Project Enlightenment: Brug van biocomposiet

Op de campus van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) is een veertien meter lange voetgangersbrug gebouwd die is gemaakt op basis van hennep- en vlasvezels. Met deze brug willen de initiatiefnemers de potentie aantonen van biocomposiet als een duurzaam alternatief voor bestaande milieubelastende constructiematerialen. De biobrug staat in de finale van de Enlightenmentz of the Year verkiezing in de categorie project. De winnaars worden tijdens het Duurzaam Geproduceerd congres op 20 januari bekend gemaakt.

Een Project Enlightenment is een industriële investering met duidelijke verduurzamende doelstellingen. Door te investeren in een nieuwe installatie wordt bijvoorbeeld structureel veel water of energie bespaard of komt een grote CO2-reductie tot stand. Het project kan ook de footprint verlagen door gebruik van duurzamere grondstoffen.

Wie zitten er achter de brug van biocomposiet?
De biocomposietbrug is het resultaat van een 4TU Lighthouse project waarin TU Eindhoven en TU Delft hebben samengewerkt met het bedrijf NPSP en het Centre of expertise Biobased Economy waarin Avans Hogeschool en Hogeschool Zeeland zitten. Verder is het tot stand gekomen in nauwe samenwerking met het SIA Raak project biobased brug. Rijk Blok van de TU Eindhoven was projectleider: ‘Uiteindelijk is de brug door heel veel studenten tot stand gekomen. Zij hebben materiaaltesten gedaan, ontwerpen geoptimaliseerd en doorgerekend en ook in de productie bij Spark in Rosmalen hebben heel veel studenten meegewerkt.’

Waarom een brug van biocomposiet?
De architecten Ro&AD hadden het idee om met biomaterialen een brug te gaan maken. Blok: ‘Hieruit is vervolgens een onderzoeksproject opgestart. Uiteindelijk ontstond er via dit 4TU-project de mogelijkheid om werkelijk een experimentele biocomposietbrug te gaan realiseren. Het doel was om met louter biomaterialen een brug te kunnen maken en zo aan te tonen dat het mogelijk is om deze materialen volledig constructief dragend toe te passen. Niet dragende toepassingen bijvoorbeeld in bumpers van auto’s zijn al wel bekend. We wilden de brug van biomaterialen maken om daarmee het gebruik van fossiele brandstoffen of andere eindige grondstoffen te verminderen en zo bij te dragen aan een meer circulaire economie.’

Om dit voor elkaar te krijgen hebben de partijen gezamenlijk een ontwerp gemaakt voor de brug. En uit materiaalonderzoeken zijn de veilige waarden van diverse materiaaleigenschappen zoals stijfheid en sterkte gehaald. Vervolgens is het ontwerp geoptimaliseerd om op die plaatsen waar de belasting het hoogste is de duurdere (gewoven) vlasvezels te gebruiken en op andere plaatsen de goedkopere hennepvezels. De hars is een bio-based epoxy hars. Hiervoor is gekozen omdat dit een grotere afsluiting en bescherming voor de vezels geeft. Uiteindelijk is het bovendek en de onderkant van de brug twintig millimeter dik en de zijkanten zijn slechts tien millimeter dik. ‘We hebben dus een hele lichte brug gemaakt’, zegt Blok.

Is dit de eerste brug van biocomposiet?
Blok: ‘Er zijn al wel ander bruggen waarin gedeeltelijk bijvoorbeeld bio-vezels zijn toegepast, maar dit is de eerste en nog enige waarbij de hele brug van biobased materialen is gemaakt. Dan gaat het om echt alle materialen: de vezels, de hars en ook de schuimkern van bio-PLA-schuim.’

Is de maximale belasting zoals verwacht?
Voor de brug geplaatst mocht worden is een belastingtest gedaan voor de gemeente Eindhoven en hierbij is een belasting toegepast van 500 kilogram per vierkante meter over de gehele brug. Dit is de standaardeis voor voetgangersbruggen. Blok: ‘We hebben de rekken en de doorbuiging gemeten en de brug gedroeg zich uitstekend onder deze zware belasting. Inmiddels hebben we nog een paar belastingtesten gedaan die allemaal positief uitvielen.’

Wat is de status van het project?
Het is een experimentele brug die een jaar blijft liggen waarbij het gedrag van de brug in de gaten wordt gehouden. Blok: ‘De brug heeft drie uiterst dunne glasvezels waarin op regelmatige afstand sensoren in zijn geëtst. Wanneer we licht door de glasvezels sturen en de reflectie meten, is dit een nauwkeurige maat voor de rek in de vezels. Op deze manier kunnen we het gedrag ten gevolge van temperatuur, kruip enzovoorts goed in de gaten houden. Verder gaan we ook nog steeds door met materiaaltesten.’

De gemeente Eindhoven wil ook een dergelijke brug gaan bouwen. Blok: ‘Mogelijk gaan we hem als tijdelijke brug bij het Mariënhage terrein in Eindhoven gebruiken. Inmiddels hebben we nu ook goede contacten met andere universiteiten, bijvoorbeeld in Gent en Leuven, om het project nog verder te brengen.’

Waarom moet dit project de Project Enlightenmentz winnen?
Blok: ‘Dit project verdient te winnen omdat het een enorme stap voorwaarts is in het gebruik van bio-based materialen in constructieve dragende toepassingen. Dit is belangrijk wanneer we echt werk willen maken van een circulaire economie. Wanneer we in staat zijn om landbouw te verduurzamen (en hierin vlas en hennep te verbouwen als wisselgewassen) en de restproducten (vezels) hiervan veel langer te gebruiken (langer dan de tijd die ze nodig hebben om te groeien) slaan we meerdere vliegen in één klap. Het is belangrijk om bij iedereen de ‘awareness’ te vergroten en te laten zien dat een meer circulaire economie echt binnen onze mogelijkheden komt te liggen.’