In Beijing zoeft skeletonster Kimberley Bos een paar centimeter boven het ijs naar misschien wel een olympische medaille. ‘De atleet is het belangrijkste,’ zegt Wouter Terra, embedded scientist bij NOC*NSF en onderzoeker bij de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. Maar zijn aerodynamische inbreng kan wel mooi een paar honderdsten verschil maken.
Wouter Terra werkte al een paar jaar als consultant toen hij langs die weg bij een data-analyseproject in het zeilen betrokken raakte. De relatie tussen sport en techniek greep hem zo dat hij zijn baan opzegde en een zoektocht begon naar een nieuwe carrière op het gebied van sports engineering. ‘Via via kwam ik weer in contact met mijn oude faculteit,’ zegt hij. 'Enigszins tot mijn verbazing mocht ik “na zoveel tijd” nog aan een promotie beginnen.’ Nog tijdens dat onderzoek op het gebied van fiets-aerodynamica vroeg het TU Delft Sports Engineering Institute hem of hij iemand wist die embedded scientist aerodynamica wilde worden bij het NOC*NSF. ‘Mijn droombaan,’ zegt hij. ‘Een promotieonderzoek kan best taai zijn. Juist die combinatie van onderzoek met toepassing in de praktijk is wat ik al vanaf het begin wilde.’
Sport-breed
Met zijn promotie afgerond is hij sinds vorig jaar voltijd embedded scientist bij het NOC*NSF en gastonderzoeker bij de Aerodynamica-groep van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. Waar de meeste embedded scientists sport-specifiek werken, bijvoorbeeld een data-analist bij het langebaanschaatsen of een video-analist bij atletiek, past Wouter zijn kennis sport-breed toe. ‘Vóór mijn aanstelling werd er binnen NOC*NSF meer ad hoc gewerkt op het gebied van aerodynamica,’ zegt hij. ‘Nu is er meer continuïteit in de projecten en vind er ook kruisbestuiving plaats. Zo zijn de ideeën achter de nieuw ontwikkelde schaatspakken ook van toepassing bij het baanwielrennen.’ Zijn projecten draaien vaak om specifieke vragen uit het veld, maar bijvoorbeeld bij handboogschieten is hij gewoon een open gesprek aangegaan. ‘Als embedded scientist ben ik in principe vrij om elk aerodynamica onderzoeksproject op te pakken. Als aerodynamica maar een rol speelt in de desbetreffende sport dan liggen er bijna altijd mogelijkheden.’
Meer dan luchtweerstand
Alhoewel het verlagen van de luchtweerstand en daarmee het verhogen van de snelheid veelal centraal staat, is dat niet het enige. Wouter: ‘Met het beïnvloeden van de luchtstroming kan je bijvoorbeeld ook de koeling van atleten verbeteren, bijvoorbeeld door een slim ontwerp van fietskleding. Alleen is het effect van koeling op een sporter moeilijk te kwantificeren, en in de praktijk merk ik dan dat de sporters toch vaak kiezen voor het pak met de minste luchtweerstand waarbij ze iets minder koeling voor lief nemen. En bij de paralympische zitskiërs ging naast het verlagen van de luchtweerstand ook om het verbeteren van de stabiliteit. In de bergen kan harde wind van de zijkant anders gevaarlijk worden.’
Met het beïnvloeden van de luchtstroming kan je ook de koeling van atleten verbeteren.
Ring of Fire
Van alle meet- en rekentechnieken die hij gebruikt, waaronder simulaties en windtunnels, spreekt de zogenoemde Ring of Fire misschien wel het meest tot de verbeelding: een tunnel gevuld met zeepbelletjes, waarmee de luchtstroming rond een sporter in de praktijk kan worden gemeten. Waar je bij een wielrenner nog kan zeggen dat die stil op de fiets zit en alleen de benen bewegen – en een windtunnelmeting dus zou kunnen volstaan – is er vrijwel niks statisch aan bijvoorbeeld een schaatsbeweging. Daar zijn metingen in het veld dus essentieel.
Het idee voor de Ring of Fire bestond al langer bij zijn promotor, en pas vlak voordat hij aan zijn promotie begon, lukte het om spuitmondjes te maken die de met helium gevulde zeepbelletjes met grote hoeveelheden konden produceren. Wouter: ‘De luchtstroming meten, door die belletjes met een laser te belichten, ging al snel heel goed. De uitdaging zat er met name in om hieruit met voldoende nauwkeurigheid de luchtweerstand van een bewegend object te berekenen. Dat was met name belangrijk omdat de verschillen tussen diverse schaatspakken en -helmen best klein zijn.’
Op de schaatsbaan
De Ring of Fire heeft al in Thialf gestaan, tot groot enthousiasme van de KNSB en de daarbij betrokken schaatsploegen. Wouter: ‘We hebben gekeken naar de aerodynamica van het schaatsen met beide handen op de rug en met één arm los. En ook naar de optimale volgorde voor de team pursuit. Die resultaten delen we na afloop van de komende Olympische Spelen. Dan willen ook in de bocht gaan meten, iets wat met een windtunnel niet kan.’
Olympische impact
De bijdrage van Wouter heeft ertoe geleid dat de langebaanschaatsers over enkele weken allemaal in nieuw-ontwikkelde schaatspakken rijden. Een nieuwe helm, die de totale luchtweerstand met bijna een procent vermindert en daarmee naar schatting een verschil maakt van zo’n vijf tot tien honderdsten per ronde, blijft helaas thuis.
Skeletonster Kimberley Bos zal natuurlijk met haar nieuwe pak en nieuwe slee aantreden, waarmee ze zojuist als eerste Nederlandse ooit een wereldbekerwedstrijd heeft gewonnen. ‘Binnen dat project heb ik onder andere samengewerkt met Toon Huysmans van de Digital Human Modelling-groep van de faculteit Industrieel Ontwerpen,’ zegt Wouter. ‘Met hun hoge-resolutie lichaamsscanner hebben we Kimberley in racehouding gescand endaarmee een fysieke mannequin gemaakt die we in de windtunnel konden gebruiken voor metingen.’
Met een TU-breed team kunnen we nóg meer impact hebben.
Universiteitsbreed
Wat betreft die samenwerking zou Wouter het mooi vinden als er een breder team aan de TU Delft komt met experts op allerlei gebieden die relevant zijn voor de sport. ‘Als embedded scientist merk ik dat er bij NOC*NSF vragen zijn die niet alleen maar om aerodynamica gaan. Als ik bijvoorbeeld aanleiding zie voor een nieuwe voorvork, dan moet die ook gemaakt kunnen worden. Daar zit een stukje aerodynamica in, maar natuurlijk ook stabiliteit, stijfheid en sterkte van het ontwerp. Met zo’n universiteitsteam kunnen we een heel sportproject oppakken en zo nog meer impact hebben.’
Op naar Parijs
Zelf fietst Wouter veel, en als de winter en COVID-19 het enigszins toelaten dan zal hij op het ijs te vinden zijn. ‘Op amateuristisch niveau hoor,’ zegt hij. ‘Ik wil me wel altijd verbeteren maar voor mijzelf ben ik niet zo bezig met het kopen van snellere kleding.’ Daarnaast is hij ook een fanatiek kijker van sport en zal hij met de winterspelen weer aan de buis gekluisterd zitten. ‘Ik kijk nu ook naar sporten die ik voorheen niet keek, zoals skeleton en paralympisch skiën. Het is zo mooi om te zien hoe de sporters, die je een heel klein stukje geholpen hebt op het gebied van aerodynamica, het dan doen tijdens die belangrijke wedstrijden.’ Zo zag hij afgelopen zomer ook hoe Mitch Valise in zijn geoptimaliseerde handbike met een machtige eindsprint het goud won op de paralympische wegwedstrijd. ‘Een kleine verlaging van de luchtweerstand heeft daar dan hopelijk aan bijgedragen,’ zegt Wouter. En met de blik vooruit: ‘Onderzoekstechnisch zitten voor mij de winterspelen er al op. Ik ben me alweer druk aan het oriënteren welke projecten we gaan oppakken op weg naar Parijs.’
