Minder materiaal gebruiken

Drie blogs geleden  introduceerde ik het LIDS-wiel, een methode om in 8 stappen een product duurzamer te herontwerpen. Vandaag de derde stap: het verminderen van het materiaalgebruik.

Minder materiaalgebruik betekent immers minder grondstoffen, minder afval, maar ook minder energie tijdens productie en transport.

Overdimensioneren

Vanouds zijn we gewend om bij het bepalen van onze materiaaldiktes een het zekere voor het onzekere te nemen en enigszins te ‘overdimensioneren’. Gelukkig stellen moderne technieken zoals computerberekeningen en -simulaties ons in staat om producten zo vorm te geven en te optimaliseren dat alle krachten door een minimum aan materiaal worden opgevangen. 

Een bekend en aansprekend voorbeeld zijn bierkratjes. Deze zijn erg sterk, want worden hoog opgestapeld, er wordt ruw mee omgesprongen en ze worden ook nog wel eens gebruikt als stoel of als bedklos. Maar ze moeten ook zo licht mogelijk zijn, in verband met de materiaalkosten en de brandstofkosten van het vele transport van deze retourverpakking. Door middel van Eindige Elementen berekeningen worden bierkratjes optimaal ontworpen op gewicht en sterkte.

Het maken van dit soort berekeningen loont vooral als de series van het te produceren product groot zijn, en volume en gewicht nog een extra hefboom kennen in de milieubelasting door het vele transport. Een bureau dat (onder andere) hierin is gespecialiseerd is BPO uit Delft www.bpo.nl

Materiaal innovaties

Nieuwe materialen maken vaak gewichtreducties mogelijk. Denk daarbij aan (niet zo nieuw) hoogsterktestaal, waarmee je ongeveer 30% kan besparen op de materiaaldikte met behoud van de sterkte. Of composiet, van glasvezel, koolstof of andere materialen. Racefietsen van carbon (koolstof) wegen nog maar een fractie van de stalen fietsen van vroeger.

Disposables

Een andere categorie waar het echt zin heeft om materiaal te besparen is bij disposables (wegwerp-onderdelen). Omdat het verbruik hiervan hoog is, is de besparing op grondstoffen, afval en productie-energie al gauw aanzienlijk. Bijvoorbeeld de opzettandenborstels van Philips. Bij het eerste model sonicare was een vrij groot deel van de borstel een vervangonderdeel, inclusief een bewegingsmechanisme. Het latere model opzetborstels is een stuk kleiner en daarbij zijn meer onderdelen in het ‘vaste’ deel van de tandenborstel geïntegreerd.

Maar ook voor industriële toepassingen is dit principe te gebruiken. IHC Merwede, producent van baggerschepen, produceert haar cutterkoppen (een soort boorkop waarmee steen wordt afgegraven) met vervangbare slijtdelen. Zodat niet de hele cutterkop hoeft te worden vervangen maar alleen de tanden.

Lichtgewicht

Een bijzondere categorie zijn die producten, die hun hele levensduur getransporteerd worden en waar door het gewicht, veel energie in gaat zitten. Auto’s zelf, maar dus ook alle auto-onderdelen. Interieurs voor treinen en vliegtuigen. Jaren geleden, toen de Fokker 70 werd gebouwd, werd er aan de medewerkers een beloning van 1.000 gulden (toen nog) uitgeloofd voor iedere kilo ze konden besparen op het totaalgewicht van het vliegtuig.

Door de toenemende luxe in onze auto’s, treinen en vliegtuigen staat het gewicht continue onder druk, we willen namelijk wel lekker zitten en niet op een houten plankje, en we willen steeds meer features die we vroeger niet hadden aan boord. Hier ligt volop ruimte voor innovatie: hoe kunnen we bestaande en nieuwe voorzieningen comfortabeler én lichter maken?

7 manieren om duurzame materialen te kiezen

Goud

Weet u wat stadserts is? …. Nee? Dat is het goud waar de olympische medailles van werden gemaakt. Je kunt namelijk op drie manieren aan goud komen. Traditioneel ga je naar Zuid Afrika, je graaft een tunnel van 1,5 km onder de grond, je haalt een boel steen en modder omhoog en met veel kwik en andere chemicaliën haal je daar ongeveer een half procent goud uit.

Wat je ook kunt doen, is oude computers, printplaten en dergelijke inzamelen. Je hoeft niet te graven, hebt geen nare chemicaliën nodig en de goudopbrengst is al gauw 1,5 % dat is 3x zoveel als uit de mijn. En dat is dus ‘stadserts’.

Een derde manier is om het wel op de traditionele manier te winnen, maar daarbij rekening te houden met arbeidsomstandigheden, ontbossing, de chemicaliën niet in het milieu te laten verdwijnen en er een eerlijke prijs voor te betalen. Dat is bijvoorbeeld het groene goud met het keurmerk van ‘oro verde’ . Daar heb ik een trouwring van.

Zeven manieren

Welke keuze heeft u eigenlijk als het om duurzame materialen gaat?

1.       Materialen die geen schadelijke resten in het milieu achterlaten.

Kunstmest heeft altijd een ‘coating’ om de korrel die voorkomt dat de korrels aan elkaar gaan kleven. Deze coating blijft echter vaak achter in het milieu. Holland Novochem heeft een coating ontwikkelt die biologisch afbreekbaar zijn.

2.       Materialen die afbreekbaar zijn.

Er bestaan kunststoffen van maïszetmeel of aardappelzetmeel die biologisch afbreekbaar zijn. Met name voor wegwerptoepassingen die nogal eens in het milieu terecht komen (bijvoorbeeld patatbakjes) is dit een goede oplossing. Maar ook voor bijvoorbeeld grafkisten worden steeds vaker materialen gebruikt die afbreekbaar zijn.

3.       Materialen die herbruikbaar zijn

OpenBic maakt haar zeilbootjes van een herbruikbare (recyclebare) kunststof in plaats van het niet-herbruikbare polyester wat in de sector gebruikelijk is. Extra voordeel: ze gaan ook nog eens minder snel stuk.

4.       Materialen die gemaakt zijn van het afval van een ander

Het poedervormige afval dat ontstaat door het frezen van keramisch materiaal, wordt door de firma Nonflammable verwerkt tot nieuwe producten. Ook worden oude autobanden verwerkt in rubberen stoeptegels. Betonproducenten gebruiken oude vloerbedekking als vulmiddel. En zo zijn er vele voorbeelden.

5.       Materialen die gecertificeerd zijn

Eén van de bekendste materiaalcetificaten is het FSC keurmerk, dat aangeeft dat het hout uit goed beheerde bossen komt. Aannemersbedrijf van Zoelen heeft als beleid om zoveel mogelijk gebruik te maken van FSC hout. Ook voor vele andere materialen zijn er alternatieven met een certificaat.

6.       Materialen die duurzaam gewonnen zijn

Het voorbeeld hierboven van Oro Verde, is een voorbeeld van duurzaam gewonnen goud. En we kennen allemaal wel de voorbeelden van de katoenteelt en de levensmiddelenindustrie waar bijvoorbeeld het Max Havelaar keurmerk u houvast geven.

7.       Materialen uit de regio.

Maar ook de reisafstanden die uw materiaal moet maken kan van invloed zijn op de duurzaamheid. Tomaello, een productiebedrijf voor natuursteen en granito, geeft haar klanten voorlichting over de herkomst van het natuursteen zodat deze een goede afweging kan maken tussen steen uit Bolivia of steen uit Beieren (DL).

Appels en peren

In sommige gevallen is het lastig te bepalen wat nu het meest duurzame alternatief is. Een fabrikant van speeltoestellen bijvoorbeeld vroeg zich af of ze beter beton of FSC hardhout konden gebruiken voor de palen. Beton heeft een lange levensduur en is onderhoudsvrij,  maar kent een energieverslindend productieproces. En FSC hout is een hernieuwbare grondstof met goed beheer van het woud, maar komt van ver en behoeft jaarlijks onderhoud. Het is appels met peren vergelijken.

In zo’n geval kan het aan te raden zijn om een Levenscyclus Analyse (LCA) uit te voeren op beide alternatieven. Hierbij worden de verschillende aspecten van milieubelasting gedurende het hele leven omgezet in ‘punten’, het product met het minste punten is dan het meest milieuvriendelijk.

Bronnen

Meer informatie over herbruikbare materialen vindt u op www.m2i.nl; www.biobasedproducts.nl;  www.hergebruik.nu; www.materialmatters.nl; www.materialconnexion.nl; www.materia.nl; www.materialsense.nl; www.ecospecialist.nl.

Enkele van de bureau’s die kunnen helpen met het maken van een LCA (of vergelijkbaar model voor de doorrekening van milieubelasting) zijn Beco (www.beco.nl) Pré (www.pre.nl); Crem (www.crem.nl)