Ingenieure bauen in Indonesien ein kleines Haus mit Wegwerfwindeln

Es war eine Idee, die zu gleichen Teilen aus Inspiration und Verzweiflung entstand. Indonesien geriet angesichts einer stetig wachsenden städtischen Bevölkerung und hoher Baumaterialkosten immer stärker in ein Defizit an bezahlbarem Wohnraum. Gleichzeitig führte das städtische Bevölkerungswachstum zu einem massiven Anstieg der Verwendung nicht recycelbarer Abfallprodukte, darunter Tonnen von Wegwerfwindeln.

Könnten schmutzige Windeln dazu beitragen, die Wohnungskrise eines Entwicklungslandes zu lösen, indem sie einige der Materialien ersetzen, die für den Bau neuer Strukturen benötigt werden?

Vielleicht überraschend ist die Antwort ein eingeschränktes Ja.

Das, was geschieht, stellt lediglich die Spitze des neu entstehenden Wissens dar, und es gibt weitgehende Vorbehalte hinsichtlich der Grenzen dessen, was versucht wird. Aber Sie müssen sich nicht fragen, ob alte Wegwerfwindeln beim Bau eines neuen Hauses verwendet werden können – und dabei vor der Mülldeponie bewahrt werden. Es geschieht bereits.

„Die mit der Betonproduktion verbundenen Materialströme sind sehr groß, erstrecken sich über die ganze Welt und haben große Auswirkungen, was sie zu einem großartigen Schwerpunkt für Innovationen wie diese macht“, sagt Michael Lepech, Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen an der Stanford University und Experte für Nachhaltigkeit Konstruktion. „Diese genaue Arbeit habe ich noch nie gesehen und ich finde es spannend, neue Innovationen in diesem Bereich zu sehen.“

Wie in Scientific Reports berichtet, ergab eine aktuelle Studie, dass gebrauchte Wegwerfwindeln – gereinigt, sterilisiert und zerkleinert – ein Ersatz für Sand in unterschiedlichen Verhältnissen bei der Herstellung von Beton und Mörtel sein könnten. Das Team testete sechs verschiedene Musterbaumaterialien mit unterschiedlichen Anteilen an Windeln, um zu sehen, wie viel Druck sie aushalten konnten, damit sie wussten, wie viel Sand sie durch Windelfetzen ersetzen konnten und trotzdem sicher den Bauvorschriften entsprachen.

Die Antworten waren aufschlussreich. Bei nicht tragenden Wänden in einem Haus könnten bis zu 40 % des für Beton verwendeten Sandes durch zerkleinerte Windeln ersetzt werden; Bei Stützen und Trägern in einem einstöckigen Gebäude lag die Austauschrate bei 27 %. Bei einem kompletten, 35 m² großen Haus, das gebaut wurde, konnten etwa 8 % des Sandes in Beton und Mörtel insgesamt durch Windelschnitzel ersetzt werden – etwa 1,7 Kubikmeter Abfall konnten einer anderen Verwendung zugeführt werden, anstatt direkt auf einer Mülldeponie entsorgt zu werden. Das sind in der Tat vielversprechende Zahlen, die nur durch die Tatsache begrenzt werden, dass die Druckfestigkeit abnimmt, je mehr Windelabfälle hinzugefügt werden.

Der Ansatz ist nicht ganz neu. „Es wurden viele Materialien verwendet, um Sand oder Kies auszugleichen, um sowohl Abfall zu entsorgen als auch Kosten zu senken“, sagt der Ingenieur John Straube von der University of Waterloo in Kanada – aber der Einbau von Wegwerfwindeln in Beton zum Bau eines Prototyphauses schon. Und es gibt gute Gründe zu hoffen, dass es sich um den Beginn eines Trends handelt: Solche Windeln sind ein absoluter Umweltalbtraum.

Wegwerfwindeln bestehen hauptsächlich aus Kunststoff und Zellstoff und enthalten erhebliche Mengen an superabsorbierenden Polymerfasern (SAPs). Diese SAPs, Netzwerke aus hydrophilen Polymerketten, können Flüssigkeiten absorbieren, sie in Gele umwandeln und sie auch unter Druck festhalten – genau das, wofür Windeln und Inkontinenzprodukte für Erwachsene geschätzt werden.

Experten sagen, dass die Windeln außerdem einen Lebenszyklus von mindestens 500 Jahren haben, was bedeutet, dass die ersten Wegwerfwindeln, die jemals hergestellt wurden, höchstwahrscheinlich immer noch auf Mülldeponien vergraben sind und es noch Jahrhunderte dauern wird, bis sie sich zersetzen. Weltweit landen jedes Jahr etwa 20 Milliarden gebrauchte Windeln auf Mülldeponien, wo sie langsam schädliche Chemikalien und giftiges Mikroplastik in die Umwelt abgeben.

Die Idee, einen Weg zu finden, diese Windeln wiederzuverwenden, verdient Beifall. Aber an einem Ort wie Indonesien, wo Materialien bis zu 80 % der Kosten für den Bau eines Hauses ausmachen können, ist es besonders reizvoll, einen Weg zu finden, sie in den Bauprozess einzubeziehen.

Siswanti Zuraida, Bauingenieurin an der Universität Kitakyushu und Hauptautorin der Studie, stellte Prognosen fest, die darauf hindeuten, dass fast 70 %aller Indonesier werden bis 2025 in städtischen Gebieten leben, nach Prognosen. Das Land ist jedoch mit einem Wohnungsmangel konfrontiert, der jedes Jahr um etwa 300.000 Einheiten zunimmt. Beton, Ziegel, Holz und Keramik sind die Hauptbestandteile der meisten Wohnungsbauten, können jedoch echte Auswirkungen auf die Umwelt haben, einschließlich CO2-Emissionen und Ökokosten.

Dies ist übrigens eher eine Geschichte von Entwicklungsländern, in denen hohe Geburtenraten einen akuten Druck erzeugen, schneller mehr Wohnraum zu schaffen. „Wir in Nordamerika verwenden nicht oft Häuser aus Beton“, sagt Straube von Waterloo, ein Experte für nachhaltige Niedrigenergiegebäude. „Hochhäuser, die Hurrikanen ausgesetzt sind, ja. Aber die Umweltauswirkungen beim Bau eines Hauses aus Beton sind im Vergleich zu einem Holzrahmenhaus erheblich, daher ist es sinnvoll, die Auswirkungen von Beton auf die Umwelt zu reduzieren.“

Zuraida und ihr Team knüpften an frühere Untersuchungen an, die sich mit „der Verwendung von SAP (in Windeln) als konkrete Bestandteile“ befassten, erzählte sie mir. „Diese ermutigen uns auch, ihre Erkenntnisse auf einer Makroskala anzuwenden, was darin bestand, das eigentliche Gehäuse zu bauen, indem wir die Windeln als Teil der Baukomponenten verwenden.“

Das Team erledigte die Drecksarbeit selbst, indem es Zuraidas eigene Familienwindeln reinigte und sterilisierte, sie dann zerkleinerte und sie 28 Tage lang aushärten ließ. Obwohl der Ersatz von Sand durch Windeln für jede Art von Bauwerk gelten könnte, wurde die 35 Quadratmeter große Struktur aufgrund der Nachfrage nach solchem ​​Wohnraum in Indonesien mit Blick auf kostengünstige Wohnstandards entworfen, sagt Zuraida.

Kurz gesagt: Die zerkleinerten Windeln haben das getan, was die Beweise vermuten ließen: Sie ersetzten effektiv einen Teil des Sandes (eine natürliche Ressource) in verschiedenen Mischungen. Der nächste Schritt, sagt Zuraida, bestehe darin, das Modell zu skalieren, aber dafür bedarf es der Zustimmung der Stakeholder und einer Finanzierung, die noch nicht verfügbar ist.

Was die Grenzen der Idee betrifft, so liegen einige auf der Hand. Erstens können zerkleinerte Windeln nur bestimmte feste Prozentsätze an Sand ersetzen, und Sand ist nur ein Bestandteil von Beton. Einige umweltbewusste Ingenieure bevorzugen Pläne, die Beton, den neben Wasser am häufigsten verwendeten Stoff auf der Erde, so weit wie möglich vermeiden.

„Verwenden Sie keinen Beton“, sagt Straube. „Ändern Sie Windeln so, dass sie biologisch abbaubar sind. Die Verwendung der Kunststoffkomponenten als Füllstoffe in Beton ist besser als nichts – aber eigentlich nur geringfügig besser, mit geringer Auswirkung … Kunststoff ist ein Material mit hoher Auswirkung, das entweder vermieden oder zumindest recycelt und nicht auf einen niedrigeren Wert heruntergefahren werden sollte verwenden."

Lepech von Stanford weist darauf hin, dass es beim Ersetzen von Sand durch zerkleinerte Windeln „um den Versuch geht, die zunehmende Menge an erzeugtem Windelabfall zu bewältigen.“ Dabei geht es im Großen und Ganzen nicht darum, die Nachhaltigkeit von Betonmaterialien zu verbessern, und das sollte auch nicht so positioniert werden.“

Bemühungen, die Betonmischung zu erneuern, gibt es schon seit langem. Industrieabfälle wie Flugasche und Hochofenschlacke haben zeitweise den Zement im Beton ersetzt. „Wir recyceln auch alten Beton, zerkleinern ihn und mischen den wiedergewonnenen Kies wieder in den Beton, was gut funktionieren kann“, sagt Lepech. Es sei nicht klar, fügt er hinzu, dass der Ersatz von Sand durch Wegwerfwindeln Geld sparen würde – es könnte sogar teurer sein –, und Zuraidas Studie weist auf andere Einschränkungen hin, wie zum Beispiel die Schwierigkeit, die Windeln zu Hause einzusammeln und gründlich zu desinfizieren .

Auch die Windeltechnologie ist nicht ganz neu. Mehr als 100.000 gebrauchte Windeln wurden recycelt, um den Bau einer Straße in Wales zu unterstützen. Dies ist Teil eines Pilotprogramms, das darauf abzielt, die Anzahl der Windeln, die direkt auf Mülldeponien landen, zu reduzieren.

Aber die indonesischen Bemühungen versuchen tatsächlich, an zwei Themen gleichzeitig zu arbeiten. Der Wohnungsmangel im Land ist real – „aber die Baumaterialien sind begrenzt“, heißt es in der Studie von Scientific Reports. Eine Möglichkeit zu finden, Windeln als Teil einer Betonmischung zu recyceln, ist eine Möglichkeit, ein Baumaterial teilweise aus bereits vorhandenen Produkten herzustellen.

„Unsere Idee ist noch nicht (reif für) die Hauptsendezeit“, sagt Zuraida. „Die Forschung steckt noch in den Kinderschuhen.“ So wie die Säuglingsphase auf der ganzen Welt die enorme Umweltherausforderung durch Wegwerfwindeln mit sich brachte, könnte diese neue Forschung beginnen, kreativere Wege zu finden, um dieser Herausforderung zu begegnen – und darauf eine zweite Geschichte aufzubauen.

Carolyn Barber, MD, ist eine international publizierte Wissenschafts- und Medizinjournalistin und seit 25 Jahren Notärztin. Sie ist Autorin des Buches Runaway Medicine: What You Don't Know May Kill You und Mitbegründerin des in Kalifornien ansässigen Obdachlosenarbeitsprogramms Wheels of Change.

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