Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Sanden håller på att ta slut

Grus och sand är oumbärliga material i de vägar och betong-konstruktioner som skjuter upp överallt, men i vår iver att bygga håller vi på att göra slut på de sista reserverna. Nu kämpar forskarna för att hitta en ersättare innan det sista lasset sand har grävts upp.

Claus Lunau

Byggen runt om på jorden har ett nästan omättligt behov av betong. I år förbrukas drygt 50 miljarder ton i världen.

Den mängden skulle kunna täcka hela Skåne med ett tre meter djupt betonglager.

Betong är starkt, hållbart och lätt att forma på byggplatsen, men det finns grus i det välsmorda betongmaskineriet – eller rättare sagt: Det saknas grus.

© qaphotos.com/Alamy/ImageSelect

Betong framställs av cement och vatten som blandas med sand, småsten och grus, och nu har vår enorma förbrukning av bland annat betongproduktion lett till att vi helt enkelt håller på att få slut på grus.

Grustagen är tömda. Sandbankarna är bortgrävda. Och floder finkammade på varenda sandkorn. Utan det helt grundläggande materialet tvärstannar all anläggning med betong och nya vägar kan inte anläggas.

Lyckligtvis arbetas det nu på en lösning. Forskare och ingenjörer vill vända på timglaset innan sanden har runnit ut, och kanske finns lösningen i öknen.

Grus hamnar på andra plats

Vår gigantiska förbrukning av grus betyder att de små stenarna är planetens näst mest använda råvara.

Överst på listan står vatten, men eftersom jorden har cirka 1 400 miljoner kubikkilometer vatten är det inte en resurs som vi får slut på i första taget.

Betydligt värre är det med grus eftersom de befintliga lagren töms mycket snabbare än vad naturen hinner att fylla på dem. Mycket av Skandinaviens grus, sand och småsten skapades av istidens glaciärer.

Det tunga istäcket krossade materialet i marken och när glaciärerna drog sig tillbaka sköljdes småstenarna ut med smältvattnet.

En del av gruset spolades ut i hav och sjöar, men när isen försvann lättade trycket på marken, vilket gav landhöjningar. Därför finns det i dag stora fyndigheter av grus på land.

Grus kan också vara söndervittrat berg som genom årtusendena brutits ned till mindre och mindre bitar för att till sist hamna i floder, sjöar och havet där det har samlats i lager – exempelvis i form av sandstränder.

25 miljoner kilo grus krävs för att anlägga en kilometer motorväg.

Den geologiska nedbrytningen har skett under miljardtals år, men det var först på 1800-talet som sand och grus blev en hett eftertraktad resurs.

Grus lämpar sig perfekt för att bygga vägar eftersom stenar och kantiga sandkorn i olika storlekar kan pressas ihop så att de binder sig till varandra och utgör ett stabilt underlag även i regn och frost.

I dag slukar vägbyggen svindlande mängder sand. Under asfalten på en motorväg ligger det cirka 75 centimeter grus och en enda kilometer fyrfilig motorväg kräver hela 15 000 kubikmeter grus.

Enbart i Europa finns det i dag cirka 77 000 kilometer motorväg.

© Shutterstock

Framställningen av betong slukar ännu mer sand.

Betong har varit känt sedan forntiden, men på 1960-talet slog det igenom som byggmaterial för stora industri-byggnader samt för enfamiljshus.

Redan för 50 år sedan var efterfrågan på grus så stor att de små lokala grustagen som funnits i 100 år ersattes av gigantiska hål över de största grusfyndigheterna

300 miljoner ton sand producerar världens största grustag varje år.

I dag finns de enorma, tomma grustäkterna kvar som ärr i landskapet eller så har de omvandlats till rekreationsområden där naturen får regera fritt.

Naturen hinner dock inte producera nytt grus i samma tempo som vi förbrukar det, och det har blivit omöjligt att hitta nya fyndigheter som det är ekonomiskt och miljömässigt försvarbart att utnyttja.

25 000 ton till en kilometer

Utmaningen är att vi behöver enorma mängder och att materialet är mycket tungt. En kubikmeter grus väger cirka 1 700 kilo och 15 000 kubikmeter för en motorväg väger 25 000 ton.

Det betyder att en enda meter motorväg kräver ett helt lass grus och sand. Och måste lasset färdas långt kan det snabbt bli både komplicerat, dyrt och klimatbelastande.

10 000 mil – så långt fraktas sanden som Dubais skyskrapor är byggda av.

De enorma mängder som finns i floder och på havsbotten har i årtionden varit den primära källan i många delar av världen.

Att gräva upp sanden från en flod eller suga upp den ur havet – så kallad sandsugning – kan ur ekonomisk synvinkel tyckas bra på kort sikt, men miljökostnaderna är enorma.

Om stora mängder grus och sand tas ur en flod förstörs ekosystemet och de människor som bor och lever vid floden tvingas att flytta.

Världens största sandsugare bygger artificiella öar

Varje timme ökar sandsugningsfartyget Tian Kun Hao Kinas area genom att pumpa upp 6 000 kubikmeter sand från 35 meters djup.

Ett exempel är Mekongfloden i Vietnam och Kambodja. Floden är världens tionde största och den sista biten innan den rinner ut i Sydkinesiska havet är en av regionens största källor till sand och grus.

Varje år grävs 55 miljoner ton sand upp här, vilket får stora konsekvenser.

Vattenståndet i floden har fallit cirka en meter.

Det får flodstranden att kollapsa samtidigt som saltvatten förs från havet och långt upp i deltat där det förgiftar omkringliggande risfält. Även beståndet av fisk har påverkats.

Våtmarker intill bifloden Tonle Sap har alltid varit viktiga lekplatser för fiskar. Under monsunen pressas vatten normalt upp från Mekong till Tonle Sap och våtmarkerna medan fisk har simmat åt andra hållet för att söka föda i Mekong – och hamnat i fiskarnas nät.

Allt grus som tagits ur Mekong har dock givit mer plats i floddalen. Monsunregnen har därmed inte i lika hög grad pressat upp vattnet i bifloden, vilket ger färre fisk i näten för de cirka 60 miljoner människor som är beroende av fångst från Mekong.

Sandjakt ger planeten djupa ärr

För att möta den ökande efterfrågan på sand, grus och småsten söker sandjägarna nya jaktmarker. På land och till havs suger, gräver och pumpar de upp flera miljoner ton varje dag.

Sandsugning förändrar landskap

Just oöverskådlig miljöpåverkan fick år 2000 de kinesiska myndigheterna att förbjuda all sandsugning i floden Yangtze. Därefter började man ta grus vid området intill Poyangsjön som har sitt utlopp ut i Yangtze 600 kilometer väster om megastaden Shanghai.

Sjön och bifloderna förvandlades på kort tid till jordens största grustag med en produktion på över 300 miljoner ton sand per år.

Satellitbilder visar tydligt hur sandsugningen på bara några år radikalt har förändrat landskapet, vilket har haft en katastrofal effekt på ekosystemet.

Flera hotade fågelarter har förlorat sina boplatser och den söndergrävda våtmarken reglerar inte vattenståndet alls så effektivt som den tidigare sjön gjorde. Det blir nu ofta översvämningar som leder till allvarliga konsekvenser för lokalbefolkningen.

Tre andra saker vi får slut på

Sand och grus är inte det enda vi förbrukar mer av än planeten kan fylla på med. Grundämnen som är avgörande för partikelfysiker, för vår elektronik samt inom jordbruket
håller på att ta slut.

  • © ken ikeda madsen/shutterstock

    Fusion ska skapa nytt helium

    Helium är en biprodukt av radioaktivitet när uran och torium i jordens inre sönderfaller under tusentals år. Varje år skapar processerna cirka 3 000 ton, men vår förbrukning, som är 12–15 gånger större, täcks genom att helium utvinns ur naturgas. Om 100 år är planetens heliumlager slut. I stället blir framtidens energiform, fusion, en viktig källa till nytt helium. När tritium- och deuteriumkärnor smälter samman i fusionsreaktorer (i mitten) bildas bland annat helium (överst till höger).

  • Framtidens batterier blir litiumfria

    Litium är en av planetens mest eftertraktade metaller. Geologer bedömer att det finns 16 mijoner ton litium i naturen, vilket räcker till 260 miljoner elbilbatterier. I dag finns över en miljard bilar så det krävs ny, litiumfri batteriteknik. En lösning kan vara batterier baserade på aluminium som det finns gott om på jorden. Aluminiumet ska ingå i batteriets negativa pol medan den positiva polen ska bestå av grafit och titannitrid.

  • © Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

    Fosfor ska utvinnas ur spillvatten

    Om bara 30–40 år blir det svårt att få fram tillräckligt med fosfor för gödning. Därför arbetar ingenjörer med att samla in den fosfor som mänskligheten hela tiden utsöndrar i bland annat urin i så kallade struvitanläggningar. Struvit består av fosfor, magnesium och kväve, och bildar vanligtvis avlagringar i reningsanläggningarnas rör. Med en struvitanläggning utkristalliseras fosfor så att hälften av den fosfor som finns i spillvattnet kan utvinnas.

Sandsugning i havet är inte ett bättre alternativ. När lagret av sand och grus tas upp från havsbotten försvinner även livsmiljön för växter och djur.

Kustlinjen blir också mer sårbar för stormar utan sina sandbankar.

Sandstränder är viktiga rekreationsområden som tagit tusentals år att skapa och om sand grävs upp ur havet kan det påverka lokala havsströmmar så att sandstränderna förändras eller spolas bort.

Problemen med sandsugning har lett till att de kinesiska förbuden mot metoden spridit sig och det har blivit svårt att hitta andra källor till grus.

Om behovet ska täckas i framtiden räcker det inte att bara gräva djupare.

En möjlighet som ligger nära till hands är att återanvända en del av den betong som rivs ned.

Under 2025 kommer den årliga mängden byggavfall – inklusive uttjänt betong – att öka till 25 miljarder ton . .

© Shutterstock

Det är dock en lösning som entreprenörer är skeptiska till eftersom blandnings-förhållandet mellan cement, grus, vatten och återvunnen betong blir enormt komplicerat när man inte känner till det exakta innehållet i återvunnet material.

Betongkonstruktioner är gjorda för att hålla i minst 100 år och materialforskare har ännu inte kunnat dokumentera att betong baserat på åter-vunnet material kan hålla lika länge.

Vår enorma förbrukning av ny betong kan ändå inte täckas med återanvändning så forskarna är tvingade till att hitta andra lösningar. Ett alternativ skulle kunna vara ökensand.

Ökensand blir till byggklossar

Enbart i Saharaöknen i Afrika finns 30 000 gånger mer sand än vad som behövs för vårt årliga betongbehov, men det går inte bara att hälla ökensand i cementblandaren.

Saharas sand är formad av vinden – inte av ismassor och floder – och består av runda, släta och pyttesmå korn som är nästan identiska.

Woestijnzand is gevormd door de wind en te fijnkorrelig voor de gewone betonproductie.

© Shutterstock

Det gör ökensanden oanvändbar för betong, där sanden ska packas ihop för att ge styrka till betongen eller underlaget under motor-vägen.

För att bygga ökenstaden Dubai dammsögs kusten på sand och i dag måste entreprenörer importera stora mängder sand från bland annat Australien till Dubais gigantiska byggprojekt – trots att staden ligger intill miljarder kubikmeter ökensand och Australien är 1 000 mil bort.

Om ökensand kan användas för att göra betong skulle det innebära ett genombrott för materialindustrin.

Flera forsknings-projekt är också nära en lösning. Exempelvis experimenterar det tyska utvecklings-företaget Multicon med att krossa den redan fina ökensanden till ännu mindre partiklar.

Lim förvandlar ökensand till grus

Tyska ingenjörer har utvecklat en metod där finkornig – men oanvändbar – ökensand förvandlas till grus och småsten som kan användas vid betongtillverkning. Metoden bygger på ett bindemedel vars exakta innehåll är en affärshemlighet.

Nästa steg är en så kallad granulator.

Normalt används granulatorer bland annat för att tillverka träpellets, men Multicon blandar ökenpulvret med ett särskilt bindemedel i maskinen, vilket ger ”småsten” med en diameter på noll till 15 millimeter – samma kornstorlek som på den sand som brukar blandas med cement och vatten för att få betong.

© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

Ett annat tyskt företag, Polycare, och dess ägare Gerhard Dust, har utvecklat ett liknande material baserat på ökensand.

Sanden blandas med vatten och Polycares egenutvecklade bindemedel. Resultatet är ett material som sägs vara lika starkt och hållbart som betong, och som dessutom släpper ut betydligt mindre koldioxid i processen.

Polycares recept är en företags-hemlighet, men Dust har redan uppfört en mindre betongelementfabrik i Namibia.

Råmaterialet hämtas i världens äldsta öken, Na­mibö­k­nen, där det finns flera tusen miljarder ton sand.

Polycares färdiga ”betongelement” sätts ihop som legoklossar och ska enligt planerna användas för att uppföra småhus – enkelt, snabbt och billigt.

© PolyCare

Tiden får utvisa om det blir Polycare, Multicon eller något annat projekt som till slut visar sig bli lösningen på planetens omättbara behov av betong.

Ingenjörerna får dock skynda sig innan sanden runnit ut ur timglaset.

Bara på de 15 minuter det har tagit dig att läsa den här artikeln har grävmaskiner och sandsugare tagit upp över en miljon ton grus, sand och småsten.

Läs också:

coronavirus
Sjukdomar

Coronaviruset uppdatering: Få en överblick här

42 minuter
Sjukdomar

Så tar coronaviruset över kroppen inifrån

3 minuter
Genetik

Blå ögon är en följd av genetisk mutation

2 minuter

Logga in

Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
Visa Dölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!

Nollställ lösenord.

Skriv in din e-postadress, så skickar vi anvisningar om hur du återställer ditt lösenord.
Ogiltig e-postadress

Kontrollera din e-post

Vi har skickat ett e-postmeddelande till med instruktioner om hur du återställer ditt lösenord. Kontrollera ditt skräppostfilter om meddelandet inte har kommit.

Uppge nytt lösenord.

Skriv in ett nytt lösenord. Lösenordet måste ha minst 6 tecken. När du har upprättat ditt lösenord blir du ombedd att logga in.

Lösenord behövs
Visa Dölj