Jaarlijks wordt meer dan 35 miljard ton niet-metaalhoudende mineralen uit de aarde gewonnen. Deze materialen worden uiteindelijk vooral gebruikt om huizen te bouwen, scholen, kantoren en ziekenhuizen. Het is een duizelingwekkende hoeveelheid middelen, en het is maar al te waarschijnlijk dat het de komende jaren zal toenemen naarmate de wereldbevolking blijft groeien.

Dankbaar, de uitdagingen van duurzaam bouwen, industriële groei en het belang van efficiënt gebruik van hulpbronnen worden nu duidelijk erkend door regeringen over de hele wereld en lopen nu voorop in strategie en beleid.

Een cruciaal onderdeel van de duurzaamheidsstrategie van de Britse regering betreft de manier waarop bouw- en sloopafval - CDW, zoals we dat in de handel noemen - wordt beheerd. CDW komt van de bouw van gebouwen, civiele infrastructuur en de sloop ervan en is een van de zwaarste afvalstromen ter wereld - 35% van de stortplaats in de wereld bestaat uit CDW.

De EU-kaderrichtlijn afvalstoffen, die tot doel heeft om tegen 2020 70% van de ongevaarlijke CDW te recyclen, heeft de bouwsector aangemoedigd om materialen duurzamer te verwerken en te hergebruiken. Deze richtlijn, die de voorkeur geeft aan preventieve maatregelen, bijvoorbeeld het verminderen van hun gebruik in de eerste plaats - als de beste manier om afval aan te pakken, is sinds 2011 geïmplementeerd in het VK. Meer specifiek voor de bouwsector, de strategie voor duurzaam bouwen stelt ook algemene doelstellingen vast om CDW van de stortplaats af te leiden.

Het beleid wereldwijd erkent dat de bouwsector onmiddellijk actie moet ondernemen om de uitstoot van broeikasgassen (BKG) te verminderen, de klimaatcrisis aanpakken en de uitputting van hulpbronnen beperken, met een focus op het toepassen van een circulaire economie in de bouw om het duurzame gebruik van bouwmaterialen te waarborgen.

In plaats van simpelweg gebouwen neer te halen en de CDW naar de vuilstort te sturen, circulair bouwen zou bouwdelen die aan het einde van hun levensduur zijn, omzetten in grondstoffen voor anderen, afval minimaliseren.

Het zou de economische logica veranderen omdat het productie vervangt door toereikendheid:hergebruik wat je kunt, recyclen wat niet kan worden hergebruikt, repareer wat kapot is, en herfabriceren wat niet kan worden gerepareerd. Het zal bedrijven ook helpen beschermen tegen een tekort aan middelen en onstabiele prijzen, het creëren van innovatieve zakelijke kansen en efficiënte productie- en consumptiemethoden.

De mentaliteit veranderen

De mentaliteit van de industrie moet veranderen in de richting van een schonere productie van grondstoffen en betere circulaire bouwmodellen. Technische problemen, zoals prijs, juridische barrières en regelgeving - die een bredere uitrol van de oplossingen in de weg staan, moeten ook door innovatie worden overwonnen.

materiaal wetenschappers, bijvoorbeeld, onderzoeken en ontwikkelen momenteel producten die verwerkte CDW gebruiken voor het vervaardigen van bouwcomponenten, bijvoorbeeld door CDW te vermalen en er nieuwe bouwmaterialen van te maken.

Technische problemen rond het hergebruik van gerecyclede materialen moeten worden opgelost door slimme materiaalformuleringen en gedetailleerd eigendomsonderzoek. Bijvoorbeeld, de hoge wateropnamesnelheid in gerecyclede toeslagmaterialen veroorzaakt duurzaamheidsproblemen bij wandcomponenten. Dit is iets waar onderzoek naar moet kijken.

Bovendien, het is illegaal in de EU om producten te gebruiken die niet zijn gecertificeerd voor de bouw. Dit is een van de belangrijkste obstakels voor een meer wijdverbreid hergebruik van materialen, vooral structureel. Het testen van de prestaties van materialen voor certificering kan duur zijn, wat de kosten van het materiaal verhoogt en eventuele besparingen door hergebruik teniet kan doen.

Voor de bouw, sloop- en afvalverwerkingsindustrieën om concurrerend te blijven op een wereldwijde markt, ze moeten doorgaan met het ontwikkelen en implementeren van innovaties in de toeleveringsketen die de efficiëntie verbeteren en het energieverbruik verminderen, afval en gebruik van hulpbronnen. Om dit te behalen, gedegen onderzoek naar slimme, mobiele en geïntegreerde systemen zijn noodzakelijk.

Er moeten ook radicaal geavanceerde robotsystemen voor kunstmatige intelligentie (AI) voor het sorteren en verwerken van CDW worden ontwikkeld. Veel industrieën gaan een onzekere toekomst tegemoet en de huidige technologische beperkingen kunnen niet worden aangenomen. De bouwsector zal waarschijnlijk aanzienlijk worden beïnvloed door het potentieel van transformatieve technologieën zoals AI, 3d printen, virtual/augmented reality en robotica. De toepassing van dergelijke technologieën biedt zowel grote kansen als uitdagingen.

Een model voor de toekomst

Zoals de afbeelding hieronder laat zien, hebben we een concept ontwikkeld voor een geïntegreerde, milieuvriendelijke circulaire bouwoplossing.

Geavanceerde sensoren en AI die snel kunnen detecteren en nauwkeurig kunnen bepalen wat kan worden gebruikt bij CDW en efficiënt gerobotiseerd sorteren, kunnen circulaire constructie helpen door de recycling van een breed scala aan materialen enorm te verbeteren. De focus moet liggen op het slim ontmantelen van gebouwen en het optimaliseren van kosteneffectieve processen.

De industrie moet ook worden geïnspireerd om het buitengewone potentieel van deze nieuwe bouweconomie te benadrukken en te bewijzen. We kunnen dit aansturen door een combinatie van creatief ontwerp, gericht academisch onderzoek en toegepaste technologie, externe betrokkenheid van de industrie en flexibel, responsieve regulering.

Alleen door een combinatie van inspanningen kunnen we beginnen met het recyclen van meer gebouwen, maar ik ben ervan overtuigd dat we met de juiste wil - en de juiste investering - kunnen beginnen met het enorm verminderen van de hoeveelheid materialen die we elk jaar uit de grond halen en op weg kunnen gaan naar een echt duurzame toekomst.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.