Vlas wordt al duizenden jaren gebruikt om bijvoorbeeld kleding, zakken of scheepstouwen van te maken. Anno nu worden deze plantenvezels wellicht het bouwmateriaal van de toekomst. In combinatie met een speciale biohars kan er namelijk een licht en zeer stabiel materiaal van worden gemaakt met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van aluminium of licht staal. Het EU-project ‘Smart Circular Bridge’ laat zien wat er al mogelijk is met dit biocomposiet: bruggen bouwen. In het kader van dit project worden drie bruggen gerealiseerd met het op vlas gebaseerde biocomposiet. De eerste in het kader van dit project is inmiddels gebouwd op het terrein van de Floriade in Almere.
De brug heeft een overspanning van 15 meter en is gebouwd door een internationaal consortium van vijftien partners onder leiding van de Technische Universiteit Eindhoven. Het projectteam bestaat uit vijf universiteiten, zeven innovatieve bedrijven en drie gemeenten. Dit en volgend jaar zullen nog twee soortgelijke bruggen voor voetgangers en fietsers worden gebouwd in het Duitse Ulm en in Bergen op Zoom.
Afbeelding: Het plaatsen van het brugdek bij de Floriade in Almere.
Naast de natuurlijke vlasvezels, zal ook de hars voor deze bruggen zoveel mogelijk van niet-fossiele bronnen afkomstig zijn. Het aandeel van de biohars bedraagt momenteel nog 25 procent voor de eerste brug, maar deze zal oplopen tot 60 procent of meer voor de volgende bruggen. Dit wordt bereikt door gebruik te maken van afvalproducten van de biodieselproductie en gerecycleerde PET-flessen.
Materiaalonderzoek met kunstmatige intelligentie
Omdat biocomposieten grote mogelijkheden bieden, wordt er voortdurend onderzoek naar het materiaal gedaan. De bruggen worden systematisch in real time gemonitord. Bijna honderd sensoren in de brug leveren gegevens over het gedrag van het materiaal bij dagelijks gebruik. Hoe gedraagt de constructie zich als er tweehonderd mensen tegelijk overheen lopen? Wat gebeurt er in de verschillende seizoenen, bij storm, hagel en sneeuw? Hoe verloopt het verouderingsproces van het materiaal in detail?
Afbeelding: De brug kan met gemak het gewicht aan van 275 mensen.
Een brugmanagementsysteem, met optische glasvezelsensoren in de brug, verschaft informatie over materiaalrekken en spanningen. Versnellingssensoren detecteren de fijnste trillingen, veroorzaakt door gebruik of bijvoorbeeld wind. De evaluatie wordt uitgevoerd met behulp van kunstmatige intelligentie om zo patronen in het materiaalgedrag te herkennen. Tegelijkertijd kunnen ingenieurs met deze gegevens hun berekenings- en materiaalmodellen verfijnen. Op basis hiervan zullen zij de materiaal- en ontwerpmodellen verder ontwikkelen voor de volgende bruggen en mogelijk andere toepassingen.
Mogelijkheden recycling bij einde levensduur
Met de circulaire economie in het achterhoofd onderzoekt het projectteam welke opties er zijn voor het bouwmateriaal nadat de bruggen over vele decennia het einde van hun levensduur hebben bereikt. Op dit moment worden er drie mogelijkheden verder onderzocht: mechanische, chemische en zelfs biologische recycling met schimmels en/of bacteriën. Het is belangrijk dat de gebruiks-/ levensduur cyclus van het materiaal zo lang mogelijk duurt. Om dit te bereiken moet vanaf het begin van projecten rekening worden gehouden met de mogelijkheden aan het einde van de levenscyclus.
Afbeelding: Tijdens de bouw werden vlasvlasmatten rond lichtgewicht schuimkernen gewikkeld.
Het EU-project Smart Circular Bridge laat dus veel meer zien dan bruggenbouw. Het is een levendig voorbeeld van hoe innovaties voor klimaatbescherming en circulaire economie van de grond kunnen komen door hier ook stakeholders bij te betrekken. Alleen al voor bruggen is het volgens de projectgroep de moeite waard om alternatieve materialen te overwegen, aangezien er de komende jaren in Europa tienduizenden moeten worden vervangen. Almere beleeft met deze brug van vlas overigens niet de primeur. Nabij het Friese Ritsumasyl is in 2021 ook al een loop- en fietsbrug gerealiseerd uit biocomposiet.
Foto’s: Smart Circular Bridge
