Van zand een zeewering maken met hulp van elektrische stroom

Foto boven: De Oosterscheldekering, een klassieke kering die Zeeland veilig houdt - Wikipedia

Het is één van de grootste problemen waar we mee te maken hebben. Hoe beschermen we onze kustgebieden tegen de stijgende zeespiegel, erosie en afkalvende zeeweringen? Wetenschappers van de Northwestern University in Illinois denken een oplossing te hebben gevonden. Ze werken aan de creatie van een natuurlijk cement, met behulp van stroom. Het kan zand op een simpele manier sterker maken dan beton.

Advertentie

In Nederland weten we wel raad met de dreiging van de zee. We bouwen dijken, asfalteren ze, funderen ze met basaltblokken en leggen er een duinenrij voor. Als dat nog niet genoeg is, bouwen we enorme zeeweringen die al dan niet flexibel in en buiten gebruik kunnen worden gesteld. In Nederland zijn we er trots op. Het werkt, aantoonbaar en goed. Ons land is er stukken veiliger door geworden. Een nadeel hebben ze ook: ze zijn extreem kostbaar.

De Oosterscheldekering, een klassieke kering die Zeeland veilig houdt - Wikipedia

De ‘methode Nederland’

Er zijn maar weinig landen in de wereld die voor de ‘methode Nederland’ hebben gekozen, als het om het buitenhouden van de zee gaat. Sterker nog: de meeste landen doen helemaal niets. Of een beetje. En dat terwijl meer dan 40 procent van de 8 miljard mensen op aarde in de kustgebieden woont. Toch hebben veel landen het geld er vaak niet voor over.

Denk aan de VS, waar de zee tijdens orkanen bijna ongehinderd het land in kan komen, alles op zijn pad meesleurend. Bewoners zijn dan vaak al lang en breed gevlucht of geëvacueerd. En ook al is de schade keer op keer enorm, steeds wordt voor herbouw gekozen, in plaats van voor kustversterking. Alleen in New Orleans is met die wet gebroken. Daar heeft het stadsbestuur met de hulp van onder meer Nederlandse bedrijven wel waterkeringen laten aanleggen, die hun nut tijdens de passage van orkanen inmiddels uit en te na bewezen hebben.

Duurzaam en goedkoop

Het moet anders kunnen, dachten onderzoekers van de Northwestern University. Er moet een manier zijn om de kusten weerbaarder te maken tegen water, maar dan zo dat die methode duurzaam en ook goedkoop is. Ze keken goed naar de natuur, naar de manier waarop koralen ‘hard’ worden gemaakt en naar de manier waarop slakken hun ‘huisje’ fabriceren. En kwamen geleidelijk aan op een idee. Een idee dat duurzaam is en ook goedkoop.

Een centrale rol hierin spelen zand (op de stranden, de zeebodem en in kustgebieden), de mineralen die in het zeewater opgelost zitten en elektrische stroom. Het blijkt zo te zijn, zo hebben ze in het laboratorium aangetoond, dat je mineralen (die in het water zitten) in keihard cement tussen zandkorrels kunt omzetten, door een zwakke elektrische stroom door de zeebodem te laten lopen. Je metselt de korrels, waaruit het zand bestaat, op die manier als het ware aan elkaar. En wel op zo’n manier dat een laag ontstaat die harder is dan beton.

Lage spanning

Er is niet meer dan een spanning van 3 of 4 volt nodig, zo leggen de onderzoekers uit. Dat is zo weinig dat geen enkel organisme in het water daar op welke manier dan ook last van heeft. De stoffen, die op deze manier ontstaan, zijn vooral magnesiumhydroxide en hydromagnesiet. Het zijn mineralen die je in rotsformaties veel tegenkomt. Als die mineralen zich vormen in de nabijheid van zand, gaan ze als een soort cement tussen zandkorrels fungeren. Het mooie daarbij is, dat ze dit bij allerlei soorten zand doen. Steeds op dezelfde manier.

Nadat het zand ‘behandeld’ is, lijkt het wel een rots, zeggen de onderzoekers. Het staat als een huis en is solide, in plaats van onsamenhangend en korrelig, zoals zand. Het is een stuk sterker dan beton. Op die manier kun je van zand dus een barrière maken, een zeewering die minstens zo sterk is als de dijken die nu in Nederland worden gebruikt. Je boekt al resultaten door het zand enkele dagen aan een elektrische stroom bloot te stellen. Daarna kan het gewoon blijven liggen en hoef je niks meer te doen. Het is snelle manier dus en heel goedkoop.

Een groot voordeel van deze methode is, dat hij omkeerbaar is. Je hoeft de elektroden maar om te keren en het cement, wat zich eerder nog tussen de zandkorrels heeft opgebouwd, lost weer in het water op. Waarbij de zandkorrels loskomen en de rots desintegreert.

Goedkoop en mogelijkheden onbeperkt

Het proces kost per kubieke meter behandelde zandbodem zo’n 3 tot 6 dollar, tegen 70 dollar per kubieke meter voor methoden om zand aan elkaar te laten klitten die nu al gebruikt worden. Een voordeel is bovendien dat al bestaande zeeweringen die uit beton zijn gemaakt en waarin scheuren zijn gekomen met behulp van deze methode eenvoudig kunnen worden gerepareerd. De toepassingen zijn eigenlijk ongelimiteerd. De onderzoekers gaan nu naar buiten.