Op vrijdagmiddag 9 december 2022 vond het symposium ‘Scheepsbouw van verleden naar toekomst (1900-2050)’ plaats bij het Maritime Research Institute Netherlands (MARIN) in Wageningen. Het symposium werd georganiseerd onder auspiciën van MARIN in samenwerking met het Rotterdam Centre of Modern Maritime History van de Erasmus Universiteit en het Maritiem Museum Rotterdam. MARIN is één van de meest prominente kennisinstituten ter wereld voor toegepast onderzoek naar scheepshydrodynamica, scheepsschroeven, offshore-constructies en maritieme technologie. Van oudsher doet het dit onderzoek met modellen (‘sleeptankmodellen’), maar ook met computersimulaties, en ware-groottemetingen. Daarnaast worden er trainingen gegeven aan scheepsbemanningen, zowel binnenvaart als zeevaart.
Het topinstituut richt zich hierbij als onafhankelijk kennispartner op de scheepsbouw, scheepvaart, offshore-industrie en overheden. De deelnemers aan het symposium grepen deze bijzondere kans in groten getale aan om eens een kijkje te nemen in de talloze faciliteiten van MARIN. Het diverse publiek van maritiem historici, scheepsbouwtechnici en klantenachtergrond werd gastvrij ontvangen met een broodjeslunch en daarna welkom geheten door MARIN-directeur Bas Buchner.
Het NSP/MARIN-archief
Gerbrand Moeyes (scheepsbouwkundig ingenieur en maritiem historicus) vertelde in de eerste lezing over de geschiedenis van het Nederlandsch Scheepsbouwkundig Proefstation (NSP), dat vanaf 1980 de huidige naam MARIN kreeg, en over de ontsluiting van het NSP/MARIN-archief. Enkele jaren geleden omarmde hij het initiatief om het MARIN-archief openbaar te maken. In dit archief zit veel informatie die van belang is voor het Nederlandse historische scheepsbouwonderzoek.
Pioniers B.J. Tideman en A. van Driel
Het onderzoek naar scheepsvormen zoals MARIN dat doet, kent een lange traditie. Al in de achttiende eeuw werden in de Republiek modelproeven uitgevoerd door Pieter van Zwijndregt (1711-1790). Hij maakte gebruik van valgewichten om een eenvoudig scheepsmodel in open water door het water te trekken. In feite testte hij zes voet lange planken met de vorm van de waterlijn van een schip. De proeven leverden echter geen bruikbare resultaten op: in open water waren er te veel verstoringen op de meting (wind, golven), en ook begreep men destijds niet hoe de modelmeting vertaald diende te worden naar het echte schip. Dat veranderde nadat de Britse wiskundige en ingenieur William Froude (1810-1879) de modelwet opstelde en verifieerde (1868-1874). Dankzij deze wet (wanneer de snelheid van model en schip zich verhouden als de wortel uit de modelschaal, is het opgewekte golfpatroon gelijkvormig en verhouden de daaraan gerelateerde (massa)krachten zich als de derde macht van de modelschaal), is het mogelijk om de resultaten van modelsleepproeven te vertalen (of om te rekenen) naar de ware grootte. Deze wet is overigens al eerder door Frédéric Recch (1805-1884) opgesteld in 1852, dus ver vóór Froude, en wordt daarom in Frankrijk de wet van Reech-Froude genoemd.
Froude ontwikkelde ook een extrapolatiemethode voor weerstandsmetingen, waarbij hij gebruik maakte van een overdekte sleeptank met een wagen op rails om zoveel mogelijk verstoringen op de meting uit te sluiten. Vanaf dat moment was het mogelijk om toepasbare proeven met scheepsmodellen te doen, en konden er stappen gezet worden naar het wetenschappelijke onderzoek om betere (lees: minder weerstand-gevende) scheepsrompen te ontwerpen.
In Nederland was B.J. Tideman (1834-1883) één van de pioniers van het onderzoek naar weerstand en voortstuwing van schepen in water. Voor zijn onderzoek liet hij in het Marinedok te Amsterdam een sleepinrichting met een wagen op rails bouwen. Na het overlijden van Tideman raakte deze installatie stilaan in verval.
A. van Driel (1881-1948), die in 1907 proeven deed voor de Nederlandsche Scheepsbouw Maatschappij, zette de wens om ook een Nederlandse sleeptank te hebben, in de jaren twintig en dertig van de twintigste eeuw om naar een voorstel aan de politiek. Als secretaris nam hij deel aan de staatscommissie sleeptank (opgezet in 1918). Vanuit het onderwijs (TH Delft), de scheepsbouw en in vakbladen werd eveneens gepleit voor een nieuwe sleeptank. Alle inspanningen ten spijt, leidde dit toen niet tot het bouwen van een bassin, de hoge kosten van de aanleg waren in tijden van bezuinigingen een groot probleem. Immers, de Staatscommissie bracht in 1920 haar rapport uit. Kort daarna zette de eerste economische crisis van het interbellum in. Pas na een minder ambitieus voorstel van een Commissie van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs, weer met Van Driel als secretaris, werd in 1929 de stichting Nederlandsch Scheepsbouwkundig Proefstation opgericht, die in het daaropvolgende jaar begon aan de bouw van de tank in Wageningen. Volgens Moeyes werd voor Wageningen gekozen, omdat in het westen voor de fundatietechniek van die tijd geen stabiele ondergrond beschikbaar was en de gemeente Wageningen de bouwgrond gratis beschikbaar stelde.
Vanaf de jaren dertig groeiden het werk, het personeelsbestand en de faciliteiten van het NSP gestaag. Dit kwam onder meer door direct contact met de klanten (rederijen, werven en marine) en door eigen wetenschapsbeoefening. Omdat de resultaten van hun eigen onderzoek snel teruggekoppeld konden worden naar het bedrijfsleven, kreeg het instituut een goede internationale reputatie. Vanaf de jaren vijftig vond een sterke groei plaats en heeft het NSP het pakket bewust verbreed om invloed van de conjunctuur op de bedrijfsresultaten te verminderen, zoals onderzoek naar nieuwe scheepstypen en voortstuwers en de ontwikkeling en toepassing van digitale technieken. Die groeiperiode eindigde in 1973, door de eerste oliecrisis.
Belang van het NSP/MARIN-archief voor onderzoek
Vroeger voerde het NSP nooit een consistent archiefbeleid waardoor de aard en omvang van het archief lang onduidelijk bleef. Het archief is dan ook heel divers en eclectisch: er zijn jaarstukken, financiële overzichten en bouwtekeningen, maar ook het persoonlijk archief van Van Driel behoort tot de collectie. Van Driel had zitting in diverse besturen van maritieme organisaties en commissies. Alle documenten zijn ínmiddels gedigitaliseerd en zullen op korte termijn online te raadplegen zijn. Er zijn tal van bijzondere stukken, zoals een overzicht van het elektriciteitsverbruik in de jaren 1941-1942 en bijzondere modellen, zoals bijvoorbeeld een houten dolfijn. Daarnaast is er een wetenschappelijk archief, maar dit is nog niet ontsloten.
Aanvullend gaf Els Jacobs (Rotterdam Centre for Modern Maritime History/EUR – MMR) een toelichting hoe het idee is ontstaan om het NSP/MARIN-archief te gaan inventariseren. De EUR-promovendi die de moderne Nederlandse scheepsbouw onderzoeken hadden materiaal uit het MARIN-archief nodig. Omdat dit niet geïnventariseerd was, werd het plan opgevat om Gerbrand Moeyes samen met Ben Pieffers te vragen deze taak op zich te nemen. Moeyes zette de structuur van de plaatsingslijst op, schreef de inleiding met een korte geschiedenis van de instelling, de organisatie en een verantwoording van de archivering, en deed een deel van de digitalisering. Dit nam veel tijd. Ben Pieffers (oud-werknemer MARIN) nam de tijdrovende klus van het ordenen, inventariseren, ontsluiten en digitaliseren van het archief voor zijn rekening. Hij deed veruit het leeuwendeel van dit monnikenwerk. Nu zijn we drie jaar verder en is het archief geïnventariseerd. Het biedt tal van mogelijkheden voor onderzoek naar de scheepsbouw in Nederland en naar het pionierswerk van Van Driel. De ontsluiting van het archief past geheel in het MARIN-denken van kennis delen! Vervolgens werden beide ‘archiefmedewerkers’ door Bas Buchner geëerd met een fraai halfmodel van een moderne gastanker.
Wetenschappelijk en technisch labyrint, 1900-1936
Judith Siegel (Rotterdam Centre for Modern Maritime History/EUR) is één van de vier EUR-promovendi die de moderne Nederlandse scheepsbouw onderzoekt. In haar lezing ‘Een wetenschappelijk en technisch labyrint, 1900-1936. Hoe de scheepsbouwindustrie een weg zoekt door een wirwar van opkomende kennisorganisaties’ schetst ze de opkomst van de maritieme kennisstructuur als basis voor de bouw van zeeschepen.
Al vóór de Eerste Wereldoorlog was het de Nederlandse scheepsbouwindustrie gelukt om de internationale achterstand in de wereldscheepsbouw in te halen en bereikte het in 1914 de top vier van de wereldwijde scheepsbouwnaties (wat gebouwd tonnage betreft) en zou ook tot 1922 op die plek 3 en 4 blijven staan. Al was Nederland was na de Eerste Wereldoorlog in een economische crisis gekomen, de grote winsten die in de oorlog werden behaald (zeker in de eerste jaren) maakten uitgebreide investeringen in de werven mogelijk. Ook kon worden aangehaakt bij de stijgende vraag naar schepen. Het was een periode van snelle technologische vooruitgang. Er ontstond een grote behoefte aan hoger- en middelbaar geschoold personeel. De Nederlandse overheid gaf weinig ondersteuning aan de scheepsbouw. Desondanks kon Nederland goed meekomen in de economische expansie. Een oorzaak hiervoor kan worden gevonden in de nieuwe maritieme ‘kennisinfrastructuur’, waarin allerlei organisaties, afkomstig uit het onderwijs (marine, lager, middelbare en hoger technisch onderwijs), de private (classificatiemaatschappijen, belangenorganisaties, kenniscentra, scheepsbouwbureaus), de publieke sector (scheepvaartinspectie, marine) en de publiek-private sector (onderzoek, NSP), elkaar versterkten.
Intermediairs die nauw betrokken waren bij het NSP, als M.C. Koning en A. van Driel, waren essentiële schakels in het met elkaar verbinden van overheid (marine), wetenschap en maritieme industrie. Het Nederlandsch Scheepsbouwkundig Proefstation (NSP) ging midden in de economische crisis van de jaren dertig succesvol van start, dankzij een uitstekend netwerk en gevulde orderportefeuille. In de beginjaren van het NSP (1932-1936) was Raad van Beheer-lid prof. dr. E.J. Vossnack (1876-1948) van groot belang. Hij was de initiatiefnemer voor een kleine tank, die in 1938 in gebruik is genomen in een van de oude gebouwen van de TH (Gebouw Nieuwelaan). Aan deze tank droeg het NSP ook financieel flink bij (ƒ4000), detacheerde er een van hun ingenieurs en maakte de modellen. Nadat de Onderafdeling Scheepsbouwkunde begin jaren vijftig verhuisde naar de nieuwe faciliteiten in Mekelweg 2, werd die kleine tank gesloopt. In 1956 werd in Delft een grotere sleeptank in gebruik genomen, als wetenschappelijke tegenhanger van het NSP. In deze periode werd de expertise van het proefstation nog niet ten volle benut en wetenschappelijk pioniersonderzoek werd in de vrije tijd of vrijwillig verricht. De industrie zat vast in een systeem van snel leveren. De aanwezigheid van de sleeptank stimuleerde overigens het wetenschappelijk onderzoek wel. Het NSP kreeg geleidelijk meer invloed op de technische vooruitgang en ontwikkelde zich tot een gewaardeerd (inter)nationaal lid in de samenwerkingsverbanden. Opmerkelijk is dat de bijdragen aan de kennisinfrastructuur vooral kwamen vanuit private organisaties. En dat de meeste van deze organisaties nog steeds bestaan, zoals Lloyd’s Register, Bureau Veritas, DNV, KIVI, Netherlands Maritime Technology, KNVTS, NISS en Nevesbu.
MARIN STRATEGIEPLAN 2022-2025
In zijn presentatie ‘Voorbij de horizon: werken aan een schone en veilige maritieme toekomst’ gaf Bas Buchner een toelichting op het motto van MARIN: ‘Better Ships, Blue Oceans’. MARIN staat voor schone, slimme en veilige scheepvaart en voor het duurzame gebruik van de zee. Het instituut doet dat als onafhankelijke kennispartner voor de maritieme sector, overheid en maatschappij. Er gebeuren nog steeds teveel ongelukken op zee die met nader onderzoek voorkomen kunnen gaan worden. Een voorbeeld hiervan het is plotseling sterk slingeren van schepen door achteropkomende golven (parametrisch slingeren), waardoor bijvoorbeeld containerschepen grote aantallen containers kunnen verliezen. Een ander voorbeeld is het stuurloos drijven van een schip nabij een offshore windturbinepark, zoals dat in januari 2022 met de Julietta D op de Noordzee, gebeurde. Er is nog nauwelijks onderzoek gedaan naar de gevolgen van een aanvaring tegen een windturbine.
Voor het ontwikkelen van betere (marine)schepen en het voorspellen van scheepsgedrag met een grotere nauwkeurigheid moeten alle partners in de kennisketen, van concept tot design naar eindresultaat, met elkaar verbonden worden. Om tot een beter onderzoeksresultaat te komen zet MARIN meer en meer geavanceerde digitale onderzoekstechnieken in, zoals Virtual Reality en Artificial Intelligence. Uitdagingen zijn er voor MARIN genoeg: in 2025 moeten de eerste emissieloze schepen varen; er moeten liefst nul maritieme ongelukken gebeuren en dienen de duurzaamheid en klimaatacceptatie op zee te zijn versneld.
Ook op andere dan de traditionele scheepvaartgebieden ziet MARIN een rol weggelegd, zoals met name op de gebieden energie en voeding. Dit betekent dat MARIN onderzoek doet bijvoorbeeld naar drijvende windturbines gecombineerd met drijvende zonnepanelen (want ‘als de zon schijnt waait het niet zo hard’) en naar zeewierboerderijen die tussen de windturbineparken in de nabije toekomst gerealiseerd zullen worden. Terug naar de scheepvaart zal in de toekomst het gebruik van waterstof als brandstof het licht zien, en worden technieken uit de zeilvaart ingezet om schepen beter (lees: met minder brandstofverbruik) te kunnen laten varen. De zogenaamde Wind Assisted Ship Propulsion (WASP) kan al snel een brandstofbesparing opleveren van 10%.
MARIN zet ook in op onderzoek naar de scheepsgebonden energiesystemen. Zo wordt op dit moment de hal waar de cavitatietunnel staat omgebouwd tot een Zero Emission Lab (ZEL), waarbij de schroef in de cavitatietunnel als belasting voor de aandrijflijn kan worden gebruikt: twee onderzoeksvliegen in een klap.
Gedrag aan boord
Een derde onderzoeksgebied, naast de zeegangsaspecten van constructies en de scheepsgebonden energiehuishouding is het verbeteren van het handelen en gedrag van de mens aan boord. Het nieuw te bouwen Seven Oceans Simulator centrum (SOSc), operationeel in 2024, beoogt bij te dragen aan ‘het veiliger en efficiënter maken van maritieme operaties door de meest realistische simulatie van het gedrag van – en de interacties tussen – maritieme constructies, de omgeving en de mens’. Een opmerkelijk resultaat op dit gebied, dankzij het onderzoek van de psychologen die MARIN inmiddels in dienst heeft, is dat loodsen een ander kijkgedrag laten zien op een simulator dan in real life op een schip. Dit gegeven kan gebruikt worden bij de validatie van (training)simulatoren. Onderzoek naar menselijke activiteit in stresssituaties is eveneens van belang voor een veilige zee. Denk hierbij aan de ontwikkeling van een adviessysteem (op basis van augmented reality) bij het afmeren van schepen. Eveneens onderzoekt MARIN of een computer geleerd kan worden een Optimist te zeilen (AI SAIL). Maar ook bewijst MARIN-onderzoek dat er aan ideeën grenzen zijn: zo is het voorgenomen plan voor een derde brug over de Maas bij Rotterdam vermoedelijk geen veilige optie.
Na deze blik op de toekomst, volgde er voor de aanwezigen groepsgewijs een boeiende en indrukwekkende rondleiding door MARIN’s laboratoria en onderzoeks- en testfaciliteiten.
Filmpje en foto’s, © MARIN 2022.
Wouter Heijveld en Marja de Keuning
Biografieën
Wouter Heijveld is lid van de redactie van de Nieuwe Maritieme Geschiedenis van Nederland, buitenpromovendus aan het Rotterdam Centre for Modern Maritime History (EUR) en technisch schrijver.
Marja de Keuning is projectmanager en (eind)redacteur Maritiem Portal en Nieuwe Maritieme Geschiedenis van Nederland, Huygens Instituut – KNAW.