Column

Harde of zachte klap

Treinongelukken bij A’dam. De treinen boven (21 april 2012) reden 25 km/u, die onder (21 mei 2004) 40 km/u. Foto’s Olivier Middendorp, Maurice Boyer

Het valt niet vol te houden dat het treinongeluk van 21 april een treinramp was. Ook al viel er een dode bij te betreuren en waren er tientallen ‘zwaargewonden’. Als de waarneming niet bedriegt is de definitie van het begrip ‘zwaargewond’ de laatste jaren flink veranderd. Vroeger moest je een hoofd of lidmaat kwijt zijn om in de categorie te belanden, nu heet je zwaargewond als je niet op eigen kracht de trein kan verlaten. Dat is wat anders, al is het erg genoeg.

Het opmerkelijkst aan het treinongeluk was dat de voorruit van de sprinter uit Amsterdam (op weg naar Uitgeest) die werd getroffen door de intercity uit Den Helder nog helemaal heel was. Ook stonden de beide treinen nog gewoon op de rails. Wel leken de balkons hier en daar wat samengeperst, wat het vermoeden versterkt dat balkons dienst doen als kreukelzone. De NS kon dat deze week (meivakantie) niet bevestigen. Kreukelzones absorberen de energie van een botsing en zijn van grote invloed op de gebeurtenissen binnen de wagons. Maar wie tijdens een botsing in een kreukelzone staat is de pineut.

Een ongeluk dus, geen ramp. In deze krant is gesuggereerd dat de twee botsende treinen elk ongeveer 25 km/u reden toen ze elkaar tegenkwamen op hetzelfde spoor. Hoe dat in de laatste seconden, na het remmen maar voor het treffen, verder liep is onduidelijk. Het later te verschijnen rapport van de ‘Onderzoeksraad voor de veiligheid’ zal dat wel bekend maken.

Elk maar 25 kilometer per uur is bij elkaar nog altijd 50 kilometer per uur, schreef deze krant. Daar is geen woord verkeerd aan, maar je zou kunnen denken dat hier bedoeld is: de schade aan een trein die met 25 km/u frontaal botst op een trein die ook 25 km/u rijdt is even groot als de schade aan een trein die met 50 km/u tegen een massieve muur botst. “En dat is een hardnekkig misverstand”, schrijft lezer Jacco van der Linden. Hij beweert dat de trein die tegen de stilstaande, massieve muur op rijdt ook met 25 km/u moet rijden om vergelijkbare schade op te lopen.

Een normaal mens was dit vraagstuk nog nooit in zijn leven tegengekomen, maar raakt subiet aan het twijfelen zodra hij ermee geconfronteerd wordt. Hij haalt zich botsende biljartballen en eieren voor de geest en is binnen een minuut de kluts kwijt. Het wordt hem niet duidelijk hoe hij hier met succes de klassieke mechanica à la Newton kan inzetten.

Dus het internet op met trefwoorden als train, head on collision, velocity, energy en passengers. Maar dat levert voornamelijk artikelen op van de Amerikaanse expert David Tyrell die fel voorstander is van balkons als crumble zone. Een presentatie die hij in 1995 hield in San Francisco is nog steeds informatief. Daar zie je dan opeens waarom het verstandig is om altijd achterin een trein te gaan zitten en achteruit te rijden (tenzij je trein door een locomotief geduwd wordt). Je leest dat tafels gevaarlijk worden als ze te dun zijn uitgevoerd en niet wegklappen. En dat de vertraging (negatieve versnelling) in treinen die met een snelheid van elk 110 km/u op elkaar botsen wel 7 maal de zwaartekrachtsversnelling kan zijn: 7g. Dus 70 m/s2. Maar niets over treinen die tegen massieve muren oprijden.

Misschien was om te beginnen een experimentele bevestiging te vinden van het lezervermoeden? Er schoot niets beters te binnen dan botsproeven met scharreleieren. Je kon een scharrelei van een hellend vlak laten rollen en beneden laten botsen tegen een betonnen klinker of een ei dat van een ander hellend vlak afrolde. En dat dan vergelijken. Maar een proefje met een stevig deel van de Winkler Prins en de genoemde klinker leerde dat het gemiddelde ei al na 10 cm rollen langs een vlak met een hellingshoek van 30 graden flinke schade opliep bij de botsing. Dan is de impact-snelheid nog geen 1 m/s, nog geen 3,6 km/u. Eieren zijn net te kwetsbaar voor dit werk.

Dan maar contact opgenomen met de Delftse hoogleraar Rob Mudde die de AW-redactie al eerder uit de brand hielp met een botsingsprobleem. Moet de trein met 50 of met 25 km/u tegen de massieve muur? Met 25, schrijft Mudde beslist, de lezer heeft gelijk. “Een simpel gedachtenexperiment illustreert dit. Stel de treinen gaan frontaal botsen maar op de plaats van de botsing staat een heel dunne verticale wand. De inzittenden van de trein kunnen niet weten of ze tegen die wand of tegen een trein botsen. Ze merken alleen dat ze tot staan worden gebracht. En de kreukelzone van de trein bepaalt wat hun negatieve versnelling is. De beide treinen kunnen de wand wel dunner maken maar niet verplaatsen.”

Senior project manager Olaf op den Camp van TNO in Helmond, met veel ervaring in botsproeven, bevestigt het Delftse oordeel volmondig, in feite met hetzelfde gedachtenexperiment. Bij TNO wordt een botsing tussen twee auto’s die met een snelheid van elk 60 km/u frontaal op elkaar botsen gesimuleerd door één van die auto’s met 60 km/u tegen een muur te laten rijden. Niet 120 km/u.

Maar Op den Camp heeft een interessante toevoeging. Een paar jaar geleden is in het programma MythBusters van Discovery Channel de proef op de som genomen. Eén auto werd met 50 miles per hour (80 km/u) tegen een muur gereden en een ander met 100 mph, dus 160 km/u. Daarna mochten twee auto’s met elk een snelheid van 50 mph tegen elkaar oprijden en werd de schade vergeleken. Een prijzig experiment met een mooi heldere uitkomst: de schade die in het laatste geval ontstond leek duidelijk op die van de auto die met 50 mph tegen een muur was gereden. Bekijk het werk op YouTube: “MythBusters – Car crash force”.

Bij nader inzien is op internet tussen fysici ook langdurig en uitputtend gedebatteerd over de kwestie (scienceblogs.com en www.sciforums.com).

De take home message is dat treinen die met slechts 25 km/u tegen elkaar of een muur oprijden al zo’n klap ondergaan dat er in de rijtuigen zwaargewonden vallen.

Dat is wat ik bedoelde, laat Van der Linden in een tweede mail weten. Een tijdje gelden wilde de ANWB het nut van autogordels demonstreren door proefpersonen op een slede met een snelheid van niet meer dan 5 km/u tegen een muur te laten botsen. De demonstratie is beëindigd omdat er te veel letsel bij werd opgelopen.