Echo’s uit de ruimte

Limburgse bedrijven sleutelen nu al mee aan de Einsteintelescoop

De Einsteintelescoop, het grootste meetsysteem voor zwaartekrachtgolven ter wereld, komt mogelijk naar de Maas-Rijnregio. Als dat gebeurt – we wedijveren nog met Sardinië – zal het een opsteker zijn voor heel Limburg: niet alleen kunnen we hier in de komende decennia baanbrekende inzichten zien ontstaan over het universum, ook de lokale bedrijvigheid zal er wel bij varen. Het indrukwekkende ondergrondse bouwproject zal naar schatting twee miljard euro aan investeringen, honderden miljoenen euro’s aan contracten voor lokale bedrijven en tal van nieuwe jobs naar het drielandenpunt halen. En die teller loopt nú al: deze Limburgse bedrijven, van een staalreus tot een prille techstart-up, zijn er momenteel al mee bezig.

Werkhuizen Hengelhoef

Jef Hoste werkt sinds 2017 als ingenieur hydraulica en machinebouw bij Werkhuizen Hengelhoef.

Het bedrijf bouwt totaaloplossingen voor engineering en industrial contracting. Groeide op 75 jaar tijd uit van een bescheiden atelier tot een internationale industriële topper.

Hometown: Genk
Sinds: 1948
Omzet 2023: 12,6 miljoen euro

Aperam

Patrick Toussaint vervoegde Aperam Stainless Belgium in 2018 als ingenieur, gespecialiseerd in technical support and development.

Filiaal van de internationale groep Aperam, met hoofdzetel in Groothertogdom Luxemburg en productiefaciliteiten in België, Frankrijk en Brazilië.

Hometown: Genk
Sinds: 1960
Brutomarge 2023: 3 miljard euro voor België, binnen een groepsomzet van 6,59 miljard euro

Om de verre trillingen van kosmische verschijnselen op te vangen, is een kilometerslang ondergronds buizenstelsel nodig waarin lasers worden afgevuurd op spiegels. Die buizen moeten absoluut vacuümbuizen zijn zodat de lasers binnenin strak gefocust blijven. Maar laat er nu net twee bedrijven in de buurt van de mogelijke standplaats van de Einsteintelescoop gevestigd zijn die in vacuümbuizen zijn gespecialiseerd. Werkhuizen Hengelhoef en de Genkse vestiging van staalproducent Aperam slaan, binnen een ruimere groep van bedrijven, de handen in elkaar voor een machine die ze ter plaatse kunnen produceren.

“Vacuümbuizen zijn metalen buizen die volledig luchtledig worden getrokken”, zegt Jef Hoste van Werkhuizen Hengelhoef. “Dat ‘vacuüm’ betekent niet alleen de volledige afwezigheid van lucht, maar van alle mogelijke moleculen die de lasers binnen de buis kunnen verstoren. Onze uitvinding maakt twee dingen mogelijk: die cruciale buizen op grote schaal produceren, met lengtes tot theoretisch 500 meter per stuk, én dat ondergronds doen.”

Waarom is het zo belangrijk dat dat werk ondergronds gebeurt?

PATRICK: “Bij gelijkaardige projecten van een gravitational wave telescope werden die vacuümbuizen eerst bovengronds gemaakt, met lengtes tot 12 meter per stuk, en vervolgens met vrachtwagens getransporteerd naar de site. Maar voor een project met deze schaal zou dat onbegonnen werk zijn. Reken vier tot zes buizen per tunnel, drie keer tien kilometer lang. Dat zijn 120 tot 180 kilometer aan vacuümbuizen: zoiets zou neerkomen op tienduizenden vrachtwagenladingen. Dat is gewoon niet aanvaardbaar; niet voor het kostenplaatje, niet voor het milieu.”

Welke hordes moeten er nog worden genomen?

JEF: “Het gedachtenexperiment is klaar, nu zijn we een prototype aan het bouwen om de haalbaarheid aan te tonen. We hebben er geen enkele twijfel over dat het machinaal mogelijk is. Het voornaamste denkwerk zal nu eerder logistiek zijn. Hoeveel plaats neemt het toekomstige tuig in? Hoe zullen we het transporteren en ondergronds brengen?”

Hoe hebben jullie de taken verdeeld?

JEF: “Aan de universiteit van Akenwerken ze aan vacuümtechnologie en de Vlaamse universiteiten Hasselt, Leuven en Antwerpen ondersteunen het project vanuit hun eigen expertises. De praktische engineering gebeurt bij Werkhuizen Hengelhoef: hier zal dus een machine worden gebouwd die bobijnen roestvrij staal ondergronds verwerkt tot buizen. FEF in Aken (Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft Fügetechnik) levert een nieuwe lastechnologie waar er in een vacuümruimte wordt gelast met een laser. En Aperam zorgt voor het staal, dat in enorme hoeveelheden zal moeten worden aangeleverd.”

PATRICK: “Reken dat we ergens tussen 10.000 en 20.000 ton roestvrij staal zullen hebben verwerkt tegen dat het project klaar is. Zo’n hoeveelheden vragen een enorm commitment om te leveren. Bovendien moeten we toezien op de kwaliteit van het staal: die buizen komen diep onder de grond terecht, en mogen dus niet binnen een jaar of vijftig al beginnen te roesten.”

YPTF Engineering

Ingrid Neven is marketingmanager bij YPTF Engineering. Kenny Vos werkt sinds 2021 als software-ingenieur bij YPTF Engineering.

YPTF Engineering is gespecialiseerd in softwareoplossingen voor e-mobiliteit en duurzame energie. Yves Petry en medeoprichter Fabrizio Tortorelli bouwden het bedrijf op slechts enkele jaren tijd uit tot een onderneming met 20 medewerkers (and counting, want momenteel zijn ze op zoek naar nieuwe mensen).

Hometown: Hasselt
Sinds: 2020
Brutomarge 2023: 912.851 euro

Bovenop de 2 miljard euro die wellicht nodig zal zijn voor de bouw van de Einsteintelescoop, zal het ook jaarlijks zo’n 40 miljoen euro kosten om het project in werking te houden. Een belangrijke uitgavenpost in dat jaarbudget wordt wellicht de energievoorziening, die in de megawatts per dag zal lopen (met één megawatt kunnen 500 tot 1.000 gezinnen van stroom worden voorzien). Om te voorspellen hoé duur dat plaatje precies kan worden, ontwikkelde het Hasseltse YPTF Engineering, samen met het Duitse engineeringbedrijf Isatec, een cruciale tool om simulaties te voeren over hoeveel energie alle systemen in de Einsteintelescoop nodig zullen hebben. En hoe die energie zoveel mogelijk uit hernieuwbare bronnen kan worden gehaald.

“Het is een softwaremodel dat energieflows monitort en bijstuurt”, zegt YPTF marketingmanager Ingrid Neven. “De algoritmes die we daarvoor ontwikkelden letten bovendien op welk soort energie er kan binnenkomen: hoeveel zonne-energie is er op een gegeven moment bijvoorbeeld beschikbaar, hoeveel windenergie? En dan speurt het systeem naar mogelijkheden om die zo stabiel mogelijk naar het Einsteincomplex te brengen, zodat dat een constante, stabiele energiestroom krijgt.”

Wat is het opmerkelijkste inzicht over dat energieverbruik dat jullie hieruit hebben gehaald?

INGRID: “Dat we nog altijd niet weten hoeveel energie het project precies zal vergen. Het was een van de eerste vragen die we hebben gesteld. Maar omdat het project nog in de beginfase zat, kon niemand er echt op antwoorden. Een belangrijk deel van onze research was dan ook andere bedrijven, professoren en onderzoekers opbellen, mensen die met het project bezig zijn, om te achterhalen hoeveel energie hun component zou nodig hebben. Op basis daarvan hebben we een schaalbaar model gebouwd, dat zal toelaten om met eender welke parameters te werken.”

KENNY: “We hebben ons model zo ontworpen dat het rekening houdt met zo veel mogelijk verschillende variabelen. Daardoor is het breed inzetbaar en klaar om ook in de toekomst veranderende factoren op te vangen. Die schaalbaarheid maakt het project futureproof.”

De energievraag van de Einsteintelescoop zal sterk schommelen. Maar wanneer het aanbod van energie groter is dan deze vraag, ontstaat er een groot surplus aan energie. Wat kan daarmee worden gedaan?

KENNY: “Wanneer de Einsteintelescoop zwaartekrachtgolven aan het opvangen zal zijn, zal heel veel energie gaan naar bijvoorbeeld het afkoelen van de spiegels en het in stand houden van het vacuüm in de buizen. Dat vereist een constante energieflow. Onze simulaties bouwden onder meer de mogelijkheid in om een teveel aan energie op te vangen en meteen te hergebruiken voor andere toepassingen, zoals het opladen van elektrische wagens, of ze op te slaan voor later. We hebben daarvoor naar verschillende mogelijke batterij systemen gekeken. Ook toekomstige. We zijn nu bijvoorbeeld al de mogelijkheden van zandbatterijen aan het bekijken. Daarvoor onderzoeken we een relatief nieuwe, maar veelbelovende technologie om de in zand opgeslagen warmte terug naar energie om te zetten. Zoiets toont dat er nog heel veel mogelijk is.”

Welke expertise hebben jullie naar het Einsteinproject gebracht?

INGRID: “Dit is een project waar we de kennis van het volledige team in hebben kunnen gooien. De oplossingen die we presenteren zijn er van het soort die niet alleen zouden werken wanneer de telescoop nú zou worden gebouwd, maar die ook werkbaar zullen zijn binnen tien jaar. Dit project helpt ons om ons netwerk uit te breiden. Naar Nederland, naar Duitsland. Je bent samen aan heel concrete dingen bezig: we brengen kennis samen en we doen daar ook iets mee.”

Wat betekent dit project voor jullie eigen toekomst?

KENNY: “Voorzichtig zijn we al aan het kijken om de modellen die we hebben ontwikkeld uit te breiden naar andere vraagstukken: de CO₂-voetafdruk van het project bijvoorbeeld. We hebben het voorrecht gehad om hieraan samen te werken met heel slimme mensen. Er is veel wederzijdse tevredenheid.”

INGRID: “In de eerste plaats heeft het ons goesting gegeven om onze activiteiten nog uit te breiden. Het is een heel inspirerend project geweest.”

Vamac

Christel Habils is sales manager bij Vamac.

Vamac, gespecialiseerd in het draaien, frezen en 3D-printen van gespecialiseerde producten in metaal en kunststof, is een familieonderneming: Marc Valkeneers, echtgenoot van Christel Habils, richtte het in 1989 op, ondertussen zitten ook zoon en dochter Ruben en Eline mee in het bedrijf.

Hometown: Diepenbeek
Sinds: 1989
Brutomarge 2023: 866.799 euro

Het vacuüm binnen het 120 kilometer lange buizenstelsel van de Einsteintelescoop zal constant moeten worden bewaakt. Om de aanwezigheid van stofdeeltjes constant te kunnen monitoren, maakten de Nederlandse bedrijven SAC (uit Heerlen) en M3 Engineering (uit Vaals) een stofdetectiesysteem dat ze eerder al samen hadden ontwikkeld klaar voor vacuümruimtes. Daar moest ook een omhulsel rond dat bestand is tegen een lucht- en stofledige omgeving.

Ze troffen de juiste kennis daarvoor bij Vamac, een Diepenbeeks productiebedrijf dat zeer gespecialiseerde metalen onderdelen maakt. “Nadat de fysica binnen de vacuümbuizen zijn werk heeft gedaan, mogen er zo weinig mogelijk stofdeeltjes achterblijven omdat die anders inbranden op de spiegels”, zegt Christel Habils, sales manager van Vamac. “Daarom dus die machine. Maar die had ook een behuizing nodig die de aanzienlijke krachten kan weerstaan die erop steunen in een vacuümkamer.”

Hoe hebben SAC, M3 Engineeringen jullie elkaar gevonden?

CHRISTEL: “Zij zijn naar ons toe gekomen, omdat ze wisten dat dit soort projecten onze specialiteit zijn: geen grote producties, maar unieke maaksels. We maken heel gespecialiseerde onderdelen in zeer beperkte reeksen, meestal voor de bouw van prototypes. Het zijn, zoals ook hier voor het Einsteinproject, dingen die anderen hebben ontworpen. Maar alle componenten, van buis tot kader, worden hier gemaakt in het atelier.”

Al snel ontdekten jullie samen dat jullie oplossing ook een toepassing vindt buiten de Einsteintelescoop: in cleanrooms voor de productie van halfgeleiders.

CHRISTEL: “Onze Nederlandse partner heeft inmiddels al meerdere van die behuizingen verkocht aan bedrijven die een cleanroom hebben. Ook daar worden de aanwezige stofdeeltjes in groot detail gemeten, dus het was de logica zelve dat deze oplossing ook daar haar nut kon hebben. Verder zullen we natuurlijk nog moeten zien of het Einsteinproject hier zal doorgaan. Ik heb er een goed oog in, maar tegelijkertijd weet je maar nooit: Sardinië ziet zichzelf als een achtergestelde regio, de Italianen zullen natuurlijk evengoed alles uit de kast halen om het project naar het eiland te halen. Er is hier in Limburg, en in de aanpalende regio’s van onze buurlanden, al een ecosysteem, dus we hebben goeie kaarten in handen. Maar de strijd is absoluut nog niet gestreden.”

Jullie zijn vooral actief voor de automotive industrie en de medische sector. Zagen jullie in het Einsteinproject een soort zijsprong?

CHRISTEL: “Ik ben ooit bij de Large Hadron Collider geweest, de deeltjesversneller van het CERN in Zwitserland, omdat het bedrijf waarvoor ik toen werkte een project had toegewezen gekregen voor de levering van schakelaars en contactdozen. Door die ervaring wilde ik absoluut ook iets met dit project te maken hebben. Er hing daar in Genève, in het controlecentrum van het complex, een sfeer die ik hier ook herken bij mensen die met het Einsteinproject bezig zijn. Al die technologie die je daar samen ziet, al die ontzettend slimme mensen die daar bij elkaar komen: ik heb daar toen het soort vibe opgepikt die – hopelijk – nu ook naar deze streek komt.”

Wat zal dat volgens u betekenen voor Limburg?

CHRISTEL: “Kennis die hier wordt verankerd. Bestaande kennis die naar hier wordt gehaald dankzij de wetenschappelijke mogelijkheden van de telescoop, kennis die hier wordt opgedaan in het complex, kennis die hier uiteindelijk ook zal worden onderwezen. Zo’n explosie van kennis op één plaats: nu ik het jaren geleden met eigen ogen heb gezien, weet ik wat voor een boost dat kan geven.”

Agrippa

Computerwetenschapper Sam Achten en chemisch ingenieur Gert-Jan Bakkers zijn oprichters van Agrippa Cleantech.

Agrippa Cleantech bouwde een softwaresysteem om lekken te detecteren door druk-, debiet- en andere data te analyseren met artificiële intelligentie. De jonge start-up houdt momenteel stek in de kantoren van AI-specialist Dillen Technologies, waar Achten Chief Technology Officer is en wiens oprichter Klaus Dillen ook mee in Agrippa zit.

Hometown: Hasselt
Sinds: 2020
Brutomarge 2023: 6.618 euro

Computerwetenschapper Sam Achten en chemisch ingenieur Gert-Jan Bakkers, oprichters van de Hasseltse lekdetectiestart-up Agrippa Cleantech, zochten een sensor die geschikt zou zijn om het hoogtechnologische vacuümsysteem van de Einsteintelescoop lekvrij te houden. Waar ze die uiteindelijk vonden? In de schoenenretail. “Incoretex, de Duitse ontwikkelaar van druksensoren waarmee we samenwerken, had de sensor ontwikkeld voor schoenwinkelketen Van Haren”, zegt Achten. “Het is een buigbare sensor die tot op een vierkante millimeter exact de vorm van iemands voet registreert. Daar konden we ook iets mee voor de nauwkeurige detectie van water.”

Hoe cruciaal is lekdetectie voor de Einsteintelescoop?

SAM: “Op enkele honderden meters diepte is de druk op grond- en leidingwater enorm hoog. Een minuscuul barstje of scheurtje in het beton zal daardoor ook meteen groter worden. En dan zit je daar, met een miljardenproject dat moet worden stilgelegd voor zoiets banaals als een lek. Ons systeem is een soort verzekering: het zorgt ervoor dat men er op tijd bij is wanneer zich de eerste microlekken voordoen.”

GERT-JAN: “De sensoren komen op plaatsen in het buizenstelsel waar de grootste kans op lekkage is. Plaatsen waar er water in de buurt komt dus: in de buizen op punten waar die zich in de nabijheid van de waterleiding bevinden, of in de betonnen wanden van de ondergrondse tunnels om grondwater te detecteren.”

Agrippa bouwde vooral een kunstmatig intelligente toepassing voor het detecteren van lekken. Hoe werkt die AI nu samen met de sensor voor het Einsteinproject?

SAM: “Sensoren op zich zeggen niet zoveel: die weten je te vertellen of ze water voelen of niet. De AI-component, een systeem dat we al hebben gebouwd voor watermaatschappijen, helpt meedenken over waar dat water vandaan kan komen, en neemt omgevingsfactoren mee in rekening. Kan het condens zijn, kan iemand iets hebben gemorst? Door de combinatie van AI en IoT kun je veel gerichter zeggen wat er aan de hand is.”

GERT -JAN: “We werkten op basis van druk- en debietdata. Nu hebben we ook specifieke hardware erbij die microlekken opspoort, dat is een nieuwe databron die we combineren met ons AI-systeem.”

Een relatieve luxe is dat dit project op de lange baan werkt: jullie hebben het nu ontwikkeld, ooit zal het moeten worden geïmplementeerd, maar daar ligt nog een periode van jaren tussen. 

SAM: “Voorlopig is de oefening inderdaad afgerond. Het project moet nu nog ergens worden toegewezen – hopelijk in deze streek – en daarna moet de Einsteintelescoop worden gebouwd. Dat wordt iets van jaren. Maar een voordeel van die extra tijd is dat de sensoren waarmee we werken tegen dan wellicht wat goedkoper zullen zijn. Schaalbaarheid is een element dat het voorlopig nog wat mist, maar op een termijn van enkele jaren zal die prijs wel voldoende zijn gezakt.”

Ondertussen kunnen jullie nieuwe markten en toepassingen zoeken voor jullie ontwikkeling. Al iets in die trant gevonden?

SAM: “We zijn nu op drie sporen tegelijk bezig. Ten eerste puur onze AI, onze corebusiness waarmee we al in openbare sectoren werken. Het installeren van zo’n sensor is daar te duur. Nu dus ook een tweede: een niche waar we de twee kunnen combineren, zoals het Einsteinproject. En vervolgens ook drie: nieuwe toepassingen voor de sensor, bijvoorbeeld in windmolenparken of de chemische industrie, waar corrosie van pijpleidingen een ernstig probleem vormt. Overal waar ieder drupje telt.”

Jullie zijn een toonbeeld van technologische kennis die deel is gevormd in Limburg, en ervoor koos om in de buurt te blijven. Wat verwachten jullie van de influx van nieuwe kennis die de Einsteintelescoop mogelijk naar hier haalt? 

GERT-JAN: “We zijn natuurlijk geen astrofysici, maar je kunt niet weten wat voor kennis dit project mogelijk naar Limburg zal trekken. Per definitie hebben we hier al wel een goed ecosysteem wat technologiebedrijven betreft. We hopen nu vooral op een klimaat waarin er nog meer samenwerking komt.”

SAM: “Een telescoopproject met deze omvang is nog nooit gedaan. Wanneer er iets nieuws moet gebeuren, dan gaan mensen ook nieuwe dingen uitvinden: het geeft een push die innovatie aanzwengelt.”