Van grondstof tot afval en terug: rekenen aan de voetafdruk van wat je maakt
Je begint met de fasen, CO₂-equivalenten en de R-ladder, rekent daarna echte LCA's en een materiaalkeuzematrix voor onderdelen van Habitat, en eindigt met een demontageonderzoek, een herontwerp en een beslissing over de klimaatmodule. Gebruik de rekenwaarden van het naslagblad. Voor 38.9 heb je lca.py uit het handboek nodig. Opdracht 38.15 is een bouwsteen voor Habitat.
Grondstof, onderdeel, herstel en een nieuw begin: elke fase van een product telt mee.
Hoe lees je een opdracht?
Drie tredenOefenenToepassenUitdagen
Elk hoofdstuk bouwt op: eerst oefenen (één stap, direct toepassen), dan toepassen (meerdere stappen, in een context), dan uitdagen (transfer, open problemen, andere leerlijnen erbij).
De StemExpert-schaal5
Eén moeilijkheidsschaal van 1 tot 9 over de drie niveaus heen: Fundamental loopt van 1 tot 4, Intermediate van 3 tot 7, Expert van 6 tot 9. Zo zie je dat de uitdaging van het ene niveau de oefening van het volgende is.
Oefenen
Oefenen
één stap, direct toepassen
38.1
De levensloop van een groeilamp
Oefenen3Begrijpen10 min
Een groeilamp van 95 W voor de klimaatmodule.
a
Zet elk proces in de juiste fase (grondstof, materiaal, product maken, transport, gebruik, einde): bauxiet delven; ledchips maken; de armatuur monteren; per schip naar Antwerpen; 16 uur per dag branden; het stof van de lens vegen; de printplaat naar een recyclagebedrijf; het aluminium koellichaam omsmelten.
b
In welke fase verwacht je de grootste uitstoot? Leg uit met een getal.
38.2
Omrekenen naar CO₂-equivalent
Oefenen3Rekenen12 min
Gebruik de GWP-waarden van het handboek (CH₄ niet-fossiel 27, fossiel 29,8, N₂O 273, HFK-134a 1530).
a
Een koe stoot ongeveer 100 kg methaan per jaar uit. Hoeveel CO₂-eq?
b
Bij een aardgasleiding lekt 2 kg methaan. Hoeveel CO₂-eq? Waarom een ander GWP dan bij de koe?
c
Een akker krijgt kunstmest en stoot daardoor 1,5 kg lachgas per hectare per jaar uit. Hoeveel CO₂-eq per hectare?
d
Welke is meer: 1 kg HFK-134a of 1 ton CO₂?
38.3
Welke functionele eenheid?
Oefenen3Begrijpen10 min
Een eerlijke vergelijking begint met de dienst die het product levert.
a
Kies een eerlijke functionele eenheid voor: (a) ledlamp tegenover gloeilamp; (b) een katoenen tegenover een papieren tas; (c) LiFePO4 tegenover lood-zuur voor de module; (d) sla uit de module tegenover sla van het veld.
b
Waarom is 'per kg product' voor (a) en (c) een slechte keuze?
38.4
Welke trede van de R-ladder?
Oefenen3Begrijpen10 min
Plaats elke actie op de R-ladder (R0 weigeren tot R9 terugwinnen).
a
(a) Een kapotte pomp krijgt een nieuwe waaier. (b) Oude PETG-prints worden gemalen tot nieuw filament. (c) Het kweekrek wordt ontworpen met 20 % minder profiel. (d) De oude lampen van de module gaan naar de meetkas. (e) Plantenresten gaan naar een vergister. (f) Je beslist dat de regelkast geen display nodig heeft. (g) Een batterijpakket krijgt nieuwe cellen. (h) Een oude laadkar wordt een kweekbak.
38.5
Hoeveel aardes?
Oefenen4Rekenen12 min
De aarde heeft ±1,5 gha per mens. Het aantal aardes = voetafdruk per persoon / 1,5 gha.
a
Bereken het aantal aardes bij een voetafdruk van 2,6 gha (wereld), 6,0 gha (België) en 1,2 gha.
b
Ongeveer 60 % van de voetafdruk is koolstof. Hoeveel aardes blijven er over voor een Belg als die koolstof helemaal wegvalt?
c
Waarom daalt de voetafdruk van een land als het meer bos plant, ook al verandert de levensstijl niet?
Toepassen
Toepassen
meerdere stappen, in een context
38.6
LCA van de sensorhouder
Toepassen5Rekenen20 min
De sensorhouder SH-1 van de meetkas (F32): 3,4 cm³, 19 minuten printen. Vergelijk PLA en PETG over 10 jaar buiten op het terras, waar PLA na ongeveer 2 jaar vervangen moet worden en PETG 10 jaar meegaat.
a
Bereken per materiaal: aantal stuks, kg CO₂-eq voor materiaal en printen (gebruik de rekenwaarden; laat het einde weg).
b
Hoeveel sensorhouders in PETG kan je printen voor de CO₂ die de lampen van de module in één dag kosten (3,04 kWh, 0,15 kg per kWh)?
c
Wat is hier de belangrijkste les voor een ontwerper?
38.7
Lamp A of lamp B?
Toepassen5Rekenen20 min
In hoofdstuk 4 vergeleek je lamp A (150 W, € 45) en lamp B (95 W, € 120), met dezelfde lichtopbrengst, op kosten. Nu op CO₂. Beide armaturen: ±50 kg CO₂-eq om te maken, 8 jaar levensduur. 16 uur per dag; stroom 0,15 kg CO₂-eq per kWh.
Opgeteld CO₂ van één lamp over de jaren; na 8 jaar komt er een nieuwe armatuur bij.
a
Bereken de stroom per jaar en de CO₂ per jaar van elke lamp.
b
Je hebt lamp A al en hij werkt nog. Na hoeveel dagen heeft een nieuwe lamp B de 50 kg van haar productie terugverdiend? Welke situatie toont de grafiek?
c
Stel dat de module haar lampen volledig op eigen zonnestroom laat branden. Is de CO₂-winst van lamp B dan nul? Leg uit.
38.8
Een matrix voor het reservoir
Toepassen5Analyseren20 min
Het reservoir van 60 L kan uit PE (gespoten bak), roestvrij staal of glasvezelversterkt polyester. Criteria en gewichten: CO₂ over 15 jaar 30 %, voedselveilig en lichtdicht 30 %, herstelbaar 15 %, einde (recycleerbaar) 15 %, kost 10 %. Scores (1 tot 5): PE 4, 4, 2, 4, 5; RVS 2, 5, 4, 5, 2; polyester 3, 3, 3, 1, 3.
a
Bereken de gewogen scores. Welke optie wint?
PE
RVS
polyester
b
Vanaf welk gewicht voor 'herstelbaar' (in plaats van 15 %, de andere schalen mee) wint RVS? Probeer 25 % en 35 %.
c
Welke score zou je willen onderbouwen met een meting of een bron, en hoe?
38.9
Python: transport erbij
Toepassen6Programmeren30 min
Het station ligt later op een afgelegen plek (F1). Batterijen komen per vrachtwagen (800 km, 0,10 kg CO₂-eq per ton·km) en per schip (12 000 km, 0,015 kg CO₂-eq per ton·km); wat op is, gaat dezelfde weg terug. Breid batterij() uit lca.py uit met transport.
a
Schrijf een functie transport(massa_kg, km_weg, km_schip) die kg CO₂-eq geeft voor heen en terug, en tel ze op bij de batterijen.
b
Hoeveel CO₂ kost het transport van alle pakketten over 15 jaar voor LiFePO4 en voor lood-zuur? Verandert de conclusie?
38.10
De demontage van de ventilator
Toepassen5Analyseren20 min
Om de ventilator van de klimaatmodule (D11) te vervangen, zijn nu deze stappen nodig: (1) zekering uit; (2) vier schroeven van het rooster (torx T10); (3) rooster eraf, maar het zit vast met siliconenkit; (4) de ventilator zit met vier blindklinknagels in de wand; (5) de draden zijn aan de ventilator gesoldeerd, met krimpkous; (6) de nieuwe ventilator vastklinken, solderen, kit aanbrengen, 24 uur laten drogen.
a
Welke stappen maken herstel moeilijk? Waarom?
b
Herontwerp de bevestiging zodat het vervangen in hoogstens vier stappen en zonder speciaal gereedschap kan. Schets.
c
Blijft de module even dicht (tocht, vocht) na je herontwerp? Hoe los je dat op?
38.11
Tasjes vergelijken met een grafiek
Toepassen5Analyseren15 min
Gebruik de grafiek met de draagtasjes uit het handboek (logaritmische assen).
CO₂ per keer boodschappen, relatief tegenover een HDPE-tasje dat één keer gebruikt wordt.
a
Hoeveel keer zoveel CO₂ kost het maken van een katoenen tas als een HDPE-tasje? Lees af bij 1 keer gebruik.
b
Een katoenen tas gaat 3 jaar mee, en je doet elke week boodschappen. Is ze dan beter dan telkens een nieuw HDPE-tasje?
c
Waarom zijn de lijnen van papier, PP en katoen recht op deze grafiek, terwijl de CO₂ per keer eigenlijk een hyperbool is?
Uitdagen
Uitdagen
transfer, open problemen, leerlijnen combineren
38.12
Greenwashing ontmaskeren
Uitdagen6Argumenteren25 min
Drie claims op producten in een webwinkel: (A) een rol filament: 'Eco-filament, 100 % biologisch afbreekbaar, goed voor de planeet'; (B) een tuinlamp op zonne-energie: 'CO₂-neutraal: we planten een boom voor elke verkochte lamp'; (C) een draagtas: 'gemaakt van 70 % gerecycleerd PET, recycleerbaar'.
a
Bespreek elke claim met de vijf vragen van het handboek. Wat is vaag, wat ontbreekt, wat is misleidend?
b
Herschrijf één claim zo dat ze eerlijk en controleerbaar wordt.
c
Welke claims zijn sinds 27 september 2026 in de EU niet meer toegelaten, en waarom?
38.13
Onderzoek: de herstelbaarheid van twee toestellen
Uitdagen6Onderzoeken100 min
Voer de demontageproef van het handboek uit op twee toestellen met dezelfde functie (bv. twee oude handmixers, twee muizen, twee speelgoedauto's van verschillende merken).
a
Formuleer een onderzoeksvraag en een hypothese.
b
Noteer per toestel de stappen tot het slijtdeel.
stap
wat
verbinding
gereedschap
tijd (s)
c
Geef beide toestellen een score op de vijf criteria en sorteer de materialen (massa per groep).
criterium
toestel 1 (0-2)
toestel 2 (0-2)
d
Besluit: welk toestel is beter herstelbaar, en welke twee ontwerpkeuzes maakten het verschil?
Zo wordt dit beoordeeld
Methode
Slijtdeel vooraf gekozen, elke stap genoteerd met verbinding, gereedschap en tijd, foto's.
Veiligheid
Toestellen vooraf gecontroleerd (geen batterij, geen condensatoren, geen stekker).
Analyse
Scores onderbouwd met de genoteerde stappen; materialen gewogen en herkend.
Besluit
Antwoord op de vraag, met concrete ontwerpkeuzes en een verbetervoorstel.
38.14
Ontwerp: de pompunit voor herstel
Uitdagen6Ontwerpen90 min
Ontwerp de pompunit van de klimaatmodule (pomp 12 V, 1,0 A, slang 16 mm, vlotter op D2) zo dat een bewoner de pomp in minder dan 5 minuten vervangt, zonder gereedschap, en dat alle kunststof delen aan het einde gescheiden en gerecycleerd kunnen worden.
a
Stel een klein programma van eisen op (minstens vijf eisen, meetbaar).
b
Schets je ontwerp (explosietekening of doorsnede) met de verbindingen.
c
Schrijf de demontagestappen en tel ze. Welke materialen gebruik je en hoe herken je ze later?
d
Vergelijk met versie 1 van het handboek: wat kost je ontwerp extra (materiaal, prijs), en wat levert het op?
Zo wordt dit beoordeeld
Eisen
Meetbaar (tijd, gereedschap, stappen, materialen), gekoppeld aan de module.
Ontwerp
Losneembare verbindingen, slijtdeel vooraan, waterdicht waar het moet.
Circulair
Materialen gekozen en gemarkeerd; geen lijm tussen verschillende materialen.
Afweging
Extra kost of materiaal eerlijk vergeleken met de winst in herstel.
38.15
Habitat: een duurzaamheidsbeslissing voor de klimaatmodule
Uitdagen7Habitat90 min
Met de doorlichting van het handboek (±164 kg CO₂-eq per jaar) kiest de groep twee maatregelen. Kandidaten (rekenwaarden): (M1) de lampen nu vervangen door lampen C van 3,3 µmol/J in plaats van 3,0: zelfde licht met 9 % minder stroom; nieuwe armaturen 2 × 50 kg CO₂-eq en 2 × € 420; (M2) dezelfde lampen C, maar pas als de huidige na 8 jaar op zijn; (M3) een nachtscherm: het warmteverlies daalt van 20,2 naar 16,3 W/K, gemiddeld 10 °C verschil, 12 uur per nacht, 180 nachten, warmte via een warmtepomp met COP 3, € 60 en ±5 kg CO₂-eq; (M4) het kweekrek in hout in plaats van aluminium (zie handboek); (M5) alle geprinte delen (±1 kg PETG) in gerecycleerd PETG.
a
Bereken voor elke maatregel de CO₂-winst per jaar (en het eenmalige CO₂ van het maken).
maatregel
kWh per jaar
kg CO₂-eq per jaar
eenmalig
kost
b
Maak een kleine keuzematrix (criteria en gewichten mag je zelf kiezen, minstens CO₂, kost en risico).
c
Neem een beslissing: welke twee maatregelen, en waarom niet de andere? Denk aan de R-ladder.
d
Noteer de beslissing in je portfolio, met de rekenwaarden en hun onzekerheid.
Zo wordt dit beoordeeld
Berekening
Winst per jaar en eenmalig CO₂ correct, eenheden en rekenwaarden vermeld.
Afweging
Matrix met gewichten vooraf, scores onderbouwd, gevoeligheid besproken.
Circulair denken
Rekening gehouden met de R-ladder: niet vervangen wat nog werkt, levensduur, einde.
Beslissing
Twee maatregelen gekozen met een duidelijk argument; onzekerheid en systeemgrens benoemd.
38.16
Debat: is recycleren de oplossing?
Uitdagen5Argumenteren20 min
Stelling: 'Zolang we alles recycleren, mogen we zoveel producten maken als we willen.'
a
Geef twee argumenten voor en drie tegen, met een voorbeeld of getal uit dit hoofdstuk of hoofdstuk 17.
b
Herschrijf de stelling zo dat je ze kan verdedigen.
ZelfevaluatieKleur per doel: lukt al / bijna / nog niet
Ik kan de fasen van de levenscyclus van een product benoemen en de systeemgrens van een vergelijking aangeven.
Ik kan uitstoot van verschillende broeikasgassen omrekenen naar CO₂-equivalent en de ecologische voetafdruk uitleggen.
Ik kan een eenvoudige LCA opstellen met een functionele eenheid, rekenwaarden en fasen, en de uitkomst interpreteren.
Ik kan cradle to cradle en de R-ladder gebruiken om een product circulair te maken.
Ik kan een product beoordelen en herontwerpen op demontage en herstel.
Ik kan een materiaalkeuzematrix met gewichten opstellen en nagaan hoe gevoelig de keuze is voor de gewichten.
Ik kan een eerlijke vergelijking van een oneerlijke onderscheiden en een milieuclaim kritisch lezen.
