Tramlijn 19 komt… maar eerst gaan de rails eruit

“Een tramlijn is hoognodig om de drukte op de volle parkeerplaatsen, drukke fietspaden en in overbeladen bussen te verminderen”, zegt dr.ir. Michaël Steenbergen. Hij is als trillingsexpert railinfra betrokken bij het ontwerp van de trambaan. Volgens Dick Huybens, senior projectmanager tramlijn bij de dienst Campus Real Estate & Facility Management (CREFM), is een tram daarvoor het ideale vervoersmiddel. Er passen vijf keer meer mensen in dan in een bus en dankzij de eigen baan heeft de verkeersdrukte nauwelijks invloed op de dienstregeling.

Geen wonder dus dat het in 2001 een goed idee leek om de tramlijn door te trekken vanaf het station naar en over de campus – een besluit dat in 2004 door de Delftse gemeenteraad werd genomen.

Maar een tram zou ook trillingen veroorzaken op de campus en veranderende magneetvelden die onderzoek en experimenten met hooggevoelige apparatuur zouden verstoren. Vandaar dat de trambaan die werd aangelegd speciale voorzieningen kreeg om mechanische en elektromagnetische verstoringen te verminderen. Maar omdat de tram te zwaar was voor de oude Sebastiaansbrug moest die brug eerst vervangen worden en reden er alleen maar bussen over de trambaan op de Mekelweg.

Zo verstreek jaar na jaar en over de tram zeiden mensen cynisch: “die komt er nooit”, weet Huybens. Hij heeft diverse vastgelopen OV-projecten vlot getrokken, zoals de lijn naar het Utrechtse Science Park. Nu werkt hij eraan dat tramlijn 19 er wel degelijk komt. Naar verwachting in begin 2024 – twintig jaar na het gemeentelijke besluit. Een kerncentrale bestellen gaat sneller.

Een korte geschiedenis

Wat ging er mis? “MRDH (Metropool Regio Rotterdam Den Haag, red.) heeft besloten een ander voertuig in te zetten, maar daar was de trambaan op de Mekelweg niet geschikt voor. Dat is jammer”, antwoordt Huybens. In plaats van de klassieke Haagse tram GTL-8 besloot de Metropoolregio de modernere Regio Citadis in te plannen. Maar door de hogere aslast (van 8 naar 12 ton) en het hogere stroomgebruik (1.200 in plaats van 700 ampère) zijn de voorzieningen van de huidige trambaan om trillingen en elektromagnetische velden te dempen onvoldoende. Dus gaat de bestaande trambaan eruit zonder dat er ooit een tram op gereden heeft.

“De sloop van een trambaan is geen pretje”, weet Huybens. Herrie, trillingen en stofwolken zijn onvermijdelijk. Daarom hebben CREFM en MRDH die werkzaamheden gepland op feestdagen en weekenden wanneer het minder druk is op de campus: 27, 29 en 30 april en dan verder op 5, 6 en 7 mei.

De aansluitende werkzaamheden voor de aanleg leveren aanzienlijk minder overlast op en duren naar schatting tot in het najaar. Tot die tijd rijdt de bus om over de Schoemakerstraat en de Rotterdamseweg. Daarna weer over de inmiddels vernieuwde trambaan. Een reguliere dienstregeling met de tram verwacht Huybens in het eerste kwartaal van 2024. De tram rijdt dan tot sport- en cultuurcentrum X, gaat voor de sportvelden linksaf over de Van den Broekweg naar het eindstation net voor de Schoemakerstraat.

Daar komt een verblijfsruimte voor het trampersoneel en een kruiswissel (tailtrack) om de tram op het andere spoor te brengen. De tram heeft aan beide kanten een bestuurderscabine en hoeft dus niet te keren. Het AD meldde onlangs een uitstel in de kapvergunning voor de bomen aan de Van den Broekweg, maar volgens Eelco de Vries, communicatieadviseur bij CREFM, is dat al meegenomen in de planning en volgt daar geen extra vertraging uit. 

‘Het wordt de meest robuuste tramlijn in Europa’

“Het wordt de meest robuuste tramlijn in Europa,” zegt projectmanager Huybens over de constructie. Wanneer de oude trambaan is verwijderd, komt er op het bestaande bed van lichte vulkanische steen een samengestelde 60 centimeter dikke vezelversterkte betonconstructie voor in de plaats. Gewicht is goed, want massa dempt trillingen. Anders dan de bestaande baan is de nieuwe trambaan er speciaal op ontworpen dat scheuren geen kans krijgen. De grote massa van de tram moet zo egaal mogelijk over de rails rollen. Zonder trillen en zonder stoten.

Trillingsexpert Steenbergen legt uit hoe de baan kan krimpen en uitzetten met de temperatuur zonder dat er scheuren ontstaan. De betonconstructie die de rails draagt bestaat uit secties van 25 meter lang. Onder elke overgang ligt een onderplaat die de uiteinden van de secties draagt. Zo’n plaat ligt ook halverwege de sectie waar een inkeping is gemaakt tot halverwege de dikte, een scheurinleider. Áls er een scheur optreedt is dat op de inkeping, waar een onderplaat zettingen voorkomt.

De bovenste betonlaag fungeert als een ononderbroken geheel van 900 meter lang van met kunstvezels versterkt beton. Dat heeft daardoor een flexibiliteit die scheurvorming aan de oppervlakte voorkomt. Het materiaal werd in de Verenigde Staten ontwikkeld om bruggen te versterken en daar ontdekt door prof.dr.ir. Erik Schlangen (faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen) die bekend werd met zijn zelfhelend beton en asfalt. Verder zijn de rails omgeven door een dikke rubberen hoes die geluid en trillingen absorbeert en elektrisch isoleert (waarover verderop meer) met een garantieduur van 25 jaar.

In de nabijgelegen gebouwen komen sensoren die trillingen en straling van de tram registreren. Wanneer die hoger zijn dan afgesproken, bijvoorbeeld doordat de wielen niet perfect rond zijn, registreert het systeem het tramnummer.

Magneetvelden

Behalve trillingen veroorzaakt een tram ook veranderende magnetische velden. De bovenleiding staat op 600 volt gelijkspanning ten opzichte van de rails. De stroom is op de campus gemaximaliseerd op 1.000 ampère. Een van de eersten die hierover aan de bel trokken was prof.dr.ir. Pieter Kruit, expert in elektronenmicroscopie. Hij berekende dat een tram die op 50 meter afstand voorbijrijdt met een veldsterkte van ongeveer 300 nanotesla veroorzaakt. De fabrikant van elektronenmicroscopen garandeert de resolutie niet meer als het veld groter is dan 50 nanotesla en voor sommige hoge-resolutie-microscopen niet meer bij een veld van meer dan 20 nanotesla.
Het is daarom van groot belang om de magneetvelden van tram en leidingen te verminderen, stelde Kruit. Tesla is de eenheid van magnetische veldsterkte: het magnetische veld van de aarde is ongeveer 0,00003 tesla, en van een koelkastmagneetje ongeveer 0,005 tesla.

Samen met Dick van Bekkum (EM Power Systems) ontwierp Kruit een elektromagnetisch reductieysteem (EMRS) dat later in Utrecht daadwerkelijk gerealiseerd werd. Dat werkt zo. Normaal ontstaat er een grote stroomlus tussen de bovenleiding en de rails als een tram zich daartussen bevindt. Het reductiesysteem maakt daar een einde aan door de stroomaanvoer te verleggen.

De stroomaanvoer van de bovenleiding loopt bij EMRS via een dikke geleider ter hoogte van de tramrails. Bij iedere bovenleidingmast is er een aanvoerdraad gemaakt naar de bovenleiding en weer terug. Daardoor wordt er alleen nog magneetveld opgewekt in de sectie waarin de tram zich bevindt. Ook dat veld wordt nog aangepakt: doordat de bovenleiding een grotere weerstand heeft dan de aanvoerdraden trekt de pantograaf (het contactpunt van de tram met de bovenleiding) de meeste stroom uit het kortste deel van de bovenleiding want dat is de weg van de minste weerstand. Er ontstaan daardoor twee stroomlussen aan weerszijden van de pantograaf met een ongeveer even sterk magnetisch veld, maar in tegenstelde richting. De reductie van het magneetveld is ongeveer een factor 10 op 50 meter afstand.

Maar omdat de Regio Citadis-tram meer stroom trekt en zelf ook een groter magneetveld veroorzaakt zagen Kruit en Van Bekkum zich genoodzaakt om hun reductiesysteem verder te perfectioneren.

^{Het nieuwe elektromagnetische reductiesysteem (EMRS) kent niet één maar twee reductiesystemen. De stroom door de pantograaf (It) komt van twee kanten: (I1) van links en (I2) van rechts. Het gevolg is twee ongeveer even sterke maar tegengesteld gerichte magneetvelden (volgens de kurkentrekkerregel) weergegeven met de veldsymbolen boven de tram. Dat deel is bekend. Het tweede reductiesysteem is actief in de baansecties tussen de tram en het voedingsstation. De stroomaanvoer is gesplitst in een grote stroom (Iv) door een dikke geleider 70 centimeter onder de rails (d) en een kleinere stroom (Ir) door de bovenleiding op 4,20 hoogte (h) boven de rails. Zo ontstaan twee stroomlussen met een gemeenschappelijke afvoer via de rails. De stroomsterkten zijn zo ingesteld dat het product van stroomsterkte en oppervlakte van beide stroomlussen even groot is zodat de magneetvelden elkaar op afstand uitdoven. De stroomaanvoer vanaf de ondergrondse hoofdgeleider gaat bij iedere bovenleidingmast naar boven en weer terug. Achter de tram loopt geen stroom door de leidingen. Om zwerfstromen en bijbehorende magneetvelden te voorkomen is het belangrijk dat de tramrails geïsoleerd zijn van de omgeving door een rubberen hoes. (Animatie: Studio Stephan Timmers)}

“Zo’n trambaan vind je nergens in de wereld”, weet Huybens. Campusbeheerder CREFM houdt daarom op 1 juni een kijkdag voor de OV-wereld om hen kennis te laten maken met de geavanceerde technische vondsten die in de baan verwerkt zijn. Huybens vervangt cynisme graag door verwondering. Maar hij is realistisch genoeg om te weten dat wanneer de tram eenmaal rijdt al het technische vernuft snel vergeten wordt, net als de lange aanlooptijd. “Als je niemand meer over de tram hoort, dan heb je je werk goed gedaan.”

• Bekijk ook de voorlichtingspagina CREFM over de tramlijn.