Wetenschappers in Zuid-Afrika hebben voor het eerst bakstenen gemaakt met behulp van menselijke urine. Bacteriën gingen met de afvalstof aan de slag en zetten hem om in een stof die zandkorrels aan elkaar plakt.

Het creatieve idee komt van twee studenten van de University of Cape Town en hun universitair docent. Ze gooien zand, urine en bacteriën bij elkaar en wachten dan een paar dagen. De bacteriën produceren een enzym dat urease heet. Dat reageert met ureum in de urine en calcium in het water tot calciumcarbonaat, een cementachtige stof. Die plakt de zandkorrels aan elkaar, waardoor een stevig blok ontstaat.

Over de geur hoeven we ons geen zorgen te maken. De sterke en onprettige geur van ammonia verdwijnt na een paar dagen doordat de steen verder droogt.

Het proces dat zorgt voor het binden van de zandkorrels heet microbial carbonate precipitation en lijkt volgens de wetenschappers behoorlijk op wat er in de natuur gebeurt bij de vorming van schelpen en koraal. Met het natuurlijke ‘bakproces’ zijn stenen van allerlei vormen te maken. Daarvoor hoef je de ingrediënten alleen maar in een mal met de gewenste vorm te stoppen.
 

Twee voordelen

Dit proces combineert twee voordelen. Ten eerste is bij de productie van deze ‘biobakstenen’ geen hoge temperatuur nodig, wat bij het bakken van gewone bakstenen in ovens wel het geval is, tot wel 1400 °C. Het nieuwe proces voorkomt dus CO2-uitstoot. En ten tweede wordt hier een afvalstof nuttig ingezet. Dubbel nuttig eigenlijk, want de wetenschappers halen uit de urine eerst componenten voor kunstmest, voordat ze de vloeistof aan de bacteriën voeren.


Nieuw materiaal

Dit alles betekent niet dat de bouwsector meteen tienduizenden bakstenen van het nieuwe materiaal gaat bestellen, zo ver is het nog lang niet. De studenten in Zuid-Afrika hebben net drie stenen gemaakt. Die voelen stevig en hard aan, maar ze hebben hun proces nog lang niet geoptimaliseerd.

Nu is voor een enkele steen nog ongeveer 30 l urine nodig. Die wordt verzameld in een speciaal voor dit doel aangepast urinoir op de universiteit. Ook verloopt het maakproces van de stenen nog heel langzaam. De bacteriën hebben zes tot acht dagen nodig om een steen te maken.
 

Commercialiseren

Of met dit proces ooit bakstenen voor een redelijke prijs te maken zullen zijn, en hoe, weten de onderzoekers nog niet. ‘We zijn nog ver verwijderd van het commercialiseren van ons proces’, zei universitair docent Dyllon Randall van de University of Cape Town tegen TechXplore.

Maar hij ziet ook volop ruimte voor verbetering. Naar verwachting kan de hoeveelheid urine die nodig is voor één baksteen, nu 30 l, fors omlaag. Ook is het maakproces nog te optimaliseren. ‘Hoe langer je de bacteriën hun gang laat gaan, hoe sterker de baksteen wordt’, aldus Randall in een persbericht van zijn universiteit.

Zo ziet het maakproces van de 'bakstenen' er in het laboratorium uit:
 

Laboratoriumopstelling voor het produceren van een 'baksteen'. Links de urine, midden de mal en rechts het zand dat in de mal gaat.

 

Het zand zit, vermengd met de bacteriën, in de mal en krijgt urine toegevoerd via slangetjes.

 

Na enkele dagen hebben de bacteriën een vaste cementachtige stof gevormd die de zandkorrels aan elkaar bindt. Het resultaat is een stevige steen.


Foto’s Robyn Walker / University of Cape Town