Op het ijs, op de wal

Of eenden geen koude poten krijgen als ze op het ijs staan, vraagt een lezer die uitziet op een vijver die nu vrijwel is dichtgevroren. En zoja, waarom ze dan niet liever op het gras gaan zitten.

De neiging was groot de lezer op te bellen en te vragen wat hij er eigenlijk zelf van dacht en waar hij nu precies aandacht voor vraagt. Waarom wilde hij niet weten of eenden ook last hebben van die koude poten en hoe het warmteverlies door de poten zich verhoudt tot de in de winter sterk gereduceerde voedselopname.

Eendepoten worden natuurlijk koud als ze op het ijs rusten. Een stuk kouder dan blote mensenvoeten als die op het ijs zouden staan, want eenden vormen immers nooit smeltplekken. Het feit dat de bodemdruk van de vierponds eend-op-twee-poten volgens een ruwe schatting een factor vier of vijf lager ligt dan bij een volwassen mens (met zo'n 220 gram per cm) kan dat niet verklaren. Ook onder eenden die op één poot staan ziet men geen sneeuw smelten.

Of vogels koude poten onaangenaam vinden kan alleen worden afgeleid uit de maatregelen die ze treffen om het ongerief te vermijden. Het schort de dieren aan de mimiek en lichaamstaal om de bijbehorende emotie uit te drukken, al weten houtduiven en huismussen hun afkeer van harde regen aardig te visualiseren. Omdat wilde eenden en knobbelzwanen die op het ijs staan vroeg of laat gaan zitten (wat vooral bij zwanen een treurig gezicht is) moet worden aangenomen dat vogels koude poten niet prettig vinden. De verhoogde winterse belangstelling van kokmeeuwen voor warme schoorsteenkappen duidt daar ook op.

Eenden hebben koude poten en vinden dat niet prettig - dat is vanachter de centrale verwarming vast te stellen. Dat geldt niet voor de vraag hoe de eend erin slaagt voldoende zuurstof en voedingstoffen naar het weefsel in de poten te brengen en tegelijk te voorkomen dat teveel lichaamswarmte verloren gaat. In sommige vakkringen heet dit het appendage-probleem. In het hier al eerder geciteerde boekje 'Life in the cold' van Peter J. Marchand (University Press of New England, 1991) krijgt de interessante warmtewisselaar in de eendepoot, die uit slagaderen en aderen is opgebouwd, ruime aandacht. De truc is dat de eend bij niet al te extreme kou gekoeld slagaderlijk bloed de poot in pompt. Dreigt er gevaar van bevriezing dan stelt de warmtewisselaar zichzelf, onder invloed van een verhoogde slagaderlijke druk, buiten werking en stroomt warmer bloed de poot in.

No problem. Wat geen lezer zich weer heeft afgevraagd is hoe het staat met de woonboten die net dezer dagen voor de jaarlijkse onderhoudsbeurt op de werf liggen. Dat is: uit het water. Wordt daar nu meer of minder brandstof ingezet om het interieur op kamertemperatuur te houden? Het gaat, begrijpt men, om het gedeelte van het schip dat beneden de waterlijn ligt. Opeens bevindt zich dat niet in een stilstaand, waterig milieu met een temperatuur van twee of drie graden boven nul, maar in stromende lucht van een paar graden onder nul. Wat koelt het best?

Het antwoord op die vraag, maar aardig genoeg toegespitst op de afkoeling van een verdrinkingsslachtoffer, is te vinden in het boekje 'Clouds in a glass of beer' van Craig F. Bohren (John Wiley & Sons, 1987) dat een aantal meteorologen met klem in de belangstelling aanbeval. Niet voor niets: Bohren geeft antwoord op problemen waarmee hier al heel wat is afgetobd.

Bohren heeft ingezien dat een theoretische benadering van het probleem meer tijd en concentratie zou kosten dan het verrichten van een adequaat experiment. Hij bracht water in een groot aantal identieke flesjes en bepaalde afkoelingscurven voor de afkoeling naar stilstaand water, stilstaande lucht en lucht die bewoog met een snelheid van 3 meter per seconde, dat is tussen zwakke en matige wind in. Steeds werd het temperatuurverschil met de constant gehouden omgeving tegen de tijd uitgezet: dat levert een lineair verloop, zoals Newton al inzag.

Er valt natuurlijk wel wat af te dingen op de geldigheid van dit experiment voor woonschepen, glad glas is geen geverfd staal natuurlijk, maar zó groot zijn de verschillen in afkoelsnelheid dat men elke woonbootbewoner wel zou willen toeroepen de boot subiet uit het water te halen. Om de energie die het takelen kost (zo'n 5 à 10 megajoule hooguit) hoeft men het niet te laten: die blijft ver achter bij hetgeen in een dag verstookt wordt (makkelijk 500 megajoule of 15 maardgas). Een geraadpleegde raadgevende ingenieur schat dat een woonboot in een Hollandse winter in het water zo'n 15 procent meer warmte verliest dan op het land. Mocht het echt hard gaan vriezen, en er steekt een krachtige tot harde wind op, dan zou de balans wel eens kunnen omslaan en moet de boot weer snel het water in.

Maar dat kan dan niet meer. Zo komen we aan het laatste onderwerp van dit stukje: het wak. Onlangs stuurde de Natuurkundewinkel van de Rijksuniversiteit Groningen de uitkomst van een verkennend onderzoek naar 'Het openhouden van wakken met minimale energietoevoer' (maart 1992). Om de studie was gevraagd door het bekende Nationaal Comité Wintervoedering van Vogels maar ook de lezeres die vorig jaar vroeg hoe zij toch in hemelsnaam het invriezen van haar woonboot kon voorkomen kan er haar voordeel mee doen. Het Comité, dat vooral de roerdomp aan een duurzaam wak wou helpen, had gehoopt - niemand weet waarom - dat de Natuurkundewinkel zonnekollektoren zou aanbevelen, maar de winkel kwam op aquariumpompjes uit. Men kan natuurlijk wel hoge vermogens van buitenaf aanvoeren, noteert het rapport, maar men kan zich ook afvragen of geen warmte benut kan worden die reeds aanwezig is. De anomalie van water! Onderin elke gracht of vijver die niet tot aan de bodem bevroren is bevindt zich vaak nog water van een graad of vier. Het is zaak dat water voldoende snel boven in het wak te krijgen. Dat gaat met de weinig bedrijfszekere waterpomp, het gaat nog beter met een 'bellenpluim' die door één of meer flinke aquariumpompen (met elk een vermogen van een paar watt) in stand wordt gehouden. Tijdens een stevige vorstperiode die een week aanhield kon in een onregelmatig gevormde tuinvijver in Groningen zo een wak van circa 1 m in stand worden gehouden. Wij weten niet of zulke wakken aantrekkelijk zijn voor roerdompen, schrijven de fysici voorzichtig.

    • Karel Knip