Beton op pisbasis (afb: univ. van Stuttgart)
De cementproductie is een van de meest vervuilende en klimaatschadelijke industriële processen. Onderzoekers in Stuttgart werken daarom aan een nieuw, duurzaam mineraal bouwmateriaal: biobeton. Voor de productie ervan gebruiken ze een tot nu toe over het hoofd geziene grondstof: menselijke urine. Kampeerders die van 17 tot en met 25 januari op de camping van de CMT-toerismebeurs in Stuttgart verblijven, kunnen het onderzoeksproject steunen door de urine uit hun composttoilet te doneren.
Dit biobeton wordt geproduceerd door biomineralisering. Bij dit proces produceren levende organismen anorganisch materiaal. Dat kan potentieel volledig uit afvalmaterialen worden geproduceerd op een CO₂-neutrale manier.
De onderzoekers voegen een poeder met bacteriën toe aan het basisingrediënt, zand, vullen het mengsel in een mal en spoelen het drie dagen lang met calcium verrijkte urine. De bacteriën zetten de ureum in de urine om in carbonaat. Het aanwezige calcium zorgt er vervolgens voor dat calciumcarbonaatkristallen (kalkkristallen) groeien.
Het zandmengsel stolt tot biobeton, een vast materiaal dat chemisch vergelijkbaar is met natuurlijke calciumsilicaatbakstenen. Afhankelijk van de mal kunnen elementen van verschillende vormen en afmetingen worden geproduceerd, momenteel met een dikte tot 15 cm.
Menselijke urine, ooit vaak gebruikt als meststof, is een nogal over het hoofd geziene grondstof. “De tot nu toe geproduceerde monsters tonen veelbelovende materiaaleigenschappen voor bepaalde toepassingen in de bouw,” zegt Lucio Blandini, hoofd van het Instituut voor Lichtgewichtconstructies en Conceptueel Ontwerp (ILEK) aan de universiteit van Stuttgart. De onderzoekers hebben proefmonsters geproduceerd die een druksterkte van meer dan 60 MPa (ouderwets beton varieert tussen 20 en 80MPa) bereiken, aanzienlijk hoger dan in alle eerder gepubliceerde studies over biomineralisering.
Dit betekent dat er ook met urine zeer sterke bouwstenen geproduceerd kunnen worden. Het onderzoek is echter niet bedoeld om conventioneel beton volledig te vervangen, legt Blandini uit: “We zien het bouwmateriaal eerder als een aanvulling voor geselecteerde toepassingen.” Waarom niet?, vraag ik(=as) me dan meteen af.
Het biomineraliseringsproces vereist grote hoeveelheden urine. Zo is er ongeveer 26 000 liter nodig per m3 biobeton. Om in de toekomst grotere componentformaten te kunnen maken en beproeven is voor het eerst een grootschalige urineinzamelingscampagne gestart. Dit initiatief wordt ondersteund door de bedrijven Arwinger en Kompotoi, die ‘groene’ toiletsystemen produceren, en Messe Stuttgart.
Toerismebeurs
De toerismebeurs CMT vindt plaats van 17 tot en met 25 januari 2026 in Messe Stuttgart. Tijdens de beurs worden veel kampeerders verwacht op de kampeerplaats van Messe Stuttgart. Kampeerders met composttoiletten worden uitgenodigd om de inhoud van hun urinecontainers te doneren voor onderzoek naar biobeton. Urine kan direct op de camping worden afgeleverd. Arwinger en Kompotoi zorgen voor een speciale inzamelvat en de afvoer.
“Als fabrikant van composttoiletten is het verantwoord gebruik van grondstoffen voor een functionerende kringloopeconomie voor ons van bijzonder belang”, zegt Sven Mahn, directeur van Arwinger. “Als opgeleid betonwerker ben ik enthousiast over het idee om urine te onderzoeken als grondstof voor de productie van duurzame bouwmaterialen.”
“Het feit dat menselijke uitwerpselen als meststof gebruikt kunnen worden, vormt de basis van onze composttoiletten”, zegt Jojo Casanova, medeoprichter van Kompotoi. “Dat daar zelfs biobeton van gemaakt kan worden, was voor ons een echte openbaring.”
“Het laat zien hoeveel potentie er schuilt in deze materiaalstroom, die we tot nu toe bijna uitsluitend als afval hebben beschouwd. Dat moet veranderen en dat kán ook. Onze afvalproducten zijn tot veel meer in staat dan we denken.”
SimBioZe
Onderzoek naar biomineralisering maakt deel uit van het SimBioZe-project, waarin drie instituten van de universiteit van Stuttgart hun expertise bundelen. Ook het Centrum voor Biologische Landbouw van de universiteit van Hohenheim is betrokken. Samenwerkingen met industriële partners zoals de luchthaven van Stuttgart zijn gepland.
Naast biomineralisering richt het project zich op de integratie van biobeton in een kringloopwaardeketen. het project laat zien hoe urine uit afvalwaterstromen kan worden opgevangen en verwerkt tot grondstof voor de productie van biobeton. Tegelijkertijd onderzoekt het team hoe secundaire materialen in het proces kunnen worden teruggewonnen, bijvoorbeeld voor de productie van meststoffen.
Bron: idw-online.de