Gladde sporen zijn allerminst een futiel probleem voor de NS. Naast de directe schade door vertragingen zijn er ook nog eens de kosten om de vlakke plekken op de wielen weer te repareren: een miljoenenpost. `Het wordt hoog tijd dat we eens goed de vinger achter dit probleem krijgen', vindt ir. Frans Kokkeler van de faculteit Construerende Technische Wetenschappen.
Volgens Kokkeler heeft de NS tot nu toe alles gedaan wat men kon en wist om de problemen het hoofd te bieden. Het aanschaffen van nieuwe en allesbehalve goedkope antiblokkeer-reminstallaties (abi's) bijvoorbeeld. Een belangrijke verbetering, want de abi's zorgen voor een kortere remweg en voorkomen het slippen - met alle schade van dien - zo veel mogelijk.
Maar, benadrukt Kokkler, net als bij veel andere spoor-gerelateerde problemen, gaat het hier om een ingewikkelde materie, waarin veel disciplines samenkomen: mechanica, metaaltechnologie, smeermiddelen, tribologie, organische en anorganische chemie.
Op een brainstormsessie in juni 2003 kwamen dan ook veel facetten van de gladde sporen aan de orde, en bijna even zoveel ideeën om het probleem aan te pakken. Een inventarisatie door CTW leverde wereldwijd 120.000 publicaties over dit onderwerp op. En niemand die precies weet wat de oorzaak is van de specifieke `rem- en aanzetproblemen' die vooral in de herfst voorkomen. Een combinatie van bladeren, roest, vocht en vervuiling lijkt op dit moment de meest waarschijnlijke oorzaak.
Inmiddels zijn er vergevorderde plannen om alle R&D-inspanningen voor spooronderzoek breed aan te gaan pakken. Specialisten van alle Nederlandse universiteiten en kennisinstelling zouden een bijdrage moeten kunnen leveren aan, centraal gecoördineerde, onderzoeksprojecten over spoor-vraagstukken. Kokkeler: `In Twente willen we die projecten wel coördineren, bijvoorbeeld in de vorm van een onderzoeksinstituut. Een onderzoeksvraag moet eerst als het ware uitgekleed worden, zodat duidelijk is wat het werkelijke probleem is. Dat splits je dan op in deeldisciplines, waarna iemand de beste deskundigen bij elkaar brengt om samen een helder onderzoekstraject te formuleren. Vervolgens moet het project centraal gestuurd, inhoudelijk bewaakt en op tijd afgeleverd worden.'
Kokkeler is er, net als de UT-hoogleraren Schipper (tribologie) en Van Houten (ontwerpen/maintenance), helemaal klaar voor om met het instituut te starten. Ook UT-alumnus en olympisch roeikampioen Niels van Steenis, sinds tweeëneenhalf jaar consultant bij de `remmengroep' van NedTrain Consulting, is voorstander van een dergelijke aanpak. Van Steenis: `Om slagvaardig en wetenschappelijk verantwoord te kunnen werken, heb je een coördinatiepunt nodig waarin een paar wetenschappers samenwerken met deskundigen van de NS. En dat kan bijvoorbeeld in de vorm van een instituut.'
Hij ziet vooral een rol voor wetenschappers weggelegd, omdat de ingenieursorganisaties rond NS Reizigers zich steeds meer hebben toegelegd op het oplossen van alledaagse problemen, waarbij bestaande techniek als uitgangspunt dient. Voor de wetenschap liggen er dus kansen om onderzoek te doen naar innovaties die op de lange termijn verbetering kunnen brengen. Overkoepelende spoor-thema's als geluidsvermindering en vergroting van de capaciteit en bedrijfszekerheid worden door de diverse spoorwegingenieurs niet meer in hun onderlinge samenhang bekeken.
Van Steenis: `Het is de bedoeling dat vanuit NedTrain een vertegenwoordiger in het instituut plaatsneemt. Die weet vanuit de praktijk aan welke kennis behoefte is. Het onderzoek moet, hoe fundamenteel of toegepast ook, wel praktisch en relevant zijn. De directe samenwerking met de NS is daarbij nodig. Ideeën die in eerste instantie niet lijken te kunnen, zijn soms juist de interessantste.'
Het mysterieuze probleem van de gladde sporen lijkt ook van deze orde. `Ik heb daar in ieder geval één goed idee over', zegt Van Steenis. Samen met Kokkeler is hij enthousiast om de bestaande magneet-reminstallaties, die momenteel alleen bij `noodremmingen' dienst doen, ook bij `bedrijfsremmingen' in te zetten. De magneetrem bestaat uit een metalen blok dat magnetisch op de rails wordt getrokken. Deze magneetrem kan fungeren als schoonmaker en opruwer van de spoorstaaf, waardoor de kans op de vorming van vlakke plekken op de wielen vermindert. Die oplossing is gemakkelijk in te brengen in bestaande treinen, waarvan de meeste al voorzien zijn van magneetremmen. De ervaring leert dat een oplossing aan de treinstellen vele malen goedkoper is dan maatregelen aan de railinfrastructuur als geheel.
Kokkeler: `We hebben een traject voor ogen van vier jaar waarbij we in het eerste jaar de werking van het basisprincipe technisch willen aantonen. De vervolgstap is dan om een tiental treinen met de nieuwe reminstallatie uit te rusten en deze in te zetten op de meest kwetsbare trajecten. We hebben een kostencalculatie van 200.000 euro gemaakt voor het eerste jaar. NS Reizigers heeft de intentie om een substantieel deel daarvan te betalen. Als dat lukt zijn er voldoende centrale subsidiemogelijkheden om het wetenschappelijke onderzoek op te starten. Het gaat ons erom dat we voor de eerste vier jaar een basisfinanciering rond krijgen, om de organisatie van het instituut vanuit de UT en de NS op te zetten. De personele bezetting van het instituut gaat waarschijnlijk bestaan uit twee wetenschappelijk medewerkers op de UT en twee experts vanuit NedTrain en ProRail.'
De eerste onderzoeksfase richt zich op de ontwikkeling van een waarheidsgetrouwe testinstallatie. Ook zijn ontwerpinspanningen en laboratoriumtests nodig, bijvoorbeeld om te achterhalen of, en zo ja hoe de smurrie die op de rails ligt, blijft plakken aan het mechanisme van de magneetremmen. Over de metingen in de tweede fase heeft Van Steenis al duidelijke ideeën. Op het spoor zijn al sensoren aanwezig die de kwaliteit van de wielband meten met behulp van trillingen die zich door de spoorstaven voortplanten. `Als we de vlakke plaatsen op de wielen aantoonbaar weten te verminderen is al veel gewonnen', aldus Van Steenis. `Voor de NS gaat het hier om een miljoenenpost.'
Gecontroleerd remmen in gladde situaties is het eerste project waarmee het spoor-instituut zijn waarde wil bewijzen. `Maar ik heb al veel meer onderzoeksthema's in gedachten,' aldus Kokkeler. `Bijvoorbeeld of het proces van kaartjes knippen nog wel zo actueel is nu er al zoveel scantechnieken op de markt zijn. Ook denk ik aan veiligheidsstudies bijvoorbeeld aan de deuren, aan hogere capaciteitsbenutting, aan verbetering van koppelmechanismen, analyses van reizigersstromen. Het zijn in mijn ogen allemaal onderzoeksthema's die vanuit verschillende disciplines - technische, maar ook andere - aandacht verdienen. Alleen zo kunnen we de situatie op het Nederlandse spoor op de lange termijn verbeteren.'
