Bier, Haar en Koeienmest: De Toekomst van Duurzaam Bouwen met Mycelium

Probleemstelling: De milieu-impact van de bouwsector en het beheer van afval 

De bouwsector is verantwoordelijk voor een groot deel van de wereldwijde CO₂-uitstoot en het gebruik van niet-hernieuwbare grondstoffen. In België zijn al stappen gezet om de energiebehoefte van gebouwen te verminderen via isolatienormen, maar traditionele isolatiematerialen hebben vaak een hoge milieu-impact door de energie die nodig is voor onder andere productie en transport. Ook is er een groeiend afvalprobleem in België, waarbij veel materialen slechts één keer worden gebruikt en dan worden weggegooid. Dit leidt tot een toenemende druk op stortplaatsen en de uitputting van waardevolle grondstoffen. Tegelijkertijd blijven veel waardevolle afvalmaterialen, zoals landbouwafval en zelfs menselijk afval, onbenut. 

De klimaatverandering vraagt om een snelle en brede aanpak: we moeten niet alleen de CO₂-uitstoot verlagen, maar ook circulaire oplossingen vinden om afval opnieuw te gebruiken. Milieuvriendelijke materialen die CO₂ verminderen en afval een tweede leven geven, vormen hierbij een belangrijke stap. 

Hennep en Mycelium: Een duurzame basis 

De zichtbare paddenstoel is slechts de top van de ijsberg, het vruchtlichaam dat boven de grond verschijnt. Ondergronds strekt de ware kracht van de schimmel zich uit in een dicht netwerk van schimmeldraden. Dit wortelsysteem, mycelium genaamd, heeft een enorm potentieel omdat het in staat is om te binden met de omringende materialen, zoals gronddeeltjes, organisch afval en andere natuurlijke elementen. Hierdoor werkt mycelium als een soort natuurlijke lijm die deze deeltjes samenhoudt, een eigenschap die het mogelijk maakt om duurzame (bouw-)materialen te creëren. 

In dit onderzoek werd gekozen om mycelium te laten groeien op hennepscheven (stengels van de hennepplant red.). De hennepplant groeit snel, heeft geen nood aan kunstmatige bemesting of insecticiden en kan zowel de bodem als de lucht reinigen. Samen vormen hennep en mycelium een stevig, hernieuwbaar materiaal dat na gebruik op natuurlijke wijze kan worden afgebroken. 

Figuur 1: De groei van het mycelium-netwerk(wit) op hennepscheven

Innovatie door Upcycling: Het gebruiken van afvalmaterialen 

Om de schimmeldraden snel te laten groeien, is voeding cruciaal. Eerdere onderzoeken hebben vaak gekozen voor tarwe en haver, maar deze keuze kan concurreren met de voedselvoorziening voor mensen. Door in plaats daarvan gebruik te maken van lokale afvalmaterialen, kunnen we niet alleen deze concurrentie vermijden, maar ook bijdragen aan het oplossen van de afvalproblematiek. 

Met dit doel onderzochten we verschillende Belgische afvalstromen die

mogelijks als voedingsbron voor schimmels kunnen dienen. Materialen zoals brouwerijafval, koeienmest, koffiedik, karton en zelfs menselijk haar werden toegevoegd aan hennep en mycelium en vervolgens vergeleken op vlak van groei. 

Zodra het mycelium volledig was gegroeid, werd het materiaal gedroogd en samengeperst. Vervolgens werden buigsterktetests uitgevoerd om te meten hoe sterk en samenhangend het eindproduct is. Deze tests geven inzicht in welke afvalmaterialen het mycelium het beste voeden en bijdragen aan een sterk eindproduct. Het is immers belangrijk dat de uiteindelijke bouwmaterialen voldoende samenhang en sterkte vertonen. 

Koeienmest als natuurlijke booster 

De keuze om koeienmest in het onderzoek op te nemen, komt voort uit de steeds grotere uitdagingen rond mestbeheer. Strengere regels voor het gebruik van mest als bemesting maken het moeilijker voor landbouwers om deze stromen goed te beheren. Door koeienmest te verwerken in bouwmaterialen, krijgt dit afval een nieuwe en waardevolle bestemming. De resultaten van het onderzoek tonen aan dat de combinatie van koeienmest en karton zorgt voor een uitstekende groei van het mycelium-netwerk op hennep. Deze betere groei versterkt het eindproduct, wat goed is voor de kwaliteit van het uiteindelijke bouwmateriaal. 

Een ander voordeel van mest is dat het een lokaal product is. Landbouwers kunnen het verdelen van mest combineren met de productie van hennep, wat kan leiden tot meer samenwerking tussen de landbouw- en bouwsector in de toekomst. Dit heeft verschillende voordelen: het kan de transportkosten van bouwmaterialen verlagen, nieuwe banen creëren en de gemeenschap versterken. 

Grafiek 1: Sterkteverloop van mycelium-materialen met toevoeging van koffie, bierbostel en de combinatie van mest en karton 

Brouwerijafval: Een Duurzame Trots 

Ook onze Belgische trots, de brouwerij, kan bijdragen aan een duurzamere bouwsector. In veel brouwerijen wordt het restafval, ook bierbostel genoemd, als veevoeder ingezet, maar dat gebeurt niet overal. Een waardevol alternatief is om dit afval te gebruiken als voedingsbron voor mycelium, wat bijdraagt aan de ontwikkeling van bio-gebaseerde bouwmaterialen. 

De resultaten (Grafiek 1) laten zien dat bierbostel, toegevoegd aan hennep en mycelium, vergelijkbare groei en sterkte oplevert als toevoegingen van koeienmest en karton. In vergelijking met andere materialen, zoals koffie, zorgen bierbostel en mest voor de sterkste bouwmaterialen. 

Duurzaamheid in de kappersstoel 

Onze geknipte haren belanden momenteel in de vuilnisbak en worden later verbrand. In de toekomst zou dit kunnen veranderen, aangezien ons haar gebruikt kan worden in bouwmaterialen. Haren zijn van nature sterk, wat betekent dat ze mogelijk het mycelium-materiaal kunnen versterken. 

De resultaten tonen aan dat dit effectief het geval kan zijn, maar de versterking is niet te danken aan de sterkte van de haren zelf. In plaats daarvan haalt de schimmel voedingsstoffen uit het haar, wat het mycelium-netwerk helpt om beter te groeien. Deze voedingsstoffen dragen bij aan de ontwikkeling van een sterker mycelium-netwerk, waardoor het eindproduct uiteindelijk ook sterker wordt. 

Figuur 2a (links): Getest hennep-mycelium materiaal met toevoeging van haar-afval

Figuur 2b (rechts): Groei van mycelium op hennep na toevoeging van brouwerijafval

Toekomstperspectieven: Een Circulaire Bouwsector 

Door de experimentele aard van ons onderzoek is het van groot belang dat de resultaten verder worden onderzocht. Met meer verfijning en verdieping binnen dit onderwerp kunnen we verschillende combinaties van afvalmaterialen, mycelium en hennep ontwikkelen, wat kan leiden tot nieuwe en natuurlijke bouwmaterialen.  

De bevindingen tonen aan dat mest, brouwerijafval en haar een grote impact kunnen hebben op de toekomst van de bouwsector. We moeten verder onderzoek aanmoedigen en de creativiteit van onderzoekers stimuleren om meer te ontdekken over de mogelijkheden van afval uit verschillende sectoren. Als we hierin slagen, is het goed mogelijk dat we binnenkort paddenstoelen niet alleen in het bos of op ons bord zien, maar ook op de bouwplaats, als krachtige bouwstenen voor een duurzame toekomst.