Visionair

Architectenbureau Dijkhuis ontwierp deze luxe waterwoningen. In veel opzichten is dit de oplossing voor onze waterperikelen.

Nederland moet meer water opslaan

3 reacties / Ideeën en techniek, Nederland / Door Germen Roding / 8 mei 2011 8 mei 2011

Structurele watertekorten, mogelijk het gevolg van het opwarmende klimaat, lijken steeds meer de regel. Moeten we onze ruimtelijke planning hieraan aanpassen? De voordelen.

Waterhuishouding structureel probleem
In Nederland valt er ongeveer zevenhonderd tot negenhonderd millimeter regen per jaar. In principe is dat in een gematigd klimaat als dat van Nederland ruim voldoende om gewassen van water te voorzien. Het probleem is alleen dat dit water niet op die momenten valt dat planten het het meest nodig hebben. Soms treden weken lange droogtes op of komt het water met bakken uit de hemel.

Langere perioden zonder neerslag of juist met extreem veel neerslag in Nederland of landen stroomopwaarts (waardoor overstromingen optreden) lijken de laatste jaren de norm te worden. Dit jaar treedt de periode al extreem vroeg op. De kans is aanwezig dat met het opwarmende klimaat deze trend door zal zetten. Ook zal de vochtbehoefte van planten stijgen door een heter klimaat.

Klimaatverandering
Ondanks alle nobele doelen wat betreft het terugbrengen van de CO2 uitstoot lijkt dit niet echt haalbaar. Het is ook de vraag hoeveel we kunnen veranderen aan dit proces en of we dat wel willen. We kunnen ons beter aanpassen aan de nieuwe realiteit. Een goede oplossing hiervoor is zeer laag liggende gebieden die nu nog met veel pijn en moeite droog worden gehouden, onder water te zetten en zo als waterberging dienst te laten doen. Hele stadswijken kunnen veranderen in waterwijken. Op die manier ontstaat er een enorme bergingscapaciteit om water in op te vangen tijdens overstromingen en kan dit water worden gebruikt voor infiltratie in de grondwaterlaag of irrigatie.

Uiterwaarden en polders met drijvende woningen

Rond de rivierbedding van grote rivieren ligt weiland: de uiterwaarden. Deze dienen als waterberging als door heftige regenval een rivier als de Rijn of de Lek sterk stijgt. In mijn studententijd in Wageningen gingen we hier geregeld wandelen of fietsen. In die tijd dachten we al na over drijvende woningen die in de uiterwaarden gebouwd zouden kunnen worden.

In Limburgse dorpen aan de Maas, Itteren en Borgharen, zijn er wel woningen in de uiterwaarden gebouwd. Om de zoveel tijd was het weer een vast ritueel als de bewoners van de nieuwbouwwoningen in de uiterwaarden zich met alle macht proberen te verweren tegen het snel stijgende Maaswater. De laatste jaren worden er steeds meer drijvende woningen in de uiterwaarden gebouwd, onder meer bij Tiel, Nijmegen en Maasbommel. Mogelijk kunnen alle bewoners van overstromingsgevoelige gebieden met overheidssubsidie overgezet worden naar een drijvend huis.

Grond moet meer watervasthoudend vermogen krijgen
Afhankelijk van de grondsoort kan een akker redelijk veel water vasthouden: dertig millimeter voor pure zandgrond tot een veelvoud hiervan voor kleigrond en (vooral) veengrond, die veel weg heeft van een spons. Op een zonnige dag jaagt een gewas er al gauw vier millimeter water doorheen. Vandaar dat regen, zeker op zandgronden, niet al te lang uit moet blijven.

Een voor de hand liggende methode is uiteraard veel organische stof toe te voegen aan de grond. Het probleem is dat deze stof ook schaarser wordt. Steeds meer plantaardig restafval wordt omgezet in elektriciteit of autobrandstof. Mogelijk kunnen kunststoffen of geëexpandeerde kleikorrels (perliet) soelaas bieden.

Terra preta: de grote hoeveelheid houtskool houdt de bodem rechts vruchtbaar en watervasthoudend.

Grond blijft vruchtbaar met houtskool
Nog beter is organisch materiaal omzetten in biochar, houtskool (m.a.w.: laten verkolen, waarbij water en waterstofgas vrijkomt). Biochar gaat duizenden jaren mee (precolumbiaanse terra preta is nu nog vruchtbaar, en dat wil wat zeggen in een heet, regenachtig klimaat als in de Amazone) en blijft al die tijd water absorberen. Als de Nederlandse akkers (vooral de zandgronden) zouden worden voorzien van biochar, zou dit zowel de bodemvruchtbaarheid als het watervasthoudend vermogen enorm vergroten.

De TU Delft werkt al aan plannen voor een drijvende stad in het IJmeer.

Drijvende stad van piepschuim

4 reacties / Ideeën en techniek, Nederland / Door Germen Roding / 24 april 2011 24 april 2011

De woningnood in de waterrijke Randstad rijst steeds meer de pan uit en gewetenloze makelaars en huisjesmelkers maken daar fors misbruik van. Zijn er niet slimme oplossingen te bedenken om daar wat aan te doen? Een drijvende stad in het IJmeer, bijvoorbeeld?

Woekerprijzen voor woonruimte in Amsterdam
De huizenprijzen en huren in de Randstad, vooral in Amsterdam, rijzen compleet de pan uit. Zelfs een klein kamertje van tien vierkante meter “doet” in hartje Amsterdam al gauw vijfhonderd euro. Een bedrag waar je in bijvoorbeeld Oost-Groningen een compleet huis voor kunt huren.

Dit heeft voor een belangrijk deel te maken met de rigide ruimtelijke-ordening regels in Nederland, waardoor de vele leegstaande kantoren niet tot woonruimte kunnen worden omgebouwd. Makelaars en andere dubieuze bemiddelaars maken hier behoorlijk misbruik van. Ook is het gezien de huurbescherming in Nederland en dichtgetimmerde huurmarkt niet erg aantrekkelijk om goedkope huizen voor lage inkomens te gaan bouwen.
We zijn hier eerder al ingegaan.

Tijd voor het kraken van het IJmeer
Kortom: op de overheid of het bedrijfsleven is niet te rekenen bij het oplossen van dit probleem. Het initiatief zal van de woningzoekenden zelf of creatieve out-of-the-box denkers moeten komen. De vraag: wat is er tegen om een drijvende stad te bouwen op het Markermeer? Het IJmeer zou ook kunnen maar is op dit moment al in het vizier van de ruimtelijke planners van de overheid, die hier dure eilanden op willen spuiten. Een project van de TU Delft ontwikkelt hiervoor een (veel slimmer) concept voor een drijvende stad (1).

Het kost niet erg veel geld om een drijvend huis te bouwen (tweedehands woonboten zijn al voor rond de tien- tot twintigduizend euro te koop). De hoogste kosten betalen bewoners voor de ligplaats. Als de huizen geheel zelfvoorzienend zijn qua energie, is er ook geen vaste ligplaats meer nodig, waarmee je dit probleem voorkomt.

Drijvend schip
Over drijvende pontons met daarop looppaden kunnen de bewoners zich door de drijvende stad verplaatsen. Ergens permanent aanliggen is verboden, maar als de stad permanent in beweging blijft heeft de overheid technisch gesproken geen poot om op te staan. Bewoners reizen van en naar de stad door middel van een snelle catamaran, die ze naar een nabijgelegen trein, busstation of parkeerplaats brengt. Ook een uitstekende optie is dit te combineren met een klein, op het water landend eenpersoonsvliegtuigje. Het elektrische model heeft een bereik van veertig kilometer. Voldoende voor een forens om tussen zijn watervilla en Amsterdam Centraal heen en weer te reizen.

Eindelijk lijkt ook de overheid wakker te wo0rden. Zo is er 1100 hectare Markermeer gereserveerd voor waterwoonprojecten(2).

Bronnen
1. TU Delft: Floating City
2. ‘Markermeer beschikbaar voor waterwonen’

Drijvende huizen ultieme oplossing broeikaseffect

Laat een reactie achter / Ideeën en techniek, Nederland / Door Germen Roding / 19 april 2011 19 april 2011

Let’s face it. We wonen weliswaar in een met pijn en moeite drooggelegd moeras, maar de zee heeft haar hongerige blik reeds op Nederland gericht. Voor een deel door een verwachte zeespiegelstijging, maar ook voor een belangrijk deel omdat Scandinavië terugveert en Nederland wegzakt. We kunnen natuurlijk onze dijken nog verder ophogen tot we in een soort grote badkuip leven en als razenden gaan pompen, maar we kunnen ook ons aanpassen aan de veranderende omstandigheden.

Tijd dus voor een paradigmaverandering, vinden veel ingenieurs bij onder meer Rijkswaterstaat. Hoe zouden Nederlandse woonwijken er uit zien als water een grotere rol zou pelen dan nu? Een paar sfeerimpressies.

Woonboten bieden al eeuwen lang onderdak aan duizenden mensen. Vroeger een armeluisoplossing, tegenwoordig gewilde statusobjecten.

Dit Duitse ontwerp uit Hamburg kan in allerlei configuraties gelegd worden. Je eigen privézwembad naast het huis? Geen punt...

De Waterpod, gelegen in de rivier de Hudson vlak bij New York, is volgens de bedenkers geheel zelfvoorzienend in energie.

Solar floating house, ontworpen door Orhan Cileli

Een watermolecuul. Het (hier roodgekleurde) zuurstofatoom trekt de elektronen naar zich toe dus is negatief geladen, de witte waterstofatomen juist positief.

Eendimensionaal elektrisch ijs geproduceerd

3 reacties / Wetenschap, Zonnestelsel / Door Germen Roding / 28 februari 2011 28 februari 2011

Water is één van de merkwaardigste substanties in het universum. Onderzoekers zijn er nu zelfs in geslaagd om ferroelektrisch ijs te produceren: ijs waarin watermoleculen zo zijn gericht dat ze een sterk elektrisch veld opwekken. Het ijs bestaat op dit moment nog in één dimensie: een rijtje watermoleculen achter elkaar.

Positieve en negatieve kant aan water
Watermoleculen bestaan uit een zuurstofatoom en twee waterstofatomen. De twee waterstofatomen zitten aan één kant (om precies te zijn: ze maken een hoek van 104,45 graden met elkaar, zoals u ongetwijfeld wilde weten), het zuurstofatoom aan de andere kant.

Omdat zuurstof veel harder aan elektronen trekt dan waterstof, krijgt de zuurstofkant een negatieve lading en de waterstofkant juist een positieve lading. Dit is trouwens ook de reden dat een zo licht molecuul als water bij kamertemperatuur een vloeistof is: de positieve waterstofkant en negatieve zuurstofkant van verschillende moleculen trekken elkaar sterk aan, zodat water niet zo snel verdampt.

Watermagie
Het waterijs zoals je dat in het dagelijks leven aantreft, vormt een soort kooien van waterstofmoleculen waarbij de positieve en negatieve ladingen elkaar precies uitbalanceren. Daarom is water elektrisch ook neutraal. Water in zeer dunne kanaaltjes op nanoschaal gedraagt zich echter totaal anders. De reden bijvoorbeeld dat reuzensequoia’s er in slagen om via hun capillaire haarvaten zonder ook maar één spier of pomp, water uit de bodem meer dan honderd meter hoog te transporteren. De onderzoekers Xia Zhao, Xiang-Jian Kong en La-Sheng Long van de Xiamen Universiteit zijn er in geslaagd water in een nanobuisje zo te bevriezen dat waterstof en zuurstof netjes op één rij liggen: ijs-XI. Bij vier graden vond de bevriezing plaats en vormde zich één dimensionaal, ferroelektrisch ijs. Hierbij liggen de watermoleculen allen precies in dezelfde richting.

Elektrisch ijsgeheugen
Door het elektrische veld om te draaien, tuimelen de watermoleculen om. Ze “onthouden” als het ware het veld en nemen het over, ongeveer zoals een stuk weekijzer het magnetische veld van een magneet die je er bij in de buurt houdt, overneemt: ze zijn ferro-elektrisch. Op Antarctica komt deze ijsvorm voor. Volgens sommige theorieën bevinden natuurlijke ferroelektrische ijsvormen zich ook op verre ijsrijke werelden als Uranus, Neptunus en Pluto. Het zou ongeveer honderdduizend jaar duren om driedimensionale vormen van ferroelektrisch ijs op te wekken. In het bestaan van een planeet een oogwenk, maar ver buiten de tijdsschaal van menselijke onderzoekers. Naast een eerste blik op deze bizarre en exotische ijsvorm, kunnen hiermee natuurlijk ook elektrische onderdelen en geheugens worden gebouwd.

Wie weet maken buitenaardse wezens die in een zeer koude omgeving leven wel gebruik van dit effect om ijscomputers en ijsradio’s te bouwen…

Bron: Physorg.com, PNAS

Gefrituurde zijdewormlarven. Insekten hebben veel minder voer nodig dan varkens en koeien. Even wennen...

De laatste druppel

9 reacties / Geopolitiek, Maatschappij, Mensheid / Door Germen Roding / 12 februari 2011 12 februari 2011

De grondwatervoorraden in verschillende droge gebieden zijn bijna helemaal leeg. We kunnen dus maar beter snel gaan nadenken over een manier om die half miljard mensen te eten te kunnen geven…

Grondwater in droge landen wordt schaars
Peak oil, de toenemende schaarste aan aardolie omdat er meer olie wordt verbruikt dan ontdekt, kennen veel mensen al. Minder bekend is dat ook grondwatervoorraden in droge landen sneller wordt uitgeput dan ze door neerslag aan worden gevuld. De gevolgen hiervan zijn bijzonder vervelend.

Vissersboten liggen op de voormalige bodem van het Aralmeer. De boosdoener: waterslurpende katoenteelt.

Landbouw is namelijk uiterst afhankelijk van water. Er bestaat zelfs een vrij precieze correlatie tussen de hoeveelheid water die een gewas gebruikt en de productie. Uiteraard verschilt die verhouding per gewas – zo verbruikt rijst of suikerriet veel meer water per kilogram oogstbaar product dan de droogtetolerante granen sorghum en millet, maar zonder water is landbouw in aride gebieden nauwelijks mogelijk. Om een kilo rietsuiker te produceren zijn tot vijfduizend liters water nodig. Een kilo millet “slechts” enkele honderden liters.
Aride (droge) gebieden werden geïrrigeerd en leefden jaren boven hun stand. Ze produceerden veel meer oogst dan de jaarlijkse regenval toelaat. Nu zijn in India, Saoedi-Arabië en de VS de aquifers in hoog tempo aan het leeg raken. Binnen enkele jaren (Saoedi Arabië) tot decennia (VS) staan ze droog.

Biobrandstof en voedseltekort
De toenemende productie van biobrandstof uit maïs en andere graansoorten heeft als voordeel dat de prijzen gestabiliseerd worden (en dat hierdoor boeren worden gestimuleerd om hun productie flink te verhogen-wat overigens ook de nodige risico’s heeft). Nadeel is dat de voedselproductie al veel te laag is en dat biobrandstof de prijzen nog verder opjaagt. Zo verdwijnt er van de vierhonderd miljoen ton graan die in de Verenigde Staten – de graanschuur van de wereld – geoogst worden, honderd twintig miljoen, dat is dertig procent, in de vergistingsketels om er bio-ethanol van te stoken. De koopkracht van een Amerikaanse of Europese SUV is groter dan die van een hongerige derde-wereldbewoner zonder werk – de realiteit in veel derde-wereldlanden vanwege corrupte regimes die de bevolking verstikken met een overvloed aan regels.

Meer vlees betekent meer voedsel als veevoer
Vlees is afkomstig van dieren die leven van planten. Graan is dan ook een belangrijk ingrediënt van veevoer. Vervelend nieuws is dat er een veelvoud van de hoeveelheid graan nodig is om vlees te produceren. Om een kilo kippenvlees te produceren is twee tot vier kilo graan en peulvruchten nodig.

Gefrituurde zijdewormlarven. Insekten hebben veel minder voer nodig dan varkens en koeien. Even wennen...

Voor een kilo varken 3,5 kilo. Rundvlees vereist acht kilo. Steeds meer mensen willen vlees eten, waardoor er een veelvoud aan graan nodig is. Visteelt lost dit probleem voor een deel op (koudbloedige vissen, vooral luchthappende Afrikaanse meervallen, springen veel efficiënter met voer om dan warmbloedige zoogdieren en vogels). Een actieve lobby probeert in Nederland het eten van insekten te pushen. De voederconversie van insecten is erg gunstig: voor één kilo insekt is bij sommige soorten slechts 1,3 kilo voer nodig en tachtig procent van de mensen eet nu al insekten. Toegegeven: er is geen speld tussen te krijgen.

Ook interessant is van zoogdieren over te stappen op koudbloedige vegetarische dieren als woestijnschildpadden. Schildpadden leveren smakelijk vlees (de reden dat ze met uitsterven worden bedreigd), groeien vooral in de eerste jaren snel en woestijnen hebben we in overvloed. Wellicht geven sommigen dan toch maar de voorkeur aan een vegetarisch dieet. Nog beter uiteraard, al moet je opletten wat betreft essentiële aminozuren die in planten vaak ongelijkmatig voorkomen.

Rellen in Arabische wereld voor een groot deel het gevolg van voedselschaarste
Er is een vrij simpele correlatie tussen politieke onrust en voedselprijzen in landen waar mensen een groot deel van hun inkomen aan voedsel uitgeven. Hier in Nederland geven mensen misschien een vijfde van hun inkomen aan voedsel uit. In zeer arme landen als Bangladesh en Egypte is dat meer dan de helft. Elke verhoging komt hier dus zeer hard aan: het betekent domweg dat deze mensen minder kunnen eten.

In landen waarin het politiek bewustzijn sterk is – islamitische en Latijns-Amerikaanse landen bijvoorbeeld – heeft dat vervelende gevolgen voor het regime. Vandaar dat regimes als dat van Saoedi-Arabië (waar de aardolie volgens Wikileaks nu akelig snel aan het opraken is) als razenden graanvoorraden aan het aanleggen zijn. Uiteraard zal het nieuwe regime geen onderaardse zoetwaterzee of bergen voedsel uit het niets tevoorschijn kunnen toveren. Door de revolutie en chaos wordt de productie zelfs nog lager. De hongersnood zal dus verergeren. De wereldgeschiedenis leert dat hongersnoden altijd leidden tot grote volksverhuizingen en oorlogen. Dat geldt zeker nu. Door satelliet-TV weet zelfs de armste dorpsbewoner waar er wel genoeg voedsel is. Hier. En door dezelfde TV zal het lijden in deze gebieden ook onze huiskamers binnenkomen. Dus willen we een catastrofe voorkomen, dan zullen we moeten ingrijpen. Deze waterbesparende woestijnkassen snel uitrollen bijvoorbeeld. Ideeën welkom.

Bron
‘Food bubble about to burst’ – New Scientist