Buitensporten is extreem gespannen geworden. Prominente internationale atleten hebben onlangs bijgedragen aan een rapport waarin werd gesteld dat extreme hitte een veiligheidsrisico zou kunnen vormen tijdens de Olympische Spelen in Parijs dit jaar. Vorige maand nog heeft de Zuid-Amerikaanse voetbalfederatie, in navolging van de FIFA een paar jaar eerder, officieel haar regels gewijzigd om rekening te houden met ‘temperatuurstijgingen als gevolg van klimaatverandering’. Deze hitteproblemen zullen verergeren naarmate de temperatuur stijgt en meer gemeenschappen gras vervangen door gemakkelijker te onderhouden kunstgras. Hoewel duurzamer, heeft kunstgras moeite om water te absorberen en vast te houden, wat uiteindelijk leidt tot hogere oppervlaktetemperaturen, die soms wel 170 graden Fahrenheit benaderen.
Onderzoekers van het KWR Instituut voor Wateronderzoek in Nederland hebben geprobeerd deze hete grastemperaturen aan te pakken door een nieuw kunstmatig ‘verdampingskoeling’-materiaal te creëren dat regenwater kan verzamelen en dit kan gebruiken om de oppervlaktetemperatuur van het veld te verlagen. Het onderzoek, deze week gepubliceerd in Grenzen in duurzame steden, ontdekten dat de oppervlaktetemperatuur op hun aangepaste gras 46 graden lager was dan die van modern kunstgras en bijna dezelfde temperatuur als natuurlijk gras. Als dit soort zelfkoelende grasmatten op grote schaal worden geïmplementeerd, denken ze dat dit het risico op ernstige hittegerelateerde verwondingen kan verminderen en zelfs de stormafvoer kan helpen verbeteren in stedelijke gebieden waar regenwater niet goed wordt geabsorbeerd door traditioneel kunstgras.
“Door ondergrondse wateropslag en een capillair irrigatiesysteem in kunstgrasvelden te integreren, kunnen aanzienlijk lagere oppervlaktetemperaturen optreden vergeleken met conventionele kunstgrasvelden”, zegt hydroloog Marjolein van Huijgevoort van het KWR Wateronderzoeksinstituut in een verklaring. “Met circulair waterbeheer ter plaatse onder het veld wordt een aanzienlijk verdampingskoelingseffect bereikt.”
Verdampt regenwater kan gazons bijna net zo koel maken als natuurlijk gras
Natuurlijk gras heeft doorgaans de voorkeur boven kunstmatige alternatieven, zowel wat betreft koeling als waterafvoer, omdat water op organische wijze in de bodem kan sijpelen. Sportvelden, en zelfs steeds meer parken, zijn de afgelopen jaren echter overgestapt op kunstgras vanwege het onderhoudsgemak. De onderzoekers gebruikten de natuurlijke wateropname van het gras als inspiratie en creëerden hun eigen grasmat met een open wateropslaglaag direct onder de grasmat en het impactpad. Deze waterlaag vangt het regenwater op en slaat het op. Capillaire cilinders gemaakt van hydrofiele steenwolvezels worden vervolgens gebruikt om het water terug naar het oppervlak te transporteren waar het verdampt. Ten slotte koelt het verdampte water op natuurlijke wijze het oppervlak van het gazon af.
De onderzoekers testten hun zelfgekoelde grasmat tegen traditioneel gras en natuurgras op een warme, zonnige zomerdag in Nederland in 2020. De oppervlaktetemperaturen op hun zelfgekoelde grasmat bereikten 98 graden Fahrenheit. Dat is heet, maar niets vergeleken met een traditioneel gazon dat maar liefst 144 graden Fahrenheit was. Bovendien had de zelfgekoelde grasmat bijna dezelfde temperatuur als het natuurlijke grasveld, dat 101,6 graden Fahrenheit aangaf.
Hoewel in ander onderzoek eerder is gekeken naar de intermitterende koeling van kunstgras met behulp van sprinklersystemen, levert dit doorgaans slechts beperkte verlichting op de korte termijn op. Ook voortdurend spuiten kan de bespeelbaarheid van sportgras beschadigen of aantasten. KWR-onderzoekers zeggen dat deze nieuwe aanpak deze inspanningen verbetert door natuurlijk voorkomend regenwater op te slaan om velden te koelen wanneer dat nodig is. Het zelfgekoelde gazon resulteerde naar verluidt ook in iets lagere temperaturen omhoog veld oppervlak. Naast de verkoelende effecten zeggen de onderzoekers dat het waterabsorberende terrein ook zou kunnen helpen de afvoer van regenwater te verminderen, wat op zijn beurt stedelijke overstromingen zou kunnen helpen bestrijden. Slechte afvoersystemen en een overvloed aan beton hebben naar verluidt bijgedragen aan een toename van stormgerelateerde overstromingen in de afgelopen jaren.
De onderzoekers zeggen dat hun nieuwe koelsysteem relatief eenvoudig te implementeren is, maar niet noodzakelijkerwijs goedkoop. De kosten voor het installeren van een zelfkoelend veld kunnen het dubbele bedragen van die van een traditioneel gazon. En hoewel het experiment zich concentreerde op kleine grasvelden van 5×5 meter, zouden velden in de echte wereld dat gemakkelijk kunnen overschaduwen. Deze kosten vooraf kunnen echter slechts een deel van het verhaal vertellen. Hitteberoerte en andere schade die verband houdt met de gezondheid of de landbouw als gevolg van slechte drainage brengen hun eigen langetermijnkosten met zich mee die, in theorie, potentieel kunnen worden verzacht door koeler grasland op grote schaal.
“De investering die nodig is voor een gekoeld standaardveld is hoger dan voor een conventioneel veld”, schrijven de onderzoekers. “Deze investering maakt het echter mogelijk dat het veld onderdeel wordt van een waterbeheersysteem ter plaatse en een koeler en veiliger veld voor atleten vormt, gebaseerd op de natuurlijke verdamping van vastgehouden (in plaats van gedroogd) regenwater.”