VK MAG | Hollands Hardste

In een eerder artikel plaatsten we het verslag van http://ditkannietwaarzijn.nl en miljardair Jimmy Walters die aanwezig waren bij de lezing van de TU-Delft. De TU-Delft had onderzoek gedaan naar enkele 9/11-aspecten en de resultaten daarvan waren te zien in de Zembla-documentaire. Volgens Jimmy Walters was het echter allemaal doorgestoken kaart en / of slecht onderbouwd. De TU-Delft komt nu met een reactie. We plaatsen de reactie van dr.ir. Coen Vermeeren hier ongewijzigd.

Dit onderwerp zal ook weer aan bod komen op het 16 September congres. Kaarten daarvoor kunt u hier kopen.

Hun eigen presentatie is hier te zien.

Geachte heer,

Dank voor de gelegenheid om zonder interruptie te kunnen reageren op de beschrijving op uw website van de studentenpresentatie tijdens de Studium Generale avond van de TU Delft aangaande de technische aspecten van de 9/11-events op dinsdag 12 september jl.

Om te beginnen de Studium Generale Zomeropdracht 2006. Zomeropdrachten zijn bedoeld om onze techniekstudenten kennis te laten maken met de context van techniek in een groot maatschappelijk debat. 9/11 is daar slechts een voorbeeld van.

Een studie aan een Technische Universiteit als die in Delft is een zware studie. Onze maatschappij wordt immers steeds meer afhankelijk van techniek. De techniek zelf wordt ook steeds complexer en van ingenieurs wordt daarom steeds meer verwacht. Wij verwachten naast een goede beheersing van het vak van onze studenten ook steeds meer dat zij zich verdiepen in de maatschappelijke implicaties van techniek. Vandaar dat wij bij Studium Generale in lezingen en workshops – zoals de Zomeropdracht – onze studenten een verdieping in die context aanbieden.

In een zomeropdracht van twee weken kunnen uiteraard niet alle zaken worden onderzocht van een zo gecompliceerde materie als het instorten van 400 meter hoge gebouwen en het binnenvliegen van vliegtuigen in zwaar versterkte kantoren. Ook de wetenschap is nog niet zo ver dat het een exacte beschrijving kan geven van dergelijke ingewikkelde fenomenen. Gelukkig zijn deze gebeurtenissen uniek en hopen we allemaal dat ze dat ook blijven. Dat geeft meteen aan dat wij op afstand ons alleen kunnen buigen over de basisprincipes. Als TU beperken we ons dan tot de technische principes. Getuige de discussie op internet geeft het bespreken van die basisprincipes echter al voldoende nuance aan de discussie.

Onze observatie is dat bij de 9/11 gebeurtenissen vooral wordt verwezen naar technische aspecten, iets waar juist studenten techniek een grote bijdrage kunnen leveren. Verder zien we dat aan die technische discussie de broodnodige inhoud ontbreekt. Veel van de aangehaalde principes kunnen eenvoudigweg worden weerlegd en in het onderstaande zullen we dat dan ook doen. Dat laat onverlet dat er zaken zijn die wij niet op afstand kunnen verklaren en als dat zo is zeggen we dat ook gewoon. Dat is geen gemakzucht, dat is onderdeel van de mores van ons vak.

We spreken bij onze bevindingen verder niet in waarheden maar in waarschijnlijkheden. Niet omdat we koudwatervrees hebben maar omdat we bij het gebruikmaken van de wetenschappelijke methode alleen uitspraken kunnen doen in de trant dat het een waarschijnlijker is dan het andere. Met andere woorden: 100% zekerheid bestaat niet. Waar we wel stellig in kunnen zijn is dat referenties naar technische ‘waarheden’ die in veel discussies worden gebruikt en almaar worden herhaald vaak ondeugdelijk zijn.

Om daar mee te beginnen:

Iedere 1ejaars TU-student krijgt hier elasticiteitsleer. Daarin leert hij of zij dat alle materialen vervormen onder de daarop uitgeoefende krachten. Die vervorming is bij normaal gebruik omkeerbaar. We noemen dat elasticiteit. Bij een elastiekje is dat bijzonder goed zichtbaar maar bij staal kun je dat met het blote oog niet zien. Het is er wel maar met onze handen kunnen we de krachten meestal niet opwekken om zichtbare vervormingen van het staal waar te kunnen nemen. Om die reden gebruiken we dus als model elastiekjes of plastic lepeltjes om het principe duidelijk te maken. De formules die de relatie tussen de kracht en de vervorming leggen zijn simpel en voor iedereen begrijpbaar. Iedereen weet bijvoorbeeld dat je een veer in kunt drukken met je handen. Als je de kracht van je handen ineens wegneemt springt de veer alle kanten uit. Met andere woorden de elastische kracht komt ineens vrij. Dat gebeurt ook bij het instorten van stalen gebouwen. Neem de kracht van een stalen kolom weg en de elastische energie komt vrij. Stalen onderdelen kunnen zo worden gelanceerd.

Vaak wordt gezegd dat er nog nooit een stalen gebouw is ingestort door brand. Dat is een bewering die wij in elk geval niet kunnen doen omdat we simpelweg niet alle branden in gebouwen hebben bestudeerd. Wat we wel kunnen zeggen op voorhand is dat het ene stalen gebouw niet het andere is. Het WTC bijvoorbeeld was een unieke, lichtgewicht constructie. Deze bouwmethode is een andere dan die in de vaak aangehaalde uitgebrande stalen gebouwen. Dit is een cruciaal aspect wat hieronder zal worden uitgelegd. Verwijzingen naar schades in andere gebouwen onder andere omstandigheden, atoombomexplosies bijvoorbeeld, werken bijzonder goed op het sentiment maar zijn wetenschappelijk gezien ondeugdelijk.

Hieronder volgen de belangrijkste conclusies van de 14 studenten die twee weken lang alle beschikbare informatie van officiële en alternatieve bronnen hebben vergeleken. Zij stonden niet onder toezicht, waren vrij om te onderzoeken wat zij wilden, hebben contact gezocht met experts binnen en buiten de TU, binnen en buiten Nederland, o.a. met prof. Jones. Zij hebben met die experts en onder elkaar gediscussieerd en zijn unaniem over de conclusies.

WTC 1 en 2
Hoofdvraag: konden het WTC 1 en 2 instorten ten gevolge van een vliegtuiginslag en de daarop volgende brand?

De WTC torens waren een lichtgewicht constructie bestaande uit een dragende gevelbuis en een dragende kern. De lichtgewicht vloeren die de kern en de gevel met elkaar verbonden zijn een essentieel onderdeel van deze constructie. De sterkte van het gebouw hing direct samen met het functioneren van alle dragende delen. Met andere woorden; het wegvallen van de dragende functie van de vloeren heeft direct gevolgen voor de stabiliteit van het gebouw.

In technische termen betekent dit dat de vloeren de kniklengte van zowel de buitengevel als de kernkolommen verkleinen. De kracht die nodig is om een kolom uit te laten knikken is evenredig met het kwadraat van de lengte van de kolom. Ofwel als er een vloer wegvalt dan wordt de kniklengte dus 2x zo groot en is de kracht die dan nodig is om de kolom uit te laten knikken – dat is dus echt bezwijken ! – nog maar ¼ van de kracht. Als lokaal al twee vloeren zijn weggevallen – bijvoorbeeld te plaatse van de inslag – dan is lokaal de kolomlengte dus 3x zo groot en de kracht die nodig is om die kolom te laten uitknikken nog maar 1/9 van de oorspronkelijk kracht.

Video- en beeldmateriaal geven aan dat lokaal de gevelkolommen en vloeren zijn beschadigd door de impact van de vliegtuigen. De belastingen die door de beschadigde kolommen liep moet door nog intacte kolommen worden gedragen. In technische termen heet het dat de krachten dan rond het gat worden geleid. De intacte kolommen krijgen dus een hogere kracht te dragen. Dat zij hiertoe in staat waren blijkt uit het feit dat de torens nog een tijd lang konden blijven staan. Het betekent echte ook dat de marge die die kolommen hadden met betrekking tot het dragen van extra belasting is verkleind. Als brand daarna de sterkte van het staal ondermijnt is het zeer waarschijnlijk dat deze kolommen konden bezwijken. Zie verderop.

Aangenomen mag ook worden dat de kernkolommen evenals het brandwerend materiaal rond stalen constructiedelen hoogstwaarschijnlijk zijn beschadigd door de impact van de vliegtuigen. Hoe ernstig de beschadiging van de kernkolommen was, is onduidelijk. Hierbij moet iedereen met aannames werken.

De impact zorgde verder voor het inbrengen van kerosine in het gebouw en een groot gapend gat zorgde voor voldoende zuurstoftoevoer voor de ontwikkeling van een brand. Hoeveel kerosine in en buiten het gebouw tot verbanding komt is ook niet geheel duidelijk. Men mag aannemen en kan zien dat brand in het gebouw is ontstaan.

Het is zeer waarschijnlijk dat kantoormateriaal in het WTC is ontvlamd na impact. Het is ook waarschijnlijk dat de temperatuur in het WTC op diverse plaatsen vergelijkbare waarden heeft bereikt als die tijdens een reguliere kantoorbrand namelijk rond de 900 en 1100 graden Celcius. Wij zijn nergens tegengekomen dat het kantoormateriaal in het WTC onbrandbaar zou zijn.

Daarnaast is de zichtbare zwarte rook geen indicatie voor de intensiteit van de brand. Duidelijk is dat niet alle etages van het WTC een uitslaande brand vertonen. Hier en daar komen vlammen uit de ramen. Zwarte rook kan brand in het binnenste deel van het gebouw verhullen. Gezien kan worden dat uit het WTC uit diverse gaten rook komt, hetgeen in elk geval aangeeft dat het waarschijnlijk is dat er op diverse plaatsen brand was. Het is niet noodzakelijk dat over de gehele verdieping een zware brand moet woeden om lokaal bezwijken te initiëren. Lokaal bezwijken is gezien de constructie van het WTC waarschijnlijk voldoende om de het bezwijken van de hele constructie te initiëren. Dat mensen in het gapende gat zijn gefotografeerd is niet vreemd gezien het lokale karakter van de branden in het WTC.

Vaak wordt gesproken van het smelten van staal. Het is niet waarschijnlijk dat de brand heeft geleid tot het smelten van het staal. Echter het constructiestaal zal door brand wel worden opgewarmd. Die opwarming zorgt ervoor dat het staal een deel van zijn sterkte verliest. Als men de relatie tussen de sterkte van het staal en de temperatuur beschouwd dan ziet men dat de sterkte van staal al vanaf 400 graden Celsius begint af te nemen en bij 800 graden nog slechts 10% van zijn initiële sterkte heeft. Dit hoeft niet over de hele verdieping te gebeuren. Lokale opwarming kan het bezwijken in gang zetten.

Dan explosieven. Op de plaats van impact, die tevens de plaats is waar de totale instorting begint, is het volgens experts in praktische zin onwaarschijnlijk dat er explosieven aanwezig zijn geweest. Deze zouden in het beste geval zijn verbrand na impact van het vliegtuig en de daarop volgende brand. In het meest waarschijnlijke geval zouden de explosieven snel zijn afgegaan omdat de ontstekingen reeds bij relatief lage temperaturen – tussen de 300 en 400 garden Celsius - afgaan. Dat laatste is niet gebeurd.

Verticale instorting. Het is niet onaannemelijk dat de torens relatief verticaal instorten. Er zijn in principe geen horizontale componenten in het krachtenspel aanwezig die de torens zouden kunnen doen laten omvallen. De rotatie van de bovenkant van de eerste toren is verklaarbaar uit de impactschade en het bezwijkmechanisme. Dat deze na enige tijd alsnog recht naar beneden valt komt voort uit het feit dat het kantelpunt bezwijkt waardoor het moment wegvalt. Overigens is op videomateriaal te zien dat delen van de torens wel deels van het gebouw wegvallen. Desintegratie van die delen vindt plaats tijdens de val en bij impact op de grond.

Het is zeer onwaarschijnlijk dat de puffs die uit het gebouw worden gestoten onder het bezwijkfront het gevolg zijn van explosies. Er ontbreken bijvoorbeeld een drukgolf en vuur. Ook zijn de puffs beperkt tot een enkel raam, wat in het geval van explosieven erg onwaarschijnlijk is. Je zou dan eerder verwachten dat meerdere ramen op die verdieping het zouden begeven. De locatie van de puffs zelf is niet relevant voor het bezwijken van het gebouw. Je ziet op die plaatsen ook niet dat daar plaatselijk het gebouw al begint in te storten. Hoe de puffs precies zijn veroorzaakt is niet duidelijk.

De stofwolk bestond waarschijnlijk voornamelijk uit verpulverd beton en vermiculiet (brandwerend materiaal rond de staalconstructie waarvan het bekend is dat het tot een fijn stof vervalt). Vanuit het bezwijkmechanisme kan dit goed verklaard worden. Het betrof ongewapend beton van een lichte soort, geschikt voor het dragen van de belastingen van kantoorvloeren en niet van het gebouw zelf, dat immers een dragende staalconstructie was. Hoewel het mogelijk verbazingwekkend is, is het niet onwaarschijnlijk dat het grootste deel van het beton is verpluverd. Exacte gegevens ontbreken daaromtrent als ook omtrent de stofdeeltjesgrootte. Dat laatste is vaak een bron van discussie in energiebeschouwingen. Een kleine variatie in de grootte van de stofdeeltjes leidt tot grote variaties in de benodigde energie om die verpulvering te veroorzaken.

Tussen het puin was gloeiend materiaal (ca 1000 graden Celsius) aanwezig. Deze temperatuur kan tijdens de brand bereikt zijn. Voor de aanwezigheid of indicatie van gesmolten staal is door de studenten geen verklaring gevonden.

Conclusie: De inslag van de vliegtuigen en de directe schade daaruit voortkomend bij de Twin Towers is onvoldoende voor het instorten van deze torens, zoals blijkt uit het feit dat de gebouwen na impact zijn blijven staan. Het instorten van de torens ten gevolge van de combinatie van de impact en de brand is dan ook waarschijnlijk.

PENTAGON
Hoofdvraag: Is het aannemelijk dat een groot verkeersvliegtuig, zoals een Boeing 757, op de ochtend van 9/11/01 het Pentagon invloog?

Een stelling die vaak op het internet wordt geciteerd is: een vliegtuig van de afmetingen van een Boeing 757 kan nooit die manoeuvre hebben gemaakt zoals die juist voor inslag van het Pentagon.

De Aanvliegmanoeuvre (die uit de flight data recorder volgt, bron NTSB rapport) is uitvoerbaar met een Boeing 757 ook door een licht geoefende piloot. De krachten op het toestel vallen ruim binnen de operationele grenzen van het vliegtuig.

Dan de stelling dat lantaarnpalen grote invloed moeten hebben gehad op het vliegtuig. Op de eerste plaats, de kapotte lantaarnpalen die zijn geraakt, wijzen op een groot laagvliegend vliegtuig. Het raken van lantaarnpalen door een groot vliegtuig met een snelheid van boven de 800 km/h zal geen directe gevolgen hebben voor het verdere verloop van de resterende korte vlucht (slechts 1 a 2 seconden voor impact) tot het Pentagon. Zelfs als belangrijke onderdelen van de vleugel zouden zijn geslagen dan nog zal het vliegtuig in die korte tijd zijn vlucht hebben afgemaakt.

Dan het feit dat er zijn geen grote brokstukken zouden zijn gevonden. Dat feit valt te verklaren door de hoge snelheid van een - lichtgewicht - vliegtuig en de sterke constructie van het een gebouw als het Pentagon. Wat er echter met de motoren is gebeurd is onduidelijk, hiervan is voor zover bekend slechts een enkel onderdeel gevonden. Vliegtuigonderdelen kunnen niet zomaar verdampen. De temperaturen voor verdampen liggen nog een orde hoger dan die voor het smelten en ook dat laatste zal niet gauw gebeuren voor de totale vliegtuigconstructie. Mogelijk hooguit voor enkele onderdelen. De lichtgewicht constructies kunnen echter wel degelijk totaal versplinteren onder extreme omstandigheden.

Het vliegtuig zou niet passen in het gat in het Pentagon. De Pentagonconstructie is zeer verschillend van die van de WTC torens 1 en 2. Zag men daar nog een gat in de vorm van een vliegtuig, de relatief lichte delen van het vliegtuig bij het Pentagon waren niet in staat een vergelijkbaar gat te maken. De gaten van de inslag in het Pentagon komt ruwweg overeen met de zware onderdelen van het vliegtuig; de romp en de motoren. De relatief lichte staartconstructie en de vleugeltips konden de gewapende muren van het Pentagon niet penetreren. Overigens zie je dit ook bij het WTC: de afmetingen van het gat zijn daar ook kleiner dan de afmetingen van de vliegtuigen. Daar ontbreken ook de staartvlakken en vleugeltips.

Wat het ‘exit hole’ heeft veroorzaakt is onduidelijk. Het is echter zeer onwaarschijnlijk dat explosieven hiervan de oorzaak waren. Wat vaak niet duidelijk is is dat de drie ringen van het Pentagon daar op de begane grond doorlopen: het is een ruimte. Vliegtuigonderdelen hoefden dus niet door verschillende muren te slaan. In feite was het gat in de muur dus de eerste muur die vliegtuigonderdelen tegenkwamen. Explosieven zouden een dergelijk gat, qua vorm en randbeschadigingen, niet kunnen vormen. Eerder zou men denken aan een zwaar vliegtuigonderdeel zoals een motor of landingsgestel. Op afstand is niet te verifiëren of dit zo was.

Conclusie: het is niet onmogelijk dat een groot verkeersvliegtuig zoals een Boeing 757 het Pentagon is binnengevlogen. De schade lijkt daarmee consistent.

Tot slot. Onze studenten zijn op een objectieve en nuchtere wijze omgegaan met de beschikbare informatie en hebben hierover verslag gedaan op dinsdagavond 12 september in Speakers. In de discussie die daarop volgde met het aanwezige publiek hebben zij duidelijk aangegeven wat ze hebben onderzocht en hoe zij tot hun conclusies zijn gekomen. De studenten waren blij met het vooraf aangekondigde bezoek van Jimmy Walther. Voorafgaande aan de lezing heb ik de heer Walther dan ook aangekondigd als spreker aan het einde van het debat. Helaas is de heer Walther niet inhoudelijk ingegaan op hetgeen de studenten hadden gepresenteerd. Het bleef bij een discussie op de hierboven besproken problematiek en mijn indruk was dat de studenten op een open en inhoudelijke wijze met hem het debat zijn aangegaan.

Onze intentie was niet om met een all-conclusive te komen noch om alle vragen te beantwoorden die gesteld kunnen worden naar aanleiding van deze wereldomvattende gebeurtenissen. Onze studenten hebben een kleine bijdrage geleverd aan de technisch inhoudelijke discussie en voor zichzelf gemerkt dat je eerst alle informatie moet wegen voordat je een bewering op technische gronden kritiekloos omarmt.

dr.ir. Coen Vermeeren
Docent Vliegtuigbouwkunde
Hoofd Studium Generale Technische Universiteit Delft