Teun Schröder
27 november 2023, 12:00

Kunstmatige helikopterzaadjes houden natuurgebieden in de gaten

Het Italian Institute of Technology (IIT) heeft een milieuvriendelijk, gerobotiseerd zaadje ontwikkeld die het via drones kan uitstrooien. Uit de zaadjes groeien geen bomen of planten. In plaats daarvan zijn ze bedoeld om gemakkelijk op grote schaal de bodemkwaliteit van afgelegen natuurgebieden te monitoren.

Iseed De kunstmatige zaad lijkt veel op het zaadje van de veldesdoorn | Credits: Italian Institute of Technology

Wie de Acer i-Seed ziet, herkent het ontwerp waarschijnlijk meteen. De robotische zaadjes zijn namelijk geïnspireerd op de zaadjes van de Aces campestre, ofwel de veldesdoorn. Dit zaadje kan dankzij zijn enkele draaiende ‘rotorblad’ grote afstanden afleggen als deze wordt meegenomen door de wind.

Geprint van biologisch materiaal

Het is de wetenschappers nu gelukt om dit zaadje na te maken met behulp van een 3D-printer en biologisch afbreekbare materialen. De zaadjes zijn bovendien voorzien van non-toxische fluorescerende deeltjes die reageren op temperatuur. Dit materiaal zorgt ervoor dat de zaadjes onder bepaalde omstandigheden lichtgevend worden. En dat betekent dat het mogelijk wordt om de temperatuur van de bodem te monitoren, zonder dat er stroom of elektronica nodig zijn.

Drones met zaden

Het werkt als volgt: een drone volgeladen met dit soort zaadjes wordt boven een afgelegen natuurgebied verstuurd waar deze zijn lading zal lossen. Onder de juiste weersomstandigheden en met een beetje wind komen de helikopterzaadjes verspreid over een groot oppervlak neer. Dezelfde drone is uitgerust met een systeem dat fluorescerend licht kan detecteren. Dit systeem straalt infraroodlicht uit, waarop de i-Seeds reageren. De kleur en intensiteit waarmee de zaadjes gloeien zegt iets over de temperatuur van de grond. Na verloop van tijd composteren de zaadjes vanzelf in de natuur.

Bodemkwaliteit

De combinatie van technieken zorgt ervoor dat wetenschappers op afstand, zonder een natuurgebied te hoeven verstoren, grote gebieden natuur in de gaten kunnen houden. De data die ze winnen kan gebruikt worden om nauwkeurige analyses te maken van de bodemkwaliteit of dient als basis voor maatregelen die de natuur kan verbeteren.

CO2 en vocht

Vooralsnog richt dit onderzoek zich nog alleen op het meten van temperatuur. Maar de onderzoekers verwachten dat het in de toekomst ook mogelijk wordt om andere variabelen met dit systeem te meten, zoals vochtigheid, CO2-niveau en verontreinigende stoffen. Ook willen de wetenschappers onderzoeken of de Acer i-Seeds kunnen helpen bij het monitoren van landbouwgrond.

Lees ook:

Haaientanden en middenstrepen kunnen veel duurzamer: ‘Wereld te winnen’

Wegmarkeringen zijn onmisbaar in het verkeer. Toch is het een ondergeschoven kindje, zegt Maurice Iseger. Hij is rayonmanager Wegen & Infrastructuur bij Triflex, producent en leverancier van vloeibare kunststoffen. “De weg is al aangelegd of vernieuwd. Vervolgens moet er nog een middenstreep of zebrapad op. Wij maken de coatings die worden toegepast op de wegen.” Koudplasten Dit doet het bedrijf uitsluitend met koudplasten. Daarmee gaat het tegen de stroom in. “80 procent van alle markeringen op de weg zijn thermoplasten. Wij doen het anders en dat is een bewuste keuze. Koudplasten zijn namelijk een stuk duurzamer”, aldus Iseger. Het verschil zit hem onder andere in de verwerking. “Bij thermoplasten wordt het materiaal verhit tot 180 graden. Dan wordt het vloeibaar, waarna het in de machine gaat en wordt aangebracht op het asfalt. Koudplasten daarentegen worden koud verwerkt. De vloeibare harsen worden gemengd met een verharder. Vervolgens kan het de weg op. Er is geen fossiele brandstof nodig om koudplasten ter plekke te verhitten en er komt geen CO2 vrij.” Minder materiaal Bovendien vragen koudplasten om minder materiaal. “Wegmarkeringen van thermoplast worden aangebracht in lagen van minimaal 3 millimeter dik. Onze koudplasten hebben genoeg aan een laag van twee of zelfs anderhalve millimeter. Dat maakt dat er voor één vierkante meter thermoplast zo’n zes kilo materiaal nodig is. De materiaalbehoefte van dezelfde vierkante meter met koudplastmarkeringen is drie tot vier kilo. Het verschil is aanzienlijk. Dat loopt fors op als je meeneemt hoeveel wegmarkeringen er in totaal nodig zijn.” Slijtage De koudplast markeringen van Triflex gaan lang mee. Iseger: “Zo’n anderhalf keer langer dan thermoplasten. De stoffen verwerkt in thermoplastische markeringen reageren op warmte en kou. Is het op een dag 30 graden, dan is het wegdek misschien wel 75 graden. De markering kan daar niet goed tegen en slijt. Terwijl dat gebeurt, komen er kleine deeltjes vrij: microplastics. Inmiddels liggen er tonnen aan microplastic langs de wegen en in de bermen. Ze spoelen weg door de regen en komen in het grondwater en ons ecosysteem terecht. Vanuit milieuoogpunt is dat een ramp. Bij koudplast wordt dit voorkomen. Dat is een inerte stof. Is het eenmaal uitgehard, dan is het niet meer te beïnvloeden door externe factoren. Daardoor is het veel minder aan slijtage onderhevig. Het gaat langer mee.” Recycling Ook aan het einde van de levensduur heeft koudplast nog voordelen. Waar markeringen van thermoplast niet mee kunnen in het recycleproces van asfalt, kan dat bij koudplasten wel. Het hoeft dus niet eerst van het wegdek te worden verwijderd. “Het asfalt en de daarop aangebrachte markeringen kunnen samen de recyclingoven in. De markeringen worden één met het gesteente. Daar is vervolgens niks meer van te zien. Efficiënt is het wel." Prijskaartje Er zijn dus aardig wat pluspunten. Waarom zijn wegmarkeringen gemaakt van koudplasten nog niet de norm? Iseger wijst naar de conservatieve sector. “Van oudsher wordt er thermoplast gebruikt. Die verandering gaat erg langzaam. Dat heeft deels met de prijs te maken. De traditionele thermoplasten zijn over het algemeen wat goedkoper dan koudplasten. Dat prijsverschil is klein: zo’n vijf procent. En net zoals bij alle grondstoffen fluctueert de prijs.” Dat is nog niet het hele verhaal. Om het duurzamere alternatief op de weg te krijgen, zijn andere machines nodig. “Willen wegmarkeerders onze coatings gebruiken, moeten ze hun manier van werken en het materieel aanpassen. De mixers en machines om koudplasten te zetten zijn niet goedkoop. Het gaat om duizenden euro’s. Daar staat tegenover dat markeringen gemaakt van koudplast langer meegaan. Dus op termijn levert het zeker wat op. Ook financieel gezien.” Verschuiving Inmiddels ziet Iseger een duidelijke verschuiving in de markt. “De beweging naar koudplasten is er zeker. Duurzaamheid speelt een steeds grotere rol voor partijen als Rijkswaterstaat, gemeentes en provincies. Er wordt actief om gevraagd. Dat maakt dat koudplasten nu veel vaker terugkomen in aanbestedingen dan zes jaar geleden. Daar spelen markeerders weer op in. Moet een machine vervangen worden, dan kiezen zij mogelijk voor een type dat geschikt is om koudplasten mee te zetten. Wij krijgen er steeds meer afnemers bij en Nederlandse wegen worden een stukje duurzamer.” Ondertussen heeft Triflex hun koudplasten onderworpen aan een life cycle assessment (LCA). “Daarin wordt gekeken naar de milieu-impact van ons product van wieg tot graf. Dit helpt om onze koudplasten verder te verbeteren, maar het is ook een goede basis voor een gesprek met wegbeheerders en opdrachtgevers. Zo kunnen we hardmaken dat er qua duurzaamheid in wegmarkeringen nog een wereld te winnen is.” Lees ook: Nieuwe elektrisch aangedreven vrachtwagentrailer zorgt voor flinke brandstofbesparingPoolse start-up Nevomo bouwt zweeftreinen op bestaande railsDeelmobiliteit groeit en dit is wat het oplevert