camera closecorrect Verwijs ds2 facebook nextprevshare twitter video

wetenschapswinkel Hendrik Lambrecht, Edegem

Hoe komt het dat het soms extreem heet is in tunnels?

donderdag 13 oktober 2022 om 12.34 uur

De bijna zeventien kilometer lange Gotthardtunnel in Zwitserland.  reuters

‘Op weg naar ons vakantieadres rijden we soms door lange tunnels’, mailt Hendrik Lambrecht. ‘Toen we in Zwitserland de Gotthardtunnel inreden was de buitentemperatuur slechts 12°C. De temperatuur liep langzaam op tot meer dan 36°C in het midden van de tunnel.’

‘Dat de temperatuur stijgt kan ik enigszins aannemen, daar er continu warmtebronnen aanwezig zijn: auto’s op fossiele brandstof. Maar ik mag toch aannemen dat die tunnel voorzien is van een uitstekend ventilatiesysteem dat de warme uitlaatgassen afvoert en koele buitenlucht aanvoert. Vanwaar dan die grote temperatuurstijging?’

Wijnliefhebbers bewaren hun flessen grand cru in de kelder omdat het onder het maaiveld doorgaans koel is. Maar daarmee is niet gezegd dat het onder de grond altijd fris is. De eerste tien meter gaat die vlieger nog wel op. Maar op een gegeven moment slaat de balans om. Hoe dieper je komt, hoe meer je te maken krijgen met aardwarmte.

‘Grofweg kun je stellen dat de temperatuur met 3°C stijgt voor elke honderd meter die je afdaalt. Dat is een vuistregel’, zegt onderzoeker civiele infrastructuur Alessandro Rotta Loria van Northwestern University in de VS. Hij kent de bijna zeventien kilometer lange tunnel waar mijnheer Lambrecht doorheen reed goed. Tot voor kort deed hij onderzoek naar hitte in tunnels aan de Universiteit van Lausanne. ‘Een temperatuur van 36°C, of meer, is niet uitzonderlijk.’

De tunnel duikt weliswaar niet de diepte in – hij gaat dwars door een berg – maar dat maakt weinig verschil. Midden in de tunnel heb je honderden meters aan rots boven je. Die 3°C-vuistregel telt dan evengoed. ‘Ik denk dat dit de belangrijkste verklaring is voor de hoge temperatuur. De ventilatiesystemen kunnen daar niet tegen opboksen.’

Het probleem van extreme temperaturen in ondergrondse bouwsels speelt wereldwijd. Het metrostelsel van Londen is er berucht om. In de winter is daar weleens een temperatuur van 41°C gemeten. De warmte van optrekkende en afremmende metro’s en de lichaamswarmte van forenzen spelen daar ook een grote rol.

‘Je kunt diepe tunnels vergelijken met accumulatiekachels’, zegt docent tunnelbouw Johan Blom van de Universiteit Antwerpen. ‘Er wordt alsmaar hitte aan toegevoegd. En de constructies geven hun warmte maar al te traag af.’

Volgens Blom zijn ook hogere temperaturen (van zowel aardkorst als omgevingslucht) als gevolg van klimaatverandering problematisch. En hij noemt de files die in de zomer ontstaan voor de tunnel. Auto’s warmen op in de zon en geven hun warmte binnen af. Hij vreest dat het probleem verergert. ‘Vooral lange periodes van extreme droogte, hoge temperaturen en afwezigheid van wind kunnen ons parten spelen.’

Wat is er aan te doen? Met enorme airco’s tunnels koelen, kost veel energie. Rotta Loria ziet andere mogelijkheden. Hij onderzoekt of je met warmtewisselingsystemen energie kunt oogsten uit hete tunnels. Het mes snijdt dan aan twee kanten: je zorgt voor verkoeling en houdt energie over. ‘Tunnels zijn goudmijntjes. Als we tenminste de juiste systemen weten te ontwikkelen om de warmte efficiënt te oogsten.’