Licht en onderhoudsvrij: Daarom moeten we investeren in aluminium voor brugconstructies
Aluminium wordt al jaren in de industrie gebruikt, en de meesten van ons zijn gewend om aluminium in verschillende alledaagse producten te zien. Maar wat velen zich misschien niet realiseren, is dat aluminium andere materialen in brugconstructies voordelig kan vervangen.
Aluminium wordt al jaren in de industrie gebruikt, en de meesten van ons zijn gewend om aluminium in verschillende alledaagse producten te zien. Maar wat velen zich misschien niet realiseren, is dat aluminium andere materialen in brugconstructies voordelig kan vervangen.
Hydro is de leider in de Noorse aluminiumproductie en wil graag de mogelijkheden van het materiaal promoten. Thomas B. Svendsen is een ingenieur bij Hydro en hij praat over het potentieel van het gebruik van aluminium in nieuwe gebieden. Hij zegt dat de mogelijkheden enorm zijn en dat brugconstructie een gebied is waar het tijd is om nieuwe methoden te overwegen.
“Vanuit een zeer technisch veld zie ik vaak een gebrek aan kennis over aluminium in sommige technische kringen en ook in regelgeving. Jarenlang zijn staal en beton de dominante materialen geweest, omdat dat altijd zo is gedaan. Er is enige innovatie geweest met betrekking tot het bouwen van bruggen in hout of composieten, en er zijn enkele tests met aluminium geweest, maar niet op grote schaal,” zegt hij.
“Ons doel bij Hydro is om de eigenschappen van aluminium voor industrieel gebruik onder de aandacht te brengen. We bevinden ons in een unieke positie waarin we de volledige waardeketen van mijnbouw tot half afgewerkte producten bestrijken. We zijn ook een wereldleider in aluminiumrecycling.”
Industrie moet op nieuwe manieren denken
Svendsen praat over de duidelijke voordelen van het gebruik van meer aluminium in grotere, meer uitgebreide projecten, inclusief in transportinfrastructuur. Aluminium is sterk en licht, en daarom gemakkelijk te hanteren. Het is gemakkelijk te vormen en te bewerken. Het heeft een lange levensduur en vereist zeer weinig onderhoud. Het is gemakkelijk te recyclen en kan eindeloos worden hergebruikt.
Deze eigenschappen lenen zich goed voor brugconstructies, zegt hij, toevoegend dat een recente verschuiving de interesse in nieuwe materialen heeft aangewakkerd.
“Er zijn tegenwoordig andere perspectieven en argumenten,” zegt Svendsen. “Deze omvatten het klimaat, milieubesparingen, waardeketens, meer focus op duurzaamheid. Een nieuw element dat in beeld is gekomen, is emissiereducties, naast kosten.”
Als het om bruggen gaat, tonen verschillende projecten aan dat aluminium inderdaad een plaats heeft. In 1995 bouwde Noorwegen zijn eerste aluminium brug, de Forsmo-brug in Nordland. De brug heeft zich goed gehouden en is het bewijs dat aluminium bruggen slechts minimaal onderhoud nodig hebben. Evenzo heeft de Arvida-brug in Canada, gebouwd in 1950, verschillende inspectierondes doorstaan. Meer bruggen zijn nu in ontwikkeling.
Megaproject met aluminium als kern
De Langenuen-brug is misschien wel het meest opwindende project in ontwikkeling. Het maakt deel uit van het ambitieuze Fergefri E39-project van Noorwegen, dat is ontworpen om een soepelere en efficiëntere reisroute langs de westkust van het land te bieden. De brug over de Langenuen Sound, ten zuiden van Bergen, zal in aluminium worden gebouwd.
“We werken hieraan sinds 2016. De ontwikkelaar van het E39-project wilde het volledige kostenplaatje bekijken en of technologie uit andere industrieën kon helpen. Ze wilden kijken naar materialen, de toeleveringsketen en de constructie, en wilden ervaring opdoen uit onder andere de olie-industrie. Aluminium hadden ze echter niet overwogen,” zegt Svendsen.
“Toen we met de studie begonnen, moesten we eerst concluderen dat het technisch mogelijk was om een brug van deze omvang met aluminium te bouwen. We hebben ook de kosten van het gebruik van aluminium versus staal overwogen. Aluminium is normaal gesproken duurder dan staal, maar je krijgt veel synergie-effecten. Als voorbeeld kunnen de gewichtsbesparingen die je met aluminium krijgt, helpen het gebruik van beton te verminderen.”
Hij noemt andere brugprojecten in Noorwegen die aluminium gebruiken, die ofwel voltooid zijn of in de planning staan.
“De Grøndøla-brug is gemaakt van beton, maar aluminium wordt gebruikt als versterking in plaats van staal. Dit resulteert in verschillende positieve effecten,” zegt hij. “Bijvoorbeeld, je gebruikt minder beton, je verlaagt de onderhoudskosten gedurende de levensduur van de brug, en je krijgt de voordelen van recycling.”
De behoefte aan minder beton betekent dat de CO2-uitstoot wordt verminderd. Beton is het meest gebruikte bouwmateriaal ter wereld en is verantwoordelijk voor 5 tot 8 procent van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen. De productie van cement, dat de eigenlijke binder in beton is, is verantwoordelijk voor 80 tot 90 procent van de uitstoot van beton.
Een aluminium brug vereist ook minder onderhoud. En na vele jaren, wanneer de brug uiteindelijk zijn pensioenleeftijd bereikt, kan het aluminium waarvan de brug is gebouwd worden gerecycled en een nieuwe brug worden – of een auto-onderdeel.
“De Grøtta-brug is een andere die in aluminium zal worden gebouwd, en het zal bijdragen aan lagere emissies en lagere onderhoudskosten dan de traditionele alternatieven,” zegt Svendsen, toevoegend dat het nieuwste aluminium brugproject in Noorwegen de Hangarbroen in Trondheim is. “Deze zal voetgangers en fietsers over een spoorlijn vervoeren.
“De spoorlijn is vrij breed, met meerdere sporen, dus de brug kan niet te hoog worden gebouwd, omdat dit te veel helling voor het fietspad zou betekenen, noch te laag, omdat je dan een conflict met de treinen zou hebben. Het gebruik van aluminium zorgt ervoor dat de brug slank en slank is, maar toch sterk genoeg om bijvoorbeeld sneeuwruimen te weerstaan.”
Heldere toekomst
Svendsen wijst erop dat deze drie bruggen unieke uitdagingen hebben en dat deze projecten Hydro de kans bieden om te bewijzen dat het fysiek mogelijk is om aluminium voor de bruggen te gebruiken. En dat dit nog maar het begin is.
“We krijgen aanvragen uit Canada en verschillende landen in Europa, en we praten met universiteiten die grote interesse in de projecten tonen. Dit zou een grote markt voor ons kunnen worden als materiaalleverancier.
En het zijn niet alleen bruggen die kunnen profiteren van de goede eigenschappen van aluminium. Svendsen noemt offshore windturbines, die vandaag de dag kunnen worstelen met stabiliteit en zware constructies, evenals fotovoltaïsche energiesystemen en energiecentrales als relevante industrieën.
“Het is belangrijk om het hele plaatje te bekijken. Op het aspect van de levensduur,” zegt hij. “Aluminium heeft eigenschappen die je in staat stellen om grote besparingen te realiseren over de gehele levensduur van een brug. En een brug kan 100 jaar staan. Een masterscriptie aan de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie (NTNU) toont aan dat het onderhoudselement van een traditionele brug vaak de bouwkosten overschrijdt.
“Het is daarom belangrijk om kennis over alternatieve materialen te vergroten. We willen de industrie op dit gebied graag ondersteunen.”
