“Tijdens mijn master Mechanical Engineering volgde ik een vak over Humanitarian Engineering”, vertelt Gabe-Jan. “Dat sprak me direct heel erg aan: hoe kunnen we in situaties van nood met techniek van betekenis zijn? Ik heb altijd graag mensen willen helpen met mijn kennis van techniek – vanuit interesse, maar ook vanuit mijn geloof. Binnen dit vak kwam dit eigenlijk heel mooi samen en al snel dacht ik: hier wil ik graag op afstuderen.”
Clean cooking op Madagaskar
Via zijn afstudeerbegeleider kwam Gabe-Jan in contact met RISE, een bedrijf op Madagaskar. “Zij werken aan techniek op basis van zonne-energie en waren bezig met een ontwerp voor een nieuwe clean cooking technologie. De huidige norm is namelijk koken op hout of houtskool, en dat brengt nogal wat gezondheidsrisico’s met zich mee.”
Vanuit RISE was er al een opstelling om te kunnen koken op basis van zonne-energie. Door middel van zonnepanelen wordt er elektriciteit opgewekt en in lithiumbatterijen opgeslagen, zodat je het kunt gebruiken wanneer je wilt. Om te koken wordt deze energie gebruikt om stoom te generen in een soort kast, de steamer genoemd. De stoom kookt vervolgens het voedsel gaar. “Maar, de huidige batterijen zijn duur en milieuonvriendelijk”, legt Gabe-Jan uit. “Mijn opdracht was dus om een alternatief te bedenken voor deze batterijen, dat duurzamer én goedkoper is. Daardoor kwam ik op het idee om een warmtebatterij te ontwikkelen.”
Warmteopslag door zand
Dat bleek best een uitdaging. Op grote schaal zijn er genoeg mogelijkheden voor warmteopslag, maar hoe kleiner de schaal, hoe groter de verliezen. “Hoe groter het oppervlak ten opzichte van de inhoud, hoe meer warmte er verloren gaat. Warmteopslag op kleine schaal wordt dus, vooral in Westerse landen, als heel inefficiënt gezien,” vertelt Gabe-Jan. “Maar voor de situatie op Madagaskar is het eigenlijk heel geschikt: je kunt met zo veel zonuren immers iedere dag gratis bijladen. Het was best bijzonder om tot dit inzicht te komen: hetzelfde product of ontwerp kan in de ene situatie als waardeloos worden gezien en in een andere context heel goed werken.”
Met zand en bakstenen ontwierp Gabe-Jan een nieuwe batterij. “Zand heeft een isolerende werking, dus het blijft lang warm. Daarnaast is het goedkoop en op Madagaskar overal te vinden.” De opstelling bestaat uit een bak zand met warmte-elementen, die rechtstreeks het zand verwarmen. Door de geleiding van het zand te verbeteren, kan de warmte sneller onttrokken worden en stoom genereren zodra je water in de batterij giet. “Op basis van hoogteverschil kun je zonder pomp water laten stromen, waardoor er stoom gegenereerd wordt als je het nodig hebt. De opstelling is dusdanig simpel dat je het lokaal kunt maken met materialen die voorhanden zijn.”
Samenwerking
Om zijn ontwerp te bouwen en testen vertrok Gabe-Jan twee maanden naar Madagaskar. “Het was echt een hele bijzondere ervaring. Ik had nog nooit tijdelijk in een ander land gewoond, dus dat was al tof, maar het leukste was eigenlijk om samen te kunnen werken met de mensen van RISE, mijn afstudeerbegeleiders en de lokale bewoners die de opstelling ook echt gaan gebruiken,” vertelt hij. “Dat motiveerde me heel erg, ook op de momenten dat ik er even doorheen zat. Afstuderen ver weg van huis is soms een uitdaging, maar als je met eigen ogen de urgentie van jouw ontwerp ziet, is dat alle motivatie die je nodig hebt.”
Inmiddels is zijn opdracht afgerond, maar dat betekent niet het einde voor zijn prototype. RISE is momenteel bezig met het testen en doorontwikkelen van de warmtebatterij. Vanuit zijn bijbaan, die Gabe-Jan aan zijn afstudeeropdracht heeft overgehouden, kan hij nog op afstand betrokken blijven. “Vanuit mijn functie ben ik nog betrokken bij een aantal testen. Dat is heel fijn; je hebt toch een lange tijd met passie aan het project gewerkt en je wilt graag het eindresultaat zien. Er is ook een vervolgopdracht uit mijn project gerold, dus er is inmiddels ook een andere student betrokken bij het doorontwikkelen van het prototype. Het was echt een unieke samenwerking tussen RISE, mijn begeleiders en ikzelf, en dat is ook wat dit project zo leuk heeft gemaakt.”
Toekomst
En wat nu, als afgestudeerde? “In de toekomst wil ik graag aan de slag op het gebied van humanitarian engineering. Maar ik denk dat het goed is om eerst wat meer technische kennis en ervaring op te doen, zodat ik dit later kan toepassen. Het type werk past in ieder geval goed bij mij: het is een stuk praktischer. Het ene moment gebruik je je engineering kennis en skills voor ingewikkelde berekeningen, en het andere sta je – zoals in mijn geval – zand te scheppen. Je maakt het ontwerpproces in z’n geheel mee en die afwisseling bevalt me goed,” vertelt Gabe-Jan.
Ook heeft zijn afstudeerproject hem interessante inzichten gegeven voor zijn toekomstige carrière als ingenieur. “Het is essentieel om je als ingenieur goed in te kunnen leven in andermans situatie. Als engineers zijn we vaak geneigd om direct oplossingsgericht te denken, maar het is minstens net zo belangrijk om stil te staan bij wat het probleem écht is en hoe je dit moet aanpakken. Ik heb nu met eigen ogen gezien hoe technologieën heel anders kunnen functioneren in verschillende situaties: er bestaan geen one-size-fits-all oplossingen. Het is dus goed om zo min mogelijk aannames te doen en goed te kijken of een oplossing wel écht geschikt is voor de situatie en betrokkenen. Ik denk dat dat één van de belangrijkste vragen is die je als ingenieur kunt stellen.”
