De rivier voert voortdurend kleideeltjes aan. Deze deeltjes, ook wel rivierstof genoemd, verdwijnen grotendeels in zee. Zonde, want als je het opvangt, zou je van het sediment bakstenen kunnen maken. Het klinkt misschien gek ‘van rivierstof bakstenen maken’, maar dit zou in de toekomst best eens werkelijkheid kunnen worden.
Om uit te zoeken of dit kan, zijn K3 / Delgromij en KNB ongeveer een jaar geleden met een onderzoek gestart. Ondanks dat het geen wetenschappelijk onderzoek is en we vooral praktijkgericht te werk zijn gegaan, komen er opmerkelijke dingen naar voren. K3-collega’s Wouter de Weger en Jelle van Spanje hebben het onderzoek opgezet en uitgevoerd.
Op de foto: Jelle (links) en Wouter (rechts).
Snelle rivierstoftest in Bemmel
Jelle: “Met twee veldproeven is onderzocht of we zwevende deeltjes in rivierwater, zoals silt en klei, kunnen winnen uit het rivierwater. Hierbij is gekeken naar de mogelijkheid om het winnen van rivierklei te sturen en te versnellen. De veldproeven stonden in een 'fieldlab’ naast de Waal bij Bemmel. We zijn gestart met het winnen van rivierstof op basis van een natuurlijke maar gecontroleerde sedimentatie. Dit houdt in dat we bij dit experiment door het reguleren van de stroomsnelheid van het water in zekere mate hebben kunnen bepalen welke stofdeeltjes we willen winnen.”
Wouter: “Bij de proef hebben we gebruik gemaakt van twee opstellingen. De één met IBC-containers (een bulkcontainer) en de ander met een filterhuis. In de containers werkten we met een zoutbekkenprincipe. Door rivierwater in de container te laten staan, zinken de deeltjes naar de bodem. Door steeds het ‘schone’ water te verwijderen en nieuw rivierwater toe te voegen, ontstaat er een sedimentlaagje. In het filterhuis hebben we een actief systeem aangebracht waarbij rivierwater continu door een bezinkbak wordt gepompt. Door de afnemende stroomsnelheid in de bezinkbak kan het stof sedimenteren en wordt er zo een slib/klei- laag op de bodem afgezet.”
Uiteindelijk hebben we in vier maanden tijd zo’n 10 kilo nat sediment gewonnen uit het rivierwater in het fieldlab. Hier hebben we monsters van genomen en deze hebben we door TCKI (Technisch Centrum voor Keramische Industrie) onafhankelijk laten onderzoeken en analyseren.
Doel van het onderzoek is om vast te stellen of rivierwater nog altijd kleideeltjes meevoert die voor keramische toepassing geschikt zijn. Waar blijft dit riviersediment? Stroomt dit weg naar zee of zit het niet meer in het rivierwater?
Het idee om dit te gaan onderzoeken, is ontstaan uit de theoretisch bewezen haalbaarheid van hernieuwbare klei. Je zou een grote en langdurige pilot op kunnen zetten om hernieuwbare klei te winnen. De keramisch geschikte klei die we nu winnen uit de uiterwaarden varieert sterk in ouderdom. Deze klei is geschikt voor het maken van onder andere bakstenen en dakpannen. De vraag is of hernieuwde klei zoals dit vermoedelijk in het rivierwater zit ook keramisch geschikt is. Is de in het rivierwater aanwezige stof überhaupt in voldoende mate aanwezig en bruikbaar? Je kunt onze proef zien als een extra check in het onderzoek naar de hernieuwbaarheid van rivierklei. Het doel is om te kijken of de kleideeltjes uit rivierwater in de verre toekomst bruikbaar zijn voor de steenfabrieken.
Samen onderzoeken
Met de Universiteit Utrecht en TNO is de samenwerking opgezocht voor dit onderzoek. Dr. Marcel van de Perk van Universiteit Utrecht deed al eerder onderzoek. Toevallig ook in Bemmel waar ons fieldlab zich bevindt. Brancheorganisatie Koninklijke Nederlandse Bouwkeramiek (KNB) is aangehaakt bij het onderzoek om te kijken wat rivierstof kan betekenen in de toekomst voor de grofkeramische industrie.
Arie Mooiman (KNB): “Versterking van circulariteit en duurzaam grondstofgebruik zijn belangrijke actielijnen uit de door KNB opgestelde Technology Roadmap Bouwkeramiek 2030. Klei uit de grote rivieren is een hernieuwbare grondstof. Dat past goed binnen de ambities van circulair bouwen. Alle reden om te onderzoeken of er wellicht meer klei kan sedimenteren dan nu op natuurlijke wijze al het geval is. De resultaten uit de praktijkproef zijn positief. Een mooie volgende stap lijkt ons een project waarbij een uiterwaardengebied na kleiwinning wordt ingericht op optimalisatie van de sedimentatiesnelheid.”
Hernieuwbare grondstof
De allermooiste eigenschap van klei is dat het een hernieuwbare grondstof is. Dit wil zeggen dat je een grondstof op een menselijke tijdschaal (zo’n 100 jaar) opnieuw kunt winnen. De aanvoer van klei via de rivieren is een natuurlijk en continu proces waardoor het niet op raakt. Er wordt meer klei afgezet, dan we in de industrie gebruiken. Sterker nog, onderzoek laat zien dat onze rivieren in de uiterwaarden over een aantal jaar meer klei afzetten dan we nodig hebben en dus ook kunnen winnen. Afgraven blijft dan ook nodig. Om rivieren de ruimte te geven, ons land te beschermen tegen overstromingen en nieuwe leefomgevingen voor planten en dieren te ontwikkelen.
Belangrijkste conclusies van het onderzoek
Wouter: "Bij K3 leveren we projectgebieden vaak op als natuur. Veelal met een daaraan gekoppelde functieverandering van agrarisch naar natuur. Waarbij gebieden vaak ook voldoen aan hoogwaterveiligheidsopgaven en/of een recreatieve invulling krijgen. Waar de functieverandering naar natuur heeft plaatsgevonden, mag je later geen delfstoffen meer winnen. Natuur mag ook natuur zijn zonder status. Daarom is het belangrijk om de mogelijkheid open te houden voor grondstoffenwinning. Het is verstandig om te blijven zoeken naar alternatieve manieren om in de toekomst hernieuwbare klei te kunnen winnen."
De proef wordt, dankzij zijn aard en uitvoering, gezien als voorzet voor langjarig vervolgonderzoek door bijvoorbeeld een veldpilot. Dit onderzoek zou zich kunnen richten op het zorgvuldig bepalen van de variabelen en het inrichten van een veldproef die langjarig gevolgd wordt. Het gaat dan om variabelen die het meeste invloed hebben op het verkrijgen van toepasbare klei en het optimaliseren van de sedimentatiesnelheden. En te onderzoeken hoe we deze deeltjes grootschalig kunnen laten sedimenteren.
Vervolgonderzoek kan passen bij een (wetenschappelijk) onderzoek vanuit een universiteit of hogeschool. Waarbij we de samenwerking opzoeken met de praktijk, de gebruikers van klei. Van daaruit kunnen wij een gebiedsinrichting maken om op gestuurde en geoptimaliseerde, maar natuurlijke wijze klei te winnen. Dan denk ik aan het winnen van rivierstof dat je in het gebied kunt opvangen en laten rijpen. Bijkomend voordeel is dat je meteen zorgt voor waterberging en mogelijk een fijne leefomgeving voor vogels. In de zomer laat je dit gebied grotendeels droogvallen om de gewonnen rivierstof te laten rijpen. Een belangrijke randvoorwaarde is dat de bestemming voor dit grootschalige onderzoek kleiwinning moet blijven. Je moet het zien als een winlocatie waar je de komende 100 jaar met een natuurlijk proces aan de gang gaat.
Interesse? Neem contact op met Iwan Reerink van K3: i.reerink@k3.nl.