Het was als een perfecte – zij het bizarre, angstaanjagende en erg plakkerige – storm.
Rond lunchtijd op de middag van 15 januari 1919 barstte een gigantische tank melasse open in North End in Boston. Meer dan twee miljoen liter dikke vloeistof stroomde eruit als een tsunami-golf en bereikte snelheden tot 35 mijl per uur. De melasse overstroomde straten, verpletterde gebouwen en zette paarden vast in een evenement waarbij uiteindelijk 21 mensen omkwamen en 150 gewonden. De geur van melasse bleef tientallen jaren hangen.
LUISTER NU: wat is er deze week in de geschiedenis gebeurd? Kom meer te weten in de gloednieuwe podcast, HISTORY This Week. Aflevering 2: The Great Boston Molasses Flood
Honderd jaar later hebben analyses een handvol factoren aan het licht gebracht die samen de ramp zo rampzalig maakten. Onder hen: gebrekkig staal, veiligheidsproblemen, fluctuerende luchttemperaturen en de principes van vloeistofdynamica.
De resultaten waren verwoestend.
“Eerst lach je er een beetje om, dan las je erover, en het was gewoon vreselijk”, zegt Mark Rossow, een civiel ingenieur en emeritus hoogleraar aan de Southern Illinois University in Edwardsville, die heeft geschreven over de melasse overstromen.
LEES MEER: The Great Molasses Flood of 1919
In de directe nasleep omvatte de berichtgeving onder meer speculatie over fermentatie dat produceerde te veel druk in de tank. Sommigen gaven anarchisten de schuld dat ze een bom hadden ontploft. “Explosion Theory Favored by Expert”, meldde de Boston Evening Globe. De rechtszaak die daarop volgde duurde jaren en verzamelde input van duizenden deskundige getuigen, en leverde 20.000 paginas tegenstrijdige getuigenissen op.
Uiteindelijk, US Industrial Alcohol, het bedrijf dat de tank bezat, werd aansprakelijk gesteld, ook al bleven er veel vragen over wat er werkelijk was gebeurd.
Stalen tankconstructie was gebrekkig
Meer recent onderzoek suggereert verschillende fundamentele problemen met de structuur van de tank. Ontworpen om 2,5 miljoen gallons vloeistof te bevatten, was het 15 meter lang en 30 meter in diameter. Maar de stalen wanden, die varieerden van 0,67 inch aan de onderkant tot 0,31 inch aan de bovenkant, waren te dun om te dragen het gewicht van een volle tank melasse, vond een analyse uit 2014 door Ronald Mayville, een senior bouwkundig ingenieur bij het Massachusetts-adviesbureau Simpson, Gumpertz & Heger.
Een gebrekkig ontwerp van de klinknagel was een ander probleem, volgens t o Mayvilles analyse en de spanningen waren te hoog op de klinknagelgaten, waar de eerste scheuren werden gevormd. Hoewel er 29 keer melasse in de container was gegoten, waren slechts vier van die navullingen bijna vol. De vierde top-off vond plaats twee dagen voor de ramp, toen een schip uit Puerto Rico arriveerde met 2,3 miljoen gallons melasse. Op dat moment bevatte de tank genoeg melasse om 3,5 Olympische zwembaden te vullen.
Zowel de ontoereikende dikte als de problemen met de klinknagels waren tekenen van nalatigheid, en constructeurs wisten op dat moment beter, zegt Rossow. Maar de tank was in de winter van 1915 snel gebouwd om te voldoen aan de stijgende vraag naar industriële alcohol, die kon worden gedestilleerd uit melasse en verkocht aan wapenfabrikanten, die er dynamiet en andere explosieven van maakten voor gebruik tijdens de Eerste Wereldoorlog.
En in plaats van de tank te inspecteren en hem eerst met water te vullen om hem op gebreken te testen, negeerde USIA alle waarschuwingssignalen, inclusief kreunende geluiden elke keer dat hij gevuld werd. Er waren ook duidelijke scheuren. Voordat de tank blies, brachten kinderen kopjes mee om te vullen met zoete melasse die eruit druppelde.
“Toen een arbeider werkelijke scherven staal van de tankmuren naar het kantoor van de penningmeester bracht als bewijs van het potentiële gevaar”, schreef Rossow in een analyse uit 2015, “antwoordde hij:” Ik weet niet wat je wilt dat ik doe. De tank staat nog steeds. ’”
Wat ingenieurs destijds niet wisten, zegt Rossow, was dat het staal gemengd was met te weinig mangaan. Dat gaf het een hoge overgangstemperatuur, waardoor het metaal bros werd als het afkoelde tot onder 59 ° F. De luchttemperatuur op de dag van de ramp was ongeveer 12 ° C. Zijn broosheid zou de laatste druppel kunnen zijn geweest.
“Er waren veel boosdoeners”, zegt Rossow. Een soortgelijke fout, voegt hij eraan toe, deed zich voor bij enkele van de vroege Liberty-schepen die door de VS werden gebouwd tijdens de Tweede Wereldoorlog.
Eerste golf van melasse die angstaanjagend snel bewoog
Toen de sluizen opengingen, maakten de principes van vloeistofdynamica het probleem nog erger, zegt Nicole Sharp, een lucht- en ruimtevaartingenieur in Denver, en auteur van FYFD, een vloeistofdynamica-website. Ze raakte geïnteresseerd in de overstroming van melasse nadat ze had geholpen met lesgeven aan de universiteit van Harvard, waarin een groep niet-gegradueerde studenten een schaalmodel van het evenement creëerde. Ze gooiden een vat met glucosestroop in een klein kartonnen Boston en gebruikten hogesnelheidscameras om te filmen wat er gebeurde.
“Ik zag hoe de glucosestroop kleine beeldjes overspoelde,” zegt Sharp. “Het zou zo zijn. alsof je door een tsunami-golf wordt geraakt. Het zorgde ervoor dat ik de fysica van het ongeval wilde onderzoeken. ”
Ze was vooral geïntrigeerd door berichten over hoe snel de melasse stroomde. Melasse, dat 1,5 keer dichter is dan water, is notoir traag om te gieten. Maar bij de overstroming zou melasse – dat een niet-Newtoniaanse vloeistof is zoals ketchup of tandpasta – zich hebben verplaatst als een zwaartekrachtstroom, net als een modderstroom, lawine of lavastroom. Gebaseerd op de kenmerken van melasse, bevestigden de berekeningen van Sharp dat de eerste golf zich zo snel als 35 mph had kunnen verplaatsen.
Milde temperaturen, gevolgd door koudgevangen slachtoffers in vloeistof
De milde omstandigheden van de dag hebben waarschijnlijk bijgedragen aan de verspreiding van melasse, die ongeveer twee blokken naar buiten stroomde. De omstandigheden werden die nacht veel erger toen de temperatuur daalde, waardoor de vloeistof steeds stroperiger werd.
Al vastgepind door omgevallen gebouwen, kwamen sommige slachtoffers vast te zitten in melasse. De vloeistof was op sommige plaatsen dertig centimeter diep. Ten minste één persoon stierf uren na het ongeval door verstikking, zegt Sharp. Reddingspogingen zouden waarschijnlijk gemakkelijker zijn geweest, speculeert ze, als het ongeluk in de hitte van juli was gebeurd en de melasse zich verder uit de tank had kunnen verspreiden.
Er is veel wetenschap om uit te leggen wat er fout is gegaan bij de overstroming van melasse. Maar het ongeluk komt uiteindelijk neer op ethiek, zegt Rossow, die instortingen van gebouwen en andere casestudys heeft geanalyseerd om te begrijpen wanneer technische rampen het gevolg zijn van nalatigheid.
“De meeste dingen die ik heb bekeken, hebben niet zozeer te maken met een gebrek aan wetenschappelijke kennis, maar wel met een gebrek aan verantwoordelijkheid van de mensen die de leiding hebben”, zegt hij. eerder een ethische kwestie dan het begrijpen van de wetenschap. ”