Waarom een paar centimeter sneeuw het Nederlandse spoor al kan ontregelen

Het is zo’n wintermoment dat bijna een traditie is geworden. Er valt een paar centimeter sneeuw en nog voordat de eerste sneeuwpop af is, volgen de meldingen: minder treinen, uitgevallen trajecten, aangepaste dienstregeling. In landen waar het wekenlang streng vriest, lijkt dat onbegrijpelijk. Waarom kan Nederland hier zó slecht tegen?

Diederik legt het uit in deze video. Tekst gaat onder de video verder.

Het korte antwoord is dat er drie dingen samenkomen. We hebben een extreem druk spoor met weinig speling, we krijgen vaak juist natte sneeuw rond het vriespunt en er zit een natuurkundig trucje achter waardoor die sneeuw zich gedraagt als plakkerige klei. Dat laatste klinkt als een detail, maar het is precies het soort detail dat een wissel kan laten vastlopen.

Een netwerk dat nauwelijks speling heeft

Het Nederlandse spoor draait op efficiëntie. Veel lijnen, veel knooppunten en een dienstregeling waarin elke minuut telt. Dat is knap, maar het betekent ook dat een lokale hapering snel een landelijk probleem wordt. Niet voor niets noemt toezichthouder ACM het Nederlandse spoor “Europa’s drukste spoorwegnet” en wijst die ook op zorgen over capaciteit.

Daarbij komt het enorme aantal wissels. Volgens ProRail liggen er in het Nederlandse spoornetwerk ongeveer 7000. Wissels maken flexibiliteit mogelijk, maar zijn ook kwetsbaar. ProRail noemt ze storingsgevoelig en duur, met een prijskaartje dat kan oplopen tot rond een half miljoen euro per wissel. Hoe meer wissels je hebt, hoe meer plekken er zijn waar sneeuw, ijs of techniek roet in het eten kan gooien. Als zo’n storing bovendien op een druk knooppunt plaatsvindt, raakt het hele schema sneller uit balans.

Natte sneeuw is geen poedersneeuw

Dan het weer. Nederland zit in een maritiem klimaat: vaak net koud genoeg voor sneeuw en net warm genoeg om die sneeuw “nat” te maken. Het KNMI legt uit dat natte sneeuw ontstaat wanneer sneeuwvlokken onderweg deels smelten doordat ze in een laag met temperaturen boven nul komen.

Juist rond het vriespunt wordt sneeuw plakkerig. De Britse Met Office beschrijft hoe sneeuwvlokken bij temperaturen net boven 0 °C langs de randen deels smelten en daardoor makkelijker aan elkaar kleven tot grotere, zwaardere vlokken, oftewel natte sneeuw die goed “pakt”. Dat is geweldig als je een sneeuwpop wilt bouwen, maar vervelend als het aan treinen, onderstellen en wissels blijft hangen.

Het natuurkundige laagje dat alles laat kleven

De echte boosdoener zit in de microscopische wereld. Op het oppervlak van ijs is de structuur minder strak dan binnenin. Onderzoekers beschrijven dat er aan het oppervlak van ijs een zogeheten quasi-liquid layer kan bestaan, een ultradun, meer bewegelijk laagje dat de eigenschappen van ijs sterk beïnvloedt. Dat helpt verklaren waarom sneeuw rond nul graden makkelijker samenklontert en waarom het zich aan oppervlakken kan hechten.

Van plakkaat naar vastgelopen wissel

Zet nu een trein in dat decor. Een rijdende trein werkt als een sneeuwschep en als een ventilator tegelijk. Rijwind tilt sneeuw op, blaast die naar plekken waar je die niet wilt en drukt die tegen onderstellen en randen. In echt droge kou waait veel daarvan weer weg. In natte omstandigheden blijft sneeuw hangen en bouwt die zich op tot plakkaten.

Wanneer zo’n trein over een wissel rijdt, zijn er extra trillingen. Dan kunnen stukken vastgeklonterde sneeuw losbreken. Brokken belanden precies op de plek waar het mechaniek moet bewegen en kunnen vervolgens opnieuw vastvriezen. Dan krijg je een wissel die niet meer betrouwbaar van stand kan veranderen of zelfs klem komt te zitten.

Dat dit niet alleen theorie is, blijkt ook uit de winterdossiers van de sector. NS beschrijft bijvoorbeeld dat wissels ondanks inspecties en onderhoud toch defect kunnen raken door sneeuw of vorst en dat ProRail dan extra storingsploegen en sneeuwploegen inzet om wissels zo veel mogelijk ijs- en sneeuwvrij te houden.
Nederlandse Spoorwegen

Waarom lossen we het niet gewoon definitief op?

Er zijn oplossingen, maar ze kosten geld en energie. Wisselverwarming helpt, al staat die niet overal aan. ProRail schrijft dat de afweging niet altijd opweegt tegen de hoge kosten en dat ProRail samen met het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat kritisch heeft gekeken naar waar wisselverwarming echt noodzakelijk is. Je kunt wissels ook beter afschermen of constructies plaatsen, maar op een netwerk met duizenden wissels tikt dat snel aan.

Dat is de ongemakkelijke kern. Nederland heeft een spoor dat maximaal presteert in normale omstandigheden, maar weinig marge heeft als natte sneeuw precies op het verkeerde moment valt. Combineer dat met plakkerige sneeuw rond nul graden en een oppervlakfysisch laagje dat klonteren makkelijker maakt en je hebt het recept voor winterse ontregeling.

Bronmateriaal

"In-layer inhomogeneity of molecular
dynamics in quasi-liquid layers of ice
" - Nature
Afbeelding bovenaan dit artikel: Jan Oosterhuis, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18369086

Fout gevonden?

Interessant voor jou

Voor jou geselecteerd