‘Het afstuderen ging heel lekker’

Rails op bielzen gedraagt zich als spaghetti

Ir. Arjen Zoeteman onderzocht hoe treinrails het best kan worden gefundeerd: op houten bielsjes of op een keihard betonnen bed.

Het afstuderen van Arjen Zoeteman (23) ging ‘heel lekker’. Hoewel hij al in mei 1998 zijn afstudeerpraatje hield, studeerde hij pas in september 1998 af, precies vier jaar nadat hij zijn studie technische bestuurskunde had opgepakt. ,,Ik moest nog een paar vakjes halen.”

Zoeteman verdiepte zich in de langetermijnprestaties van spoorinfrastructuur. Daarvoor deed hij twee case-studies. Bij de uitbreidingsplannen voor de metro van Madrid onderzocht hij verschillende railsystemen en deze vergelijking maakte hij later ook voor het Nederlandse spoor.

Het ballastspoor – rails op een bed van kiezels en dwarsliggers – heeft veel onderhoud nodig. ,,Het is een soort spaghetti,” aldus Zoeteman. ,,Het verzakt of kent zijdelingse verschuivingen. En de nachtelijke werkzaamheden om dit te verhelpen gaan vaak gepaard met snelheidsbeperkingen voor de treinen.”

Een andere methode is het betonspoor: rails op een continue strook beton, waaronder heipalen voor extra stabiliteit zorgen. ,,In principe scoort het betonspoor beter, maar de risico’s moeten nog worden uitgezocht. Als er iets mis gaat met de betonconstructie, bestaat de kans dat het traject een paar weken niet gebruikt kan worden.”

Zoeteman ontwierp een decision support system, dat in staat is om de verschillende varianten met elkaar te vergelijken. Daarbij nam hij zaken als capaciteitsbeheer, kwaliteit van spoordiensten en bouw- en inspectiekosten mee in de afweging. ,,De overheid is vaak geneigd beslissingen te nemen op grond van de eerste investeringen. Toch kan een hogere investering op den duur minder kosten opleveren, doordat minder onderhoud noodzakelijk is en de beschikbaarheid van het spoor beter is.”

Als promovendus blijft hij nog enige tijd verbonden aan de faculteit TBM. Hij gaat op hetzelfde spoor verder. ,,Als ik terugkijk heb ik me bij mijn afstuderen met redelijk eenvoudige problemen beziggehouden. Ik wil het verder uitwerken, toepassen in reële besluitvorming rond bijvoorbeeld de HSL. Dat ligt veel complexer dan wat ik eerder gedaan heb.”

Boorplatformen: veilig of niet?

Ir. Stefan Nienaber ontdekte dat de regels voor het plaatsen van boorplatformen niet streng genoeg zijn.

,,Er waren dit jaar blijkbaar geen negens bij Maritieme Techniek.” Stefan Nienaber (24) studeerde in augustus 1999 af met een acht, na zes jaar hard studeren. Hij concludeerde dat de veiligheidseisen voor boorplatformen een betere onderbouwing vereisen.

Voor zijn afstuderen verbleef hij vier maanden lang bij het Engelse bedrijf Noble Denton, dat zich bezighoudt met het beoordelen van jackups. Met deze verplaatsbare offshoreplatformen – de poten kunnen opgekrikt worden, waarna het platform blijft drijven – doen oliemaatschappijen proefboringen in zee.

Maar een jackup mag niet overal in zee staan. Stromingen, weersomstandigheden en grondcondities zijn verschillend op elke positie. Hierdoor zijn per locatie verschillende sterkte-eisen van toepassing. Voordat een platform ergens neergelegd mag worden, moet het bedrijf toestemming krijgen. De regels voor deze toestemming zijn echter omstreden.

Niet iedere bezitter van booreilanden is het eens met de eisen die aan platformen worden gesteld. Een Amerikaans bedrijf benaderde Noble Denton om een afgekeurd platform nogmaals door te rekenen en te kijken of de regelgeving niet te streng was. Nienaber kreeg de opdracht. ,,Ik heb de maximale sterkte van een deel van de poten van een jackup berekend.”

De bijzondere poten die Nienaber doorrekende, waren nog niet eerder zo secuur onder de loep genomen. ,,De gebruikte modellen zijn heel complex. Pas sinds kort kan de computercapaciteit de berekeningen aan.” Voor zijn werk met de eindige elementenmethode maakte hij urenlange berekeningen, waarvan hij een deel op de snelle Cray-computer van de TU deed.

Verrassend was de conclusie van Nienaber: ,,De regelgeving voor jackups was, gezien de bestaande randvoorwaarden niet veilig.” Direct trekt hij echter deze randvoorwaarden, die hij bij zijn afstudeerwerk als gegeven beschouwde, in twijfel. ,,Veel aannames die in het bestaande model gedaan zijn, zijn niet helemaal correct. Het is een erg versimpeld model: conservatief en veilig.”

Geen polaire satellietbaan rond de maan

Ir. Sander Goossens berekende hoe een satelliet rond de maan kan cirkelen zonder neer te storten.

In mei studeerde Sander Goossens (24) af bij de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. Zijn onderzoek is van belang voor toekomstige missies, zoals bijvoorbeeld die van de Japanse Selene, die in 2003 de maan gaat bekijken.

De baan van satellieten wordt beïnvloed door verschillende krachten. Naast de zwaartekracht wordt de satelliet ook ‘weggeduwd’ door de kracht van de fotonen van zonnestraling, de zonnestralingsdruk, die op het oppervlak van de satelliet terecht komt.

De zwaartekracht heeft veruit het meeste effect op de satelliet. Probleem bij de maan is, dat het zwaartekrachtveld niet homogeen is. ,,De maan is een veel complexer lichaam dan de aarde. Het is geen homogene bol, hij is kleiner en het zwaartekrachtveld is derhalve lastiger te modelleren. Er zijn zeer nauwkeurige gegevens nodig van het veld.”

Om te voorkomen dat ze neerstorten op het maanoppervlak houden maansatellieten zichzelf in de goede baan door af en toe te compenseren met hun motor. Maar het zou natuurlijk ideaal zijn als dit brandstofverbruik niet noodzakelijk was en de satelliet zelf in een goede baan bleef. ,,Een normale satelliet, zoals bijvoorbeeld de Amerikaanse Luna Prospector heeft meer dan een jaar om de maan gedraaid. Zonder het compenseren van de baan zou de satelliet binnen enkele dagen zijn neergestort.”

Goossens legde de baan van de satelliet als gevolg van de krachten vast in een analytisch model. Daarbij paste hij een bestaande methode aan en maakte gebruik van vier recente zwaartekrachtmodellen van de maan. Doel was het vinden van een satellietbaan, waarbij de satelliet de koers niet kunstmatig hoeft te corrigeren: een frozen orbit. Bovendien moest de baan dicht bij het maanoppervlak liggen, zodat observatie goed mogelijk is.

Goossens concludeerde dat een polaire baan – een baan over zowel de Noord- als de Zuidpool van de maan – op honderd kilometer boven het maanoppervlak niet mogelijk is. Wel bleek een frozen orbit mogelijk op een iets grotere hoogte of met een baan die niet over de beide polen liep.

Inmiddels is hij promovendus bij de leerstoel astrodynamica en satellietsystemen. Goossens wil het model van de zwaartekracht verbeteren met een ander soort formule. ,,Omdat steeds dezelfde kant van de maan naar de aarde gericht is, weten we nog weinig over de achterkant van de maan. Daar hoop ik ook meer over te weten te komen.”

Rails op bielzen gedraagt zich als spaghetti

Ir. Arjen Zoeteman onderzocht hoe treinrails het best kan worden gefundeerd: op houten bielsjes of op een keihard betonnen bed.

Het afstuderen van Arjen Zoeteman (23) ging ‘heel lekker’. Hoewel hij al in mei 1998 zijn afstudeerpraatje hield, studeerde hij pas in september 1998 af, precies vier jaar nadat hij zijn studie technische bestuurskunde had opgepakt. ,,Ik moest nog een paar vakjes halen.”

Zoeteman verdiepte zich in de langetermijnprestaties van spoorinfrastructuur. Daarvoor deed hij twee case-studies. Bij de uitbreidingsplannen voor de metro van Madrid onderzocht hij verschillende railsystemen en deze vergelijking maakte hij later ook voor het Nederlandse spoor.

Het ballastspoor – rails op een bed van kiezels en dwarsliggers – heeft veel onderhoud nodig. ,,Het is een soort spaghetti,” aldus Zoeteman. ,,Het verzakt of kent zijdelingse verschuivingen. En de nachtelijke werkzaamheden om dit te verhelpen gaan vaak gepaard met snelheidsbeperkingen voor de treinen.”

Een andere methode is het betonspoor: rails op een continue strook beton, waaronder heipalen voor extra stabiliteit zorgen. ,,In principe scoort het betonspoor beter, maar de risico’s moeten nog worden uitgezocht. Als er iets mis gaat met de betonconstructie, bestaat de kans dat het traject een paar weken niet gebruikt kan worden.”

Zoeteman ontwierp een decision support system, dat in staat is om de verschillende varianten met elkaar te vergelijken. Daarbij nam hij zaken als capaciteitsbeheer, kwaliteit van spoordiensten en bouw- en inspectiekosten mee in de afweging. ,,De overheid is vaak geneigd beslissingen te nemen op grond van de eerste investeringen. Toch kan een hogere investering op den duur minder kosten opleveren, doordat minder onderhoud noodzakelijk is en de beschikbaarheid van het spoor beter is.”

Als promovendus blijft hij nog enige tijd verbonden aan de faculteit TBM. Hij gaat op hetzelfde spoor verder. ,,Als ik terugkijk heb ik me bij mijn afstuderen met redelijk eenvoudige problemen beziggehouden. Ik wil het verder uitwerken, toepassen in reële besluitvorming rond bijvoorbeeld de HSL. Dat ligt veel complexer dan wat ik eerder gedaan heb.”

Boorplatformen: veilig of niet?

Ir. Stefan Nienaber ontdekte dat de regels voor het plaatsen van boorplatformen niet streng genoeg zijn.

,,Er waren dit jaar blijkbaar geen negens bij Maritieme Techniek.” Stefan Nienaber (24) studeerde in augustus 1999 af met een acht, na zes jaar hard studeren. Hij concludeerde dat de veiligheidseisen voor boorplatformen een betere onderbouwing vereisen.

Voor zijn afstuderen verbleef hij vier maanden lang bij het Engelse bedrijf Noble Denton, dat zich bezighoudt met het beoordelen van jackups. Met deze verplaatsbare offshoreplatformen – de poten kunnen opgekrikt worden, waarna het platform blijft drijven – doen oliemaatschappijen proefboringen in zee.

Maar een jackup mag niet overal in zee staan. Stromingen, weersomstandigheden en grondcondities zijn verschillend op elke positie. Hierdoor zijn per locatie verschillende sterkte-eisen van toepassing. Voordat een platform ergens neergelegd mag worden, moet het bedrijf toestemming krijgen. De regels voor deze toestemming zijn echter omstreden.

Niet iedere bezitter van booreilanden is het eens met de eisen die aan platformen worden gesteld. Een Amerikaans bedrijf benaderde Noble Denton om een afgekeurd platform nogmaals door te rekenen en te kijken of de regelgeving niet te streng was. Nienaber kreeg de opdracht. ,,Ik heb de maximale sterkte van een deel van de poten van een jackup berekend.”

De bijzondere poten die Nienaber doorrekende, waren nog niet eerder zo secuur onder de loep genomen. ,,De gebruikte modellen zijn heel complex. Pas sinds kort kan de computercapaciteit de berekeningen aan.” Voor zijn werk met de eindige elementenmethode maakte hij urenlange berekeningen, waarvan hij een deel op de snelle Cray-computer van de TU deed.

Verrassend was de conclusie van Nienaber: ,,De regelgeving voor jackups was, gezien de bestaande randvoorwaarden niet veilig.” Direct trekt hij echter deze randvoorwaarden, die hij bij zijn afstudeerwerk als gegeven beschouwde, in twijfel. ,,Veel aannames die in het bestaande model gedaan zijn, zijn niet helemaal correct. Het is een erg versimpeld model: conservatief en veilig.”

Geen polaire satellietbaan rond de maan

Ir. Sander Goossens berekende hoe een satelliet rond de maan kan cirkelen zonder neer te storten.

In mei studeerde Sander Goossens (24) af bij de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. Zijn onderzoek is van belang voor toekomstige missies, zoals bijvoorbeeld die van de Japanse Selene, die in 2003 de maan gaat bekijken.

De baan van satellieten wordt beïnvloed door verschillende krachten. Naast de zwaartekracht wordt de satelliet ook ‘weggeduwd’ door de kracht van de fotonen van zonnestraling, de zonnestralingsdruk, die op het oppervlak van de satelliet terecht komt.

De zwaartekracht heeft veruit het meeste effect op de satelliet. Probleem bij de maan is, dat het zwaartekrachtveld niet homogeen is. ,,De maan is een veel complexer lichaam dan de aarde. Het is geen homogene bol, hij is kleiner en het zwaartekrachtveld is derhalve lastiger te modelleren. Er zijn zeer nauwkeurige gegevens nodig van het veld.”

Om te voorkomen dat ze neerstorten op het maanoppervlak houden maansatellieten zichzelf in de goede baan door af en toe te compenseren met hun motor. Maar het zou natuurlijk ideaal zijn als dit brandstofverbruik niet noodzakelijk was en de satelliet zelf in een goede baan bleef. ,,Een normale satelliet, zoals bijvoorbeeld de Amerikaanse Luna Prospector heeft meer dan een jaar om de maan gedraaid. Zonder het compenseren van de baan zou de satelliet binnen enkele dagen zijn neergestort.”

Goossens legde de baan van de satelliet als gevolg van de krachten vast in een analytisch model. Daarbij paste hij een bestaande methode aan en maakte gebruik van vier recente zwaartekrachtmodellen van de maan. Doel was het vinden van een satellietbaan, waarbij de satelliet de koers niet kunstmatig hoeft te corrigeren: een frozen orbit. Bovendien moest de baan dicht bij het maanoppervlak liggen, zodat observatie goed mogelijk is.

Goossens concludeerde dat een polaire baan – een baan over zowel de Noord- als de Zuidpool van de maan – op honderd kilometer boven het maanoppervlak niet mogelijk is. Wel bleek een frozen orbit mogelijk op een iets grotere hoogte of met een baan die niet over de beide polen liep.

Inmiddels is hij promovendus bij de leerstoel astrodynamica en satellietsystemen. Goossens wil het model van de zwaartekracht verbeteren met een ander soort formule. ,,Omdat steeds dezelfde kant van de maan naar de aarde gericht is, weten we nog weinig over de achterkant van de maan. Daar hoop ik ook meer over te weten te komen.”