Zand
Aan zand geen gebrek in Nederland... Dus het ligt voor de hand dit materiaal te gebruiken voor het bouw van de berg. We kunnen best een laagje van het Nederlands Continentaal Plat (NCP, zie kaart) afschrapen om onze berg mee te bouwen.
Hoe groot is het oppervlak Nederlands continentaal plat eigenlijk? Op de website www.zeezicht.nl lezen we hierover wat interessante feiten.
Het Nederlands deel van het Continentaal Plat beslaat 60.000 vierkante kilometer. De landoppervlakte van Nederland is ca. 35.000 vierkante kilometer, met het zoete water meegerekend is de oppervlakte 41.500 vierkante kilometer. Bijna 60% van Nederland is dus zee.
Tussen 1960 en 1975 hebben de Noordzeestaten onderling verdragen gesloten om de landsgrenzen op het Continentaal Plat vast te leggen.Het oudste verdrag is dat tussen Nederland en Duitsland (1964). De grens werd toen slechts gedeeltelijk (over een gedeelte van 26 zeemijl) vastgesteld. Verdere overeenstemming was niet mogelijk omdat er onenigheid tussen Nederland, Duitsland en Denemarken was over de juiste verdelingscriteria. Duitsland was bang door de vorm van de kust geheel ingesloten te worden door de andere twee landen. Tot op heden is de grens tussen Nederland en Duitsland in het Eems-Dollard-gebied niet duidelijk vastgesteld.
Ok, dus 60.000km2 (zeg maar grofweg een gebied van 200x300km), dat is 60.000.000.000m2. In de vorige blog hebben we al berekend dat we 113.097.336.000m3 materiaal nodig hebben. Dat betekent dat als we 113.097.336.000m3 / 60.000.000.000m2 = een laag van ongeveer 2 meter (1,88m) van het gehele continentale plat moeten afhalen... dat valt wel mee. Als we wat meer weghalen (bvb 10m) dan volstaat uiteraard een kleiner gebied. Stel dat we maximaal 10m afgraven van de zeebodem, dan hebben we een afgravingsgebied nodig van 113.000.000.000 / 10 = 11.300.000.000m2, een gebied van 100x113km.
Op dit moment wordt ook Noordzeezand gebruikt voor zandsuppleties (zie foto) en de aanleg van de tweede maasvlakte. Op de website Noordzeeloket zijn interessante statistieken te vinden over winbare hoeveelheden zand en hoeveel op dit moment wordt gewonnen.
Sinds 1974 is op het Nederlands Continentaal Plat (NCP) ongeveer 450 miljoen m³ zand gewonnen, waarvan 175 miljoen m³ uit de vaargeulen. De resterende 237 miljoen m³ komt, uitgaande van een winningsdiepte van twee meter, overeen met een oppervlak van 119 km². Jaarlijks wordt ongeveer 25 miljoen m³ zand gewonnen, waarvan ongeveer de helft voor gebruik als ophoogzand op land en de andere helft voor de kustverdediging (vooroever- of strandsuppletie). Sinds vooroeversuppleties worden toegepast, is de zandwinning voor kustverdediging sterk toegenomen.
Een berg met zand maken is mogelijk maar we willen natuurlijk ook wegen en gebouwen en kabelliften bouwen op de berg... we zullen het zand daarom moeten verstevigen met een bindmiddel. Dit kan bijvoorbeeld cement zijn of een vergelijkwaardig alternatief. Op http://nl.wikipedia.org/wiki/Beton lees ik een interessant gegeven over beton.
Door de relatief lage prijs van het materiaal, de relatieve inertie, de eenvoud van het gebruik en door de vele mogelijkheden is beton een veelgebruikt bouwmateriaal. Jaarlijkse verbruiken de geïndustrialiseerde landen bijna een kubieke meter beton per persoon.
In Europa wonen 500.000.000 inwoners, dat is dan 500.000.000m3 ( 0,5km3) beton. We hebben 113km3 nodig dus als iedere europeaan nu eens 226 jaar lang een kuub doneert dan zijn we er ;-).
Iets nieuws in dit kader zijn biogrouten. Biogrout stabiliseert zand- en grindlagen net als cement. Maar hier wordt gebruik gemaakt van Bacteriën.
BioGrout zorgt ervoor dat er een cementatieproces gerealiseerd wordt in de grindlaag. Door het injecteren van een bacteriehoudende vloeistof ontstaan er kalk-kristallen die de zand- en grindkorrels aan elkaar kitten. Dit cementatieproces is een natuurlijk proces dat normaal gesproken honderden jaren duurt. Door het injecteren van de juiste bacterieen kan dit proces versneld worden en duurt het nog slechts een paar dagen. De bacterien kunnen onder lage druk geinjecteerd worden om een grote injectie afstand te bewerkstelligen.
Meer info op http://www.biogrout.com.
BioGrouting is the in-situ stimulation of a cementation process, where sand is converted into a sandstone-like material using calcium carbonate crystals. A natural biological process is used for this diagenesis. It is based on a reaction where naturally-occurring bacteria ensure that small chalk crystals are deposited on the surface of sand grains. The resultant transformation from a loose-grained to a cemented material leads to a marked increase in the strength and stiffness of the material. At normal pressure and temperature, and under the correct process conditions, the process takes place in a matter of days.
En voor de liefhebbers van details een proefschrift over dit onderwerp, getiteld “Ground Improvement by Microbially Induced Carbonate Precipitation”. En een mooie presentatie van Gerard van Zwieten.
Saillant detail is dat een van de ingredienten ureum is... dus we kunnen allemaal ons steentje bijdragen ;-).
Een andere manier om los zand te verstevigen is door het te smelten. Mogelijk kunnen we zonne-energie gebruiken om de zandkorrels geheel of gedeeltelijk aan elkaar te smelten. Dat kan relatief eenvoudig op kleine schaal (zie onderstaand filmpje). Misschien is het mogelijk om met grotere spiegels snel grotere oppervlakken te smelten.
Zandtransport is eenvoudig, dat doen we door middel van zandopspuiting via sleephopperzuigers en persbuizen, ervaring genoeg bij de Nederlandse ingenieursbureau’s op dit gebied. Het is wel even de vraag of we genoeg pompen en buizen hebben... (berekening volgt later).
Gesteente
Stel we bouwen de berg met echt degelijk materiaal, bijvoorbeeld gesteente uit Zwitserland. De Zwitsers kunnen vast wel 1 berg missen, ze hebben er immers genoeg. Ik zou zeggen, we ruilen; wij krijgen een berg van hen, wij sturen hen 100 jaar lang tulpenbollen en Edammer kaas.
Hoe gaan we het materiaal vervoeren? Ik stel voor, we zagen een van de alpen netjes in blokjes van 1m2 en stapelen het hier in Nederland weer op... dat zijn dan wel heeeel veel blokjes (ruim 113 miljard). Om het stapelen te vergemakkelijken kunnen we het lego model toepassen, dan blijft de boel wat steviger staan. Je ziet ze al steeds vaker op bouwterreinen.
Vervoer per schip van zwitserland naar Nederland geeft 11.594 vrachtschepen en 1796 duw- en sleepboten met totaal tonnage 12.244.763 Ton. Tankers tellen niet mee dus ongeveer 10 miljoen Ton vrachtvervoer x 1000 = 10 miljard kg vervoercapaciteit. Als die nu eens allemaal per jaar 20 keer op en neer varen naar Zwitserland, dan hebben we 200.000.000.000kg op jaarbasis. Te vervoeren is 113.097.336.000m3 x soortelijk gewicht graniet (2700 kg/m3) = 305.362.807.200.000 / 200.000.000.000 = 1527 jaar bezig met varen, dat schiet niet echt op... By the way, over wat precies een tonnage betekent is ook aan verandering onderhevig, zie www.binnenvaart.nl.
LEGO
Een collega suggereerde gewoon ECHTE legoblokjes te gebruiken (geen gek idee, want spelen met Lego is leuk). Ik zag dat de standaard Legoblokjes in de aanbieding zijn bij www.brickshop.nl (van 22,95 voor 19,95) maar liefst 100 nieuwe LEGO stenen met 2x4 noppen in een polybag! Hoeveel legoblokjes in 1 m3? Daarvoor moeten we weten hoe groot een legosteentje precies is.
LEGO pieces have standard sizes so LEGO structures are usually multiples of those dimensions. The Fundamental LEGO Unit (FLU) refers to the height of a simple brick, and can be expressed in standard units, such as the millimeter: the vertical FLU is 9.6 mm. Interestingly, the ratio between the length or width of a brick and its height is not an integer, but a ratio of two small integers: 6 to 5
De inhoud van 1 Fundamental Lego Unit (!) is dan 0.008x0,008x0,0096=0,0000006144m3. In 1m3 gaan dus 1/0,0000006144 = 1.627.604 FLU’s. In het zakje zitten 100x2x4=800 FLU’s, dus heb ik 1.627.604/800 = 2035 zakjes nodig. Dit kost me dan een 2035 x 19,95 = 40.598 euro voor een kuub Lego... Een lego alp gaat me dan toch een slordige 113.097.336.000m3 x 40.598 = 4.591.525.646.928.000 (ruim 4 biljard) euro kosten... Tja, Lego is een dure hobby, dat weten we allemaal. Maar misschien kan ik kwantumkorting krijgen bij Lego BV, even bellen binnenkort.
Nog even doorrekenen. Stel ik leg 1 legoblokje van 2x4 (8 FLU) per seconde. Da’s dan 100 seconden voor 1 zakje met 800 FLU’s en 2035x100=203.500s / 3.600 = 56,5277... uur per 1m3 (ruim 2 dagen). Dan ben ik toch wel even bezig, namelijk (203.500s / 3.600) x 113.097.336.000m3 = 6.393.141.076.667uur = 729.810.625 miljoen jaar. Dat is langer dan alle geologische tijdschalen vanaf het Cambrium tesamen, lijkt me niet realistisch... Maar dat is als ik het in mijn eentje doe natuurlijk. Als nu eens alle Nederlanders de schouders eronder zetten dan zijn we in 729.810.625 / 16.687.421 inwoners = 43,73 jaar klaar, dus waar wachten we nog op?!
Afval
We zouden onze berg natuurlijk ook kunnen bouwen met afval... Een mooi voorbeeld is natuurlijk de prachtige VAM berg in Drenthe. Met zijn 56 meter +NAP is dit de trots van Drenthe, en wordt regelmatig beklommen door wielrenners en wandelaars (beste route naar de top te verkrijgen bij het informatiecentrum). De ronde van Drenthe doet ieder jaar de berg aan (de strijd om de bolletjestrui wordt hier vaak beslist). Omdat de berg goed is afgedekt, is er niets van het onderliggende afval te zien en –ook belangrijk– te ruiken.
Ook skihellingen worden vaak op afvalbergen gebouwd, bijvoorbeeld in Zoetermeer, maar volgens een artikel in de Volkskrant zijn er meer vergelijkbare plaatsen.
Nederland telt een stuk of twintig skiheuvels. Veel daarvan zijn aangelegd op afvalbergen: behalve de skiërs van Nieuwegein slalommen ook de wintersporters van Spaarnwoude, Bergschenhoek, Wijchen, Dordrecht, Rucphen, Zoetermeer, Uden, Oss en Molenhoek over verterende huisvuilzakken en over bouwafval.
Anyway, als we nu eens alle afval in Nederland op een grote hoop zouden gooien (inclusief het afval van bestaande vuilnisbelten)... dus in plaats van honderden kleine vuilstortplaatsen verspreid door Nederland alles op één mega vuilstortplaats op een centrale locatie, hoe ver of beter gezegd hoog zou die berg dan worden?
Volgens dit essay van de universiteit Twente zijn er 4000 oude vuilstortplaatsen met een totaal oppervlak van 8000ha. 1ha=100x100=10000m2 dus dat is 8000 x 10000 =80.000.000m2 = 80km2 = een gebied van 10km bij 8km; komt qua oppervlak aardig in de buurt van onze alp (113km2). Laten we eens uitgaan van een gemiddelde hoogte van 20m van alle huidige afvalbergen (113x0,02=2,26km3), dat zou dan betekenen dat we met alle afval van Nederland bij elkaar ongeveer de eerste 20 meter van de alp kunnen bouwen.
Maar... er is hoop want er komt natuurlijk ook ieder jaar afval bij. In Nederland kwam in 2006 in totaal ruim 60 miljoen ton (= 60 miljard kg) afval vrij. Het grootste deel daarvan is bouw- en sloopafval (39%) en afval uit de industrie (29%). De hoeveelheid gemeentelijk afval die jaarlijks vrijkomt bedraagt ongeveer 10 miljoen ton (16%). Een controle berekening voor gemeentelijk afval komt op dezelfde cijfers uit, het totaal gemeentelijk afval in 2005 was 638 kg/inwoner (cijfers CBS 2005). Uitgaande van 16.000.000 inwoners in Nederland komt dit neer op 638 * 16.000.000 = 10.208.000.000 kg oftewel ongeveer 10 miljoen ton. Uitgaande van een gemiddeld gecompacteerd soortelijk gewicht van afval van 1600 kg/m3 is dat 37.500.000m3 (0,0375km2). Hmm, dat schiet natuurlijk niet op. Nodig 113km3, bestaand afval 2,26km3 + ieder jaar 0,0375km3 erbij... dan duurt het 2953 jaar voordat we genoeg afval hebben...
Maarrr, we kunnen natuurlijk ook afval uit het buitenland gaan importeren... met alle afval van Europa kom je wel een heel eind. Nederland heeft 16.847.000 inwoners, Europa in totaal 503.280.000 inwoners, zie deze website. Dat is 29,9 keer zoveel inwoners. Als we de statistieken nu eens grofweg doortrekken... dus 2,26km2 x 30 = 67,8km2 voor alle bestaande afval van Europa en jaarlijks 0,0375 x 30 = 1,125km3 erbij. Nodig 113km3, dan duurt het jaar slechts 40 jaar voordat we genoeg afval hebben, now we are talking! Daar hebben we dan wel 25.850.819.658 vrachtjes (113.097.336.000m3 x 1600kg/m3 / 7000), want een vuilniswagen kan ongeveer 7000kg vuilnis vervoeren. We kunnen hier wel spreken van een logistieke uitdaging ;-).
Inmiddels ben ik echter van gedachten veranderd! Principieel is het beter om afval zoveel mogelijk te hergebruiken en te recyclen. De scheidingstechnieken worden steeds beter, in de toekomst dus steeds minder afval. Sterker nog, ik denk dat gezien de huidige tekorten aan grondstoffen zoals metalen en olie in de nabije toekomst afvalbergen weer zullen worden afgegraven om alle waardevolle matrialen (plastic, metalen, etc.) eruit te halen. Verbranding van afval is wat dat betreft ook al geen goed idee (hoewel het energie oplevert op de korte termijn).
Kortom, laten we maar zand nemen!
Naar Bouwmateriaal - Deel 2
Naar Bouwmateriaal - Deel 3
Naar Inhoudsopgave
Naar Vorige
Naar Volgende
Wist je dat het octrooirecht van Lego afloopt - op het blokje, niet op de merknaam?
ReplyDeleteZie hier:
http://www.octrooibureau.nl/nl/nieuws_en_publicaties/nieuws/nieuwsartikel/67/Uitgespeeld
Dat betekent dat het goedkoper wordt als China het ook op de markt brengt. Of het nou zo milieuvriendelijk is, zelfs als je het met gerecycled kunststof produceert, of een geweldige biotoop vormt, tja..
De optie water als bouwmateriaal zou je ook nog kunnen uitwerken. Daar hebben we heel veel van en de aanvoer kun je met de regen en sneeuw duurzaam doen. Die komen immers al van boven. Het enige wat je moet doen is de boel in bevroren toestand vast zien te houden, dus een schil met een zeer hoge isolatiewaarde maken. Die schil kun je van onderaf opbouwen als een dijk die aan de binnenzijde op het ijs rust. 't Is maar een idee. Succes!
ReplyDeleteCool verhaal! Alex
ReplyDelete