Sargassum-based particleboards for sustainable construction: Performance of pelagic and benthic biomass combined with agro-industrial residues

Jedes Jahr spülen gewaltige Mengen an braunem Seetang an den Stränden der Karibik, Mexikos und Brasiliens an. Dieser Seetang, bekannt als Sargassum, ist ein natürlicher Bestandteil des Ozeans, doch der Klimawandel und die Umweltverschmutzung haben dazu geführt, dass er in überwältigenden Mengen auftritt. Wenn die Haufen am Sand verrotten, setzen sie giftige Gase frei, die lokale Ökosysteme schädigen, den Tourismus stören und die öffentliche Gesundheit gefährden. Gleichzeitig verlassen sich die globale Möbel- und Bauindustrie stark auf das Fällen von Bäumen, um Holzplatten für Schränke, Regale und Wände herzustellen. Diese zwei Probleme – zu viel verrottender Seetang und zu viele gefällte Bäume – scheinen nicht miteinander verwandt zu sein, doch beide beinhalten einen Überschuss an organischem Material, das einen neuen Zweck benötigt. Wissenschaftler suchen verstärkt nach Wegen, diese Abfallströme in nützliche Produkte umzuwandeln – ein Konzept, das als Kreislaufwirtschaft bekannt ist, bei der Materialien wiederverwendet statt weggeworfen werden. Die Herausforderung besteht darin, einen Weg zu finden, diese nassen, faserigen und oft salzhaltigen Materialien zu etwas zu binden, das stark genug ist, um in Gebäuden oder Häusern verwendet zu werden.

Ein Forscherteam aus Brasilien und Kanada unternahm den Versuch zu testen, ob dieser verrottende Seetank in ein Baumaterial verwandelt werden könnte. Sie konzentrierten sich auf die Herstellung von Spanplatten, bei denen es sich um flache Platten handelt, die durch das Zusammenpressen kleiner Holz- oder Pflanzenfasern mit einem Klebstoff entstehen. Das Team sammelte zwei verschiedene Arten von Sargassum: eines, das im offenen Ozean treibt und in riesigen Matten an Land gespült wird, und ein anderes, das in der Nähe der Küste auf dem Meeresboden wächst. Um diese Seetangstücke zusammenzuhalten, mischten sie sie mit zwei anderen landwirtschaftlichen Überresten: Zuckerrohrbagasse, der faserigen Pulpe, die nach dem Pressen von Zuckerrohr übrig bleibt, und Kokosnussschalenfasern. Sie verwendeten einen speziellen Kleber aus Rizinusöl, einem pflanzlichen Klebstoff, der weniger giftig ist als die in Fabriken üblichen erdölbasierten Klebstoffe. Das Ziel war zu sehen, ob diese Mischungen feste Paneele bilden konnten, die die Sicherheits- und Festigkeitsstandards für Möbel und Innenwände erfüllen.

Die Forscher erstellten vier verschiedene Arten von Paneelen, um zu vergleichen, wie die Inhaltsstoffe zusammenwirkten. Einige Paneele verwendeten Zuckerrohrbagasse für die äußeren Schichten und Seetang für die Mitte, während andere Kokosfasern außen mit Seetang innen verwendeten. Sie pressten diese Mischungen zu Brettern etwa in der Größe eines großen Schneidebretts zusammen und testeten sie strengen Prüfungen unterzogen. Die Tests maßen, wie stark die Bretter aufquollen, wenn sie in Wasser eingeweicht wurden, wie viel Gewicht sie tragen konnten, bevor sie brachen, und wie gut die Schichten aneinander hafteten. Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Unterschied zwischen den beiden landwirtschaftlichen Partnern. Paneele, die mit Zuckerrohrbagasse hergestellt wurden, schnitten sehr gut ab und erfüllten die strengen Anforderungen für die nicht-strukturelle Verwendung in trockenen Umgebungen, wie etwa Bürotrennwände oder Möbel. Diese Bretter waren stabil, behielten ihre Form bei und nahmen nicht zu viel Wasser auf.

Im Gegensatz dazu schnitten die Paneele aus Kokosnussschalenfasern nicht so gut ab. Obwohl sie die Mindestsicherheitsstandards für die Haftung erfüllten, nahmen sie deutlich mehr Wasser auf und quollen stärker auf als die Zuckerrohrversionen. Als die Forscher die Bretter unter einem starken Mikroskop betrachteten, sahen sie, warum. Die Zuckerrohrpartikel ließen sich eng zusammenfügen und schufen eine dichte und solide Struktur. Die Kokosfasern hingegen waren länger und dünner, wodurch Lücken und Hohlräume im Inneren des Bretts entstanden, die es dem Wasser ermöglichten, leicht einzusickern. Dieser Unterschied darin, wie die Partikel zusammenpassten, erwies sich als wichtiger als die Art des verwendeten Seetangs. Ob der Seetang aus dem offenen Ozean oder vom Meeresboden stammte, machte für die endgültige Festigkeit des Bretts kaum einen Unterschied, solange er mit dem richtigen landwirtschaftlichen Partner gemischt wurde.

Die Studie untersuchte auch, wie gut diese neuen Bretter Wärme von sich leiten konnten, ein wichtiges Merkmal für die Isolierung. Die Paneele aus Zuckerrohr und Seetang leiteten Wärme in einer ähnlichen Rate wie Standardholzprodukte, die im Bauwesen verwendet werden, was darauf hindeutet, dass sie helfen könnten, Gebäude warm oder kühl zu halten. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass Seetang allein zu schwach und wasserabsorbierend ist, um als Hauptbaustoff verwendet zu werden, aber sehr gut als Füllmaterial funktioniert, wenn er mit Zuckerrohrbagasse und einem pflanzlichen Kleber kombiniert wird. Dieser Ansatz bietet eine praktische Möglichkeit, ein wachsendes Umweltproblem in eine wertvolle Ressource zu verwandeln. Durch die Nutzung von Seetang, der andernfalls am Strand verrotten würde, können Gemeinschaften die bei der Zersetzung freigesetzten giftigen Gase reduzieren und gleichzeitig eine nachhaltige Alternative zu Holzprodukten schaffen, indem sie ein Küstenproblem in eine Lösung für die Bauindustrie verwandeln.