Stand-up paddling (SUP) is een sport die dicht bij de natuur staat, maar de plastic boards zijn allesbehalve milieuvriendelijk. In de regel worden op aardolie gebaseerde materialen zoals epoxyhars, polyesterhars, polyurethaan en geëxpandeerd of geëxtrudeerd polystyreen gebruikt in combinatie met glas- en koolstofvezelweefsels om de sportuitrusting te vervaardigen. In vele delen van de wereld worden deze kunststoffen niet gerecycleerd, laat staan naar behoren verwijderd. Grote hoeveelheden plastic komen in zee terecht en verzamelen zich in enorme oceaanwervelingen. Voor Christoph Pöhler, wetenschapper aan het Fraunhofer WKI en een enthousiast stand-up paddler, was dit aanleiding om na te denken over een duurzaam alternatief.
Balsahout uit windmolenwieken
In gewone boards is de kern van polystyreen, het zogenaamde piepschuim, versterkt met glasvezels en afgedicht met een epoxyhars. Pöhler en zijn collega’s gebruiken gerecycleerd balsahout voor de kern. Dit heeft een zeer lage dichtheid. Het is licht en toch bestand tegen mechanische belasting. Balsahout groeit voornamelijk in Papoea-Nieuw-Guinea en Ecuador. Het materiaal wordt in grote hoeveelheden gebruikt in windturbines. In één rotorblad zit wel tot zes kubieke meter van dat materiaal.
Momenteel worden in Nederland jaarlijks tientallen windmolens afgedankt en vervangen door modernere exemplaren. Een groot deel van het niet-herbruikbare materiaal gaat naar de verbrandingsoven. Het is natuurlijk zinvoller het materiaal van het rotorblad terug te winnen en te recycleren in overeenstemming met de circulaire economie. “Dit was precies onze overweging. Het waardevolle hout is te goed voor verbranding”, aldus Pöhler.
Gepatenteerde technologie
Maar hoe kan het balsahout uit het rotorblad worden gehaald? Het zit immers stevig vastgelijmd aan de buitenste schaal van glasvezelcomposietkunststof (GRP)? Eerst wordt het hout van het composietmateriaal gescheiden in een slagmolen. De verschillen in dichtheid maken het mogelijk de materiaalmengselstructuren in hun afzonderlijke componenten te splitsen met behulp van een zogenaamde luchtclassificator. De balsahoutvezels, die beschikbaar zijn in de vorm van spaanders en fragmenten, worden vervolgens fijngemalen.
“We hebben dit zeer fijne uitgangsmateriaal nodig om houtschuim te produceren. Het Fraunhofer WKI heeft hiervoor een gepatenteerde technologie”, legt de onderzoeker uit. Bij dit proces worden de houtdeeltjes aan een soort cakebeslag gelijmd en verwerkt tot een licht en tegelijk stevig houtschuim dat bijeenhoudt door de eigen bindingskrachten van het hout. Toevoeging van lijm is niet nodig. De dichtheid en de sterkte van het schuim kunnen worden aangepast. “Dit is belangrijk omdat de dichtheid niet te hoog mag zijn. Anders zou de stand-up peddel te zwaar zijn om te vervoeren.”
Sandwichmateriaal
Aangezien het volledige sandwichmateriaal dat in conventionele platen wordt gebruikt, volledig moet worden vervangen, is ook het omhulsel van de ecologische plaat gemaakt van 100 procent polymeer op biologische basis. Het is versterkt met in Europa geteelde vlasvezels, die zeer goede mechanische eigenschappen hebben.
Momenteel worden nog haalbaarheidsstudies uitgevoerd om de optimale methode te bepalen. Een eerste demonstratiemodel van het ecologische bord moet tegen eind 2022 beschikbaar zijn. “Wat milieubescherming en het behoud van hulpbronnen betreft, willen wij natuurlijke vezels en polymeren op biologische basis gebruiken waar dat technisch mogelijk is. Op veel plaatsen wordt GFK gebruikt, ook al zou een tegenhanger op biologische basis hetzelfde kunnen doen”, vat Pöhler samen.
In eerste instantie richten de onderzoekers zich op SUP’s. Het hybride materiaal is echter ook geschikt voor alle andere boards, zoals skateboards. Het toekomstige scala van toepassingen is breed. Het kan bijvoorbeeld ook worden gebruikt als gevelelement bij de thermische isolatie van gebouwen. De technologie kan verder worden toegepast bij de bouw van voertuigen, schepen en treinen.
Foto: Christoph Pöhler met een stuk van een voormalig rotorblad van een windturbine in de houtwerkplaats van het Fraunhofer WKI. © Fraunhofer WKI
Ook interessant: Vitrimeren maken kunststof van de toekomst duurzaam
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
