Milieuvriendelijk ecoduct
De situatie
Ecoducten zijn een belangrijk onderdeel voor de biodiversiteit van Nederland. Ze zorgen ervoor dat dieren elkaar kunnen vinden tussen verschillende natuurgebieden. Tegenwoordig worden ecoducten alleen maar gemaakt van beton, maar waarom maak je deze natuurvriendelijke brug niet van een duurzamer materiaal? Beton is verantwoordelijk voor minstens 5 procent van de wereldwijde CO2, dat komt vooral door het cement dat als bindmiddel dient in beton. Op dit moment zijn er 30 ecoducten in Nederland gebouwd en 20 gepland.
De opdracht
De opdracht is om een nieuw ecoduct-type te ontwikkelen op een specifieke locatie die niet-duurzame materialen zoals beton moet vervangen. We zullen hierbij letten op de prijs, het design/uiterlijk, de constructie en de doorloop van de dieren.
De opdrachtgever
Steven Jansen is onze expert en begeleider bij dit project. Hij heeft VWO gedaan en landschapsarchitectuur in Wageningen gestudeerd. Hij is adviseur in mobiliteit en houdt zich bezig met de locatie, de bijbehorende omgeving, ecologische verbindingen en zorgt ervoor dat er geen overlast is voor de omgeving. Ook houdt hij zich bezig met de verkeerskundige kant van projecten, hij zorgt ervoor dat alles bereikbaar blijft. Zo is hij nu bezig met de nieuwe eilanden voor IJburg en een fietsbrug of pont naast de Amsterdamse brug. Een andere specialiteit is om de inhoud te vertalen naar een beleidsmatige en bestuurlijke context, hierbij hoort ook om alle betrokkenen partijen bij elkaar te brengen en ieders verwachtingen zo goed mogelijk te vervullen.
Programma van eisen
Voor ons product hebben wij en de opdrachtgever een programma van eisen op gesteld:
-
Dieren moeten er gebruik van maken.
-
Er moet voldoende grond zijn om de planten te ondersteunen.
-
De constructie moet het gewicht van de grond kunnen dragen.
-
Het ecoduct moet op een nuttige plek liggen
-
De prijs is maximaal 6 miljoen euro.
-
Er moet per rijbaan ruimte zijn voor een rechthoek van 4,70 meter breed en 4,50 meter hoog.
De locatie
Na een tijdje zoeken voor en geschikte locatie die niet een al te brede weg had maar dat wel voldoende gevaar voor de dieren vormde, kwamen wij op de 12 N269 bij Dun.
Het is een (tweebaans) weg met twee fietspaden naast de weg waarbij het ene fietspad verder weg ligt dan de ander. Het is een relatief drukke weg zonder ecoducten in de buurt en het scheidt twee bossen van elkaar. We kunnen hieruit afleiden dat er voldoende dieren zullen overspringen om een ecoduct te kunnen rechtvaardigen.
Uitwerking
Nadat we een locatie gekozen hadden konden we hiervoor gericht een oplossing zoeken. Een paar brainstorm sessies later en we hadden een paar ideeën gevormd, zoals een ecoduct met de vormgeving als een Pringle, wat een sterkere constructie zou vormen en dus minder beton gebruikt. Deze ideeën hebben we naar de opdrachtgever gebracht om te kijken wat hij ervan vond en toen stak er één idee uit, namelijk een sluitstenen constructie van 3 bogen, hierover later meer.
We gingen dit idee verder uitwerken en ik begon aan een model in Blender 3.0 (een breed gericht 3d-modeleringsprogramma). Ik begon eerst met één simpele boog wat nog best moeilijk bleek te zijn. Daarna ben ik gaan werken aan het reconstrueren van de locatie op schaal met de juiste texturen, bomen, kleuren etc. Vervolgens heb ik de boog erbij gedaan met twee extra bogen voor de fietsers. De bogen zijn op schaal met de juiste doorrijhoogte. Toen moest ik al het zand en aarde die normaal op een ecoduct ligt erop modelleren met de hand en deze ook de juiste kleur en textuur geven. Uiteindelijk is dit het model geworden:
Zoals je kunt zien heb ik er voor gekozen om de belichting op drie verschillende tijden in te stellen met elk een andere invalshoek. Op het ecoduct staat ook nog een hertje en ik heb twee fietsen en een bus toegevoegd waar ik motion blur bij heb gedaan voor realisme. Wat ik als laatste nog heb toegevoegd wat je goed kunt zien in het plaatje van de middag is scherptediepte.
Terwijl ik dit aan het modelleren was, was ik maar vooral mijn groepsgenoten bezig met het zoeken naar een geschikt materiaal voor het ecoduct. Hierover later meer.
Constructievoorstel
Het uiteindelijke idee van dit ecoduct is om een sluitstenen constructie te gebruiken. Dit kan goed op deze locatie omdat de wegen uit elkaar liggen en er dus geen grote overbrugging nodig is.
De constructie heeft een aantal voordelen:
-
Het is relatief simpel te bouwen
Normale ecoducten hebben namelijk grote overbruggingen en het beton moet op de plek op het ecoduct in een mal gegoten worden. Dit is hier niet nodig. De lange balken kunnen in een fabriek gemaakt worden en hoeven alleen maar geplaatst te worden.
-
Het is goedkoper
Omdat deze constructie alleen op drukkrachten werkt, hoeft het ecoduct niet van sterke materialen (die meestal duur zijn) gemaakt te worden, maar kan het ook berusten op materialen zoals zout.
Helaas heeft het ook twee nadelen:
-
Het ecoduct moet iets hoger worden dan normaal
Doordat sluitstenen niet op een scherpe hoek kunnen wordt de boog boller dan normaal en dus een stukje hoger.
-
De balken hebben een hulpconstructie nodig
Als de balken op locatie aankomen moeten ze een voor een geplaatst worden. Hiervoor is een soort steiger nodig die ervoor zorgt dat als je een balk plaatst hij niet weer naar beneden glijdt. Deze constructie kan later weg gehaald worden.
Materialenvoorstel
Zoals eerder gezegd doelen we op het verminderen van het gebruik van beton in ecoducten. De constructie zorgt ervoor dat het bouwmateriaal alleen een sterke drukkracht moet kunnen leveren. Naar deze materialen hebben wij gezocht.
De materialen:
Zout:
We waren door Himalayazout-blokken op het idee gekomen om de balken te maken van zout met een bindmiddel. Hiernaar hebben we veel onderzoek gedaan of dit mogelijk was en we kwamen uit op een document waar alle onderzoeken naar zout in bouwmaterialen in staat. Hier de verkorte versie:
Helaas kunnen wij niet berekenen hoe sterk het zout moet zijn, maar aangezien het dicht bij de sterkte van beton komt kunnen we concluderen dat het zout een toepasbaar is op dit ecoduct.
Gerecycled plastic:
Het volgende toepasbare materiaal is gerecycled plastic. We hebben twee soorten gevonden:
Gerecycled plastic uit kenia, waar Nzambi Matee bakstenen van plastic maakt. Deze bakstenen zijn: zeven keer sterker dan beton en heeft ook een sterkere drukkracht, goedkoper en lichter dan beton, slijtvast, vloeistofdicht, makkelijk vervormbaar en kleurbaar.
Gerecycled plastic afkomstig van de zee. Het plastic gebruikt zeven soorten zeeplastic. Ook heeft het geen lijm nodig, stoot het 95% minder uit dan beton, is het hitte- en regenbestendig, geluidsabsorberend, sterk en het kan in meerdere kleuren gemaakt worden.
Kunststof:
Als laatste voorstel voor de opdrachtgever hebben we een gerecyclede kunststof genaamd GRC. Deze stof is iets moeilijker te maken dan de andere, maar het stoot wel 77 keer minder CO2 uit dan beton en heeft een (lichte) elastische werking waardoor het botsingen met de muur veiliger maakt en het minder scheurtjes veroorzaakt. Verder is dit materiaal vormbaar en dus goed toepasbaar voor ons design.
Testfase
Dit project hebben we ook twee kleine testjes gedaan om te kijken of onze ideeën wel in de werkelijkheid toepasbaar zijn. Ten eerste heb ik tijdens mijn modelleringsproces het primitieve model uit elkaar geklapt om hem kleinschalig 3D te printen en ermee te testen hoeveel gewicht het kon houden. Ik heb het model met 5% vulling gevuld met PLA-filament. Vervolgens hebben we met houten vormpjes ervoor gezorgd dat er een gewichtje op kon van 500 gram, daarna hebben we er meer gewicht op gedaan, en nog meer, en nog meer, totdat we op ons mini-boogje 2 bakstenen en zo'n 8 kilo hadden. Daarna namen we en grote stap omhoog want ik ging erop staan en dat lukte. Waarna Mika (het zwaarste groepslid) erop ging staan, maar toen zakte hij door.
Het boogje van 40 gram kon dus 75 kilo dragen, waarmee we kunnen concluderen dat de structuur in ieder geval stevig is.
Ten tweede hebben we onderzocht of zout makkelijk vormbaar is. Dit hebben we simpel gedaan door zeezout op te warmen en te verdampen in een schaaltje en te kijken of het zout dat overblijft de vorm van het schaaltje aanneemt.
Dit bleek niet zo te zijn. Niet alleen nam het niet de vorm aan, het zout spatte alle kanten op en was moeilijk controleerbaar.
Evaluatie
Dit project ging best goed. Het had een vlotte opstart, goede samenwerking, dubbel goede testfase, leuke eindpresentatie, we hebben de doelen van de opdrachtgever behaald, we hadden een leuk project met een expeditie naar een ecoduct en meer.
Helaas gingen er ook een paar dingen minder. Bijvoorbeeld dat Mika een derde van het project op zijn telefoon heeft gezeten en dat Levi, iets minder maar nog steeds veel Clash Royale ging spelen. Kawai en ik moesten hun vaak aansporen om iets te gaan doen en dat was vervelend.
Persoonlijk deed ik het ook niet perfect. Bij een stroef stukje in het project had ik ook soms de neiging om bijv. voor een Duitse toets te leren, maar ik heb wel veel meer huiswerk voor O&O gemaakt dan mijn groepsleden.
Uiteindelijk vind ik dit een van de beste projecten tot nu toe. Het heeft misschien niet het beste idee, maar de uitwerking en testfase compenseren daarvoor.