De professor en de vuurtoren – een reddingspoging

Ook winterstorm Corrie heeft de ruim 60 meter hoge gietijzeren vuurtoren weer overleefd. Volgens emeritus hoogleraar Adriaan Beukers (Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek) kán een gietijzeren toren ook niet omwaaien. Om dezelfde reden waarom een stenen schoorsteen niet omwaait: het neerwaartse gewicht is meer dan een door de wind veroorzaakte trekkracht ooit kan worden.

Niettemin is de omgeving van Europa’s hoogste gietijzeren vuurtoren Lange Jaap in Huisduinen sinds september 2021 afgezet. Rijkswaterstaat vreest voor instorting na de ontdekking van grote scheuren in de wanden van de toren. ‘Door scheuren in de wand kunnen de krachten van deze 500 duizend kilo wegende toren niet meer goed worden verdeeld over de structuur’, aldus Rijkswaterstaat. ‘Er zijn zwakke delen in de wanden ontstaan. In het ergste geval kan dit leiden tot het omvallen van de vuurtoren.’

“Scheuren kunnen de toren lokaal instabiel maken als de sterkte en de stijfheid te veel ondergraven worden”, licht Beukers toe.

De scheuren in de wand komen bovenop al eerder geconstateerde gebreken zoals zwelroest in de voegen en losgekomen vloeren. De toren is zo onveilig dat mensen geen herstelwerkzaamheden in en aan de toren kunnen verrichten, constateert Rijkswaterstaat.

In samenwerking met de Rijksdienst voor Cultureel Erfgoed is Rijkswaterstaat daarom sindsdien op zoek naar manieren om de monumentale vuurtoren te stutten en te behouden.

^{Van dichtbij is goed te zien dat de vuurtoren niet rond is, maar 16-hoekig. (Foto: Regionaal Archief Alkmaar via Flickr.)}

Emeritus TU-hoogleraar composiet materialen en constructies Adriaan Beukers (L&R) heeft in samenwerking met de Noord-Hollandse composietindustrie een plan gemaakt om de Lange Jaap te behouden door hem in te pakken met hoogwaardige composieten.

Carboncomposiet als versterking van gietijzer is eerder toegepast in metrobuizen van Londen, vertelt Beukers. De metroplafonds moesten daar versterkt worden tegen het toegenomen bovengrondse verkeer.

De vuurtoren van Den Helder is niet rond, maar 16-hoekig. Dat biedt een goede mogelijkheid om gebruik te maken van veelvlakken of planken van carbonvezel met epoxy om de toren mee te verstevigen. Carbonvezel heeft een stijfheid die te matchen is met gietijzer, motiveert Beukers zijn keuze. En epoxy is een hoogwaardig materiaal dat zich in de luchtvaart al decennialang bewezen heeft.

‘Een paar centimeter extra door de composietmantel valt niet op’

Piet Goverse, programmamanager EFRO Noord-Holland, legt uit hoe de redding van vuurtoren in het werk zou gaan. Planken van 3 bij 0,5 meter worden fabrieksmatig geproduceerd en met taaie lijm onder een hoek van 60 graden tegen de toren geplakt. De overgangen tussen de gietijzeren panelen en de scheuren worden verstevigd met extra lagen geïmpregneerde carbonvezel. Een tweede laag komt er onder een hoek van minus 60 graden overheen. Koolstofmantels draaien als een beschermende dubbele helix rondom de toren vanaf de 10,6 diameter beneden tot de 3,90 meter boven.

Zowel Goverse als Beukers denken dat de ingreep, die ze op 10 miljoen euro ramen, uiteindelijk zo goed als onzichtbaar wordt. “Een paar centimeter extra door de composietmantel valt niet op bij een metersdikke toren”, aldus Beukers,

Wanneer de buitenkant eenmaal gefixeerd is, kan ook binnen weer veilig gewerkt worden, denkt Goverse. Hij stelt voor om de soms centimeters brede scheuren in de gietijzeren vloeren te repareren met een H-profiel dat dankzij een flexibele siliconen mal helemaal met de scheur meeloopt.

Het plan van Beukers en Goverse staat op een lijst met dertien ideeën die Rijkswaterstaat momenteel beoordeelt. Volgens de planning zou daar eind januari een besluit over vallen.

^{Interieur van de toren met aan elkaar geboute gietijzeren platen en ingehangen vloeren. (Foto: Regionaal Archief Alkmaar via Flickr)}

^{De toren telt 284 treden. (Foto: Regionaal Archief Alkmaar via Flickr)}

^{Ook barsten in de vloeren zijn met carbon epoxy te repareren. (Foto: Regionaal Archief Alkmaar via Flickr)}