JONGE TORENBOUWERS WEDIJVEREN IN GENT

De Tower Power, de Baguetter Khalifa, de Koel(e)toren, de Torens Van Pita en Pizza, de Big Ben Van Oudenaarde,... waren enkele van de 32 constructies die deelnamen aan de vierde STEM Challenge aan KU Leuven-Gent op 10 mei 2023. Prof. Peter Van den Broeck (onderzoeksgroep Bouwmechanica) en coördinator Dimitri Coppens, de bedenkers van deze originele uitdaging, geven tekst en uitleg.

Gent heeft ‘iets’ met torens. De skyline van de stad wordt al eeuwenlang beheerst door de torens van de SintNiklaaskerk, het Belfort en de Sint-Baafskathedraal. Geen wonder dat ook de KU Leuven campus in Gent het thema ‘torens’ koos voor de STEM Challenge. “We dagen vijfde- en zesdejaars secundair onderwijs uit om in groepjes van vier tot zes een toren te bouwen met huis-, tuin- en keukenmateriaal”, vertelt Dimitri. “De toren moet zodanig ontworpen en gebouwd zijn dat hij zo lang mogelijk overeind blijft in een aardbeving opgewekt door een triltafel. Om alle teams dezelfde startkansen te geven, moeten ze gebruik maken van eenzelfde materialenkit. Bij de beoordeling is niet alleen het uithoudingsvermogen van de toren van tel, we houden ook rekening met factoren zoals het gewicht en het spaarzaam gebruik van materiaal”. Een nieuwigheid dit jaar was de prijs voor de mooiste toren, uitgereikt door prof. Alexis Versele (Bouwkunde en Duurzaam Bouwen) en prof. Laurens Luyten en Liselotte Vroman van de Faculteit Architectuur.

Intensiteit

Op de finaledag werden de torens onderworpen aan de trilproef. De opstelling is door Dimitri en zijn collega’s zodanig ontworpen dat de trillingen kunnen variëren in amplitude én frequentie. Prof. Van den Broeck licht toe: “De proef begint rustig met een amplitude van 0,025 g (g=9.81m/s²) maar na één minuut wordt de intensiteit telkens met 0,25 g opgedreven. Gedurende deze cycli van één minuut varieert de frequentie waarmee de tafel beweegt van 15 Hz tot 1 Hz.

In dat gebied situeren zich de frequenties waar de torens gevoelig voor zijn. Eenmaal de proef is gestart, neemt de spanning bij de teamleden en de toeschouwers navenant toe. Keer op keer doen zich verrassingen voor want het is niet altijd het meest robuust uitziende exemplaar dat het langst overeind blijft”.

Prof. Peter Van den Broeck

© Tine Desodt

Junior College

Een trilling bestendige toren bouwen is geen kinderspel. Zowel de leerlingen als hun leraren kregen dan ook de kans om zich voor te bereiden op de competitie. “Van de leerlingen verwachten we dat ze eerst de Junior College module ‘Buigen, beven, barsten’ volgen”, bevestigt Dimitri. “Die bevat de theoretische achtergrond die nodig is om met kennis van zaken aan de slag te gaan. Deze module is geschreven door Peter van den Broeck, Stef Pillaert, Katrien Van Nimmen en mezelf en wordt zowel op papier als online aangeboden”.

Prof. Van den Broeck vult aan: “De leraren kunnen vooraf deelnemen aan een gratis bijscholing op de campus. Die stelt hen in staat om zelf de workshop ‘Bevende bruggen en trillende torens’ te geven in de klas. Daar hoort ook een uitleenkoffer bij met materiaal om te experimenteren en een bundel met opdrachten. Een toren bouw je niet op los zand, eerst moeten de fundamenten worden gelegd”.

Yves Persoons