Giesen

WATERFABRIEK WINT VERNUFTELING

De Waterfabriek in Wilp is de winnaar van de Vernufteling, de prijs van branchevereniging Koninklijke NLingenieurs voor het meest vernufti ge project van een ingenieursbureau. Het bijzondere aan de Waterfabriek is dat hij volledig circulair is.

Het winnende project is van de ingenieursbureaus Witteveen+Bos en Royal HaskoningDHV. De Waterfabriek van Waterschap Vallei en Veluwe, die wordt gebouwd in het Gelderse Wilp, moet een voorbeeld worden voor toekomstbestendige waterzuivering. In de relatief compacte installatie worden verschillende technieken toegepast. De jury noemt dit idee ‘een combinatie van technologisch vernuft, een enorme maatschappelijke relevantie, een groot potentieel in Nederland en daarbuiten en een originele omdraaiing van denken in het zeer hoog ontwikkelde vak van waterzuivering.’ Regen-, riool en afvalwater belanden in de Waterfabriek niet op één hoop, maar worden apart gefilterd. Zo wordt het regenwater met een natuurlijk helofytenfilter gezuiverd en worden geneesmiddelen, microplastics, PFAS en andere bronnen van microverontreiniging met onder andere nanofilters uit het rioolwater gehaald. De jury, onder voorzitterschap van directeur Jacolien Eijer-de Jong van NLingenieurs, noemde de Waterfabriek een ‘paradigmashift in zuiveringsland’. Royal HaskoningDHV en Witteveen+Bos ‘hebben het niet meer over zuivering, maar over het scheiden van grondstoffen’, zei Eijer. Kostbare grondstoffen worden teruggewonnen voor gebruik en bovendien is de decentrale toepassing van de waterfabriek ‘essentieel voor klimaatadaptatie in stedelijk gebied’.

Volledig circulair Met de Waterfabriek zet Vallei en Veluwe een belangrijke stap om in 2050 volledig circulair te zijn. Het complex kent geen grote beluchtings- en bezinkbassins waaruit broeikasgassen en vervelende luchtjes ontsnappen. Het kan fosfaat uit urine en

Impressie van de Waterfabriek.

illustratie Waterschap Vallei en Veluwe

ontlasting van de bijna 20.000 inwoners en bedrijven uit de regio verwerken tot groene meststof. Cellulose uit wc-papier kan een tweede leven krijgen in onder meer asfalt. De benodigde energie zal op het terrein zelf duurzaam worden opgewekt. In 2022 is de Waterfabriek naar verwachting operationeel. Nu draait er al een kleine pilotversie. Naast de juryprijs was er ook een publiekprijs, waarvoor het publiek ingenieursbureau Tauw als winnaar koos. Dat bureau ontwierp een game waarmee kinderen hun eigen klimaatvriendelijke schoolplein kunnen ontwerpen. (PD)

BEURS VOOR TECHJOURNALISTEN

GIESEN

Journalisten die een diepgravend stuk over een technisch onderwerp willen schrijven, maar de uitvoering om financiële redenen niet rond krijgen, kunnen een beroep doen op de Frank Biesboer Beurs (FBB) van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI). Voor een artikel over technische ontwikkelingen en de mogelijke maatschappelijke consequenties is maximaal vijfduizend euro beschikbaar. Afgelopen jaar kreeg journalist Fred Sengers een bijdrage uit de beurs, voor een tweeluik over technologie in China. Het verhaal op pagina 12 is het eerste van de twee artikelen die Sengers met steun van de FBB kon schrijven. Dit jaar is voor het toekennen van de beurzen in totaal tienduizend euro beschikbaar. Voorstellen voor artikelen, inclusief een begroting, moeten uiterlijk 2 maart 2020 worden ingezonden. Op kivi.nl/fbb is meer te lezen over de voorwaarden en de wijze van inzenden. Alle aanvragen worden beoordeeld door Vivianne Bendermacher (oprichter van Techionista en oud-hoofdredacteur Kijk); Frank Biesboer (oud-hoofdredacteur De Ingenieur); Pancras Dijk (hoofdredacteur De Ingenieur) en Monique De Geus (woordvoerder Evides en oud-voorlichter TNO). (PD)

De economische gevolgen van klimaatverandering In de komende drie decennia dreigt de economische activiteit te lijden te krijgen onder de opwarming van de aarde. Maar hoe dan precies? Over die vraag gaat een recent rapport van het McKinsey Global Institute. Als het niet lukt de toename van CO 2 in de atmosfeer te beteugelen, zullen oogsten vaker mislukken door droogte of juist overvloedige regenval. India en Pakistan worden dan te heet voor arbeid in de buitenlucht. Zuid-Europa wordt droger en droger. De armste regio’s van de wereld worden het hardst getroffen. De economische gevolgen van klimaatverandering In de komende drie decennia dreigt de economische activiteit te lijden te krijgen onder de opwarming van de aarde. Maar hoe dan precies? Over die vraag gaat een recent rapport van het McKinsey Global Institute. Als het niet lukt de toename van CO 2 in de atmosfeer te beteugelen, zullen oogsten vaker mislukken door droogte of juist overvloedige regenval. India en Pakistan worden dan te heet voor arbeid in de buitenlucht. Zuid-Europa wordt droger en droger. De armste regio’s van de wereld worden het hardst getroffen.

De probleemgebieden als gevolg van klimaatverandering in beeld. Het klimaat in 2050 Hittestress

Gebied dat een groot risico loopt op verdroging in 2050 bij voorspelde opwarming Meer en heviger tropische stormen in gebied waar ze nu al plaatsvinden Laag Hoog De probleemgebieden als gevolg van klimaatverandering in beeld. Het klimaat in 2050 Hittestress

Gebied dat een groot risico loopt op verdroging in 2050 bij voorspelde opwarming Meer en heviger tropische stormen in gebied waar ze nu al plaatsvinden Laag Hoog

Mediterrane droogte Het gebied rond de Middellandse Zee krijgt (nog meer) last van de opwarming van de aarde. Hoe donkerder de kleur rood, hoe vaker er droogte heerst. Nu 2050 Mediterrane droogte Het gebied rond de Middellandse Zee krijgt (nog meer) last van de opwarming van de aarde. Hoe donkerder de kleur rood, hoe vaker er droogte heerst. Nu 2050

Hittegolven in India en Pakistan In gebieden waar het al heet is, zoals India en Pakistan, wordt het nog heter. In deze gebieden wordt buiten werken bijna onmogelijk. Nu 2050 Hittegolven in India en Pakistan In gebieden waar het al heet is, zoals India en Pakistan, wordt het nog heter. In deze gebieden wordt buiten werken bijna onmogelijk. Nu 2050

De klappen vallen in de arme landen In welke mate wordt werken in de buitenlucht bemoeilijkt door extreme hitte en luchtvochtigheid? Economisch zwakkere landen lopen het meeste risico. 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

0 1.000 10.000 100.000 Jaarlijks aandeel van werktijd in de buitenlucht dat wegvalt door extreme hitte BBP per inwoner in 2017, in dollars India Azië en Oceanië Afrika Arabische staten Europa en CentraalAzië Amerika Indonesië

Brazilië China VS De klappen vallen in de arme landen In welke mate wordt werken in de buitenlucht bemoeilijkt door extreme hitte en luchtvochtigheid? Economisch zwakkere landen lopen het meeste risico. 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

0 1.000 10.000 100.000 Jaarlijks aandeel van werktijd in de buitenlucht dat wegvalt door extreme hitte BBP per inwoner in 2017, in dollars India Azië en Oceanië Afrika Arabische staten Europa en CentraalAzië Amerika Indonesië

Brazilië China VS

Bron: Bron McKinsey Global Institute Zo ontstaat economische schade Impact van hitte op buitenwerk. Temperatuur (°C) Luchttemperatuur (°C) 100 80 60 40 20 0

20 24 28 32 36 100 80 60 40 20 0

10 14 18 22 26 30 Gevolgen voor maisopbrengst. Arbeidsproductiviteit in % Groei van maisplanten in % Bron: Bron McKinsey Global Institute Zo ontstaat economische schade Impact van hitte op buitenwerk. Temperatuur (°C) Luchttemperatuur (°C) 100 80 60 40 20 0

20 24 28 32 36 100 80 60 40 20 0

10 14 18 22 26 30 Gevolgen voor maisopbrengst. Arbeidsproductiviteit in % Groei van maisplanten in %

ALTERNATIEF PFAS GEZOCHT

Minister Stientje van Veldhoven van Milieu en Wonen pleit voor een Europees verbod op alle niet noodzakelijke toepassingen van PFAS. Onlangs presenteerde ze bij de Milieuraad in Brussel een plan om het gebruik van deze schadelijke groep stoffen aan banden te leggen. Is dat een goed idee en zijn er alternatieven?

tekst Marlies ter Voorde

Ze zitten in antiaanbakpannen, pizzadozen, brandwerende kleding, brandblusschuim en regenjassen: PFAS. De afkorting staat voor ‘poly- en perfluoralkylstoffen’ en is de verzamelnaam voor een grote groep synthetische fluor-koolwaterstofverbindingen, die inmiddels veel worden gebruikt. De sterke binding tussen koolstofen fluoratomen maakt PFAS bestand tegen hitte en chemicaliën. Dat is de kracht van het materiaal, maar meteen ook het probleem: als PFAS in de natuur belandt, breken ze ook daar nauwelijks af. Ook verspreiden de stoffen zich makkelijk, doordat ze zich binden aan koolstof en oplosbaar zijn in water. Zo sijpelt het spul de bodem in, of het verdampt om ergens anders als regen weer omlaag te komen. De kunstmatige moleculen worden inmiddels overal op aarde aangetroffen, zelfs in het ijs op de Noordpool. PFAS hoopt zich op in het milieu en is in hoge concentraties schadelijk voor de gezondheid. Het kan bijvoorbeeld schildklier- en leverproblemen veroorzaken en kan kankerverwekkend zijn.

Fluorvrij blussen Na wat gestuntel met regels voor het verplaatsen van PFAS-bevattende grond (in juni 2019 werd hiervoor een strenge norm gelanceerd, maar die werd al na een halfjaar weer bijgesteld, omdat er te veel projecten in de bouw en de baggersector vastliepen) zet de minister nu in op een aanpak bij de bron. Een goed idee, vindt Jacob de Boer, hoogleraar milieuchemie en toxicologie aan de Vrije Universiteit in Amsterdam. Voor veel toepassingen van PFAS zijn vrij makkelijk alternatieven te vinden, zegt hij. Zo kun je voor regenkleding siloxanen gebruiken, dat zijn polymeren die voornamelijk uit ketens van silicium- en zuurstofatomen bestaan. Sommige daarvan breken nauwelijks af en moet je dus vermijden, maar de meeste zijn een stuk minder schadelijk dan PFAS. Ook zijn er al fluorvrije brandblusmiddelen op de markt. De blusschuimproducent Solberg werkt al meer dan tien jaar met ‘Re-HealingFoam’, een combinatie van hars en een synthetisch polymeer. En de firma Saval in Breda ontwikkelde samen met TNO het fluorvrije brandblusschuim Bioclass F3. De Boer: ‘Voor grote branden zijn fluorvrije blusmiddelen nog niet ideaal, maar voor kleinere branden werken ze net zo goed als fluorhoudend schuim.’

Vernietigen De bekendste stof in de PFAS-familie is waarschijnlijk perfluoroctaanzuur (PFOA) dat wordt gebruikt bij het maken van teflon. Deze stof zit onder meer in de antiaanbaklaag in koekenpannen, en hij wordt ook veel gebruikt in ziekenhuizen en in de ruimtevaart. PFOA komt niet in het teflon terecht, maar is een tussenproduct, dat zich lastig laat vervangen. De Boer: ‘Na gebruik kun je het vernietigen, door het tot minstens 1000 graden Celsius te verhitten. Alleen moet dat dan wel

echt gebeuren.’ Tot 2012 mocht het bedrijf Chemours in Dordrecht PFOA ongezuiverd lozen. Toen er eindelijk regelgeving kwam, ging de fabrikant over op een andere technologie (GenX). Daar kwamen andere PFAS-achtige stoffen bij vrij, met kortere fluorketens. Die bleken echter net zo schadelijk, en verspreidden zich zelfs makkelijker. Verwerken was veiliger geweest, zegt Bert Meijer, organisch chemicus aan de Technische Universiteit Eindhoven.

Pizzadoos In mei 2019 pleitten twaalf milieuwetenschappers in het vakblad Environmental Science, Processes & Impacts voor een verbod op alle PFAS-bevattende producten die niet ‘noodzakelijk zijn voor de gezondheid of veiligheid, of onmisbaar voor het functioneren van de maatschappij’. Meijer is het hier mee eens. Van PFAS in producten als pizzadozen, kleding en cosmetica moeten we zo snel mogelijk af, vindt hij. ‘Dat zijn bovendien wegwerpproducten, waardoor de PFAS nog makkelijker in de natuur komt.’ Ook antiaanbakpannen zijn niet écht noodzakelijk, voegt De Boer hier ten slotte nog aan toe. ‘Zelf bak ik mijn eitje altijd in een stalen pan. Met wat extra vet gaat dat prima.’

illustratie depositphotos.com

PALENPROEF OP MAASVLAKTE

De opvallende constructie op de foto is een vernuftige manier om een funderingspaal te beproeven. De meer dan 30 meter lange paal zelf is niet zichtbaar, want die zit helemaal onder de grond. Plaats van handeling is de Prinses Amaliahaven op de Tweede Maasvlakte bij Rotterdam. Hier voerde het Havenbedrijf Rotterdam in december en januari proeven uit met verschillende typen funderingspalen die in de praktijk worden gebruikt om kades te verstevigen. Bij de proef zetten de hydraulische vijzels (rood) zich af tegen de kroon. Die zit echter muurvast, dankzij de ankers (roestbruin) in de grond. Het gevolg is dat de vijzels hun kracht loodrecht omlaag overdragen op de te testen paal. De proeven waren bedoeld om uit te vinden hoe de palen zich onder een maximale belasting van 25.000 kilonewton zouden houden. Volgens de initiatiefnemers was een dergelijke belasting nooit eerder aangebracht op funderingspalen. Drie typen palen zijn belast tot aan bezwijken: betonnen prefab palen, zogenoemde vibropalen, en schroefinjectiepalen. Van elk type zijn vier stuks beproefd. De eerste resultaten laten zien dat de prefab betonpalen en de vibropalen het beste presteren. ‘De capaciteit van zowel de schacht als van de punt lag dicht bij de waarde die was voorspeld met een nieuwe methode’, vertelt Alfred Roubos van Havenbedrijf Rotterdam en de TU Delft. De totaalkracht die een funderingspaal draagt, wordt deels door de schacht opgevangen (wrijving met de grond) en deels door de onderkant van de paal. Sinds 2017 zijn de eisen aan funderingspalen strenger geworden. ‘Terwijl er vóór 2017 in de praktijk nergens schade is waargenomen door bezweken palen’, vertelt Roubos. ‘In de praktijk betekent dit dat bouwprojecten duurder zijn geworden, omdat er meer palen nodig zijn.’ Met de proef willen de bedrijven laten zien dat er vaak onnodig veel palen zijn voorgeschreven. De resultaten leiden er mogelijk toe dat voor toekomstige bouwprojecten minder funderingspalen nodig zijn, wat een besparing in geld en materialen kan opleveren.

SATELLIET MEET UITSTOOT SCHEEPVAART

De universiteiten van Leiden en Wageningen gaan samen met de Inspectie Leefomgeving en Transport (ILT) onderzoeken hoe je satellieten kunt gebruiken om de uitstoot van schepen te controleren.

Sinds begin dit jaar is het maximaal toegestane zwavelgehalte van scheepsbrandstof teruggebracht van 3,5 naar 0,5 procent. De uitstoot van stikstofoxiden wordt vanaf begin 2021 ook beperkt, voor nieuwe schepen op de Noord- en de Oostzee. Op dit moment bestaat er echter geen instrument om te controleren of de tienduizenden zeeschepen die er wereldwijd rondvaren, daadwerkelijk schonere brandstof gebruiken of een installatie aan boord hebben geïnstalleerd die de uitstoot zuivert. Tropomi, een Nederlands meetinstrument aan boord van de Sentinel 5-satelliet, wordt nu al gebruikt om de emissie van steden scherp in beeld te brengen. Het instrument meet de luchtsamenstelling en levert informatie over ozonlaag, klimaat en luchtkwaliteit. ‘We kunnen hiermee ook het effect van schepen op zee zien’, zegt Folkert Boersma, universitair hoofddocent Meteorologie en Luchtkwaliteit van Wageningen University & Research. ‘Daarom zijn we bezig met een studie om gericht te onderzoeken of we ook de uitstoot van afzonderlijke schepen of groepjes schepen in kaart kunnen brengen. Met de hoge resolutie van de Tropomi-beelden moet dat mogelijk zijn.’

Rookpluimen Het onderzoek, met een looptijd van in eerste instantie vier jaar, zal vooral draaien om het beter interpreteren van de satellietbeelden. Op de beelden is vanaf achthonderd kilometer hoogte een rookpluim te zien. ‘We moeten dan de concentratie van de vervuiling in die pluim direct kunnen linken aan de positie van een specifiek schip’, zegt Boersma. Bij windstil weer is dat nog niet zo ingewikkeld, maar als het stormt is het lastiger te detecteren. Daarom moet het onderzoek ook modellen opleveren om

foto WikiMedia / CC BY 2.0

Een schip verlaat de haven van Port-SaintLouis-du-Rhône bij Marseille.

WATEROVERLAST BEREKENEN

Wat kun je op en rond je huis doen om regenwater zo goed mogelijk af te voeren? Stowa en stichting Rioned denken deze vraag te kunnen beantwoorden met de nieuwe software PerceelTool. Daarmee is eenvoudig te berekenen wat de effecten zijn van verschillende maatregelen voor het afvoeren van regenwater.

Door de klimaatopwarming komen hevige hoosbuien vaker voor. Als de bodem al dit water niet kan opnemen, staat er met een beetje pech zoveel water in de tuin dat het naar binnen stroomt. Om de kans hierop te verkleinen, kunnen huiseigenaren allerlei maatregelen nemen: de tuin niet helemaal betegelen, water opvangen in een regenton, een ondergrondse waterberging aanleggen of een begroeid dak met extra waterbergingscapaciteit. Wat de juiste aanpak is voor een bepaalde situatie (woning, tuin, bestrating, etc.) is te berekenen met de onlangs gelanceerde PerceelTool. Dit is software, ontwikkeld door Stowa en

illustratie PerceelTool

Rioned, om in een bepaalde situatie verschillende maatregelen door te rekenen. De gratis tool is bedoeld voor particulieren, hoveniers en installateurs.

Volledig betegeld Wat valt er zoal te leren van de tool? Is de tuin volledig betegeld, dan kun je op je klompen aanvoelen dat het water stijgt tot boven de drempel. Maar wat heeft het voor effect als deze huiseigenaar de tegels in een deel van de tuin weghaalt en vervangt door gras of planten? Heeft het zin om een infiltratievoorziening aan te leggen onder de grond? De tool geeft inzicht wat de effecten zijn van de maatregelen die iemand treft. Ook laat hij zien hoe die verschillende maatregelen op elkaar inwerken. De gebruiker voert in de software in hoe huis en tuin eruitzien, hoe groot de verschillende oppervlakken zijn en van welk materialen ze zijn gemaakt. Vervolgens worden er naar wens allerlei extra zaken aangebracht, zoals een regenpijp die water afvoert van het dak naar de tuin, of andere afvoerbuizen die lopen tussen gedeelten van het perceel.

te verklaren wat er in die rookpluim gebeurt. ‘In die pluim vinden allerlei chemische reacties plaats en er treedt verdunning op’, zegt Boersma. ‘Als we begrijpen hoe dat precies werkt, kunnen we onze metingen valideren.’ (PD)

De software kan daarna regenbuien met verschillende intensiteiten simuleren. Je ziet dan precies wat er gebeurt in je tuin wanneer het hard regent. De simulatie geeft zelfs grafisch weer wat er gebeurt met het neervallende hemelwater. Waar loopt het netjes weg en waar stijgt het (te) snel?

Hoosbui Kan de tuin bij een hoosbui de hoeveelheid water wel afvoeren? En gaat dat nog steeds goed bij heftige buien waarbij 40 tot 150 millimeter in een uur valt? PerceelTool is een benadering van de werkelijkheid, maar leidt wel vaak tot nieuwe inzichten, vertelt Harry van Luijtelaar, senior projectmanager bij stichting Rioned. Volgens Van Luijtelaar is het bijna altijd een goed idee om een laagteberging in de tuin aan te leggen. ‘Dat is een lager gedeelte – de ouderwetse zitkuil of een kuil onder een trampoline – waar het niet zo erg is als er tijdelijk een laagje regenwater blijft staan. Dat water heeft dan alle tijd om rustig in de bodem te trekken.’ (JH)

SOCIALE HUUR VERDUURZAMEN

Twee miljoen sociale huurwoningen moeten de komende jaren energiezuiniger worden. Hoe gaan bewoners, meestal met lagere inkomens, om met deze veran dering? Daar gaan Nederlandse wetenschappers onderzoek naar doen onder leiding van de Techni sche Universiteit Eindhoven.

De wetenschappers gaan binnen het onderzoeksproject BEL (Behaviour, Energy transition, Low income) op zoek naar antwoorden op vragen als: verandert het verbruik van energie en andere goederen door gezinnen met een laag inkomen tijdens de energietransitie en in welke richting? Wat gebeurt er met het aantal huishoudens dat nu al soms de energierekening niet kan betalen? Passen mensen hun gedrag aan en wat zijn achterliggende motieven? Het nieuwe onderzoek bouwt voort op de resultaten van recent onderzoek dat de TU Eindhoven deed samen met woningbouwverenigingen in het land. Daarin deden zo’n zeshonderd huurders van vijf corporaties mee aan een keuze-experiment. Zij moesten in een online vragenlijst een aantal keer kiezen tussen verschillende pakketten om hun woning te verduurzamen. De pakketten waren gebaseerd op de maatregelen die corporaties momenteel gebruiken bij energierenovaties, zoals bijvoorbeeld: maximaal isoleren binnen de bestaande woningschil, isoleren met extra schil om het gebouw, van het aardgas af of zonnepanelen installeren. Bij alle voorgeschotelde scenario’s krijgt de huurder een financieel voordeel na de verbouwing; de besparing op de energierekening is altijd groter dan de huurverhoging. ‘Dit hebben de Nederlandse corporaties zo afgesproken’, vertelt onderzoeker Ioulia Ossokina van de TU Eindhoven. Een deel van de proefpersonen kreeg ook nog extra informatie aangeboden. Deze extra communicatie ging over de (gunstige) financiële gevolgen van de renovatie voor de bewoners of over de comfortverbetering in de woning. Door de betere isolatie hebben bewoners bijvoorbeeld minder last van tocht. Op basis van het keuze-experiment concluderen de onderzoekers dat de gemiddelde bewoner akkoord gaat met de voorgestelde huurverhoging als de energiebesparing 30 procent hoger ligt dan die huurverhoging. Verder bleek dat huurders akkoord gaan met een lager rendement, als extra maatregelen voor meer comfort zorgen in de woning. Een derde conclusie is dat huurders met een hoog milieubesef tevreden zijn met een lager rendement. Zij zijn, met andere woorden, ook bereid mee te werken aan verduurzaming als de financiële prikkel wat lager is. Hetzelfde geldt voor de mensen die hun woningbouwvereniging vertrouwen. ‘Maar andersom geldt ook: de corporatie moet extra moeite doen om die mensen mee te krijgen die onlangs ontevreden waren over de dienstverlening.’ (JH)

foto De Alliantie

Deze flat in Amsterdam uit 1963 is vorig jaar helemaal verbouwd en van het aardgas afgehaald.