Verlichting langs de snelweg moet goed samenwerken met de strepen op het wegdek

‘Weet je waarom snelwegverlichting 18 meter hoog hangt?” Het is een retorische vraag, het antwoord volgt snel. „Vanaf een lager punt zou het automobilisten te veel verblinden. Maar het slurpt natuurlijk energie om vanaf die hoogte het wegdek beneden goed te verlichten.” Wie een uur met Rik Spieringhs (31) praat, gaat met andere ogen over de snelweg rijden. Hijzelf doet dat ook, sinds hij met zijn promotieonderzoek begon. „Mijn vrouw ergert zich in de auto regelmatig aan me, zoveel praat ik erover”, lacht hij.

Lantaarnpalen, peertjes en spotjes zijn voor de meeste mensen alledaagse dingen. Voor Spieringhs is dat sinds een stage bij Philips Lighting in 2017 niet meer zo. „Daar leerde ik hoe ver doorontwikkeld een simpel peertje is. Twee op het oog dezelfde lampen hadden bijvoorbeeld een verschillende color rendering index. Dat zegt iets over hoe kleuren overkomen in het licht van de lamp. Onder de ene lamp oogt een plant mooi groen en onder de andere lamp lijkt dezelfde plant veel grijzer. Het fysische en het psychologische, de visuele perceptie, komen samen bij verlichting. Dat trof me heel erg.”

In de vraag van zijn promotieonderzoek kwamen die ook weer samen: kan het energieverbruik van snelwegverlichting omlaag, zonder dat de veiligheid eronder lijdt? „De vraag kwam van Rijkswaterstaat”, zegt Spieringhs. „Zij hebben de opdracht het energieverbruik van snelwegverlichting met 50 procent te verminderen én ze moeten het aantal ongevallen omlaag brengen. Die doelen zijn tegenstrijdig. Nu wordt om het besparingsdoel te halen verlichting uitgezet, of gedimd. Dat komt de veiligheid natuurlijk niet ten goede.”

De opkomst van ledlicht, zo’n 20 jaar geleden, heeft veel technische mogelijkheden voor wegverlichting opgeleverd. Met behulp van lenzen kunnen lichtbundels precies gericht worden, met de rijrichting mee of juist ertegenin. Dat laatste gebeurt bij tunnelopeningen, om automobilisten overdag niet op een zwart gat af te laten rijden. Bijkomend voordeel: led vraagt veel minder energie dan andere lichttypen.

Goed kunnen anticiperen

„Het normale licht van een koplamp verlicht zo’n zestig meter vooruit”, zegt Spieringhs. „Bij hoge snelheid is dat te weinig om goed te kunnen anticiperen. Ons idee voor snelwegverlichting is dat het net als de koplampen meeschijnt met de rijrichting, juist voorbij die zestig meter die de koplamp voor zijn rekening neemt. Dat is een verandering ten opzichte van de huidige snelwegverlichting die symmetrisch is, vanuit de armatuur schijnt het licht zowel naar voren als naar achteren op het wegdek.”

Om tot goed contrast te komen werkt het licht samen met de strepen op de weg. „Moderne wegmarkering is retroreflectief”, zegt Spieringhs. „Er zitten heel kleine glaspareltjes in, die het licht terugkaatsen naar waar het vandaan komt. De automobilist ziet daardoor meer contrast vergeleken met oudere wegmarkering, dat het licht alle kanten op weerkaatst.”

Het idee van probeam, zoals Spieringhs deze verlichtingsaanpak noemt, klinkt eenvoudig, maar voor Spieringhs volgden maanden van rekenwerk. Hoe hard moet het licht schijnen, in welke hoek, vanaf welke hoogte, hoe reageert de wegmarkering erop? En: hoe ervaart de automobilist het? Ziet die genoeg contrast? Hoe veilig is het?

Met de uitkomsten van de rekenmodellen in de hand toog Spieringhs naar het testcentrum van de Dienst Wegverkeer (RDW). De aanwezige armaturen stelde hij zo af dat ze zo dicht mogelijk bij de optimale modelwaarden kwamen. Hij reed zelf ook rondjes over de testweg. Koplamp aan, koplamp uit, spiegel zus, spiegel zo. Toen pas kwam hij erachter dat er veel verblinding optrad via de zijspiegels. „We gingen er tot dan toe van uit dat de zijspiegels buiten het bereik van de lichtbundels vielen. Niet dus. Dat moesten we toen snel oplossen.”

In de theorie blijven hangen

Spieringhs promoveert in Leuven én Eindhoven. „De KU Leuven is goed in electrical engineering en heeft veel specialistische meetapparatuur. De TU Eindhoven is juist weer heel sterk in onderzoek naar de menselijke waarneming en perceptie.” En dan was er nog Rijkswaterstaat. „Ik had te maken met drie werkwijzen en verwachtingen van drie kanten. Dat was soms lastig. Ook is de onderzoeksvraag heel toegepast, bijzonder voor een wetenschapper. Enerzijds was dat leuk, de meeste promovendi blijven hangen in de theorie. Tegelijkertijd moest mijn onderzoek wel boven het praktische uitstijgen, het is immers een doctoraalonderzoek en ik wilde papers publiceren.”

Die laatste wens resulteerde in een interessante verkenning. „Het beste zou je meestralend licht helemaal niet in hoge palen plaatsen maar op anderhalve meter hoogte, net als koplampen. Dan heb je wel dat goede contrast, en je ontloopt de verblinding via spiegels. Op die manier zou 80 procent energiereductie mogelijk zijn. Met probeam via de huidige armaturen is ruim 50 procent mogelijk.”

Tussen wild idee en praktijk staan Europese regels in de weg. Achterhaalde regels, vindt Spieringhs. „Ze stammen uit de jaren 50. De norm zegt iets over hoe verlicht het wegdek moet zijn, met het idee dat je een object als een silhouet op de weg moet kunnen zien. Dat was toen logisch, want je kon helemaal geen objecten specifiek belichten zoals met ledverlichting inmiddels wel kan. Nu zou het logischer zijn als de norm iets zegt over contrast en visuele waarneming. Maar normen aanpassen gebeurt niet zomaar, daarvoor moet er eerst meer praktijkonderzoek zijn. Het is een kip-eiverhaal: fabrikanten gaan hierin niet investeren, want het voldoet niet aan de norm, en omdat er niet genoeg gegevens over zijn wordt de norm niet aangepast.”