Kunstmatige riffen voor een bloeiend zeeleven

Wereldwijd vernietigt klimaatverandering koraalriffen, een belangrijk leefgebied en natuurlijke bescherming tegen overstromingen. Coaststruction ontwerpt, produceert en installeert 3D-geprinte kunstmatige riffen om kwetsbare kustlijnen te helpen beschermen. Oprichter Nadia Fani deelt met ons de resultaten van hun laatste tests bij Deltares.

Florine en Nadia voor de Scheldegoot. Florine (links) heeft het kustrif van Coastruction vast dat achter haar wordt getest.

Met welke problemen worden koraalriffen geconfronteerd en wat is de impact? 

‘Onderwaterleven is cruciaal voor de biodiversiteit, kustbescherming en economische activiteiten die afhankelijk zijn van het zeeleven. Klimaatverandering veroorzaakt de dood van riffen naarmate het water warmer en zuurder wordt. Koraalriffen, die minder dan één procent van de oceaanbodem beslaan, ondersteunen meer dan 25% van al het zeeleven. Het zeeleven verliezen betekent dat we een enorme onzichtbare wereld verliezen. 


Riffen zijn ook van groot economisch belang, ze voorzien kustgemeenschappen van voedsel en trekken toeristen aan. Naast kostbaar diversiteitsverlies vermindert de vernietiging van riffen ook de kustbescherming. Riffen fungeren als natuurlijke waterkeringen, wat van vitaal belang is omdat de klimaatverandering de gevolgen van stormen intensiveert. Door kunstmatige riffen te bouwen, kunnen we zowel kustgemeenschappen als bio-ecosystemen helpen beschermen. We werken niet alleen aan kusten, maar ook aan rivieroevers of havendammen.’

Nadia Fani 

Nadia Fani is mede-oprichter van Coaststruction. Zij is het ‘hart’ van de technologische ontwikkeling en de technische visie op de lange termijn van het bedrijf. Ze leidde de productie van de eerste grootformaat betonnen 3D-printer en printte wereldwijd verschillende grootschalige kunstmatige riffen.

Waarom kunstmatige riffen?

‘Kunstmatige riffen bieden zeeleven nieuwe leefgebieden om te gedijen. Hoewel veel bedrijven beton gebruiken vanwege de duurzaamheid, betaalbaarheid en productiegemak, draagt het bij aan vervuiling en CO2-emissies, goed voor 4-8% van de wereldwijde emissies.


Onze oplossing minimaliseert materiaalgebruik en transportemissies. We maken gebruik van 3D-printen, waardoor we ingewikkelde, op de natuur geïnspireerde vormen kunnen creëren die zijn afgestemd op verschillende locaties. We printen ter plekke, waardoor we geen zware constructies over de hele wereld hoeven te vervoeren, wat de riffen verder kan beschadigen. Ons proces gebruikt minder cement en resulteert in een poreus oppervlak.


Bovendien stellen we duurzaamheid voorop. Onze technologie vermijdt hoge temperaturen en chemische toevoegingen. We gebruiken zeewater of lokaal zoetwater voor 3D-printen en kunnen verschillende soorten cement gebruiken, zoals kalksteen of gerecycled beton. Ons doel is om een circulair productieproces te creëren, waarbij we afgedankte prints kunnen versnipperen en hergebruiken.’

In deze video zie je het kunstrif in actie en wordt uitleg gegeven over de testen en het product.

Hoe pak je een restauratieproject aan? 

‘Elk ontwerp is afgestemd op de specifieke kenmerken van het zeeleven, de waterstroom en het gewenste rifgedrag. Aanpassing aan de omgeving is belangrijk, maar het gebrek aan gecentraliseerde kennis en informatie belemmert dit proces en veroorzaakt vertragingen. Veel landen die getroffen zijn door de aantasting van het rif, hebben niet de middelen voor uitgebreide monitoring, waardoor ze geen uitgebreide gegevens kunnen bijhouden.


We blijven echter optimistisch. Met de groei van ons bedrijf en diverse projecten kunnen we waardevolle kennis vergaren om ons productieproces te verbeteren en te leren van zowel successen als mislukkingen.


Afgelopen maart zijn we een project gestart op de Malediven, in samenwerking met een lokale ngo en mariene biologen.’

Florine Speth

Florine Speth studeert Waterbouw­kunde aan de TU Delft. Ze voert haar afstudeerscriptie getiteld 'Physical Modelling of 3D-Printed Artifical Reefs with Complex Shapes in the Wave Flume' uit bij Coaststruction. Ze werkte samen met Nadia aan het ontwerpen en uitvoeren van baanbrekende fysieke modeltests met behulp van 3D-geprinte structuren.

Hoe werkt u samen met Deltares?

‘In november wonnen we een MKB-wedstrijd, waarmee we gratis toegang kregen tot de testfaciliteiten van Deltares. Ons doel was om de overdracht van complexe structuren te beoordelen. We vergeleken traditionele betonnen kubussen voor kustbescherming met onze ontwerpen, met aanpassingsvermogen aan waterstroming en ondersteuning van het leven in zee door richels, doorlaatbaarheid en porositeit. Er werden twee ontwerpniveaus voorbereid: het ene volledig doorlatend en het andere niet-doorlatend maar wel poreus.

MKB-wedstrijd

Onder dezelfde golfhoogtecondities hebben we beide constructies getest op verplaatsingen en erosie. Florine, een masterstudent van de TU Delft, richtte haar scriptie op het analyseren van deze test. Haar bevindingen toonden aan dat onze technologie net zo effectief is als betonnen kubussen bij het voorkomen van golven, met de extra voordelen van het bevorderen van biodiversiteit en koraalgroei.’


‘Momenteel bekijkt Florine de gegevens van de tweede test voor verplaatsingen, die veelbelovende resultaten laat zien. We hebben nu grotere printers, waarmee we grotere structuren kunnen printen.


Het team van Deltares heeft een belangrijke rol gespeeld en uitgebreide kennis verschaft op het gebied van hydrodynamica, golven, sedimenttransport, morfologie en ecologie. Ze stelden voor om de tests uit te breiden, waar we graag aan voldoen, en Deltares zou ons in staat kunnen stellen om op grotere constructies te testen. Hun begeleiding en expertise zijn cruciaal geweest voor onze ontwikkeling.’

Tijdens de proeven wordt beeldmateriaal gemaakt, zodat deze later geanalyseerd kan worden.

Wat zijn de volgende stappen?

‘We maken ons op voor een installatie in Rotterdam in oktober van dit jaar. We zijn ook van plan om te testen op golftransmissie en golfbrekerfunctie. Deltares stelde voor om ook offshore installatietesten uit te voeren. Ons op maat gemaakte kunstmatige rif biedt een mogelijke oplossing om offshore windinstallaties te beschermen zonder het zeeleven te verstoren. Het helpt bij het herstel van de biodiversiteit na de installatie van windparken, biedt bescherming tegen verstoringen en verbetert de stabiliteit van windparken.


Als start-up zijn we nog steeds op zoek naar financiering en investeringen om onze groei te ondersteunen. Daarnaast staan we te popelen om nieuwe proefprojecten te verkennen. Als iemand geïnteresseerd is in het testen van onze technologie op verschillende waterlocaties, of het nu zee, meren of rivieren zijn, zouden we graag samenwerken.’

Madelief Doeleman

Expert kustwaterbouw en golven