De overheid wil milieuvriendelijk goederenvervoer per trein stimuleren. Daarvoor staan grote investeringen op stapel, zoals de aanleg van de Betuwe- en de Hanzelijn. In 2010 zullen er volgens de plannen driemaal zoveel goederentreinen door Nederland rijden als nu. Daarom wil de overheid de herrie van de voortdenderende treinen flink terugdringen. Over enkele jaren moeten de goederenwagons voldoen aan strenge geluidseisen.
Het landelijk onderzoeksproject Stiller Treinverkeer wil binnen twee jaar een goederenwagon presenteren die 10 decibel (50 procent) stiller is dan het bestaande materieel. In het project werken vele partners samen, waaronder NS, TNO, TU Delft en UT (een team van Technische Mechanica, Tribologie, Technische Automatisering en Materiaalkunde onder coördinatie van prof. H. Tijdeman). Voor het onderzoek is in totaal 15 miljoen gulden beschikbaar, waarvan 10 miljoen afkomstig is uit de aardgasbaten.
Goederentreinen zijn samengesteld uit veelal zwaar verouderd materieel dat matig onderhouden wordt, uit heel Europa afkomstig is en dan soms jaren van huis is. De wagons zijn voorzien van ouderwetse gietijzeren blokremmen. Die veroorzaken zelf gepiep en geknars, maar hebben mogelijk ook effect op de wielen, die daardoor de bulk van de geluidshinder veroorzaken.
Schijfremmen
Het onderzoek richt zich op akoestische oplossingen. De simpelste oplossing zou zijn om alle goederenwagons te voorzien van de stille schijfremmen die gebruikt worden voor moderne passagierstreinen zoals de dubbeldekker van NS en de Thalys-hogesnelheidstrein. Helaas is deze optie voor het door de concurrentie van weg- en watervervoer gemangelde NS Cargo niet rendabel. Vandaar dat naar goedkopere oplossingen wordt gezocht.
Allereerst moet worden bepaald wat nu de bron is van het lawaai. Volgens ir. H. Geijselaers (Technische Mechanica) is dat de ruwheid van het loopvlak van de wielen. De ruwheid ontstaat doordat de blokremmen bij het remmen direct contact maken met het loopvlak. Hitte en afkoeling leiden daarbij tot materiaalomzetting. Deze polygonisatie (veelhoekigheid) resulteert op het loopvlak in een spoor van extreem harde bobbeltjes ter grootte van een gulden, op zo'n zes centimeter afstand van elkaar.
Om te ontdekken hoe het geluid precies ontstaat, onderzoekt ir. Y. Wijnant (Tribologie) wat er gebeurt in het contact tussen wiel en rails. Dat contact is door het bobbeltjespatroon zeer lokaal. De 'golflengte' van het patroon leidt ertoe dat bij een bepaalde snelheid een specifieke 'roffel' (excitatie) onder het wiel wordt geslagen. Met simulatiesoftware kan Wijnant het krachtenspel tussen wiel en rail en het niveau van de herrie berekenen. Dat biedt mogelijk aanknopingspunten voor een remedie.
Profiel
Eén bijzondere oplossing is om juist te profiteren van de ruwheid van het wiel. De vakgroep Materiaalkunde van prof. W. Wei bracht in een tribologisch vooronderzoek met een laserstraal een 'smart roughness' aan op het wiel, een gehard profiel dat de geproduceerde herrie kan reduceren met 10decibel. De vraag is hoelang zo'n profiel op het wiel blijft zitten. De vakgroep heeft samen met NS een vervolgproject in voorbereiding.
Een ander alternatief is om de blokrem te vervangen door een permanente magneetrem. Zo'n magneetrem, die nu al wordt gebruikt als parkeer- en noodrem bij passagierstreinen, hangt op luchtdruk tussen de wielen boven de rails. Zo gauw de druk wegvalt klapt de rem omlaag en remt dan krachtig op de rails. Wei wil een postdoc aanstellen om te kijken van welk materiaal zo'n magneetrem voor een goederentrein moet worden gemaakt om een constante wrijvingskracht en een lange levensduur te garanderen.
Dinsdag 22 april vindt aan de UT een door WB-studievereniging Isaac Newton georganiseerd symposium plaats over geluidsoverlast door trein- en vliegverkeer en geluidsarm ontwerpen onder de titel 'Geluid, een verkeersdrempel?' De betrokkenheid van de faculteit WB bij het landelijk project Stiller Treinverkeer was mede aanleiding tot het initiatief.
Symposium: 'Geluid, een verkeersdrempel?'. Datum: 22 april. Plaats: Collegezalencomplex UT. Tijdstip: 9.15 uur. Inlichtingen en aanmelding: studievereniging Isaac Newton, tel. 053-4892531.
Onderzoek aan onder meer de UT moet leiden tot een goederenwagon die 50 procent minder herrie produceert dan het bestaande materieel.
