Teachers TryScience

Khái quát:

Các kỹ sư xem xét các tác động nước, không khí và nguồn tài nguyên thiên nhiên của chúng ta khi tạo ra một sản phẩm mới tới môi trường. Để làm điều này, các kĩ sư xem xét toàn bộ vòng đời của một sản phẩm từ nguyên liệu, vật liệu chế biến, sản xuất, đóng gói, vận chuyển, sử dụng và xử lý của sản phẩm. Tất cả những điều này là đại diện cho vòng đời của một sản phẩm, tương tự như vòng đời của một sinh vật trong tự nhiên.

Ví dụ, loài bướm trải qua bốn chu kì trong vòng đời của chúng: trứng, sâu bướm, nhộng và bướm. Bạn có thể dùng ví dụ này và hỏi học sinh các câu hỏi dưới đây để giúp các em so sánh và đối chiếu vòng đời của sản phẩm với vòng đời của một sinh vật sống.

• Một số bước trong chu kì sống của một con bướm là gì? (Trả lời: sinh ra, sâu bướm, nhộng, bướm, phân hủy)
• Một số bước trong vòng đời của một sản phẩm là gì? (Trả lời: mua nguyên vật liệu, tiến hành xử lý vật liệu, chế tạo sản phẩm, đóng gói, vận chuyển, sử dụng và tiêu hủy)
• Vòng đời của một sinh vật tương tự vòng đời của một sản phẩm như thế nào? (Có thể trả lời: cả hai chu kì đều bắt đầu từ “ra đời” và kết thúc ở “chết”. Cả hai vòng đời đều bao gồm sự chuyển dịch của năng lượng trong suốt thời gian sống của các đối tượng)
• Hai vòng đời này khác nhau như thế nào? (Trả lời: thông thường các vòng đời của một sản phẩm kết thúc với việc xử lý, trong khi đối với chu kì sống của một sinh vật tự nhiên là được phân hủy tạo ra các chất dinh dưỡng cho đất. Nhìn vào vòng đời của một sản phẩm giúp chúng ta hiểu về các tài nguyên tự nhiên, năng lượng của Trái đất, và đặc biệt, chúng ta tạo ra chất thải như thế nào.

Một kĩ sư đánh giá vòng đời của sản phẩm để tính toán mức tiêu thụ năng lượng và sự ảnh hưởng của sản phẩm đối với môi trường, từ khi nó được tạo ra cho tới khi bị thanh lý, vứt bỏ. Có một vài bước chung cơ bản để xác định toàn bộ những ảnh hưởng tới môi trường của quy trình sản xuất sản phẩm. Bước đầu tiên được gọi là Phân tích đầu vào. Trong bước này, năng lượng của sản phẩm và nguyên vật liệu được sử dụng trong suốt vòng đời được mang ra tính toán. Người ta gán các giá trị cho năng lượng và nguyên vật liệu vật lý cho tất cả các giai đoạn của vòng đời (chuẩn bị nguyên vật liệu, chế biến nguyên vật liệu, sản xuất, đóng gói, vận chuyển, sử dụng và sau đó là thanh lý, vứt bỏ). Bước tiếp theo là phân tích ảnh hưởng, những giá trị từ bước một sẽ được cộng lại với nhau. Con số cuối cùng thể hiện toàn bộ những ảnh hưởng tới môi trường của sản phẩm. Giá trị càng thấp, sự ảnh hưởng tới môi trường của sản phẩm càng ít. Cuối cùng, một bản phân tích đầu ra sẽ được thực hiện, xác định có cách làm nào giảm thiếu sự ảnh hưởng của sản phẩm tới môi trường hay không. Ví dụ, sự tích trữ năng lượng hoặc nước trong mỗi giai đoạn của vòng đời hoặc thay đổi nguyên vật liệu ít nguy hại sẽ giúp giảm thiểu những tác động của sản phẩm tới môi trường. Các kĩ sư đôi khi cũng thiết kế ra những chi tiết có tuổi thọ cao kéo dài vòng đời sản phẩm và thêm thời gian để họ thiết kế các sản phẩm mới thay thế cho những sản phẩm cũ có tuổi thọ tương đối ngắn, nhưng rất dễ sử dụng lại hoặc tái chế. Sau đó, các thay đổi được đưa trở lại vào phân tích đầu ra để xác định có phải môi trường tự nhiên đã bớt bị ảnh hưởng hay không