Terwijl de rest van haar gezin een kerstboom uitzocht, tikte Femke Vossepoel een onderzoeksvoorstel over bodembewegingen. Vastbesloten om na een carrière bij Shell de wetenschap weer op te zoeken. “Over vier jaar ligt er een prototype van een ondergrondmodel waarmee we bodemdaling door aardgaswinning beter kunnen voorspellen”, verwacht Vossepoel. En daar kijken overheid en bedrijfsleven nu al naar uit.

“Als je iets goeds in je hoofd hebt, krijg je het er heel snel uit”, zei een vriend tegen haar. Ze had twee weken om een voorstel te schrijven voor een Delft Technology Fellowship. Die toekenning zou haar de kans geven om zich weer in het onderzoek te storten. En dan ook nog in Delft, waar ze in de jaren “90 met veel plezier afstudeerde en promoveerde bij de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaart. Een wens die tijdens haar jaren in dienst bij Shell bleef sluimeren.

“Ik kon het voorstel helemaal zelf vormgeven, maar er niet al te lang over nadenken. Dat hielp me om mijn ideeën vrijuit op te schrijven”, vertelt Vossepoel. Ze zette op papier hoe we door meer en nauwkeurigere metingen aan het oppervlak de processen onder het oppervlak beter gaan begrijpen.

Supercomputers met hoge rekencapaciteit zijn in staat deze processen in de ondergrond steeds nauwkeuriger te simuleren. Tegelijkertijd kunnen ze de grote hoeveelheden data die de monitoringsprogramma’s opleveren, verwerken. “En met die data willen wij de modellen verfijnen die bodembewegingen voorspellen”, vertelt Vossepoel.

Verzakte huizen

Duizenden mensen ondervinden er nadeel van als aan de hand van gebrekkige modellen risico’s van gaswinning worden onderschat. Overheden en bedrijven hebben daarom het grootste belang bij betere monitoringsprogramma’s en scherpere modellen.

Haar vriend kreeg gelijk. Het voorstel van Vossepoel was een van de 10 dat gekozen werd uit 350 inzendingen. Inmiddels is ze een goed jaar aan de slag bij de afdeling Geoscience en Engineering. Vossepoel: “Ik vind het fantastisch om na een onderbreking van een jaar of acht weer onderzoek te doen. Ik ben weer aan het programmeren, doe simulaties. Dan zeggen mijn collega’s: Femke, daar heb je toch studenten voor? Dat weet ik, maar ik wil het zo graag zelf doen!” 

Het onderzoek van Vossepoel richt zich op bodemdaling door olie- en gaswinning, maar de modellen zijn evengoed van toepassing op bodemdaling door andere oorzaken. “Denk bijvoorbeeld aan grondwaterwinning en mijnbouw, geothermische energie en gasopslag. Of natuurlijke grondbeweging door geologische processen, zoals het inklinken van aardlagen en verschuivingen over breukvlakken in seismisch actieve gebieden.”

Vossepoel kan wereldwijd gebieden aanwijzen waar een beter model helpt om de gevolgen van menselijk handelen in de ondergrond in kaart te brengen en uiteindelijk in te perken. “Bodembewegingen door menselijk ingrijpen of natuurlijke processen beïnvloeden het dagelijks leven en de economie op heel veel plekken.” In Nederland zijn om die reden de eisen voor milieueffectrapportages strenger geworden. “Wie ingrijpt in de grond, moet van tevoren heel duidelijk aangeven wat hij gaat doen om te voorkomen dat de bodem gaat dalen, stijgen of beven.” En dat is terecht, vindt Vossepoel.

Voetafdruk minimaliseren

“We moeten oppassen met wat we met de aarde doen. Met menselijk ingrijpen, kun je het aardsysteem beïnvloeden. Ik hoop er met mijn onderzoek aan bij te dragen de voetafdruk van dat menselijk ingrijpen in de grond te minimaliseren.”

“Het mooie is dat onze wiskundige methode, de zogeheten ‘data-assimilatie’, ook in andere disciplines gebruikt kan worden. Van oudsher wordt data-assimilatie gebruikt in de meteorologie en de oceanografie, maar steeds meer ook in verkeersregulatie, waterafvoer in rioleringen en medische beeldverwerking. En ook bijvoorbeeld in de financiële sector om aandelenkoersen te voorspellen. Die brede toepassing, die vind ik zo fascinerend aan dit onderzoek.”

Vossepoels voornaamste databron komt van radarsatellietmetingen, gemaakt met hulp van reflectoren. Twee van die reflectoren staat op het kantoor van SkyGeo, een spin-off bedrijf van de TU, dat grote belangstelling heeft voor het werk van Vossepoel. Het is niet de enige partij die volgt wat de Delftse hoofddocent doet.

“Het ministerie van EZ, ingenieursbureau Sweco, Deltares, Shell, SkyGeo, Staatstoezicht op de Mijnen: ik ga met iedereen in gesprek, want ik vind het heel mooi dat ze de toepassingsmogelijkheden van mijn onderzoek zien. Maar ik ben ook heel duidelijk over mijn onafhankelijkheid: ik wil al mijn bevindingen vrij kunnen publiceren.”

Bovendien, zegt ze, is het niet mijn hoogste doel om de industrie te helpen met een softwarepakket dat de risico’s van hun handelen inperkt. “Mijn intrinsieke motivatie ligt nog altijd in het willen begrijpen. De schoonheid van rotsformaties met bijzondere breuken, de verwondering over vloeistoffen die prachtige patronen volgen: ik wil snappen hoe de aarde werkt, dat drijft mij het meest.”

Meer informatie

Headerfoto: Femke Vossepoel bij de twee reflectoren op het kantoor van SkyGeo, een spin-off bedrijf van de TU Delft. De reflectoren wordt gebruikt voor satellietmetingen.

Gepubliceerd: oktober 2017

/* */