Dat kunnen ze nog niet, maar ze zijn wel een heel eind. Wetenschappers van Wageningen University & Research en de TU Delft ontwierpen samen een drone die vliegt als een insect: wendbaar, licht en met flappende, op en neer slaande vleugels. Van hun DelFly hebben ze al een reeks prototypes gemaakt. De laatste versie leverde afgelopen september een publicatie op in het toptijdschrift Science.

‘We willen de natuur niet precies nabouwen’, zegt Johan van Leeuwen, hoogleraar Experimentele Zoölogie in Wageningen. ‘Dat zou ook onmogelijk zijn: die natuurlijke ontwerpen zitten zo vol vernuftigheden, ontstaan door miljoenen jaren van natuurlijke selectie – die kun je niet namaken. Wat wij willen, is de mechanismen in de natuur begrijpen en ons erdoor laten inspireren bij het ontwerpen van nuttige toepassingen. Bio-inspired design, noemen we dat.’

Als voorbeeld noemt hij een paar klassieke succesverhalen: klittenband, gebaseerd op de weerhaakjes aan de zaden van de grote klis. Verf die water- en vuilafstotend is dankzij nanobobbeltjes: een foefje van lotusbladeren. Gebouwen die net als termietenheuvels zo zijn ontworpen en geplaatst in de wind dat er vanzelf luchtcirculatie optreedt. ‘Deze ontwerpbenadering heeft de laatste jaren een grote vlucht genomen’, zegt Van Leeuwen.

Grasduinen in de natuur

‘Vroeger was het heel lastig hier financiering voor te krijgen. Nu er steeds meer succesvoorbeelden zijn, vindt iedereen het logisch: grasduinen in de natuur om handige, nieuwe oplossingen te bedenken.’

Het onderzoek is heel interdisciplinair. ‘Je maakt gebruik van kennis uit de zoölogie, de mechanica en de vloeistof- en aerodynamica. In ons team hebben we ook een ingenieur met een achtergrond in de luchtvaart- en ruimtevaarttechniek.’

Die ingenieur is Florian Muijres. Hij onderzoekt in Wageningen de vliegstrategieën van insecten. Hij gebruikt daarvoor onder meer een 3D-camera-opstelling die 13.500 beelden per seconde maakt. Sinds 2014 werkt hij mee aan de DelFly. ‘Die komt voort uit een Delftse studentencompetitie, dertien jaar geleden’, vertelt Muijres.

Vliegende robot

‘Studenten luchtvaart- en ruimtevaarttechniek kregen de opdracht een op de natuur geïnspireerde vliegende robot te ontwerpen, onder begeleiding van biologen uit Wageningen en ingenieurs uit Delft. Dit leverde een eerste DelFly op, waarvan de voortstuwing gebaseerd was op die van vliegende insecten.’

‘Bij het nieuwste prototype, de DelFly Nimble, is niet alleen de voortstuwing bio-inspired’, vertelt Muijres, ‘maar ook de manoeuvreerbaarheid. Insecten, vogels en vleermuizen zijn daar heel goed in. Kijk maar eens naar een kolibrie. Die kan én heel snel en efficiënt vooruit vliegen, én heel goed stilhangen en manoeuvreren. De combinatie lukt alleen met flappende vleugels. Die manipuleren de lucht zodanig dat ze optimaal gebruik maken van de luchtstromingen.’

Lange tijd was niet goed duidelijk hoe die dieren dat eigenlijk doen. Nu is daarover veel meer bekend, onder meer door moderne cameratechnieken en computermodellen. Muijres: ‘Toen de biologische kennis er was, konden Delftse collega’s die in een robot inbouwen.’

Het brein van een insect

De onderzoekers wilden ook weten hoe de aansturing in een insect precies werkt. ‘Het leuke was dat wij dat konden gaan onderzoeken in die robot’, zegt Muijres. ‘Als wij daarin stoppen wat wij denken dat er in het brein van een insect gebeurt, dan kun je testen of dat klopt. En dat kun je vervolgens steeds een beetje aanpassen en kijken wat er dan gebeurt.’

Op dat moment betreed je het terrein van de wetenschap, zo benadrukt hij, en verlaat je het pure ingenieursdomein. ‘De biologie helpt de ingeniers om een robot te ontwerpen, en die robot helpt vervolgens de biologen om de natuur beter te begrijpen’, zegt Muijres. ‘Die wisselwerking is ontzettend interessant. Die maakt dit project zo bijzonder en zo waardevol. En die maakt dat een wetenschappelijk tijdschrift als Science in een drone geïnteresseerd is.’

Zelfsturing inbouwen

‘Kijk eens hoe elegant een bij op een bloem landt’, zegt Guido de Croon, wetenschappelijk hoofd van het Delftse Micro Air Vehicle-lab. ‘Hoe lager zij komt, hoe langzamer zij moet gaan. Die zelfsturing willen wij ook graag in de robot inbouwen.’ Vanuit de biologie bestond het idee dat de bij reageert op het beeld van de bloem, die voor haar steeds groter wordt.

De bij probeert de snelheid van dat groter worden constant te houden, legt De Croon uit. Naarmate zij dichter bij de bloem komt, moet ze steeds langzamer vliegen om die beeldvergroting gelijk te houden. ‘Maar als je dat inprogrammeert in de drone, gaat het niet goed’, vertelt hij. ‘Dan gaat de drone op een bepaalde afstand van het doel opeens op en neer trillen. Dat blijkt te komen doordat er altijd enige vertraging in het systeem zit.’

De biologen keken nog eens goed naar het landen van bijen. Die bleken altijd op één bepaalde afstand een klein hopje te maken tijdens het landen. ‘Onze huidige hypothese is dat de bij merkt dat hij gaat trillen en razendsnel zijn vlieggedrag aanpast’, vertelt De Croon. ‘We kunnen dat punt benutten als moment om pootjes te laten uitklappen.’

Kleine vinnetjes van zeepaardjes

Diezelfde wisselwerking tussen biologen en ingenieurs ziet Van Leeuwen ook in de andere bio-inspired projecten in Wageningen. Onderzoek aan zwemmende zeepaardjes biedt bijvoorbeeld inspiratie voor het ontwikkelen van een onderwaterrobot. Het zeepaardje heeft een bijzondere manier van voortbewegen. Het water wegduwen doet hij vooral met zijn kleine vinnetjes. Zijn krachtige staart gebruikt hij om zich vast te grijpen aan waterplanten.

Die staart is, in tegenstelling tot die van veel andere dieren, niet rond maar vierkant in doorsnede. Hij bestaat uit hoekige, ingenieus in elkaar hakende schakels van harde plaatjes. Dat systeem maakt de staart zowel stevig als flexibel. Ideaal dus voor een robot die zich over de zeebodem verplaatst en zich wil vasthouden aan planten. ‘Daaraan werken we samen met de groep van Frans van der Helm, hoogleraar Biomechatronica en Biorobotica aan de TU Delft’, vertelt Van Leeuwen.

Pootjes van de boomkikker

Een ander Wagenings-Delfts project richt zich op de pootjes van boomkikker. Die heeft ingewikkelde structuren op zijn vinger- en teenkussentjes, zo ontdekte de Wageningse promovendus Julian Langowski. De huidcellen vormen daar zeshoekige pilaartjes, met een netwerk van piepkleine vloeistofkanaaltjes ertussenin. De top van elke cel is zelf ook weer bedekt met zeshoekige ‘nanopilaartjes’, gescheiden door vloeistofkanaaltjes.

Capillaire werking

Dankzij die structuur is de voetzool van de boomkikker erg flexibel en kan de huid zich zo dicht tegen een ondergrond aanvlijen dat er waarschijnlijk moleculaire aantrekking plaatsvindt. De pilaartjes en vloeistofkanaaltjes zorgen bovendien voor capillaire werking. Dat is de kracht die bijvoorbeeld ook twee glazen plaatjes bij elkaar houdt als er een dun laagje water tussen zit.

Als je die principes combineert, zo schreven de onderzoekers eind augustus in Frontiers of Zoology, dan kun je nieuwe ‘plakkende’ materialen ontwikkelen. ‘Samen met Delft proberen we dit idee om te zetten in zachte pincetten waarmee je voorwerpen met een nat oppervlak kunt beetpakken’,vertelt Van Leeuwen, ‘bijvoorbeeld kwetsbare weefsels tijdens een operatie’.

De medische wereld kan op meer gebieden profiteren van bio-inspired design. Onderzoek van Van Leeuwen naar de werking van inktvistentakels inspireerde Delft tot de ontwikkeling van medische instrumenten, vertelt Paul Breedveld, hoogleraar Biomechanical Engineering in Delft. ‘Dat systeem is inmiddels door ons gepatenteerd en uitgegroeid tot een grote onderzoekslijn, waaruit de dunste stuurbare chirurgische instrumenten ter wereld zijn ontstaan.’ Het spin-off-bedrijf DEAM is die nu aan het produceren. We verwachten de marktintroductie eind 2018.’

Een ander droombeeld van artsen is een flexibele, stuurbare naald, zo vertelt Johan van Leeuwen. ‘Een naald die een kromming kan maken, of zelfs een S-bocht’, zegt hij. Daarmee kunnen ze bijvoorbeeld kwetsbare zenuwbanen of bloedvaten ontwijken als ze heel lokaal een medicijn willen inspuiten, of juist vloeistof of weefsel willen wegnemen. Van Leeuwen: ‘De sluipwesp heeft daar een oplossing voor.’

De legboor van de sluipwesp

Sluipwespen leggen hun eitjes in planten of in de larven van andere insecten. Sommige doen het allebei: die boren met hun legboor een gaatje in een plant of zelfs in een boom, op de plek waar een larve verstopt zit. Via die boor leggen ze dan een eitje in de onfortuinlijke larve, die vervolgens als voedsel dient voor de sluipwesplarve.

De sluipwesp kan de boorrichting tussentijds veranderen, legt Van Leeuwen uit. ‘Dat kan doordat de legboor bestaat uit drie elementen die in de lengterichting in elkaar haken.’ Het ene element vormt een soort rails, waar het andere omheen grijpt met een langgerekte groeve. Als je één element een beetje naar voren schuift ten opzichte van de andere, verandert de vorm van de punt van de legboor, waardoor deze een andere richting opgaat als de punt naar voren beweegt. Zo verandert de kromming van de buis.

Boren rond tumoren

‘Onze promovendus Uroš Cerkvenik heeft dat uitgebreid gefilmd in doorzichtige gels’, vertelt Van Leeuwen. ‘Dat zijn prachtige beelden. Die laten zien dat het vrouwtje in alle richtingen onder zich kan boren zonder zelf van positie te veranderen. Stel je voor wat je daarmee zou kunnen doen, bijvoorbeeld rond tumoren of in de hersenchirurgie.’

Paul Breedveld voegt toe: ‘De wesp gebruikt een systeem met ribbels die, door hun vorm, niet uit de groeven kunnen schieten. Wij hebben een andere oplossing, die technisch veel simpeler te maken is: we leggen gewoon een paar ringetjes om onze naald om de losse staafjes bij elkaar te houden.’ Waarschijnlijk is het voor de natuur makkelijker om groeven te maken dan buisjes, maar voor de mens is het andersom.

De kracht van bio-inspired design

‘De kracht van bio-inspired design is dan ook niet dat je de natuur heel precies nabouwt, maar dat je de natuur gebruikt als inspiratiebron en niet schroomt om natuurlijke werkingsprincipes te combineren met slimme door de mens bedachte oplossingen.’

Het zal nog wel even duren eer artsen zullen werken met een legboorachtige naald. ‘Daar moeten we realistisch in zijn’, zegt Van Leeuwen. ‘In de medische wereld gelden strenge veiligheidseisen, dus de testfase is lang.’ 

Dezelfde spin-off die instrumenten maakt op basis van inktvistentakels, ontwikkelt ook dit concept nu verder. ‘Daarna zijn grotere bedrijven aan zet. Er gaat dus vast nog een aantal jaren overheen, maar ik weet zeker dat naalden geïnspireerd door de sluipwesp er gaan komen.’

Flapperende drones

Dat vertrouwen hebben ook de DelFly-makers: zij weten zeker dat er op termijn flappende drones zullen rondvliegen. ‘Bijvoorbeeld voor het uitvoeren van inspecties op plekken die gevaarlijk of moeilijk te bereiken zijn,’ antwoordt Florian Muijres, ‘zoals in een fabriekshal, of voor inspectie van gewassen, bijvoorbeeld in kassen. Daar zijn gangbare drones niet zo geschikt voor: die zijn veel zwaarder, lawaaiig en gevaarlijker als ze bijvoorbeeld tegen mensen aanvliegen.’

www.wur.nl/bio-inspired-design

Achtergrondbeeld: TU Delft

De wetenschappelijke onderbouwing kreeg hij aangereikt van de Wageningse onderzoeker Hannah van Zanten, die in 2016 promoveerde bij hoogleraar Imke de Boer op de rol van het dier in een duurzaam voedselsysteem.

‘Kipster bestaat nu ruim een jaar en we werken nauw samen met de leerstoelgroep Dierlijke Productiesystemen in Wageningen. Een tijdje geleden hadden we nog een discussie over de zilvervliesjes van de rijst; is dat een reststroom van witte rijst of humane voeding die je niet als diervoer moet gebruiken? Dan vragen we het aan Hannah.’

Koploper worden

Kipster past precies in de nieuwe landbouwvisie van minister Carola Schouten: Landbouw, Natuur en Voedsel: Waardevol en Verbonden (zie kader). Zij wil dat Nederland koploper wordt in kringlooplandbouw. ‘In een stelsel van kringlooplandbouw gebruiken akkerbouw, veehouderij en tuinbouw in de eerste plaats grondstoffen van elkaars ketens en reststromen uit de voedingsmiddelenindustrie en voedingsketens’, schrijft ze in haar visie. ‘Vee wordt in de eerste plaats gevoed met gras, voedergewassen of gewasresten van het eigen bedrijf of uit de directe omgeving.’

Checklist kringloopbeleid

Ook wil Schouten met de kringloopvisie allerlei knelpunten oplossen in de huidige, op wereldmarkt en lage kostprijs gerichte landbouw. Zo moet de kringlooplandbouw leiden tot minder milieuvervuiling, meer biodiversiteit, een hoger boereninkomen, minder verspilling van grondstoffen en voedsel, en minder uitstoot van broeikasgassen. Deze punten dienen als een soort checklist om het nieuwe kringloopbeleid te toetsen.

Minister Schouten wil af van wetgeving die de kringlooplandbouw belemmert, maar ze heeft een minder radicale visie op de veehouderij dan De Boer. Waar De Boer streeft naar het minimaliseren van het gebruik van veevoer dat ook geschikt is voor humane consumptie, wil de minister vooral dat veehouders en akkerbouwers gaan samenwerken om de kringloop te sluiten.

Veevoer uit de regio

Veehouders leveren mest aan de akkerbouwers, die op hun beurt veevoer leveren aan de veehouders. Dat veevoer moet uit de regio komen en de import van soja uit Brazilië vervangen, is de gedachte. Ook de mest moet in de regio worden afgezet. 

Een discussiepunt is nog hoe groot die kringloopketens mogen zijn. Gaat het om lokale, regionale of internationale kringlopen? Dat moet nog worden uitgewerkt in concreet beleid. Neem het veevoer. Op dit moment is het voordeliger voor veehouders om uit Brazilië geïmporteerd sojaschroot te kopen dan veevoer van de nabijgelegen akkerbouwer, stelt Oene Oenema, buitengewoon hoogleraar Nutriëntenmanagement. Als we die import verruilen voor neder-soja en maïs en granen uit Noordwest-Europa, gaat de voerprijs omhoog.

Bovendien heeft de verbouw van neder-soja gevolgen voor de akkerbouw. ‘Mais en soja zijn nuttige voedergewassen, maar je wilt niet dat half Nederland daar vol mee komt te staan’, zegt Oenema. Daar komt nog een andere complicerende factor bij, zegt de hoogleraar. De Nederlandse veevoer-import bestaat niet alleen uit regenwoud-verwoestende soja, zoals vaak wordt gedacht.

Sinaasappelschillen en palmpitten

‘Onze voederfabrikanten struinen heel slim de wereldmarkt af om goed en goedkoop veevoer te maken’, aldus Oenema. ‘Ze gebruiken ruim twintig verschillende restproducten, zoals sinaasappelschillen en palmpitten. Die werken ze op tot hoogwaardig veevoer. Dat is kringloopeconomie, maar op globale schaal. Hoe gaan we daar straks mee om?’

Het mestprobleem

Dan de mest, op dit moment a pain in the ass van de Nederlandse veehouderij. In de kringlooplandbouw moet alle mest een hoogwaardige grondstof voor het weideland en de akkerbouw worden, maar hoe? Momenteel wordt een kwart van de in Nederland geproduceerde mest uitgevoerd naar omringende landen, zegt Oenema. ‘Als Nederland stopt met de mestexport, zouden we de veestapel met een kwart moeten reduceren om geen mestoverschotten te hebben.’

Maar ook hier zit het iets complexer. Nederlandse boeren gebruiken op dit moment ook kunstmest. De nieuwe kringloopvisie wil het gebruik van kunstmest afbouwen, zodat de landbouw minder grondstoffen gebruikt. Als gevolg daarvan komt er de komende jaren meer vraag naar dierlijke mest en is er wellicht toch ruimte voor meer vee, voorziet Oenema.

Deze plussen en minnen bepalen de uiteindelijke ‘mestruimte’. Daarbij geldt de regel dat alle mest terug moet naar de plaats waar het veevoer is geproduceerd, om de kringloop te sluiten. Maar zit de akkerbouwer op die mest te wachten?

Nutriënten op maat

De veehouders moeten aan mestscheiding gaan doen, zegt Oenema, waarbij ze de mest scheiden in een dikke
fractie – met fosfaat en vezels – en een dunne fractie – met stikstof en kalium. Op die manier kunnen ze nutriënten op maat gaan leveren aan de akkerbouwers en krijgt de mest waarde, verwacht de hoogleraar.

Het Wageningse proefbedrijf De Marke werkt een aantal van deze kringloopprincipes uit. Het is een melkveebedrijf dat zelf het veevoer produceert. Mest en mineralen worden zo efficiënt mogelijk gebruikt zodat de behoefte aan grondstoffen en energie zo laag mogelijk is. Het bedrijf gebruikt sinds 1993 geen fosfaatkunstmest meer en nauwelijks nog stikstofkunstmest. De koeien vreten veel kuil en weinig krachtvoer, waardoor de ammoniakemissie van het bedrijf laag is.

Goede bodem

De Marke biedt een vorm van kringlooplandbouw voor de melkveehouderij, maar de kringlooplandbouw moet ook gaan gelden voor de akkerbouw. Een goede bodem vormt de basis van de kringlooplandbouw, stelt de minister in haar visie. De bodemkwaliteit beïnvloedt niet alleen de gewasproductie, maar ook het klimaat.

Een goede bodem bevat veel organische stof, vertelt Lijbert Brussaard, Wagenings emeritus hoogleraar Bodembiologie. Want een bodem met veel organische stof kan veel beter water opnemen en is beter bestand tegen droogte. ‘Ook kan zo’n bodem meer stikstof en mineralen vasthouden, hij biedt een rijker bodemleven en draagt bij aan gezonde gewassen’, citeert hij met instemming de kringloopvisie van de minister. De boer kan een bijdrage leveren aan een lagere CO₂-uitstoot, door koolstof vast te leggen in de bodem in de vorm van organische stof, licht hij toe.

Minder ploegen

Belangrijke maatregelen zijn minder ploegen, want door ploegen komen koolstofverbindingen in de bodem in aanraking met zuurstof, waardoor CO₂ ontstaat. Het klimaatvriendelijker alternatief heet niet-kerende grondbewerking. Bovendien leg je koolstof vast met diep wortelende gewassen, zoals granen, en niet met oppervlakkig wortelende gewassen als aardappel, dus daar moet de akkerbouwer rekening mee houden in zijn bouwplan. Ook stelt Brussaard eisen aan de kwaliteit van de mest. ‘Drijfmest is niet goed genoeg; gerijpte mest met stro is veel beter voor de bodem.’

In de Proeftuin Agro-ecologie & Technologie in Lelystad werkt WUR aan de door Brussaard geschetste akkerbouw. Het praktijkbedrijf ploegt al zo’n negen jaar niet meer en wil ‘het regulerend vermogen van de ecologie benutten in de landbouw’, zegt onderzoeker Wijnand Sukkel. Door niet of oppervlakkig ploegen is het gehalte organische stof in de bodem sterk toegenomen.

Strokenteelt

Het proefbedrijf is begin dit jaar begonnen met strokenteelt met aardappel, suikerbiet, gras-klavermengsels, wortelen, tarwe, bloemen en uien. De toepassing van strokenteelt leidt op papier tot minder ziekten en plagen, omdat er meer natuurlijke vijanden van de plagen op het landbouwperceel zitten dan in een monocultuur.

Biodiversiteit en bodemkwaliteit zijn de uitgangpunten op dit natuurinclusieve proefbedrijf, dat in september officieel werd geopend. Het kan bouwstenen opleveren voor het nieuwe kringloopbeleid.

Kansen en belemmeringen

Toch bestaat kringlooplandbouw al veel langer, op individuele bedrijven. Frank Verhoeven, die boeren adviseert via zijn bedrijf Boerenverstand, telt zo’n 150 Nederlandse boeren die kringloopprincipes op hun bedrijf toepassen. Die boeren hebben het niet makkelijk, zegt Verhoeven, want het huidige landbouwbeleid belemmert kringloopboeren. Ook Verhoeven praatte afgelopen zomer, net als Scholten, de regeringspartijen en minister Schouten bij over de kansen en belemmeringen van kringlooplandbouw.

De dominante koers, zoveel mogelijk produceren voor de wereldmarkt tegen zo laag mogelijke kosten, heeft zijn sporen achtergelaten in het beleid, schetst de alumnus, die twintig jaar geleden afstudeerde in de Animal Sciences in Wageningen. ‘Daarbij is de regelgeving vooral gericht op delen van het systeem’, citeert hij met instemming de kringloopvisie. Zo wordt duurzaamheid in het milieubeleid vertaald naar de minste milieuschade per kilo vlees, liter melk of kilo aardappelen, waardoor een intensieve productie als beste uit de bus kwam.

Low input melkveehouders

Kringloopboeren daarentegen gaan uit van zo min mogelijk grondstoffen voor hun bedrijf. Ze vertalen duurzaamheid naar een lage milieuschade per hectare. Het zijn low input melkveehouders, zegt Verhoeven, die weinig tot geen kunstmest en krachtvoer gebruiken en vooral leunen op het eigen gras als veevoer. Ze produceren evenveel melk als de intensieve boer, maar dan met een koe extra.

De ammoniakwetgeving en fosfaatwetgeving begrenst echter het aantal koeien. Onder die wetgeving zijn boeren die zoveel mogelijk melk per dier produceren in het voordeel. Bovendien stuit het rijpen en de aanwending van mest voor het verbeteren van de bodemvruchtbaarheid op beleidsregels.

Drijfmest

In het Besluit Gebruik Meststoffen staat dat boeren drijfmest moeten injecteren in de bodem, terwijl de kringloopboer mest liever op de grond wil brengen. En het Besluit Emissiearme Huisvesting wil dat de koeien in dichte stallen staan om zo min mogelijk ammoniak en broeikasgassen uit te stoten, terwijl de kringloopboer zijn mest wil composteren.

De Bieslandhoeve in Delfgauw, waar de minister haar kringloopvisie bekend maakte, is een open strostal waar de mest wordt gecomposteerd. ‘Dat is de ideale stal voor de bodem en de koe, maar dit stalsysteem krijgt van het ministerie de hoogte emissiefactor, waardoor geen enkele boer er voor kiest om er zo een te bouwen’, legt Verhoeven uit.

Minister Schouten wil belemmeringen wegnemen, maar concrete wetgeving heeft ze nog niet. Wel belooft ze in haar visie ‘de koplopers vanaf nu een stevige steun in de rug voor de innovaties, experimenten en kringloopinvesteringen die zij de afgelopen jaren al tot stand hebben gebracht’.

Race to the bottom

Maar beleid alleen is niet voldoende; kringloopboeren moeten ook een verdienmodel hebben. Als het huidige economisch systeem niet verandert, dreigt onze voedselproductie een race to the bottom te blijven met lage prijzen en voedselverspilling.

Daarom moeten we de kringloop stimuleren via hogere prijzen, denkt de Wageningse econoom Krijn Poppe. ‘De huidige prijzen zijn geen goede indicator voor ons handelen. Niemand betaalt nu de rekening van het opmaken van de fosfaatvoorraad in de wereld en de productie van afval en broeikasgassen. Als je bedrijven en consumenten de echte kosten laat betalen, komen we vanzelf tot optimale kringlopen. Die discussie over lokale of globale kringlopen lost zich dan vanzelf op.’

Mineralenkringloop

Met nieuwe regels kun je bijvoorbeeld de waarde van mest verhogen, denkt Poppe. Hij suggereert dat veevoerbedrijven een statiegeldsysteem invoeren op de mineralen in het veevoer. Boeren die dit veevoer aankopen, moeten de mest van de koeien die dit veevoer eten dan tegen vergoeding kunnen inleveren bij de veevoerfabriek. Zo sluit je de mineralenkringloop tussen voerfabrikant en boer, verwacht de econoom.

Kipster-oprichter en agrarisch econoom Ruud Zanders vindt dat er veel te ingewikkeld wordt gedaan over het verdienmodel van de kringlooplandbouw. ‘Het is heel simpel. Je berekent de kostprijs, zet er een marge op en dan heb je de verkoopprijs. Dan ga je naar een potentiële afnemer met je verhaal en vraag je: wil je het kopen voor deze prijs? Wij hebben eerst het contract met Lidl geregeld, zonder dat afzetcontract waren we niet begonnen.’

115 miljoen ton aan reststromen

Op die manier gaat Kipster straks ook op een tweede locatie in Nederland en in België eieren produceren – eerst de afzet regelen, dan de vergunning, dan de boerderij bouwen. Zanders kan nog even vooruit met het kringloopconcept. ‘De Europese voedingsindustrie produceert jaarlijks zo’n 115 miljoen ton aan reststromen. Daarvan wordt nu slechts 4 à 5 miljoen ton gebruikt voor veevoer. Daar valt nog veel te halen.’ 

www.wur.nl/kringlooplandbouw

Achtergrondbeeld: Shutterstock

Delicia maakt sinds jaar en dag hagelslag voor huismerken van vrijwel alle supermarkten, elk met een eigen receptuur. ‘Wij werken al heel lang aan alternatieven voor suiker in de hagelslag, maar we moeten dat natuurlijk in overleg met onze opdrachtgevers doen’, vertelt Lok. ‘Vroeg of laat, vrijwillig of bij wet, wordt suikerreductie een feit en daar willen we ons op voorbereiden. En de hagelslag moet natuurlijk altijd lekker blijven.’

Wageningse expert

Bij de aanpassing van het productieproces kreeg Delicia advies van Wageningen Food & Biobased Research. De hagelslagproducent was één van de twintig mkb-bedrijven die in 2017 gedurende een dag op kosten van het ministerie van Volksgezondheid en Sport de mogelijkheden voor suikerreductie of suikervervanging doornamen met een Wageningse expert.

Versuikerde westerse wereld

Die service vloeide voort uit het Akkoord Verbetering Productsamenstelling uit 2014, tussen de levensmiddelenindustrie en het ministerie. Bedrijven stelden plannen op voor de reductie van suiker, (verzadigd) vet en zout. Die moeten leiden tot een gezonder productaanbod. De meeste mensen in de westerse wereld krijgen te veel suiker, vet en zout binnen. Obesitas en diabetes zijn de meest voorkomende kwalijke gevolgen in de versuikerde westerse wereld.

De reductieplannen van de bedrijven worden getoetst door een wetenschappelijke adviescommissie. ‘Daaruit komt naar voren dat de ambities te laag zijn, enkele uitzonderingen daargelaten’, vertelt Joost Blankestijn, programmamanager bij Wageningen Food & Biobased Research. Vermindering is ook geen sinecure, legt hij uit. Een van de problemen is dat consumenten moeten wennen aan ‘light’- of ‘zero’-producten.

Kleine stapjes

‘Daarom zullen producenten het gehalte aan suiker in bakkerijproducten en zoet waren als koekjes, cake en snoep met kleine stapjes moeten verlagen, zodat consumenten er eigenlijk geen erg in hebben’, aldus Blankestijn. En bij voorkeur moeten alle bedrijven meedoen, zodat consumenten niet kunnen overstappen naar een zoetere koek, cake of hagelslag van een producent die niet met de suikerreductie aan de slag is gegaan. Stapsgewijze vermindering resulteert uiteindelijk in een drastische smaakverandering, maar dat went. Dat weet iedereen die per ongeluk een kop koffie met suiker krijgt en ‘getverderrie’ zegt na de eerste slok, terwijl vroeger dat klontje een absolute vereiste was.

De bevindingen van Wageningen Food & Biobased Research bij Peijnenburg leidden eerder dit jaar tot een zogeheten white paper met een suikerreductiestrategie. ‘Daarin beschrijven we hoe we bedrijven snel en effectief combinaties van suikervervangers kunnen voorschotelen’, zegt Blankestijn. ‘Ze kunnen daarin zien wat de gevolgen zijn van een suikeralternatief voor de structuur, textuur en smaak van hun product.’

Bij de Federatie Nederlandse Levensmiddelen Industrie (FNLI) is Christine Grit, manager voedsel en gezondheid, blij met het advies van Wageningen aan de twintig mkb-bedrijven. ‘Bedrijven moeten hulp krijgen om het suikergehalte te verminderen, zonder dat de smaak van hun product eronder leidt’, aldus Grit.

Calorieën

‘Vooral producenten die zelf minder expertise in huis hebben, worstelen met dilemma’s. Als je bijvoorbeeld suiker reduceert, en je verhoogt daarna het zetmeelgehalte, voeg je toch weer calorieën toe. Hetzelfde geldt natuurlijk voor vet als suikervervanger.’

Bovendien heeft het vervangen van suiker door een alternatieve zoetstof als xylitol wettelijke implicaties. ‘Dan moet er een waarschuwing op het etiket vanwege de mogelijk laxerende werking’, aldus Grit.

Wegens succes worden de door het ministerie van Volksgezondheid en Sport gesponsorde adviesrondes geprolongeerd. Op dit moment worden vijftien nieuwe bedrijven geselecteerd. ‘We gaan er nu niet alleen naar toe, maar nodigen ze in januari ook hier in Wageningen uit voor een workshop in onze bakkerijfaciliteit. Daar laten we zien wat er allemaal mogelijk is, bijvoorbeeld met een cake zonder toegevoegde suiker’, zegt Joost Blankestijn.

Te zoete toetjes

‘We dagen ook ingrediëntenleveranciers uit om hún oplossingen hier te demonstreren. Wij gaan de sector bovendien helpen om de kwaliteit van de plannen voor verbetering van de productsamenstelling te verhogen.’ Blankestijn wil de suikerreductiestrategie ook graag toepassen op zuivel. ‘Die toetjes bijvoorbeeld zijn veel te zoet. Daar is een wereld te winnen.’

Bij Delicia in Tilburg onderzocht Gertjan Lok al eerder mogelijkheden om geraffineerde kristalsuiker te vervangen door de alternatieve zoetstof maltitol. ‘Die werkt echter net als xylitol enigszins laxerend, maar vooral konden we het procestechnisch slechts voor enkele procenten toevoegen’, vertelt hij tijdens de rondgang door de fabriek. Lok looft de Wageningse expert die gedurende een dag de technische details van de suikerreductie kwam doornemen.

‘We kwamen tot de conclusie dat het beter is om stapsgewijs het gehalte aan conventionele suiker te verlagen, vertelt Lok. ‘Klanten en consumenten kunnen er dan langzaam aan wennen, en wij kunnen steeds met kleine aanpassingen in de productietechniek proberen in te spelen op die vermindering.’ Delicia kan nu hagelslag met twintig tot dertig procent minder suiker leveren. ‘Dat hebben we vooral klaargespeeld door de suiker te vervangen door cacao. We hebben nog niet onderzocht of we nog verder kunnen gaan met de suikerreductie.’

Duurder is het product nu wel, constateert het bedrijf, in navolging van Peijnenburg. Toch zet Lok door. ‘Als de klanten er nog niet voor willen betalen, moeten wij als bedrijf maar de eerste stap zetten, ook al gaat dat bij de introductie ten koste van de marge. Uiteindelijk doen onze klanten wel mee om samen een gezondere hagelslag op de markt te brengen’, zegt hij.

Vollere smaak

Dat is bedrijfsfilosofie. Uit vrije wil zorgde het mkb-bedrijf er eerder al voor dat de cacao in de hagelslag UTZ-gecertificeerd is; gegarandeerd duurzaam geteeld en geproduceerd. De vertegenwoordigers van het Tilburgse bedrijf nemen voortaan een hagelslagmonster met minder suiker en meer cacao mee naar hun klanten, in de hoop dat die voor dit alternatief kiezen. Lok laat het proeven.

De suikerarme hagelslag ziet er donkerder uit. En, al is de verslaggever geen hagelslagkenner, het alternatief
smaakt voller en smeuïger dan het origineel. 

www.wur.nl/suikerverlaging

Achtergrondfoto: Shutterstock

‘Meedoen aan de Challenge kostte echt heel veel tijd’, vertelt Verweij. Zhang vult aan: ‘Het is avondwerk, weekendwerk, het is wel echt een commitment. Je doet het niet zomaar even erbij.’ Lotje Hogerzeil (25), masterstudent Urban Systems Engineering, hield een blog bij over haar deelname aan de Challenge. ‘Ik denk dat ik, en met mij heel team Evergreen, nog nooit zo hard gewerkt heb voor een project.’

Bloed, zweet en tranen

Op 25 juli, na bijna zeven maanden bikkelen, leverde haar team om 4 uur ’s nachts zijn ontwerp in. ‘Alle papers die ik heb geschreven, tentamens waarvoor ik heb gestudeerd, zelfs de designs die ik eerder heb gemaakt voor vakken; geen van alle halen ze het bij de bloed, zweet en tranen, die we hebben vergoten om dit voor elkaar te krijgen.’

Motivatie

In het reguliere onderwijs krijgen studenten studiepunten volgens het ECTS-systeem, waarbij een studiepunt gelijk staat aan 28 uur werk. Maar de Challenge-deelnemers kregen geen studiepunten voor hun deelname. Gek, vindt Verweij, gezien de tijd die deelnemers kwijt zijn. ‘Daar mag best wat tegenover staan.’ Tegelijkertijd is de kracht van de Challenge misschien wel juist dat het geen vak is, relativeert ze. ‘Je wordt niet achterna gezeten door een docent. Je moet de motivatie uit jezelf en je team halen.’

Hoogleraar Educatie- en Competentiestudies Perry den Brok denkt dat de Challenge absoluut geen vak moet worden. ‘Zodra je gaat formaliseren, bijvoorbeeld door er studiepunten aan toe te kennen, kunnen het creatieve aspect en de intrinsieke motivatie wegvallen.’ Wel zou het reguliere onderwijs baat kunnen hebben bij onderdelen van de Challenge, denkt Den Brok. ‘Als je bijvoorbeeld een mini-Challenge inbouwt in een basiscursus wordt die wellicht leuker en uitdagender.’

Even uit de academische wereld stappen

GreenWURks-lid Yaoyun Zhang is masterstudent Organic Agriculture. De kennis en vaardigheden die hij in Wageningen leert, wil hij gebruiken in China. ‘Terwijl ik hier studeer, probeer ik zoveel mogelijk te leren van stadslandbouwprojecten in Europa. De Challenge gaf mij de kans om te verkennen hoe ik mijn studie, kan toepassen. Je stapt even uit de academische wereld en kijkt hoe je het in de praktijk moet aanpakken.’

Daarbij opende de Greenhouse Challenge veel deuren, zegt Verweij. ‘We hadden toegang tot veel plekken en personen binnen het wereldje van urban farming. Zo krijg je een mooi beeld van de mogelijkheden en de ontwikkelingen binnen die sector.’ De overwinning voelde als een beloning, aldus Verweij: ‘We hebben met z’n allen ongelofelijk hard gewerkt aan Open Bajes. Het moment dat de jury dan zegt: jij wint, dat is écht vet.’

Stadkas in China

De komende tien jaar staan er nog vijf Greenhouse Challenges op de agenda. De eerstvolgende is in 2020 in China. Zhang heeft alvast een tip voor de deelnemers. ‘Mensen in grote Chinese steden hebben stress van het harde werken. Ze zijn de verbinding met de natuur kwijt. De stadskas in China moet daar verandering in brengen.’

www.wur.eu/studentchallenges

Achtergrondbeeld: AM, Robota, OMA, FABRICations

Vogels spotten

Met dat ideaalbeeld voor ogen zijn de broers hun nu succesvolle onderneming en boekingsplatform Natuurhuisje.nl in 2009 begonnen. ‘Ik studeerde in Wageningen en wilde met mijn broer vogels spotten in de Extremadura, een regio in het westen van Spanje. Ik zocht me suf naar een rustig huisje waar we onze gang konden gaan, maar vond alleen bungalows in van die vakantieparken.’

Na zijn afstuderen in 2013 gingen Tim van Oerle en zijn broer helemaal los, op de spreekwoordelijke zolderkamer. Niet aan de Hoogstraat in Wageningen maar in het ouderlijk huis met het stuk bosgrond bij Breda. ‘We begonnen ons idee Natuurhuisje.nl aanvankelijk met het aanbieden van een jaarabonnement aan verhuurders’, vertelt hij. ‘Dat hield in dat mensen via onze site hun huis in de natuur konden verhuren. Zij ontvingen de huur, wij kregen van hen een jaargeld als abonnement.’

Bureau Startlife

Steun kregen ze in die tijd van beginnend ondernemerschap onder meer van bureau Startlife in Wageningen. Dat beoogt ondernemerschap te bevorderen en helpt om innovatieve businessideeën tot een duurzame onderneming te brengen. ‘Ook ontvingen we van Startlife een startkrediet van 10 duizend euro, dat we zonder rente mochten terugbetalen. Ze hadden daar bovendien absoluut geen haast mee. Startlife dwong ons ook om ons idee om te zetten in een businessplan’, aldus Van Oerle.

Hij bewaart goede herinneringen aan de borrels en etentjes met de mededeelnemers aan Startlife. Mede door de kritische gesprekken die hij indertijd in Wageningen voerde met toenmalig KLV-directeur Paul den Besten, die bij Startlife was betrokken, veranderden de broers na een jaar van businessmodel. ‘We schakelden van een jaarabonnement over naar een systeem van no cure no pay. Wij krijgen, net als bijvoorbeeld Booking.com, van de verhuurder een fee voor elke boeking op Natuurhuisje.nl. Tien procent van de kale huurprijs (ex btw)  van het vakantiehuisje is voor ons.’

Het gaat overigens niet alleen meer om vakantiehuisjes of bungalows. Wie op www.natuurhuisje.nl kijkt, ziet ook een keur aan glamping (glamour camping) accommodaties, yurts en pipowagens, ‘in de mooiste natuur, vaak op onontdekte plekjes’, aldus de site.

Chatten

Tim van Oerle ziet het als missie om ‘mensen het fijne gevoel te geven er een weekendje of weekje helemaal uit te zijn, weg van de massa’, vertelt hij. ‘En ik wil ze vooral ook laten zien hoe mooi de natuur kan zijn. Wij willen de mens dichter bij de natuur brengen.’

Daarnaast willen de broers een community scheppen rondom natuurhuisjes.nl. ‘Bijvoorbeeld met een chatsysteem om de communicatie tussen verhuurders en hun gasten te verbeteren. Onder meer met de bekende reviews, die de huurders kunnen geven, zoals ook op Airbnb, inclusief kritische punten of verbetermogelijkheden. Verhuurders kunnen daarop reageren. Ook vooraf kunnen verhuurders de vragen van huurders beantwoorden en daardoor leren ze ook welke voorzieningen zij nog meer zouden kunnen treffen.’

Natuurhuisje.nl loopt als een tierelier. In 2017 ging er 20 miljoen euro aan transacties via het platform. Al halverwege oktober dit jaar noteerden de Van Oerles, met intussen 18 mensen in dienst, de 60 duizendste boeking van dit jaar. ‘Kennelijk zijn wij niet de enigen die niks van vakantieparken moeten hebben’, grapt Tim.

Succes

‘Ik denk echt dat natuur veel meer draagvlak geniet onder brede lagen van de bevolking dan politici beseffen. Het succes is ook niet alleen terug te voeren op het feit dat mensen er vaker, ook dichterbij, tussenuit willen nu het economisch beter gaat en ze meer te besteden hebben’, zegt Van Oerle. ‘Wij zijn begonnen toen er nog een economische crisis was en ook toen zijn we volle bak gegroeid, tegen de markttendensen in.’

Drukke 45-plussers

De grootste groep huurders bestaat uit de drukke 45-plussers, maar volgens Van Oerle is ook onder jongeren een opmars in de verhuur gaande. ‘In het begin trokken we vooral vogelaars en rustzoekers, maar we zien nu over de hele linie huurders die lijden onder de stress van hun jachtig bestaan en er even tussenuit willen.’

Van Oerle is er alert op om de principes van het concept te bewaken en waar mogelijk te verbeteren. De criteria die de gebroeders hanteren voor natuurhuisjes zijn eenvoudig. ‘Ze mogen niet op een groot vakantiepark liggen en het park mag geen zwembad en receptie hebben en niet meer dan twintig huisjes bevatten. Omdat we ver van de massa willen zijn, mag de accommodatie niet in een stad of dorp liggen en moet die ver verwijderd zijn van snelweg of spoorlijn’, stelt Van Oerle. Huisjes die niet aan de criteria voldoen, worden geweigerd.

Verder Europa in

Inmiddels spreiden de broers hun vleugels uit over de rest van Europa. Ruim een kwart van de achtduizend huisjes staat in Nederland. België is intussen goed voor duizend huisjes, Frankrijk zelfs voor tweeduizend – in beide landen zijn de meeste huisjes eigendom van Nederlandse en Belgische eigenaars. Maar ook in Duitsland en Scandinavië beginnen de broers voet aan de grond te krijgen.

Duurzame principes

Natuurhuisje.nl werkt ondertussen aan perfectionering van de duurzame principes van het bedrijf. ‘Voor elke boekingsnacht planten wij een boom. Dit jaar zetten wij meer dan 120 duizend bomen in de aangetaste mangrovebossen in Madagaskar. We zijn ernaartoe geweest om te controleren hoe de bosbouwers daar het aanpakken. Mogelijk gaan we ook bosprojecten steunen in Spanje en Portugal.’

Natuurhuisje.nl

Achtergrondfoto: Bram Belloni

‘Als een land veel honger en ondervoeding kent, gaat men denken dat dat normaal is, of een vloek. Maar het is geen van beide. Honger en ondervoeding komen voort uit beslissingen en keuzes omtrent het gebruik van schaarse hulpbronnen. Maar je kunt ook andere keuzes maken.’

Zorgen voor voedselzekerheid

Haddad, winnaar van de prestigieuze Amerikaanse World Food Prize 2018, was een van de keynote speakers op de internationale conferentie Towards Zero Hunger: Partnerships for impact in Wageningen. Op initiatief van de honderdjarige universiteit kwamen zeshonderd beleidsmakers, wetenschappers, ondernemers en vertegenwoordigers van ngo’s bijeen. Ze sloten nieuwe samenwerkingsverbanden om honger uit te bannen en te zorgen voor voedselzekerheid en duurzame landbouw.

‘De media, de maatschappelijke organisaties, jij en ik, we moeten dit vraagstuk blijven aankaarten’, betoogde Haddad. ‘We moeten feiten aanleveren over de omvang en gevolgen van honger en ondervoeding. Ook moeten we regeringen en bedrijven helpen om honger effectief te bestrijden.’

Kwetsbare groepen

Haddads organisatie GAIN is daar al actief mee bezig. GAIN brengt regeringen, bedrijven en maatschappelijke organisaties samen in allianties tegen ondervoeding. De organisatie draait tien programma’s in Azië en Afrika om te zorgen voor meer gezonde voeding bij de meest kwetsbare groepen en onderzoekt welke aanpak het beste werkt.

‘Vaak kosten verspilling en vervuiling meer dan duurzaam ondernemen. Ontbossing en klimaatverandering zijn duurder dan de duurzame alternatieven van voedsel produceren. Daarmee ontstaat een markt voor duurzame ontwikkeling. Nu al is duurzame voedselproductie voor Unilever de belangrijkste inkomstenbron. We kopen steeds meer producten van kleine boeren voor een eerlijke prijs en werken samen met lokale partners’, aldus Polman.

Internationale coalities

‘Maar Unilever kan bijvoorbeeld niet op eigen houtje een duurzame palmolieproductie realiseren; daarvoor zijn internationale coalities nodig. Doorslaggevend is of de financiële sector hierin wil investeren. Investeerders zouden hun geld moeten steken in bedrijven die duurzaam met natuurlijke hulpbronnen omgaan. En regionale ontwikkelingsbanken zouden zich moeten concentreren op het bieden van rugdekking aan bedrijven die in duurzame ontwikkeling investeren.’ 

www.wur.nl/zerohunger

Achtergrondfoto: Alamy

Een goed voorbeeld vindt hij de digitale bodemkartering. ‘Er wordt héél veel gepubliceerd over hoe het nóg beter kan. Maar moeten we onze schaarse middelen en menskracht daarvoor aanwenden? Laten we een voorbeeld nemen aan de wettelijk vereiste dataverzameling over nutriënten in de veehouderij.’

‘Waarom zetten we ons er niet voor in dat alle boeren zo’n moderne bodemkaart krijgen? In combinatie met modellen om de water- en de nutriëntendynamiek te simuleren, kan de boer dan tijdig inspelen op de behoeftes van zijn gewas.

‘Hij hoeft niet te wachten tot de planten slap hangen, maar weet op tijd dat de nutriënten opraken én hij kan ook overbemesting en dus vervuiling van het grond- en oppervlaktewater voorkomen. Dit zou een belangrijke bodemkundige bijdrage zijn aan precisielandbouw én aan kringlooplandbouw. Bovendien leveren we meteen een concrete bijdrage aan de ontwikkelingsdoelen.’

Opdrachtgever was Conservation South-Africa (CSA), een ngo die probeert om natuurbescherming en ontwikkeling hand in hand te laten gaan. Nuffic financierde de trainingen. CSA wil de boerenorganisaties versterken, zodat die kunnen bijdragen aan de kwaliteit van het vee van hun leden, bijvoorbeeld door gezamenlijke inkoop, veterinaire zorg, rotatiegrazen en het organiseren van markten.

Verschillen

‘Onze trainingen waren erop gericht de boerenorganisaties in drie verschillende regio’s te leren zich beter te organiseren, gezamenlijk problemen aan te pakken en conflicten op te lossen’, aldus Jacobs. ‘Per regio verschillen de omstandigheden. In het Namakwadistrict speelt vooral de afhankelijkheid van tussenhandelaren; in Mzimvubu Catchment zijn betrouwbare weegschalen een hot topic. Op die verschillen speelden we in met onze trainingen, zodat de deelnemers tot regionaal toepasbare actieplannen konden komen.’

Info: judith.jacobs@wur.nl

Achtergrondfoto: Alamy