Made in ... het elektronisch lab van het VLIZ

In een werkplaats volgestouwd met elektronische meters, kabels, computers, een 3D-printer en heel wat andere elektronica treffen we Dieter Vansteenwegen en Jarren Goes. Twee van de drie mariene technici bij het VLIZ. 

Jarren behaalde, na het middelbaar techniek-wetenschappen, een Bachelordiploma in Industriële automatisering. Jarren is een kind van de zee, opgegroeid in Bredene, maar zijn passie voor zeeonderzoek kwam pas later. Jarren: “In het zesde middelbaar nam ik met mijn klas deel aan PlaneetZee (red. de scholenwedstrijd die het VLIZ tot in 2023 organiseerde). Als winnaars mochten we meevaren met het onderzoeksschip Simon Stevin. Die unieke ervaring heeft zo een indruk op mij gemaakt, dat ik steeds ben blijven uitkijken naar een job die iets met het zeeonderzoek te maken had.”

Na een korte tijd gewerkt te hebben voor een bedrijf in Kortrijk, trok een vacature bij het VLIZ zijn aandacht. “Mijn moeder was bezorgd dat ik mijn vast contract – met bedrijfswagen en andere extralegale voordelen – zomaar zou opgeven. Maar ik heb doorgezet. Ondertussen werk ik nu 3 jaar voor het VLIZ, en ik houd echt van de job. Mijn ouders zijn ondertussen ook helemaal mee en fier op wat ik doe. Als kind passeerde ik veel met de fiets langs de Spuikom, de brakwaterplas daar. Daarom is het extra leuk dat de meetboei op de Spuikom – vol met sensors die de temperatuur, chlorofyl a en conductiviteit meten in het water – nu een van mijn projecten is.” En zo is de cirkel een beetje rond voor hem.
 

Als we beide heren vragen welke de technische ontwikkelingen zijn waarmee ze zich bezighouden, antwoordt Jarren dat hij samen met zijn collega’s vooral zijn energie stopt in het onderhoud van alle sensoren op het onderzoeksschip RV Simon Stevin. Tussendoor is er dan tijd om enkele nieuwe ontwikkelingen te doen. Soms zijn dat kleine dingen in het kader van onderzoeksvragen, zoals een transportband maken voor de plastic-onderzoekers of een frame printen om erlenmeyers niet te doen omvallen in een warmwaterbad. Daartoe introduceerde Jarren het 3D-printen in het zeeonderzoek bij VLIZ. Het blijkt een handig hulpmiddel om sommige labotoepassingen snel beschikbaar te maken. 

“Maar mijn meest recente, grote ontwikkeling is een toestel dat automatisch environmental DNA bemonstert (n.v.d.r.: het DNA dat organismen in kleine hoeveelheden uitscheiden in het water via slijm, schubben, etc.). Zonder de tussenkomst van een wetenschapper, neemt het toestel een waterstaal op vooraf ingestelde locaties in zee, brengt het over een filter, en voegt er een stofje aan toe die het eDNA fixeert. De stalen worden dan verder in het labo aan land geanalyseerd.”Het idee om een sensor automatisch waterstalen te laten nemen, haalde Jarren van wetenschappers van het Britse National Oceanographic Centre (NOC) waarmee hij samen op campagne was. Zij gebruiken deze sensor op onderwaterrobots die bij een afdaling naar de diepzee elk uur een waterstaal nemen. “Toen bedacht ik dat we dit ook zouden kunnen toepassen aan boord van de Simon Stevin. Ik herprogrammeerde de sensor om de stalen niet te nemen op vaste tijdsintervallen, maar op een exacte locatie. Extra handig is dat het schip kan blijven varen terwijl je de stalen neemt.”
 

Dieter zijn allereerste opdracht was om een toestel te ontwikkelen dat zelfstandig de kleur en helderheid van het zeewater meet, en inzetbaar is om hyperspectrale satellietgegevens te valideren. Dieter: “Het was voor mij wel even wennen om binnen de academische context van het VLIZ – ik kwam uit de privéwereld – de volledige vrijheid te krijgen om iets te mogen uitdenken, ontwikkelen en uitproberen. 

Deze werkwijze bracht ook écht wel wat op. En dat tijdens een internationale meeting in de baai van Venetië, waar de wereldtop in de hyperspectraal remote sensing gelijkaardige toestellen met elkaar vergeleek. De door Dieter ontwikkelde PANTHYR (voluit Pan-and-Tilt Hyperspectral Radiometer System) sprong er boven uit, en dit om goede redenen. Dieter legt uit: “Satellietbeelden worden gemaakt van buiten de dampkring, waar het meeste licht rechtstreeks van de zon komt. De atmosfeer filtert dan ook nog eens – op een continue veranderende manier – het licht dat tot aan het aardoppervlak komt. Om de data van de satellieten te interpreteren, te controleren en om nieuwe algoritmes te valideren, hebben we metingen op de grond nodig, op hetzelfde moment genomen als de satellietbeelden. Dit is moeilijk en zeer kostelijk op zee, want manuele metingen zijn afhankelijk van beschikbare scheepstijd en personeel, wind, bewolking en de momenten wanneer de satellieten overvliegen.” Het toestel meet in tegenstelling tot de andere modellen bijna continu (om de 20 minuten). “Van de 300 zee-oppervlaktemetingen die in 2022 beschikbaar waren om de Sentinel-3 satelliet van ESA te valideren, was het overgrote deel afkomstig van PANTHYR-toestellen”, vermeldt Dieter toch wel met enige trots. 

“Ik moest alle ontwikkelingen helemaal alleen doen, zonder multidisciplinair team om me heen. Dan begin je tussendoor wel eens te twijfelen aan jezelf of je wel in de goede richting aan het werken bent. Het doet deugd om af en toe eens te kunnen aftoetsen met andere specialisten en gebruikers.” Ook leuk om weten is dat ESA binnen 2 à 3 jaar een nieuwe satelliet gaat lanceren, en zich daarvoor zal baseren op de validatie-ervaringen van NASA met hun PACE-missie, waarbij de PANTHYR is gebruikt.
 

Elektronica in combinatie met zeewater, is en blijft een uitdaging. Condens en corrosie zijn nu eenmaal niet gewenst. “Ontwikkelingen moeten ook stormbestendig zijn,” zegt Dieter. “Daarmee moet je rekening houden tijdens het design. Je kan dit ofwel exact gaan berekenen, ofwel ga je ontwerpen op het gevoel en dan wat extra incalculeren. Zaken die bij ontwerp misschien overkill leken, blijken achteraf goede beslissingen als je ze stormomstandigheden op zee ziet overleven. In het design moet je er ook mee rekening houden dat wanneer een van de componenten uitvalt, andere onderdelen nog hun ding blijven doen.” 

“Je kan niet zomaar ter plekke gaan om de schade te herstellen” vult Jarren aan. “En dan zijn er maanden geen data. Zelfs installaties dichtbij, bijvoorbeeld de boei in de Spuikom of de PANTHYR installatie op de RT1 (n.v.d.r.: de gele meettoren net buiten de haven van Oostende), krijg je niet zomaar in een handomdraai gerepareerd. Je moet het juiste vaartuig ingepland krijgen om je ernaartoe te brengen. Het weer moet bovendien meezitten. En je kan van voordien niet altijd goed inschatten wat er juist is misgegaan, waardoor je misschien niet de gepaste reserve-onderdelen bij hebt.”
 

Een diploma in deze branche is zeker handig, maar is niet het enige wat telt. Zo zijn extra skills als een buitengewone fascinatie voor techniek en probleemoplossend handelen echt wel nodig. Voorbereid zijn op het onverwachte en inventief zijn, blijken goede eigenschappen voor een mariene technicus bij VLIZ. “Bij de Thornton zandbank ligt een VLIZ-boei die voor het ICOS-project klimaatrelevante metingen uitvoert. Bij nodige herstellingen gaan we ter plaatse, trekken de boei tegen het schip en stappen over op die drijvende constructie. Soms blijkt dat het hele interne katrolsysteem om de sensors boven water te takelen vol gegroeid is met mosselen,” beschrijft Jarren. “Op zo’n moment moet je met de middelen die je voorhanden hebt een oplossing zoeken. We hebben toen met een borstel en een schop de mosselen verwijderd. Het is soms wat surreëel. Want aan een boei hangt een paar honderdduizend euro aan apparatuur, en met een bezemsteel van enkele euro’s moet je op dat moment de zaak oplossen.” 

Borstelstelen zijn nog wel voor meer nuttig. Jarren: “Ooit stonden we op punt om te vertrekken voor een 13 uur durende campagne met het schip toen een kraan afbrak in het labo. Hoe los je dat op? Bij het vervangen van een kraan duurt het zes uur vooraleer de lijm uitgehard is. Maar zolang konden we niet wachten… We hebben toen een stukje houten bezemsteel in de buis geduwd, en vastgezet met een spanband. Hout zet uit als het nat wordt. Zo was het lek tijdelijk gedicht en kon het schip alsnog vertrekken. Dan besef je dat dat stukje bezemsteel het de komende uren moet houden, zolang de testen met de duizenden euro’s kostende sensors duren. Het is toen gelukt, maar ik heb de ganse nacht niet geslapen.” 

Van zodra het vaartuig vertrekt, weet je dat je het moet doen met het materiaal dat op het schip aanwezig is. “Het kan frustrerend zijn dat je als technicus het nodige niet bij de hand hebt. Zoals toen een klein bootje me vanuit Zeebrugge overbracht naar het onderzoeksvaartuig, waar ons meettoestel al een aantal weken aan boord stond,” vertelt Jarren. “We hadden bij een laatste controle in het lab het toestel nog opengevezen, maar ik was aan het twijfelen geslagen of alles wel 100% dicht zou zijn. Ik heb toen een grote rugzak volgestopt met silicone, duct tape, rubberen dichtingen en nog veel meer om me ervan te verzekeren een oplossing bij de hand te hebben in geval van nood.”