Elf September/Cache; NRC 9-9(2): Plofstof

[edit] Plofstof

Door Karel Knip (uit NRC Handelsblad)

Dikke mist hing er zaterdag 28 juli 1945 boven New York. Zo dik dat luitenant-kolonel William Smith, met zijn B-25 bommenwerper op weg naar Newark om er zijn commandant op te pikken, volkomen de weg kwijt raakte. Opeens bleek hij boven vliegveld LaGuardia te vliegen.

Land hier maar, riep LaGuardia, want verderop is de mist zo dik dat wij het Empire State Building niet eens kunnen zien.

Daar had de overste geen zin in. Hij liet zijn toestel flink zakken om onder de wolken te kunnen kijken en merkte toen dat hij al tussen de wolkenkrabbers van Manhattan vloog. Alleen een woeste ruk aan de stuurknuppel voorkwam een botsing met het New York Central Building. Kort daarna dook hij in de 79ste verdieping van het Empire State Building. De bommenwerper sloeg een gat van 5,5 bij 6 meter. De ontbranding van de kerosine veroorzaakte een vuurzee.

Er vielen veertien slachtoffers maar het Empire State Building bleef overeind en is tot op de dag van vandaag in gebruik.

Wat heeft dat gebouw dat de Twin Towers niet hadden, dat is de vraag waar velen zich nu beroepshalve of uit liefhebberij mee bezig houden. Is er iets gebeurd met de Twin Towers dat wij niet mogen weten, waren er misschien vooraf explosieven aangebracht?

Het zijn niet alleen theologen of malacologen die daarin de tanden zetten, er zitten ook technici onder.

Wat het Empire State Building sowieso meer had was ‘body’. Uit een losse opgave blijkt dat er per kubieke meter kantoorgebouw (alles meegerekend) ongeveer 630 kilo materiaal in was verwerkt.

Moderne kantoren worden veel lichter gebouwd, hun soortelijke massa is vaak maar 140 kilo per m3. Uit de bouwgegevens van de Twin Towers (die ongeveer 510.000 ton zouden wegen) volgt dat deze zo’n 300 kilo per m3 aan materiaal bevatten.

Een ander verschil is dat de Towers een zwaardere klap te absorberen kregen. Het gewicht van een volgetankte Boeing 767 komt makkelijk boven de 100 ton, de B-25 haalt maar net de 10 ton.

Ook vlogen de Boeings met 780 kilometer per uur ruim twee keer zo snel als destijds de B-25. Per inslag kregen de Twin Towers wel meer dan 60 keer zoveel energie te absorberen als het Empire State Building in 1945. En er ontbrandde veel meer kerosine. Toch kwam de totale ineenstorting van de gebouwen als een verrassing. De gangbare complottheorie is daarom dat de gebouwen zijn opgeblazen met explosieven die vooraf stiekem naar binnen waren gebracht. De getrainde complotdenker kan tientallen aanwijzingen voor het gebruik van springmiddelen opsommen: er zijn knallen gehoord, er waren rare rookwolkjes, er is gesmolten staal gevonden terwijl staal niet smelt in een kerosinebrand, enzovoort, enzovoort.

Sommige thuiswerkende technici hebben zich afgevraagd of de fatale instorting van de Towers niet te snel verliep en of er wel voldoende energie beschikbaar was voor de waargenomen verschijnselen. Zij maken in hun analyse gebruik van eenvoudige fysica.

De Canadese fysisch chemicus Frank Greening heeft veel gemeten en gerekend aan de instorttijd. Uit de verspreide verklaringen en films valt af te leiden dat de torens, toen ze eenmaal gingen vallen, binnen 8 tot hooguit 18 seconden op de grond lagen.

Complotdenkers vinden dit te snel, het is alsof alle etages tegelijk in vrije val raken en dat is verdacht, zeggen ze. Maar met HBS-mechanica valt aan te tonen dat een toren van 410 meter die momentaan in vrije val raakt er hoogstens 9 seconden voor nodig heeft om op de grond te komen. Het aannemelijkst is dat de torens in werkelijkheid 11 tot 13 seconden over het instorten deden: beduidend langer. Op foto’s is te zien dat ze wel degelijk bij de vrije valsnelheid van weggeslingerd puin achterblijven.

Ook zijn er seismogrammen waaruit deze instorttijd is af te leiden. De torens, die elk 110 verdiepingen telden, stortten volgens Greening in twee fasen in. Toren 1 werd getroffen in verdieping 96. De stapel van 14 verdiepingen daarboven is het langst in tact gebleven.

Toen het instorten begon klapte de stapel op vloer 95 (waarbij een afstand van 3,7 meter werd afgelegd).

Het geheel verenigde zich met die vloer en schoof door naar vloer 94, enzovoort, tot aan de grond. Dit is de eerste fase. Als uiteindelijk de grond is bereikt storten ook nog de 14 bovenste vloeren op elkaar: eerst vloer 97 op 96, dan vloer 98 op 97, tot aan 110. Dit is de tweede fase.

Greening heeft uitgerekend hoelang dit domino-effect kon duren als de reis van vloer naar vloer steeds in vrije val verliep. Hij hanteert de wet van impulsbehoud (m.v is constant) en neemt aan dat het bezwijken van de dragende constructie geen tijd kostte. Voor de eerste fase komt hij uit op 11,6 seconde, voor de tweede op 1,0. Samen 12,6 seconden. Explosieven waren dus niet aanwezig, concludeert hij.

Verrassend zijn de energetische beschouwingen.

Voor de verwoesting van de torens waren goedbeschouwd maar drie energiebronnen beschikbaar. De belangrijkste is de potentiële energie die in de massa lag opgeslagen, te berekenen met de befaamde formule m.g.h. De software engineer Jim Hoffman, een milde complotdenker, komt uit op ongeveer 4.10^11 joules – een AW schatting komt twee keer zo hoog uit.

Van belang is dat de kinetische energie van de vliegtuigen (zo’n 2.10^9 joules) erbij in het niet valt. De energie-inhoud van de kerosine niet: uit de circa 30 ton kerosine die beschikbaar was kon wel 12.10^11 joule vrijkomen. Maar aangenomen wordt dat driekwart buiten de torens bleef en dat de rest heel onvolledig verbrandde.

De taak is te berekenen hoeveel energie is nodig geweest voor de destructie van de torens. Veel energie is als hitte achtergebleven in het puin en ook de verpulvering van beton en verdamping van water kostte veel joules. Hoffman heeft een heel elegante methode bedacht om uit de foto’s van de stofwolken te berekenen hoeveel lucht er is verhit.

Het idee is: is veel meer energie verbruikt dan er beschikbaar was dan kan die alleen van springstof komen. De AW-redactie verwacht er niet veel: bij de explosie van 10 ton TNT komt maar 4.10^10 joule vrij. De onzekerheid in de beschikbare kerosine-energie is veel groter.