New protection technology to substitute creosote for the protection of railway sleepers, timber bridges, and utility poles

Kreosot er et av de eldste og mest effektive beskyttelsesmidlene for tre. Det er hovedsakelig brukt i konstruksjoner utendørs hvor det er store krav til sikkerhet og levetid, slik som jernbanesviller, el- og telefonstolper, og trebroer. EU-kommisjonen stiller seg imidlertid kritisk til bruk av kreosot av helse- og miljømessige årsaker, spesielt fordi kreosot inneholder stoffer som er potensiell karsinogene for mennesker. Mange regner med et forbudt av kreosot som trebeskyttelsesmiddel i løpet av de neste årene. Mangelen av trebeskyttelsesmidler som kan overtar for kreosot innebærer risiko for at viktige markedsområder erstattes av ikke-fornybare materialer. Det overordnede målet i prosjektet CreoSub var å utvikle alternativ beskyttelsesteknologi som viser en bedre helse- og sikkerhetsprofil enn kreosot. I tillegg til sin sterkt biocid virkning mot trenedbrytende organismer er kreosot vannavstøtende, noe som motvirker sprekkdannelse i tre og dermed bidrar til å redusere faren for råteangrep. Denne dobbelte funksjonen er sjelden for et trebeskyttelsesmiddel. I søket etter vannavstøtende midler ble tallolje nærmere undersøkt, som er et biprodukt fra tremasseproduksjon. Analysene viste imidlertid at hverken råtallolje eller talloljederivater alene, dvs. uten tilsetning av biocider, gir tilstrekkelig beskyttelse for jernbanesviller, stolper og trebroelementer. Følgelig var prosjektfokuset på oljebaserte trebeskyttelsesmidler basert på naturlige eller mineralske oljer, som inkluderer ulike organiske og anorganiske biocider. Omfangsrike laboratorieforsøk kartla effektiviteten av de nye beskyttelsessystemene ved spesifikke konsentrasjoner mot ulike trenedbrytende sopparter. Disse resultatene behøver verifisering gjennom feltforsøk. Derfor ble prøver installert på testfelt i Norge, Tyskland og USA som vil bli fulgt opp i minst fem år. Dessuten vil norske nettselskaper installere 120 ledningsstolper impregnert med to nye trebeskyttelsesprodukter, som ga lovende resultater i CreoSub. Stolpene vil eksponeres på Øst- og Vestlandet i andre halvår 2017 og jevnlig undersøkes til 2037. Initiering av stolpeforsøket ble mulig da den tyske prosjektdeltakeren Fürstenberg-THP startet i juni 2017 verdens første impregneringsanlegg for ett av de midlene (fra Koppers) som ble undersøkt i CreoSub. Det andre produktet i stolpeforsøket kommer fra prosjektdeltakeren Lonza Wood Protection, som etablerte et semi-industrielt impregneringsanlegg i England i prosjektperioden. I tillegg til de fullførte testene av holdbarhet mot trenedbrytende organismer, ble det gjennomført akselerert væraldringsforsøk, som viste at de nye oljebaserte midlene beskytter like bra mot sprekkdannelse som kreosot. Forskningspartneren Universitetet i Göttingen optimalisert impregneringsprosesser for oljebaserte produkter ang. opptaksmengde og inntrengning. Materiales strømledningsevne har betydning for stolper mht. sikkerhet ved montasjearbeid og for jernbanesviller mht. signalformidling. Undersøkelser i CreoSub viser at de nye midlene ikke øker ledningsevnen. Mekaniske undersøkelser viste ingen negativ innflytelse av de nye impregneringsmidlene på ulike styrkeegenskaper. Andre aspekter som innflytelsen av de nye midlene på metallkorrosjon og limbarhet blir for tiden undersøkt. Til slutten av prosjektet utførte Treteknisk miljømessige vurderinger av stolper, jernbanesviller og trebroelementer laget av ulike materialer (tre impregnert med forskjellige beskyttelsesmidler, stål, beton, forskjellige kompositter). LCA-ene inkluderer bl.a. resultater fra utvaskingsforsøk utført i CreoSub. Totalt sett viser LCA-resultatene at produkter behandlet med de nye impregneringsmidlene har lave miljøpåvirkninger, spesielt i forhold til stål og kompositter. I tilfelle av jernbanesviller har imidlertid betong om lag samme effekt på toksisitet og en litt mindre effekt på klimaendring enn impregnert tre, men det må understrekes at analysemetoden ikke tar hensyn til at trevirke lagrer store mengder karbon ved veksten. Kreosotimpregnerte produkter og produkter impregnert med substituttene viste liknende miljøprofiler, men en viktig forskjell i den miljømessige vurderingen er at kreosot er klassifisert som kreftfremkallende mens de nye midlene ikke er det. De miljømessige vurderingene utført i CreoSub må betraktes som foreløpig siden produktenes levetid har en stor innflytelse på resultatene. Faktisk levetid kan på dette tidspunktet kun estimeres og understreker viktigheten av de initierte feltforsøkene i prosjektperioden.

Creosote oil is one of the oldest industrially used and most effective wood preservatives. During the last years, the European Commission has restricted the use of creosote due to environmental and health concerns. An approval for using creosote after 201 8 is very questionable. The probable ban of creosote oils together with earlier banning of CCA (copper, chromium, arsenic) and other chromium containing wood preservatives in Europe will not facilitate any alternative wood protection system to the market for heavy-duty applications outdoors like railway sleepers, timber bridges, and utility poles.The probable ban of creosote will hit the wood industry and the users of creosote-treated wood products hard. Alternative products are not market-ready yet. The current lack of alternative protection systems implies that entire key markets for wood, namely railway sleepers, utility poles and timber bridges, are likely to be lost to non-renewable materials. In CreoSub, a new protection technology will be developed from laboratory to industrial scale.The new protection technology will most likely have a better environmental, health and safety profile than creosote. Moreover, most of the protection systems in CreoSub are based on CTO that is mainly used as a renewab le energy source today. The use of CTO in wood protection systems is assumedly a more environmentally and economically sustainable way than to combust it for energy generation.A viable technology developed in CreoSub is not only aimed to be suitable for r ailway sleepers, utility poles, and timber bridge components, i.e., products with high requirements to public safety and technical service-life in Use Class 3 (above ground) and Use Class 4 (in ground contact). Protection systems showing good performance in CreoSub might also be suitable for the protection of products in marine applications (Use Class 5) like piles and dolphins in salt water.