'Bacteriën beschermen Groningse dorpen tegen aardbevingen goed plan'

Aardbevingen teisteren de provincie Groningen door de gasboringen. Ze leidden onder meer tot forse schade aan huizen. Hoe worden woningen het beste beschermd tegen aardschokken? Bouwkundig advies- en ontwerpbureau Archipunt en ingenieursbureau LievenseCSO komen met een opmerkelijk plan. Ze willen onder meer bacteriën inzetten om de grond te verstevigen rondom dorpen. Dat klinkt misschien vergezocht, maar is een goed plan, stelt onderzoeker Leon van Paassen (TU Delft). Hij doet al jaren onderzoek naar dit zogeheten biogrouting en is niet betrokken bij het plan. Desgevraagd wil hij het wel kritisch tegen het licht houden voor Kennislink.

Drijfzand

Schades aan huizen bij aardbevingen ontstaan onder meer als er los gepakt zand in de ondergrond aanwezig is, zoals in Groningen. “Bij een trilling willen de los gepakte zandkorrels dichter naar elkaar toe bewegen. Daarvoor moet wel het grondwater wat tussen de korrels zit eruit worden geperst. Wanneer het water niet snel genoeg weg kan, komt het voor dat het gewicht van de bovenliggende grond niet meer door de korrels wordt gedragen, maar op het water rust. Waardoor de zandlaag in vloeibaar ‘drijfzand’ verandert. Met grote verzakkingen tot gevolg”, legt Van Paassen uit.

Verstevig de ondergrond daarom met bacteriën stelt het plan. Die zijn al in de bodem aanwezig en hebben alleen nog een beetje voeding nodig. Dat kan op twee manieren, bijvoorbeeld door er biocement van te maken. “Je injecteert een oplossing van ureum (een meststof) en calciumchloride in de grond. Dat zetten de bacteriën onder meer om in kalk waarmee je de korrels als het ware aan elkaar kit zodat de ondergrond stevig wordt”, zegt Van Paassen. Een paar jaar geleden hebben Van Paassen en collega’s dit voor het eerst op grote schaal toegepast. Dat was een wereldprimeur. “Om te voorkomen dat een boorgat zou instorten bij de aanleg van een grote ondergrondse gasleiding hebben we vierhonderd kuub grind versteend. Ook is het mogelijk zand dicht te kitten. Dat is bijvoorbeeld handig om lekkages te voorkomen bij de opslag van CO2 in de bodem of bij de aanleg van ondergrondse constructies.”

Een andere optie om aardbevingsschade te voorkomen is door kleine gasbellen te maken in het zand. Door de voeding aan te passen produceren bacteriën naast kalk ook stikstofgas. Wanneer het gas als kleine belletjes tussen de zandkorrels hangt, dempt dit de trillingen. “Dit voorkomt verzakkingen”, aldus Van Paassen. “Versteviging met gasbellen is veel goedkoper dan met biocement omdat er maar weinig gas nodig is om de trillingen te dempen.”

Diepwanddempers

Hij stelt dat de technieken, waar momenteel zo’n veertig onderzoeksgroepen zich wereldwijd mee bezig houden, toegepast kunnen worden. “Ik ben daar een voorstander van. We kunnen op dit moment al berekenen hoeveel gas of kalk er ongeveer nodig is als we informatie hebben over de lokale grondgesteldheid. Met behulp van rekenmodellen kunnen we dan een plan opstellen. Maar het is belangrijk dat er eerst een grote pilot komt om te controleren of de berekeningen kloppen. En om bijvoorbeeld na te gaan hoeveel gasbellen er nodig zijn om de grond te verstevigen. Hoe goed blijven ze hangen? Hoe lang en hoe vaak dien je te injecteren? Onder meer naar die vragen doen twee promovendi bij ons momenteel onderzoek.”

Dat goed onderzoek belangrijk is, onderschrijft Karin Hazewinkel van Archipunt, dat het plan mede opstelde. “Wij denken ongeveer een half jaar nodig hebben als voorbereidingstijd. Dan kijken we onder meer naar de bodem en naar grondeigenaren en waar leidingen lopen. Het is uiteraard maatwerk.”