Het is een bijzonderheid van de Italiaanse wet dat er iemand verantwoordelijk moet worden gehouden wanneer er een dodelijk slachtoffer valt — zelfs op een circuit. De tragische dood van Roland Ratzenberger en Ayrton Senna tijdens het weekend van de Grand Prix van San Marino in 1994 had wereldwijde impact en bracht de Formule 1 onder forse publieke en juridische aandacht.
Hoewel het ongeluk van Ratzenberger duidelijk werd veroorzaakt door een afgebroken voorvleugel, werd het ongeval van Senna onderwerp van wilde speculaties. Terwijl de FIA trachtte lessen te trekken uit de fatale incidenten en deze om te zetten in concrete veiligheidsverbeteringen, kwam het Italiaanse justitiële apparaat in beweging en volgde een strafproces.
Ayrton Senna, Williams
Foto door: Sutton Images
Openbaar aanklager Maurizio Passerini richtte zijn zaak op het aantonen dat een breuk in de stuurkolom van Senna’s FW16 ertoe leidde dat hij in de bocht Tamburello van de baan schoot en tegen de muur botste. Passerini benoemde professor Enrico Lorenzini, decaan van de faculteit Werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Bologna, als expert.
Lorenzini gaf opdracht om de stuurkolom te laten analyseren door twee teams van verschillende instituten, zodat de resultaten konden worden vergeleken en geverifieerd. Een deel van het onderzoek werd toevertrouwd aan de Onderzoeks- en Testafdeling van de Italiaanse luchtmacht in Pratica di Mare en het andere deel aan het Metallurgisch Laboratorium voor Industriële Chemie van de Universiteit van Bologna. Beide teams gebruikten een SEM – Scanning Electron Microscope – destijds het meest geavanceerde hulpmiddel.
Gian Paolo Cammarota en Angelo Casagrande
Foto door: Franco Nugnes
Dertig jaar later slaagde ik erin contact te leggen met Gian Paolo Cammarota en Angelo Casagrande, de twee professoren van de Universiteit van Bologna die de analyses uitvoerden. Ze zijn bevriend gebleven en zien elkaar nog af en toe. Cammarota, geboren in 1936 in Milaan en inmiddels met pensioen, spendeert zijn tijd tegenwoordig in Bologna, Venetië en Duitsland. Een slanke, terughoudende man die elke zin zorgvuldig formuleert. Terwijl Cammarota gespecialiseerd was in Industriële Chemie, is Casagrande –geboren en getogen in Bologna – nog steeds verbonden aan de faculteit Metallurgie. "De SEM wordt inmiddels uitgefaseerd – er bestaan tegenwoordig modernere analysetechnieken – maar de scanning-elektronenmicroscoop gaf ons in de zaak-Senna duidelijke, onweerlegbare antwoorden", aldus Casagrande.
In het oorspronkelijke ontwerp van de Williams FW16 was de stuurkolom een metalen buis uit één stuk, met een lengte van 910,2 mm van de aansluiting aan de stuurinrichting tot aan de naaf van het stuur. Op 685,5 mm vanaf het onderste uiteinde (bij de stuurinrichting) was de kolom via een aluminiumlegering-steun met een zelf-smerend lager uit teflonachtig materiaal bevestigd aan het chassis, waardoor het resterende deel van 224,7 mm als vrijdragend element fungeerde.
De stuurkolom van Ayrton Senna's Williams FW16, ontworpen door Mauro Forghieri
Foto door: Franco Nugnes
Senna klaagde bij het team over een oncomfortabele zitpositie: hij wilde de stuurkolom verlagen om zijn zithouding te verbeteren en omdat zijn knokkels tegen de bovenkant van het chassis schaafden wanneer hij zijn voorkeursstuur gebruikte — wat pijnlijk was. Dat bleek niet eenvoudig, omdat het reglement vereiste dat er, na verwijdering van het stuur, voldoende ruimte moest zijn in het cockpitgedeelte voor een mal van 250 x 250 mm, conform de FIA-regels van 1994.
Om tegemoet te komen aan Senna’s wens gaf Adrian Newey – destijds hoofdontwerper bij Williams – opdracht om de stuurkolom met 2 mm te verlagen. Toen dit leidde tot problemen met de FIA-mal, koos men ervoor om in dat gebied de diameter van de buis met 4 mm te verkleinen.
"Het verkleinen van de diameter van de buis was een fundamentele ontwerpfout", zegt Cammarota. "De chemische en mechanische analyse van de onderdelen was niet consistent – die toonde duidelijk het gebruik van twee verschillende materialen aan."
De aangepaste stuurkolom bestond uit drie delen: twee waren van T45-staal, met een buitendiameter van 22,225 mm en een wanddikte van 0,9 mm, en het middendeel was van EN14-staal, met een buitendiameter van 18 mm en een wanddikte van 1,2 mm. Deze delen waren aan elkaar gelast.
Franco Nugnes: Welke testen hebben jullie uitgevoerd?
Gian Paolo Cammarota: We hebben een oppervlakkige metallografische analyse gedaan, vervolgens interne en externe ruwheidsmetingen, en een fractografie-onderzoek. De chemische analyse werd toevertrouwd aan Cermet.
Een deel van Senna's stuurkolom die het begaf tijdens de GP van San Marino in 1994.
Foto door: Franco Nugnes
In het deskundigenrapport dat professor Lorenzini aan de rechtbank overhandigde, stond onder meer: "Algemeen gesproken moet worden vastgesteld dat de stuurkolom uit drie delen wijst op een slecht doordachte aanpassing: de dunne wanddikte precies op het punt van maximale belasting, de abrupte verandering in doorsnede met een te kleine afrondingsradius, en de krassen door de mechanische bewerking van boren en draaien, dragen allemaal bij aan een structureel kritieke situatie, met een verhoogd risico op breuk onder statische en dynamische belasting."
"Op de buiten- en binnenzijde van de las, direct onder het breukvlak, zijn uitgesproken cirkelvormige sporen van werktuigen zichtbaar. De afwerking van de buisoppervlakken is ongeschikt voor onderdelen die onder vermoeiing in extreme omstandigheden moeten functioneren."
FN: Zou er sprake kunnen zijn geweest van een menselijke fout tijdens het lassen?
GPC: Dat sluit ik uit. Ik heb onze beelden laten zien aan professor Horst Herold van de Universiteit van Maagdenburg, een internationaal erkend expert, en hij bevestigde dat de lassen perfect waren. Het probleem lag volledig in de verkleining van de doorsnede van de buis, juist op het punt waar de spanning het grootst was.
Ayrton Senna, Williams met Adrian Newey en David Brown
Foto door: Rainer W. Schlegelmilch / Motorsport Images
FN: Waarom begaf de stuurkolom het dan?
Angelo Casagrande: Die was al vóór de start van de race beschadigd. Er zat een scheur — in metallurgische termen een dunne, vaak diepe fissuur die aan een breuk voorafgaat — die zich reeds vóór de race had ontwikkeld. Door oxidatie konden we niet exact bepalen wanneer het vermoeiingsproces begonnen was, maar het was voldoende om te begrijpen wat er gebeurd was.
FN: In de Formule 1 wordt doorgaans het beste materiaal gebruikt — wat is hier misgegaan?
AC: Het ging om een ongeplande aanpassing. De afmetingen van de as en het vrijdragende deel waren zodanig dat, zelfs met een superieur materiaal, deze hooguit nog één race had overleefd. Daarna zou hij sowieso zijn bezweken als hij niet vervangen was. Het heeft dus geen zin om het materiaal de schuld te geven: dat was slechts een verergerende factor. Gezien de afmetingen en de structurele eigenschappen van het onderdeel had geen enkel metaal het veel beter gedaan.
FN: Hoe lang hadden jullie de stuurkolom in bezit?
GPC: Minder dan een week, daarna moesten we hem teruggeven. Precies genoeg tijd om de SEM-analyses uit te voeren. Ingenieur Danesi was voortdurend aanwezig namens Williams. Aanvankelijk wilde het Britse team niets horen over vermoeiing, maar wij zagen de breuk meteen en moesten beoordelen welk deel door vermoeiing en welk deel door afscheuring was gebroken.
De scanning-elektronenmicroscoop die voor de analyse werd gebruikt: deze is vorig jaar weggegooid
Foto door: Franco Nugnes
FN: Er werden ook ruwheidsmetingen gedaan...
GPC: Ruwheid is de verhouding tussen de basis van een groef en het oppervlak. Als die waarde hoog is, loop je groot risico. In de luchtvaart moeten alle oppervlakken spiegelglad zijn. Er mogen geen groeven zijn die spanningen kunnen concentreren en een startpunt voor vermoeiingsscheuren kunnen vormen wanneer de materiaaldrempel wordt overschreden.
Bij onze kolom was de buitenzijde slechts gedeeltelijk gepolijst — dat had spiegelglad moeten zijn — en de binnenzijde was helemaal niet behandeld. De scheur is vrijwel zeker binnenin begonnen, waarschijnlijk al tijdens de trainingen. Er waren drie zones zichtbaar in de buis: één met duidelijke vermoeiingssporen; het middendeel met een mix van vermoeiing en taaie breuk, wat verwacht mag worden bij zeer sterk materiaal; en het laatste deel met een duidelijk catastrofale breuk als gevolg van de impact met de muur.
FN: Het team had lagen koolstofvezel verwijderd en een deel van de chassisbekleding weggesneden. Verminderde dit de stijfheid van de monocoque, en kon dat hebben bijgedragen aan het ontstaan van de breuk?
GPC: Dat is mogelijk, maar dit aspect is tijdens het proces niet behandeld. Wellicht versnelde het de voortgang van de scheur – maar om dat te bepalen, moeten we exact weten wanneer de scheur begonnen is.
Ayrton Senna, Williams FW16
Foto di: Sutton Images
Het strafproces was breed van opzet: Frank Williams, Patrick Head en Adrian Newey werden aangeklaagd voor dood door schuld, evenals FIA-functionaris Roland Bruynseraede, raceorganisator Federico Bendinelli en circuitmanager Giorgio Poggi. Naarmate het proces vorderde, liet Passerini de aanklachten tegen Williams, Bruynseraede, Bendinelli en Poggi vallen en richtte hij zich volledig op Head en Newey.
Zodra Williams de stuurkolom in handen had en de vermoeiingsscheur herkende, bouwde men een testopstelling om vast te stellen of de kolom, ondanks de beschadiging, nog in staat was stuurkrachten over te brengen met het vereiste koppel voor normaal rijgedrag. Die testen suggereerden dat dat inderdaad mogelijk was.
Het monument ter nagedachtenis aan Ayrton Senna in Imola.
Foto door: Federico Basile | AG Photo
Op televisiebeelden was duidelijk te zien hoe de achterkant van Senna’s auto uitbreekt vlak voordat de auto van de baan raakt — iets dat niet overeenkwam met de stelling van de aanklager dat de stuurinrichting faalde en de auto rechtdoor de muur in reed. Het was onmogelijk om te bewijzen of de breuk oorzaak of gevolg van het ongeval was – en terecht werden Head en Newey vrijgesproken. Een poging tot hoger beroep mislukte.
De lessen van Imola hebben niet alleen invloed gehad op het veiligheidsbeleid van de FIA, maar ook op het ontwerpproces van Formule 1-auto’s. Zo voerde Williams een systeem in waarbij veiligheidskritische componenten pas geproduceerd mochten worden na goedkeuring en ondertekening door een ervaren spanningsingenieur.
"Ongeacht of die stuurkolom het ongeval heeft veroorzaakt of niet", schreef Newey in zijn autobiografie, "valt niet te ontkennen dat het een slecht ontwerp was dat nooit op de auto had mogen zitten."
Source: Motorsport