Wetenschap18 september 2001

Symbool van vrede

Door S. M. de Bruijn
Minoru Yamasaki, de Japans-Amerikaanse architect die in 1963 de hoofdopdracht krijgt voor het ontwerp van het World Trade Center (WTC) in New York, heeft hoogtevrees. Hij geeft zijn staf opdracht de constructie extra stevig te maken. Mensen die boven in de wolkenkrabber voor het raam staan, zouden het gevoel kunnen krijgen dat ze naar beneden vallen, en daarom stelt Yamasaki vast dat de ramen niet breder mogen zijn dan zijn schouders.

De eerste steen van de torens, door Yamasaki aangeduid als symbool van de wereldvrede, wordt gelegd in 1966. In 1973 gaat het centrum officieel open. De 417 en 415 meter hoge torens zijn opgetrokken uit stalen kolommen, 61 aan elke zijde van het vierkant, verdeeld over een breedte van 64 meter. De ramen zijn inderdaad maar 48 centimeter breed: de tussenruimte tussen de kolommen. „Het geheel is eigenlijk één grote metalen koker”, zegt de Delftse hoogleraar Berenbak. Via stalen spanten zijn de pilaren verbonden met de kern van het gebouw: een soort betonnen koker van 20 bij 20 meter, waarin zich vluchttrappen en liftschachten bevinden. De betonnen vloeren van elke verdieping, ruim 10 centimeter dik, rusten op metalen vloerdelen die de spanten verbinden.

Deze 'ijzersterke' constructie heeft voorkomen dat het gebouw direct instortte, menen deskundigen. De Boeings 767 die zich in de torens boorden, hadden een spanwijdte van ruim 47 meter, een gewicht van 180 ton, een snelheid van 500 kilometer per uur en ze konden elk 91.000 liter kerosine meenemen. Beide torens weerstaan de enorme schok, al beschrijven de werknemers het als een aardbeving. Een Amerikaanse natuurkundige heeft berekend dat de kracht van de inslag van één Boeing veertig keer groter is dan die van de zwaarste bom die de Verenigde Staten ooit gebruikt hebben, atoombommen uitgezonderd.

Bij een kerosinebrand ontstaan temperaturen van 1200 tot 1300 graden Celsius, zegt Edwin van de Snepscheut, instructeur van brandoefencentrum Risc op de Maasvlakte in Rotterdam. Hoe lang zo'n brand duurt, durft hij niet te schatten. „Dat hangt ervan af over welke oppervlakte de kerosine verspreid is.” Hij verwacht dat de kerosine relatief snel opgebrand is, eerder in de orde van minuten dan van een kwartier.

Brandwerend
Dat de torens uiteindelijk toch instorten, komt doordat de staalconstructie bezwijkt. Van de Snepscheut: „Staal verzwakt al boven de 300 graden en vanaf 600 graden zakt het in elkaar.” Brandwerende bekleding moet die opwarming vertragen, maar dat is een kwestie van tijd. „In de industrie is de norm voor zo'n bekleding dat het staal binnen een uur niet warmer dan 280 graden mag zijn.” Bij een gewone brand zal een stalen constructie het op den duur eveneens begeven, zegt Van de Snepscheut: „Ook een kaarsvlam heeft een temperatuur van 1000 graden.”

De Boeing die in de zuidelijke toren vliegt, helt licht over, en raakt daardoor meer verdiepingen. Bovendien beschadigt hij de hoekconstructie van de kolom. Om die reden stort de zuidelijke toren als eerste in. Berenbak: „Door de crash raken enkele vloeren zwaarbeschadigd en overbelast. Ze zijn gebouwd op een kantoorbelasting van 200 tot 300 kilo per vierkante meter en dan komt er een vliegtuig van 180 ton binnen. De onderliggende vloeren hebben het bijna een uur volgehouden. Wat er tussen die vloeren zit, is bij wijze van spreken maar bordkarton. Dan begeeft een vloer het, hetzij door zwakte in een stalen draagbalk of in de wapening van het beton. Daarna zie je een kettingreactie: het gebouw zakt als een schacht ineen, recht naar beneden.”

Op de lagere verdiepingen bezwijken de vloeren ook, zelfs bij normale temperaturen van het staal, vanwege het enorme gewicht. Bouwkundigen spreken bij deze manier van instorten over het ”pancake-model”: de vloeren stapelen zich op als pannenkoeken. Dat het gebouw zo rechtstandig ineenzijgt, voorkomt dat in de wijde omgeving van het WTC veel slachtoffers vallen. Echter, tússen de vloeren bevinden zich op dat moment niet alleen bureaus en ladenkasten, maar ook duizenden mensen.