B
r
u
g
g
e
n
 
v
a
n
 
b
i
o
b
a
s
e
d
 
v
e
z
e
l
s
 
e
n
 
h
a
r
s

De verrassende uitkomst van een onderzoeksproject
Bruggen van biobased vezels en hars

Hoe bouw je een brug die honderd jaar mee kan, sterk, betaalbaar en ook nog duurzaam is? Met die vraag begon FiberCore Europe met een consortium van vijftien partners uit vier landen aan het EU-project Smart Circular Bridge. Samen ontwikkelden en bouwden zij twee bruggen van biobased vezels en hars met slimme sensoren die in real time de gezondheid van de brug laten zien. “Dat leverde ons veel inzichten op, maar leidde tot andere conclusies dan we vooraf verwacht hadden,” vertellen Matthijs Raak, general manager, en Martijn Veltkamp, design lead, van FiberCore Europe.

FiberCore Europe is specialist op het gebied van composietbruggen en -sluisdeuren. Ontwerpen en produceren gebeurt op maat in de eigen fabriek. “Composiet is een perfect materiaal voor deze toepassingen: het is sterk en licht,” vertelt Veltkamp. “Maar er zit een nadeel aan: het was, tot voor kort niet heel duurzaam. Composiet bestaat uit glasvezel en de kern van de brug bestond uit polyurethaanschuim. Materialen met een serieuze milieu-impact, die ook nog moeilijk te recyclen zijn. Een van de manieren om die milieu-impact te verbeteren, is om biobased materialen te gebruiken. Dat doen we voor een deel al in de hars, die is voor bijna de helft biobased, maar voor de vezels en kern nog niet. Een belangrijke reden daarvoor is dat er op dit moment nog onvoldoende kennis is over hoe biobased materialen zich gedragen in een brug, zeker op de langere termijn.”

Image

Om die kennis te helpen ontwikkelen, besloot FiberCore Europe in het project Smart Circular Bridge te stappen. Raak: “Zo kunnen we een bijdrage te leveren aan de verduurzaming van bruggen en ondertussen kennis op doen die we dan weer voor onze eigen producten kunnen inzetten. We zagen een toekomst waarin we deze kennis nodig hebben. Want we merken dat onze klanten telkens vaker vragen om meer duurzame opties als biobased of circulair. Het einddoel van het project is om dat voor elkaar te krijgen: een biobased brug die marktgereed is.”

Tijd en ruimte voor innovatie

Het project Smart Circular Bridge is onderdeel van het Interreg Europe programma. Het project wordt getrokken door de Technische Universiteit Eindhoven, daarnaast doen nog vier universiteiten mee. FiberCore Europe is een van de zeven marktpartijen in het consortium, naast de drie opdrachtgevende gemeenten. Veltkamp: “Alle betrokkenen zijn zich ervan bewust dat dit een innovatief koploper-project is. Daardoor is er budget, ruimte en tijd om oplossingen te zoeken, en om dat gezamenlijk te doen, ook met de opdrachtgever. Die luxe is er in de dagelijkse praktijk vaak niet. Dat maakt het meedoen aan dit project zo’n uitgelezen kans, maar het is wel een kwestie van de lange adem.”

De brug is gemaakt van de sterkste biobased vezels en hars die beschikbaar zijn, dit zijn echt hightech materialen

Het project loopt inmiddels vier jaar. In april 2022 is de eerste Smart Circular Bridge geopend op de Floriade in Almere. “Deze eerste brug is bedoeld om te laten zien dat het kan. Hij is gemaakt van de sterkste biobased vezels en hars die beschikbaar zijn, dit zijn echt hightech materialen.” De brug wordt gemonitord met behulp van ‘smart’ sensoren. De data uit deze sensoren is voor iedereen in real-time te volgen*. “Zo hebben we op elk moment informatie over de gezondheid van de brug,” legt Veltkamp uit. “De eerste resultaten zijn bijzonder positief. De brug is nu zo’n 1,5 jaar in gebruik en er is vrijwel geen vervorming of degradatie. Dat is verrassend, want we hadden inmiddels eigenlijk wel een tijdsafhankelijke vervorming van het materiaal verwacht.”

Image

Economisch niet haalbaar

Met die positieve resultaten van de brug in Almere, ging het consortium aan de slag om brug twee te ontwikkelen. “De eerste brug was echt hightech en had geen realistisch economisch perspectief. De doelstelling voor deze tweede brug was om een geoptimaliseerde, marktklare brug te maken. Dat betekende onder andere dat de kosten omlaag moesten en dat we daarom een andere biobased vezel moesten inzetten,” vertelt Raak. 

Tijdens de productie werd helaas duidelijk dat de vezel, de hitte die nodig is om composiet te maken, niet aankon: er ontstonden luchtbellen in het materiaal

Die vezel werd gevonden en de tweede brug ontwikkeld. “We hebben veel tijd besteed aan het zoeken naar een geschikte vezel die de krachten van een brug aankan en we dachten dat die hadden gevonden. Maar tijdens de productie werd helaas duidelijk dat de vezel, de hitte die nodig is om composiet te maken, niet aankon: er ontstonden luchtbellen in het materiaal. We hebben de brug dus moeten afkeuren,” aldus Veltkamp. “Een grote teleurstelling. Voor ons en de opdrachtgever, die nu geen brug heeft, maar ook voor de rest van het consortium. Ook omdat we niet zo een-twee-drie andere opties beschikbaar hebben voor een biobased vezel.”

Andere kansen voor duurzaamheid

Binnen het project wordt nu gekeken wat en of de mogelijkheden zijn voor een volgende stap. Bij FiberCore Europe is inmiddels geëvalueerd en zijn conclusies getrokken. Raak: “Duurzaamheid is, ook door ontwikkelingen binnen ons het bedrijf, nog meer een speerpunt voor ons geworden. Mede door dit project hebben we moeten vaststellen dat biobased, in ieder geval op dit moment, niet de hele weg is om duurzamere bruggen te realiseren. Uiteraard blijven we onderzoeken hoe ver we kunnen gaan met de vergroening en recycling van de hars. Maar we daarnaast zien op dit moment veel meer kansen op andere vlakken.”

Het speerpunt van FiberCore Europe ligt daarom nu op het maken van zo licht mogelijke constructies, zodat zo weinig mogelijk materiaal nodig is. “Groot nadeel van biobased vezels is namelijk dat ze veel minder sterk zijn. Er is wel drie keer zo veel materiaal nodig, en dat geldt niet alleen voor de vezel maar ook voor de hars en het schuim binnenin dat als mal dient voor een brug. Als je de milieu-impact van een lichte glasvezelbrug vergelijkt met een biobased brug, komt die eerste er veel beter uit,” legt Veltkamp uit. En die lichte bruggen leveren nog een voordeel op, vervolgt Raak enthousiast. “Lichte bruggen zijn makkelijker te verplaatsten, waardoor hergebruik van volledige bruggen mogelijk wordt. Zo hebben we laatst drie hele fiets/voetgangersbruggen kunnen verplaatsen van de ene naar de andere gemeente. Circulariteit ten top!”

Image

Een derde ontwikkeling die nog in de kinderschoenen staat, maar door FiberCore Europe als veelbelovend wordt gezien, is het door pyrolyse chemisch ontleden van composiet. Daarbij wordt het materiaal weer teruggebracht tot schone olie en glasvezel, zodat de composiet recyclebaar wordt.

Een derde ontwikkeling die nog in de kinderschoenen staat is het door pyrolyse chemisch ontleden van composiet

Ondanks het tegenvallende resultaat van de tweede brug, zijn de mannen van FiberCore Europe toch positief over het meedoen aan het project. "Al was het alleen maar omdat zo’n project ervoor zorgt dat je weer vragen gaat stellen bij de dingen die je als gewoon ervaart. En ja, we hadden graag gezien dat brug twee wel gelukt was, maar tegelijkertijd hebben we ook veel geleerd van deze uitkomst," aldus Raak. Veltkamp vult aan: “En zo’n project zet ook de schijnwerpers op zaken en dat creëert momentum. Je merkt bijvoorbeeld dat het ook leveranciers aanleiding geeft om ontwikkelingen te versnellen, bijvoorbeeld voor het gerecycled PET-schuim voor de kern van brug twee. En het mooie is: dat schuim gebruiken wij nu in al onze bruggen.”

Lees meer artikelen: