Growing volumes of wood are being used in construction, interior architecture, and product design, resulting in increasing amounts of wood waste. Using this waste is challenging, because it is too labor-intensive to process large volumes of uneven wood pieces that vary in geometry, quality, and origin. The project “Circular Wood for the Neighborhood” researches how advanced computational design and robotic production approaches can be used to create meaningful applications from waste wood. shifting the perception of circular wood as a simply harvested stream, towards a material with unique aesthetics of its own right. The complexity of the material is suggested to be tackled by switching from the object-oriented design towards designing soft systems. The system developed uses a bottom-up approach where each piece of wood aggregates according to certain parameters and the designed medium is mainly rule-sets and connections. The system is able to produce many options and bring the end-user for a meaningful co-design instead of choosing from the pre-designed options. Material-driven design algorithms were developed, which can be used by designers and end-users to design bespoke products from waste wood. In the first of three case studies, a small furniture item (“coffee table”) was designed from an old door, harvested from a renovation project. For its production, two principle approaches were developed: with or without preprocessing the wood. The principles were tested with an industrial robotic arm and available waste wood. A first prototype was made using the generated aggregation from the system, parametric production processes and robotic fabrication.
Since 2016, the Amsterdam Dapperbuurt in the East of Amsterdam, has its own Zero Waste Lab (ZWL), a collection and recycle centre for separated household waste. Drawing on the specific case of wood as a waste-stream, the project Circulair Wood for the Neighbourhood supports the ZWL (initiative of the foundation De Gezonde Stad) realizing two of their ambitions: (A) to transition from recycling to up-cycling; (B) to transition from awareness raising to social engagement and shared ownership. The project is a partnership between the ZWL, the Amsterdam University of Applied Sciences (Research Group Psychology for Sustainable Cities & Research Group Digital Production) and Verdraaid Goed (a Rotterdam based company up-cycling devalued materials by research and design). The project Circulair Wood for the Neighbourhood contains three components/sub-projects, 1) research on the wood waste stream and possibilities for production; (2) research on design possibilities, and (3) research on stakeholder involvement. This is the final report of the sub-project stakeholder involvement led by the research group Psychology for Sustainable Cities. This sub-project specifically examined the psychology behind the decision making process of residents to hand in (or not) separated household wood waste to the ZWL in the neighbourhood of the Dapperbuurt and proposes possible interventions.
Chemical preservation is an important process that prevents foods, personal care products, woods and household products, such as paints and coatings, from undesirable change or decomposition by microbial growth. To date, many different chemical preservatives are commercially available, but they are also associated with health threats and severe negative environmental impact. The demand for novel, safe, and green chemical preservatives is growing, and this process is further accelerated by the European Green Deal. It is expected that by the year of 2050 (or even as soon as 2035), all preservatives that do not meet the ‘safe-by-design’ and ‘biodegradability’ criteria are banned from production and use. To meet these European goals, there is a large need for the development of green, circular, and bio-degradable antimicrobial compounds that can serve as alternatives for the currently available biocidals/ preservatives. Anthocyanins, derived from fruits and flowers, meet these sustainability goals. Furthermore, preliminary research at the Hanze University of Applied Science has confirmed the antimicrobial efficacy of rose and tulip anthocyanin extracts against an array of microbial species. Therefore, these molecules have the potential to serve as novel, sustainable chemical preservatives. In the current project we develop a strategy consisting of fractionation and state-of-the-art characterization methods of individual anthocyanins and subsequent in vitro screening to identify anthocyanin-molecules with potent antimicrobial efficacy for application in paints, coatings and other products. To our knowledge this is the first attempt that combines in-depth chemical characterization of individual anthocyanins in relation to their antimicrobial efficacy. Once developed, this strategy will allow us to single out anthocyanin molecules with antimicrobial properties and give us insight in structure-activity relations of individual anthocyanins. Our approach is the first step towards the development of anthocyanin molecules as novel, circular and biodegradable non-toxic plant-based preservatives.
Met het project Circl-Wood willen projectpartners Fijnhout en Nijboer, samen met de Hogeschool van Amsterdam (HvA) kennis ontwikkelen over het ontwerpen en produceren van hoogwaardige objecten uit afvalhout (Dit kan afvalhout betreffen uit verschillende bronnen; afvalinzameling, woningrenovatie, recycling bedrijven, maar ook reststukken van houtleveranciers en houtverwerkende bedrijven) met behulp van geavanceerde numerieke ontwerpgereedschappen (“computational design”). De projectpartners willen samen onderzoeken of het mogelijk is om hoogstaande en in het oog springende circulaire objecten te ontwerpen van een specifieke hoeveelheid afvalhout, met de HvA ligstoel - die in 2018 in een eerder KIEM project is gemaakt - als iconisch voorbeeld. Hierbij worden de kenmerken van het beschikbare hout (kleur, vorm, nerfrichting, houtsoort) als ‘data’ gebruikt om met ontwerpalgoritmes objecten te ontwikkelen met unieke kenmerken. Deze data-gedreven ontwerpmethode dient toepasbaar te zijn op een willekeurige batch hout die door robots geïnventariseerd en gesorteerd is. Het automatiseren van het ontwerpproces voor hoogwaardige producten creëert nieuwe circulaire toepassingsmogelijkheden voor afvalhout. In 2018 was het ontwerp van de stoel niet gebaseerd op de specifieke stukken hout waarvan hij werd gemaakt. Pas na het ontwerp werden stukken afvalhout handmatig geselecteerd, op maat gezaagd en verbonden tot een omhullende vorm, die door de robot 3D gescand is en waar vervolgens door de robot de stoel uit gefreesd is. In Circl-Wood echter wordt een geavanceerd ontwerpproces ontwikkeld: de gegevens van een beschikbare hoeveelheid resthout worden gebruikt om verschillende specifieke ontwerpen te maken met kleurpatronen, vormen en structuren gerelateerd aan het beschikbare hout. Het doel is om haalbare ontwerpen te berekenen op basis van het beschikbare hout. Het project demonstreert hoe numerieke ontwerpgereedschappen bij kunnen dragen aan een creatieve en efficiënte benutting van resthout van houtverwerkende bedrijven zoals Fijnhout voor interieur toepassingen (door bedrijven als Nijboer).
In het project CW4.0 onderzoeken MKB’ers uit de houtindustrie en Smart Industry samen met de Hogeschool van Amsterdam (HvA), kennispartners TNO, HMC en Bouwlab R&Do en partners in hospitality hoe zinvolle toepassingen te maken van resthout, met behulp van Industry 4.0-principes. Hoogwaardig hout blijft momenteel ongebruikt, omdat het te arbeids-intensief is grote hoeveelheden ongelijkmatige stukken hout van verschillende grootte en houtsoort te verwerken. Waardevol resthout wordt zo waardeloos afval, tegen de principes van de circulaire economie in. CW4.0 richt zich op de ontwikkeling van geautomatiseerde processen voor houtverwerking gebaseerd op Industry 4.0 technologieën - met behulp van digitale ontwerptools en industriële robots. Uit eerdere projecten van HvA en partners is gebleken dat deze processen het gebruik van resthout levensvatbaar kunnen maken, in het bijzonder voor toepassingen in de hospitality sector, bijvoorbeeld voor receptiebalies, hotelmeubilair en interieurdelen. CW4.0 wordt dan ook uitgevoerd in samenwerking met hospitality-ontwerpers en hotelketels. Het onderzoek concentreert zich op 1) het creëren van een digital twin (=digitale kopie van een beoogd object of proces, om dit te onderzoeken zonder het eerst te hoeven bouwen) van een ‘upcycle houtfabriek’; 2) het realiseren en beproeven van secties van de fabriek; 3) het ontwerpen en prototypen van hospitality toepassingen en 4) het evalueren van de business case van deze toepassingen en de fabriek in het algemeen. Na afloop is er kennis beschikbaar voor houtindustrie om afval te verminderen, voor Smart Industry om hun digitale technologieën toe te passen voor upcycling van materialen, en voor horecapartners om waardevolle toepassingen te creëren van resthout. Het project is een belangrijke stap in de opschaling van industriële robotproductie met circulaire materialen. Het legt een nieuwe, belangrijke verbinding tussen Smart Industry en de circulaire transitie, gericht op het aanpakken van urgente maatschappelijke uitdagingen verband houdend met materiële schaarste en de mondiale milieucrisis.
