Israëlische wetenschappers maken van afval uit de Dode Zee bouwstenen

Zoutafzettingen aan de randen van de Dode Zee. Foto Ynet

De afgelopen tien jaar is er een groeiend besef ontstaan ​​dat we niet alleen moeten heroverwegen hoe we de structuren van de toekomst bouwen, maar ook van welke materialen we ze maken. De belangrijkste reden hiervoor is dat de bouwsector een van de grootste bronnen van milieuvervuiling ter wereld is. Alleen al de cementproductie – het meest gebruikte bouwmateriaal – is verantwoordelijk voor ongeveer 8% van de wereldwijde CO2-uitstoot, meldt Ynet.

Als reactie hierop ontwikkelen wetenschap en technologie alternatieve, duurzame bouwmaterialen met een lagere CO2-uitstoot, vaak gebaseerd op gerecyclede grondstoffen, met behoud van sterkte en kwaliteit. In het kader van een gezamenlijk initiatief van onderzoekers en studenten van de Hebreeuwse Universiteit en het Technion is onlangs een nieuw, innovatief bouwmateriaal ontwikkeld met een uitzonderlijk milieuvriendelijk potentieel: volledig gemaakt van gerecycled zout. Zouden we op een dag complete constructies van zout kunnen bouwen?

De bouwsector vormt tegenwoordig een grote belasting voor het milieu. Volgens gegevens van de UK Green Building Council gebruikt de sector jaarlijks meer dan 400 miljoen ton grondstoffen, waarvan een groot deel verband houdt met schade aan ecosystemen, vervuiling en een hoog energieverbruik. Een studie van het VN-milieuprogramma uit 2017 wees bovendien uit dat de bouw verantwoordelijk is voor 23% van de wereldwijde luchtvervuiling, ongeveer 36% van alle geproduceerde energie verbruikt en circa 39% van de koolstofdioxide-uitstoot veroorzaakt.

De bouwsector vereist uiteraard enorm veel energie. In Israël zijn, afgezien van aardgas, traditionele natuurlijke hulpbronnen zoals olie schaars. Een opmerkelijke hulpbron is de Dode Zee, een van 's werelds grootste bronnen van kalium en zout, waar de winning van mineralen een belangrijk nationaal goed is geworden.

Elk jaar worden in het zuidelijke deel van de Dode Zee miljoenen tonnen overtollig zout afgezet als bijproduct van decennialange industriële productie. In de loop der tijd hebben zich enorme hoeveelheden opgehoopt in verdampingsbassins, zonder dat deze praktisch nut hebben. Deze ophoping vormt een milieu- en logistieke uitdaging, omdat het de bodem van het meer verhoogt en de kustlijn verschuift. Jarenlang werd dit overtollige zout beschouwd als waardeloos afval.

Sinds 2015 leidt professor Danny Mendler van de afdeling Scheikunde aan de Hebreeuwse Universiteit onderzoek dat erop gericht is het zich ophopende Dode Zeezout van afval om te zetten in een bruikbare grondstof. Het leidende principe is eenvoudig maar verreikend: beschouw het zout niet als een lastpost die moet worden verwijderd, maar als een hulpbron die kan worden geraffineerd en gebruikt.

Foto Ynet

Mendler ontwikkelde een chemisch proces waarbij het zout wordt samengeperst en verwerkt tot massieve stenen met een sterkte die bijna gelijk is aan die van beton. "Er wordt ongeveer 5% extra materiaal aan het zout toegevoegd, onder hoge druk samengeperst, en je krijgt sterke stenen die in verschillende vormen en maten kunnen worden gegoten", legt hij uit.

"Als we zelfs maar een klein deel van het cement door zout kunnen vervangen, zou de impact op het milieu enorm zijn. Het zou de CO2-uitstoot van de industrie aanzienlijk kunnen verminderen."

Dit jaar vond de eerste samenwerking plaats tussen Mendler en een groep architectuurstudenten van Technion. In het kader van het Studio 1:1-programma van de faculteit Architectuur en Stedenbouw, onder leiding van Michal Bleicher en Dan Price, pasten de studenten architectonische inzichten toe op de technologie. Ze vertaalden het nieuwe materiaal naar een praktisch bouwsysteem – waarbij ze de afmetingen van de baksteen bepaalden, de vereiste sterkte onderzochten en de potentiële toepassingen ervan in de Israëlische bouwsector bestudeerden.

"Wat hier interessant is, is de connectie tussen chemie en architectuur," zegt Bleicher. "De studenten ontwierpen een voorbeeldstructuur genaamd de 'Mediterrane iglo' en bestudeerden de eigenschappen van zout: doorschijnendheid, massa en sterkte. Van daaruit ontwikkelden we de structuur en ontwierpen we de baksteen zelf met afmetingen van 8 cm x 8 cm x 24 cm. Die verhouding van 1:3 biedt flexibiliteit in composities en bouwvormen."

De studio, die jaarlijks alternatieve materialen onderzoekt en projecten op ware schaal ontwikkelt, fungeerde als een experimenteel platform dat onderzoek, ontwerp en implementatie met elkaar verbond. Gebaseerd op Mendlers patent ontwikkelden de studenten de eerste bouwsteen die volledig van Dode Zeezout is gemaakt. Deze steen is geschikt voor de hedendaagse bouwbehoeften en maakt hergebruik mogelijk van een materiaal dat ooit als waardeloos werd beschouwd. Het eindproduct is uniform, kan in serie worden geproduceerd en is aanpasbaar aan verschillende vormen, diktes en texturen. Naast het recyclen van een bestaande grondstof is dit materiaal minder vervuilend en duurzamer dan conventionele bouwmaterialen.

Het initiatief werd in oktober gepresenteerd tijdens Change: The Shape of Transformation, onderdeel van de Architectuurbiennale van Venetië – een van de belangrijkste architectuurevenementen ter wereld. Het project werd geselecteerd uit 55 academische instellingen, waarvan slechts 10 groepen werden uitgenodigd om te presenteren – een onderscheid dat het lokale academische werk naast toonaangevende internationale programma's plaatst.

Op de Biënnale presenteerden de studenten hun onderzoek, ontwikkeling en materiaalmodel. Volgens Bleicher is hun deelname een internationale erkenning van het belang van materiaalonderzoek en de potentie om dit afval om te zetten in een toekomstige bouwgrondstof.

"We namen bakstenen mee naar Venetië en presenteerden het project, en dat zorgde voor enorm veel enthousiasme", zegt ze. "Dit materiaal is zowel natuurlijk als technisch. Samen met professor Mendler willen we volgend semester een echt gebouw in Israël neerzetten met deze bakstenen. We geloven in deze technologie; het kan een belangrijk milieuprobleem oplossen en afval omzetten in iets waardevols. Dit is een echte doorbraak voor de toekomst van de bouw en het milieu."

Ondanks de vooruitgang in duurzame bouwoplossingen benadrukken onderzoekers dat de verbeteringen geen gelijke tred houden met de versnelde bouw en de stijgende energiebehoefte. De implicaties zijn duidelijk: zonder nieuwe, milieuvriendelijkere materialen en bouwprocessen blijft de bouwsector een belangrijke aanjager van de klimaatcrisis.

Zullen we binnenkort zoutstenen op Israëlische bouwplaatsen zien? Het antwoord is vooralsnog complex. De weg van het Technion-laboratorium naar wijdverspreid industrieel gebruik is lang, vooral in de bouwsector, een sector die bekendstaat om zijn conservatisme.

"Het introduceren van een nieuw materiaal in de bouw kost tijd en middelen", merkt Bleicher op. "Elk materiaal moet een langdurig standaardisatieproces doorlopen, inclusief sterkte- en duurzaamheidstests – en dat kost vele jaren en aanzienlijke investeringen. Bovendien is er een gebrek aan regelgeving en wetgevende ondersteuning, wat de ontwikkeling van nieuwe oplossingen bemoeilijkt."

Toch zou het zout dat zich decennialang als problematisch overschot heeft opgehoopt, wel eens de hoeksteen kunnen worden van een schonere, meer doordachte architectuur – een architectuur die crises niet alleen als een bedreiging ziet, maar ook als een kans voor innovatie.