Medisch afval als materialenmijn

Dat ziekenhuizen veel afval produceren, is bekend, maar tijdens een rondleiding bij het bedrijf GreenCycl val je toch van de ene verbazing in de andere. De onderneming in De Meern (bij Utrecht) zamelt als eerste bedrijf in Nederland gebruikte materialen van ziekenhuizen in. Het bedrijf heeft grote bakken staan vol met metalen gereedschappen als schaartjes, tangen en pincetten – sommige nog niet eens gebruikt. Maar er liggen ook bergen gebruikte plastic schorten en afdekdoeken, inpakpapier, implantaatverpakkingen en containers met instrumenten.

GreenCycl is het geesteskind van Tim Horeman-Franse en Bart van Straten. Horeman-Franse is universitair hoofddocent Sustainable Surgery & Translational Technology aan de TU Delft. Van Straten werkt al 27 jaar in de medische sector, bij familiebedrijf Van Straten Medical. Dat ontwerpt, produceert en biedt sinds 1975 allerlei medische hulpmiddelen aan, van chirurgische instrumenten tot instrumentensets voor in het ziekenhuis. Van Straten vertelt dat hij een jaar of tien geleden een lezing bijwoonde van voormalig astronaut André Kuipers. “Hij vertelde hoe kwetsbaar de aarde eruitzag vanuit het ruimtestation ISS. Dat raakte me. Ik begon mezelf vragen te stellen over het medische vakgebied waar ik in werkte. Hoe kan het toch dat zo’n beetje alle materialen na gebruik worden verbrand?”

Praktijkvoorbeelden

Het leidde tot een promotieonderzoek aan de TU Delft, onder begeleiding van Horeman-Franse. De hoofdvraag: kun je van medisch afval nieuwe producten maken? Het antwoord bleek ja, vertelt Van Straten. “Toen hebben we op basis van de inzichten van mijn promotie een fieldlab opgezet, waar we rustig begonnen met het omsmelten van verschillende plastics uit de operatiekamer. Dat deed toen nog niemand.”

Ook nadat GreenCycl was opgericht, is het fieldlab blijven bestaan. Daar zijn nu de verschillende voorbeelden uit de praktijk te zien en te beleven: inpakpapier, afdekhoezen en schorten van polypropyleen worden omgesmolten, om er vervolgens tal van nieuwe plastic producten van te maken, zowel voorwerpen die sterk moeten zijn, maar ook simpele objecten, zoals labeltjes van plastic. Van pet-producten (polyethyleentereftalaat, bekend van de frisdrankflessen), zoals schroeven en onderdelen van instrumenten, maakt GreenCycl korrels. “Prima spul, waar je weer heel goede producten van kunt maken”, aldus Horeman-Franse. De korrels kunnen zo als grondstof een extruder in voor spuitgieten, een machine waarin korreltjes worden verhit en in gesmolten toestand in een mal worden geperst. Zo zijn bijvoorbeeld nagelschrapers, pashouders en bakjes te maken. Dit spuitgieten van producten biedt GreenCycl ook aan zijn klanten aan. Andere toepassing: van het gebruikte pet en van polypropyleen zijn ook de filamenten – de rollen draad – voor 3D-printers te maken. Oude stalen instrumenten worden omgesmolten en gewalst tot plaatwerk waaruit weer nieuwe stalen instrumentensets worden gemaakt.

Inmiddels weten Horeman, Van Straten en hun mensen alles van al die verschillende soorten gerecyclede kunststof en metalen: bij welke temperatuur het smelt, hoeveel het weegt, hoe hard het is, hoe sterk. “Als je materiaal hebt dat je een tweede leven wil geven, moet je weten wat de mechanische eigenschappen zijn”, legt Horeman-Franse uit. Daarvoor bestaan standaardtests, waarbij bijvoorbeeld een plaatje van het plastic of metaal doorbuigt onder steeds oplopende kracht. Of een machine trekt een staafje van het materiaal uit elkaar. Pats! Dit soort tests leveren gegevens op over de eigenschappen van het spul. “Pas als je het materiaal door en door kent, kun je besluiten wat je ermee gaat doen”, zegt Horeman-Franse. Af en toe zijn de resultaten verrassend, zoals wanneer een gerecyclede kunststof sterker blijkt te zijn dan het oorspronkelijke materiaal.

Goedkeuring

Het moet ook gezegd: niet alle materialen in het ziekenhuis zijn geschikt voor recycling. Goed voorbeeld zijn thermohardende plastics; dat zijn kunststoffen die – in tegenstelling tot de thermoplastics – niet opnieuw zacht zijn te maken door ze te verwarmen. Deze stoffen kunnen nog wel worden verpulverd, waarna het poeder als vulstof is te gebruiken in composieten met glas- of koolstofvezel. “Het kán, maar is wel ingewikkeld en tijdrovend”, aldus Horeman-Franse. Dat is geen reden om het niet te proberen trouwens. De twee kregen wel vaker van anderen te horen dat iets niet zou kunnen. “Je moet vooral niet te veel luisteren naar juristen”, zegt Van Straten met een wat wrange lach. “Dan kan er nooit wat.”

Je mag namelijk niet zomaar met gebruikte medische materialen aan de slag gaan. Daar gaat een heel proces van certificering aan vooraf. Om van de verschillende soorten gerecycled plastic weer nieuwe producten te maken en op de markt te brengen, moest GreenCycl eerst het hele proces van CE-certificering door. Tegenwoordig gaat dit via de Medical Device Regulation (MDR), een richtlijn van de EU die afgelopen jaren veel zwaarder is geworden, zegt Van Straten. “De MDR voorziet nog niet in het gebruik gerecyclede materialen. Dat maakt het extra complex om duurzame, medische producten goedgekeurd te krijgen.”

De recyclingindustrie is grotendeels nog niet winstgevend. Voor GreenCycl geldt ook dat er veel geïnvesteerd wordt in apparatuur, machines en kennis, zegt Horeman-Franse. “We investeren in de toekomst en lopen vooruit op een toekomstige vraag. Als organisatie doen we dit uit intrinsieke motivatie, omdat we vinden dat recycling en circulair gebruik van materialen de standaard moet worden. Ook willen we een voortrekkersrol spelen op dit gebied, door studenten op te leiden en opgedane inzichten te delen met de wereld.”

Wegwerpcultuur

De rondleiding gaat door en we lopen een nieuwe hal binnen. Hier staan bakken vol met staplers, medische nietmachines. Deze instrumenten van zowel metaal als plastic zijn zo ontworpen dat ze op geen enkele manier goed uit elkaar zijn te halen voor recycling. In het oorspronkelijke ding zaten de onderdelen aan elkaar vastgelijmd. Horeman-Franse zucht als hij erover vertelt. “Eén zo’n apparaat kost 700 euro en wordt na één operatie weggeflikkerd. Per doos zie je zo’n 600.000 euro aan one-time-use-producten staan. We hebben die nietmachine dus maar helemaal opnieuw ontworpen”, zegt hij, terwijl hij er een demonstreert. “De lijmverbindingen hebben we in ons ontwerp vervangen door klikverbindingen.”

In Nederland was er zes jaar terug ook helemaal niets, terwijl er nu allerlei projecten lopen. “Natuurlijk hebben we eerst het laaghangende fruit gedaan. Nu komen ook de lastigere projecten, gericht op de materialen die opraken”, aldus Horeman-Franse. Van Straten zit aan tafel bij het ministerie van VWS en is hij actief bij normalisatieinstituut NEN als voorzitter van het Platform Duurzaamheid en Medische Hulpmiddelen. De circulaire zorgeconomie staat ook de radar bij onze Rijksoverheid. Het aanjagen van de Green Deal, het stimuleren van wetgeving die dit soort activiteiten mogelijk maakt, is een belangrijke lobby.

Een keer of twintig

Onlangs nam GreenCycl een derde hal in gebruik. Ook wil het in 2025 een nieuwe recylinglijn bouwen die plastic afval omzet in hoogwaardige korrels. De machine neemt straks via een lopende band gebruikte plastic afdekdoeken van ziekenhuizen in, en aan de achterkant komen er korrels polypropyleen uit, die geschikt zijn om met gangbare maakprocessen, zoals spuitgieten, weer nieuwe producten ervan te maken. Omdat het materiaal hierbij wordt verhit, heeft recycling wel invloed op de materiaaleigenschappen: misschien niet na één ronde, maar na een x aantal keer wordt de kwaliteit iets minder, zegt Horeman-Franse. “We hebben gemeten dat plastic voor de meeste toepassingen een keer of twintig is te hergebruiken. Om achteruitgang van materiaalkwaliteit te voorkomen wordt afval van gerecycled materiaal altijd gemengd met dat van maagdelijk nieuw afval en soms ook met nieuwe korrels als bepaalde bijzondere eigenschappen gewenst zijn.” Bij goede recycling snijdt het mes aan drie kanten, zegt Horeman-Franse. “Je benut een afvalstroom nuttig, je hebt minder energie nodig én je hoeft geen olie uit de Golf van Mexico te halen.”

Horeman-Franse snijdt hier een belangrijk thema aan, dat ook de Europese Unie niet is ontgaan (zie de European Critical Raw Materials Act: de afhankelijkheid van materialen uit niet-Europese landen. “Neem de zeldzame aardmetalen, met als voorbeeld het iridium uit de elektroden van complexe diagnostische katheters die we sinds kort verwerken. Dat komt voor 90 procent uit landen als China. Daar kunnen wij last van krijgen. Stel dat China op een bepaald moment boos wordt op het westen, of zijn macht uitoefent, dan zitten wij met de gebakken peren. Daarom moeten we die materialen zelf in Europa gaan mijnen, voor zover dat kan.”

Handjes nodig

Nu is het openen van nieuwe mijnen een traag en lastig proces. Maar GreenCycl laat zien dat het ziekenhuis zelf een bron van materialen is en er is zelfs een trademark verkregen op de processen: Urban Hospital Mining. Uit oude apparaten zijn de metalen terug te winnen. “We doen we nu voor 5 procent van de nuttige materialen, maar dat kan naar 95 procent”, stelt Van Straten. Het echt goed terugwinnen van materialen uit oude apparaten is een nieuwe bedrijfstak die nog van grond moet komen.

GreenCycl wil ook instrumenten ontwerpen die veel vaker kunnen worden gebruikt. Dat voorkomt dat ziekenhuizen instrumenten inkopen om maar één keer te gebruiken, zoals de nietmachines. “Als we dat goed aanpakken kan dat ook nieuwe werkgelegenheid creëren”, zegt Van Straten. “Dit is een mooi vak voor jonge mensen die producten willen ontwerpen. Zo hebben we twee tu-studenten die een project deden bij GreenCycl, daarna in dienst genomen.” Maar ook hbo’ers en mbo’ers kunnen aan de slag in deze bedrijfstak. Horeman-Franse: “We hebben echt op elk niveau handjes nodig. Vergeet ook de instrumentmakers niet van de Leidse Instrumentmakers School (LiS). Die kunnen zúlke mooie dingen maken. We moeten de kennis en kunde van het maken van medische instrumenten weer terugkrijgen in Nederland.”