen voor technische ontwikkelingen. Dat geldt ook voor communicatie van tekst, beeld en geluid, maar hier moet worden gewaakt voor misleiding. Een ultiem AI-doel is zelfrijdend verkeer, maar het is nog niet gelukt de laatste stap te zetten. 


Basiswetenschappen

Na deze drie hoofdstukken volgen zeven kortere hoofdstukken over ‘het technische proces’. Machines, robots, drones en slimme gebouwen en bruggen krijgen in de volgende stappen definitief vorm: research & development, ontwerpen, construeren, produceren, gebruiken, onderhouden en afdanken.

Daarna volgen hoofdstukken over ‘de taal van de techniek’: de basiswetenschappen wiskunde, natuurkunde en scheikunde, het meten en tekenen, en de wetgeving die de technische ontwikkeling reguleert. Door normalisatie en met octrooien wordt de technische ontwikkeling vastgelegd.

Zaken als betaalbaarheid, produceerbaarheid, bruikbaarheid, en politieke en maatschappelijke haalbaarheid komen in elk hoofdstuk aan de orde. Zo ook het streven naar duurzaamheid, momenteel de belangrijkste drijfveer achter de technische ontwikkeling. 


Wanneer kan iemand zeggen dat die verstand heeft van techniek?

De technische ontwikkelingen worden veelal besproken aan de hand van cases, anekdotes, uitspraken van deskundigen en citaten uit boeken en tijdschriften.

Het boek besluit met de beantwoording van de vraag wanneer iemand kan zeggen dat die verstand van techniek heeft. 

De werktitel van het boek luidt Zoveel bereikt, en nog zo ver te gaan. Die heb ik ontleend aan het millenniumnummer van dit maandblad. In deze titel zit alles wat de technische ontwikkeling kenmerkt: we zijn al enorm opgeschoten ten opzichte van vroeger eeuwen, of zelfs maar vijftig of vijfentwintig jaar geleden, maar we zijn er nog lang niet. Het moet nog veel beter, efficiënter en duurzamer.  


Tekst: Henk Tolsma
Foto: Of het nu gaat om de waferstepper van ASML, de F1-auto van Max Verstappen, de Maeslant­kering of de kassen in het Westland: allemaal zijn ze opgebouwd uit materialen en er is energie nodig voor productie en functionering. Credit:: Depositphotos