Degratex

Entwicklung biobasierter, abbaubarer Lösungen für Geotextilien für kurzfristige Anwendungen wie temporäre Erdstrukturen und Vegetationsschutz.

Motivation

Geotextilien erfüllen erfolgreich eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen wie Trennung, Schutz, Filtration, Verstärkung und Erosionsschutz. Diese Vielfalt spiegelt sich in den zahlreichen Anwendungen von Geotextilien wider, wie z. B. Dämme, Deiche, Böschungen, Tagebaue, Mülldeponien, Straßenbau, Forstwirtschaft und Landschaftsbau. Jedes Jahr werden weltweit über 1,4 Milliarden m² Geotextilien verlegt. Nur 2 % der heutigen Geotextilien werden aus erneuerbaren Materialien hergestellt, obwohl das Potenzial zur Substitution durch erneuerbare Materialien auf 50 % geschätzt wird.

In Anbetracht der zunehmenden ökologischen und sozialen Herausforderungen ist der Bau einer sicheren, dauerhaften und kostengünstigen Infrastruktur ohne Geotextilien in Zukunft unwahrscheinlich. Die Haltbarkeit von Geotextilien im Boden entspricht mit mehreren Jahrzehnten im Allgemeinen der Lebensdauer von Erdbauten. Es gibt jedoch einen beträchtlichen Markt für nicht dauerhafte Geotextilien, der von den heute verfügbaren Produkten nicht zufriedenstellend bedient wird. Das Problem dabei ist der Verbleib der Geotextilien im Boden, wenn sie ihre Funktion erfüllt haben. Der Markt wird derzeit von Produkten aus petrobasierten Kunststoffen beherrscht.

Ziel

Das Ziel von “DegraTex” ist die Entwicklung biobasierter, abbaubarer Lösungen für Geotextilien für kurzfristige Anwendungen wie temporäre Erdstrukturen und Vegetationsschutz. Im Rahmen des Projekts werden verschiedene textile Strukturen für diese Anwendungen erforscht und hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die umgebende Umwelt durch ihren Abbauprozess bewertet. Darüber hinaus zielt das Projekt auf die Entwicklung von Bewertungs- und Entwicklungsinstrumenten für abbaubare Geotextilien ab. Die Ergebnisse werden es ermöglichen, herkömmliche Geotextilien in technisch und ökologisch sinnvollen Anwendungen durch biobasierte und abbaubare Produktlösungen zu ersetzen und so die Auswirkungen auf die unmittelbare Umwelt und den Einsatz von petrochemischen Kunststoffen in der Natur zu reduzieren.

DEGRATEX VISUALISIERT

FORSCHUNGSANSATZ

“DegraTex” wird sich auf zwei Hauptanwendungen konzentrieren. Zum einen auf die Verstärkung und den Erosionsschutz von Erdbauwerken und zum anderen auf den Vegetationsschutz. Da die beiden Anwendungen sehr unterschiedliche Anforderungen stellen, muss zunächst ein Leistungsverzeichnis erstellt werden. Diese berücksichtigen neben der Anwendung auch Aspekte des Textils, des Garns und des Polymers sowie Aspekte der biologischen Bewertung der Umweltauswirkungen. In der Folge werden wir biobasierte und biologisch abbaubare Geotextilien unter Verwendung verschiedener Textiltechnologien entwerfen und die dazugehörigen textilen Produktionsprozesse entwickeln. Gleichzeitig wird eine Methodik entwickelt, um die zeitabhängigen Wechselwirkungsmechanismen des Geotextils im Kontakt mit Boden, Luft und Organismen aufgrund der Abbaubarkeit zu untersuchen. Sobald die textilen Strukturen zur Verfügung stehen, werden wir die Installationsmethoden in Labor- und Feldversuchen testen. Danach werden wir einen Bewertungsrahmen für abbaubare Geotextilien entwickeln, der im Laufe des Projekts erarbeitet wird. Zur Bereitstellung einer Entscheidungsgrundlage auf der Grundlage einer technologischen, ökologischen und wirtschaftlichen Bewertung der Prozesse und der daraus resultierenden Produkte im Hinblick auf ihren Lebenszyklus.

Resultate

Das Projekt hat gezeigt, dass die abbaubaren Geotextilien aus biobasierten Polymeren für den Einsatz im temporären Erdbau geeignet sind und dass ihr Abbau kein größeres Risiko für die Umwelt darstellt als bei herkömmlichen Geotextilien. Gleichzeitig wurden nach dem Projekt aber auch zwei zentrale Herausforderungen für die breite Einführung der Materialien deutlich: (1) Viele der biobasierten Materialien sind entweder nicht in der benötigten Menge oder in der erforderlichen Festigkeit verfügbar; (2) Da der Abbau der Materialien immer mit einem Festigkeitsverlust einhergeht, muss dies bei der Gestaltung der Erdarbeiten berücksichtigt werden, weshalb angepasste Gestaltungsregeln definiert werden müssen.

Projektpartner

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Dr. Ing. Kira Heins kira.heins@ita.rwth-aachen.de

Marina Kremer M.Sc. marina.kremer@ita.rwth-aachen.de

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