Levenscyclus

In onze maatschappij gebruiken we producten. Deze producten komen natuurlijk ergens vandaan. Als we de producten gebruikt hebben gaan ze ergens naartoe. In dit hoofdstuk verkennen we de levenscyclus van consumentenproducten. We richten ons vooral op metalen en kuststoffen.

Grondstoffen

We beginnen met de grondstoffen die we nodig hebben om onze producten te maken. Grondstoffen worden meestal uit de grond gehaald. Vandaar de naam. Sommige grondstoffen zijn erg zeldzaam. Andere zijn er in overvloed. Soms is het erg makkelijk om een grondstof te bemachtigen en soms kost het heel veel werk. Sommige grondstoffen raken op en van andere hebben we juist te veel. Dit alles maakt dat we slimme keuzes moeten maken in welke grondstoffen we gebruiken voor onze producten.

Doelen

  • Je kent de stappen van een productieproces.
  • Je weet welke mogelijkheden er zijn bij de afvalverwerking.
  • Je weet welke afwegingen gemaakt worden en problemen er zijn bij het produceren van producten en verwerken van afval

Ertsen

De meeste metalen komen uit de grond in de vorm van ertsen. Ertsen zijn metaalatomen die verbonden zijn aan andere atomen. Vaak met zuurstof. Deze ertsen komen van de onedele metalen. Er zijn ook edelmetalen die direct uit de grond gehaald kunnen worden. Het nadeel is natuurlijk dat die metalen in kleine hoeveelheden en erg verspreid voor komen. Voorbeelden van onedele en edele metalen zijn:

Edelmetalen

  • Goud
  • Zilver
  • Platina

Onedelemetalen

  • IJzer
  • Aluminium
  • Koper

Olie

Een andere belangrijke grondstof is aardolie. Dit gebruiken we niet alleen als brandstof maar ook als grondstof voor kunststoffen. Olie komt op bepaalde plekken op aarde voor. Omdat olie zo waardevol is wordt er veel moeite gedaan om dit te bemachtigen. Er worden ook grote risico's genomen. Een voorbeeld is de ramp op het booreiland Deepwater Horizon in april van 2010.

Grondstoffen bewerken

Als je de grondstoffen uit de grond hebt gehaald kun je ze nog niet direct gebruiken. Je moet ze eerst bewerken. Bij metalen moet je van de ertsen metalen maken. Dit kan op verschillende manieren afhankelijk van het metaal. IJzer-erts kun je verwarmen en er ondertussen het gas koolstofmonooxide overheen blazen. De zuurstof die aan het ijzer zat gaat dan aan de koolstofmonooxide zitten en je houd ijzer en koolstofdioide over.

Bij aluminium is het lastiger. Dit kun je klaarmaken door middel van elektrolyse. Je smelt de aluminiumerts en je laat er elektrische stroom doorheen lopen. Op die manier scheid je de zuurstof van het aluminium. Dit is een duur proces.

Aardolie is een stroperig mengsel van verschillende moleculen die in grootte verschillen. De kleine moleculen kun je gebruiken als brandstof en de grote om kunststoffen van de maken. Je kunt de kleine en grote moleculen scheiden door deze te verwarmen. De kleine moleculen worden eerder een gas dan de grote moleculen. Dit proces heet destillatie maar we zullen hier later verder op ingaan maar voor nu moeten we verder met de productie.

Op deze kaart zie je de hoogovens in IJmuiden.

Productie

De grondstoffen die zijn voorbereid kunnen worden gebruikt om producten te maken. Er zijn ingenieurs die producten ontwerpen en die houden rekening met de wensen van de klant. Producten moeten lang mee gaan of ze moeten er mooi uit zien. Soms mogen ze niet te zwaar zijn of juist heel sterk zijn. Bij de productie van producten waar metalen gebruikt worden zijn een aantal mogelijkheden. Je kunt metalen laten smelten en in de goede vorm gieten. Je kunt ze ook buiken of zagen en snijden.
Kunstoffen kun je alleen warm maken. Ze worden dan vloeibaar en je kunt ze vervolgend in de juiste vorm brengen. Dit gebeurd meestal met spuitgieten. De warme vloeibate kunststof wordt in een metalen mal gespoten en in de mal wordt de kunststof hard.

Afval

Als we producten niet meer gebruiken gooien we ze weg. Soms doen we ergens jaren mee en soms gebruiken we iets maar een paar seconden. Denk bijvoorbeeld aan verpakkingsmateriaal of wegwerpproducten als plastic handschoenen. Iedere Nederlander produceert meer dan 400 kg afval per jaar. Als we de producten weg gooien kunnen er een aantal dingen mee gebeuren. Om te zorgen dat er optimaal gebruik wordt gemaakt van het afval is het belangrijk dat we het sorteren. Op het filmpje zie je hoe afval gesorteerd wordt in Bern, de hoofdstad van Zwitserland.

Hergebruiken

Vaak gooien we producten weg die nog goed zijn. Onze kleding wordt bijvoorbeeld in ontwikkelingslanden opnieuw gedragen.

Recyclen

Als we de producten niet meer kunnen gebruiken kunnen we vaak nog wel de grondstoffen gebruiken. Het is dan beter om de grondstoffen van gebruikte producten te recyclen dan nieuwe grondstoffen aan te boren. Vooral aluminium en glas zijn erg geschikt om te recyclen. Deze stoffen kun je omsmelten en er weer nieuwe producten van maken.

Bij sommige kunststoffen kan dit ook prima maar er zijn ook kunststoffen waar je niet veel meer aan hebt. De thermoplasten kun je smelten, de thermoharders niet.

Papier kun je ook hergebruiken maar dan wordt de kwaliteit wel minder. Vaak wordt er van oud papier pulp gemaakt dat weer goed bruikbaar is als verpakkingsmateriaal.

Composteren

Natuurlijke producten kunnen als compost gebruikt worden. Dit is weer voedingsbodem voor nieuwe gewassen. We kunnen afval van natuurlijke producten ook verbranden en als energiebron gebruiken.

Verbranden

Het afval waar we niets mee kunnen wordt verbrand. We vinden wel steeds meer mogelijkheden om afval te recyclen dus we verbranden nu veel minder afval dan vroeger.

33

Bedenk 5 grondstoffen die snel op raken. Bedenk ook 5 grondstoffen die niet snel op raken.

34

Download dit bestand (win) en open het met keynote of PowerPoint. Vul de lege vakken in.

35

Wat is een erts?

36

Bestaat er een goud erts? Leg uit waarom wel of waarom niet.

37

Hout komt uit productiebossen. Zoek op wat een productiebos is.

38

Noem een voordeel en een nadeel van een productiebos.

39

Er wordt in deze paragraaf 1 belangrijk woord niet genoemd. Twitter dit woord met #Nask39. Schrijf het woord ook in je schrift.

40

Wat is het verschil tussen de processen waar van ijzer-erts en aluminium-erts ijzer en aluminium gemaakt worden?

41

Noem 3 producten die je goed zou kunnen recyclen.

42

Noem 3 producten die je goed zou kunnen hergebruiken.

43

Noem 9 categoriën waarin je afval kunt scheiden.

44

Welke manier van afval verwerken vind jij het beste? Leg ook waarom.

Stofeigenschappen

Een inleiing op het hoofdstuk stoffen en materialen.

Veiligheid

Voor je kunt gaan experimenteren is het belangrijk dat je weet hoe je veilig moet handelen, waar je op moet letten en wat er fout kan gaan.

Dichtheid

In deze paragraaf ga je leren wat het begrip dichtheid betekent. Je kunt van een stof de dichtheid bepalen door een berekening met de massa en het volume.

Levenscyclus van materialen

Over de levenscyclus van materialen.

Practicum: Dichtheid bepalen

In dit practicum ga je de dichtheid van verschillende voorwerpen bepalen. Dit doe je eerst door opmeten en later met de onderdompelmethode.

Oefentoets

Je kunt hier de oefentoets downloaden.