De moderne samenleving produceert veel afval. Het gebruik van organische en anorganische afvalmaterialen voor wetenschappelijke projecten kan leerlingen helpen de waarde van afval te zien en recycling te bevorderen. Wetenschapsprojecten op basis van afvalstoffen roepen onderzoeksvragen en discussies op over het milieu, vervuiling, nieuwe soorten bouwmaterialen en alternatieve groene brandstofsoorten.
Aerodynamica en drijfvermogen
Aerodynamica is het vermogen van een materiaal om met minimale wrijving door de lucht te vliegen, en drijfvermogen is het vermogen om op water te drijven. Studenten kunnen kleine vliegtuigen en vlotten of boten bouwen met gerecyclede materialen om hun kenmerken te observeren en te vergelijken wanneer ze drijven of in de lucht worden geprojecteerd. Te gebruiken afvalmaterialen zijn onder meer houten stokjes van snacks, gerecycled printpapier, papier uit tijdschriften en verschillende soorten lichtgewicht plastic. Het project kan worden uitgelegd op een kaart die de gebruikte materialen en de methode om elk object te bouwen vergelijkt, evenals ideeën over hoe afvalproducten kunnen worden verwerkt in nieuwe bouwmaterialen voor vliegtuigen, boten en structuren.
Voedselverspilling en recycling
Voedselverspilling is een van de grootste consumentenproblemen in de VS, omdat het vaak wordt gedumpt op stortplaatsen waar het lucht-, bodem- en watervervuiling veroorzaakt. Studenten kunnen hun eigen huiskeukens en schoolkantines onderzoeken met een wetenschappelijk project om voedsel- en voedselverpakkingsafval vast te leggen. Het project houdt in dat je aan het eind van elke dag met beschermende handschoenen en een masker door een vuilnisbak gaat en elk voedsel- en verpakkingsafval zorgvuldig registreert. Vraag de leerlingen aan het einde van de observatie van een week om gerelateerde onderzoeksvragen te bespreken, zoals de meest voorkomende voedingsmiddelen en verpakkingstypes die worden weggegooid en waarom de meeste voedingsmiddelen worden weggegooid. Bespreek ook alternatieve manieren om voedsel- en verpakkingsafval te verminderen en manieren om ze thuis en op school te implementeren.
Calorieën en energie
Verspild voedsel kan ook worden gebruikt in een wetenschappelijk project om de energie die voedsel bevat te illustreren. Voor dit experiment kunnen leerlingen etensresten drogen met behulp van een magnetron. Als ze droog zijn, kunnen ze (of een volwassene, als ze jong zijn) de gedroogde "vuilnischips" in brand steken. Leg uit dat de brand ontstaat omdat het voedsel energie bevat, gewoonlijk gemeten in calorieën.
Biobrandstof uit organisch afval
Organisch afval zoals voedsel en voedselbijproducten ontleedt en geeft methaan en andere gassen vrij. In het milieu is methaangas een vervuilende stof die bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Wanneer dit biogas echter is ingeperkt, kan het worden gebruikt als brandstof voor het aandrijven van fabrieken, motoren en fornuizen en voor het leveren van warmte. Een wetenschappelijk project om de kracht van afval als groene brandstof aan te tonen, omvat het verzamelen van verschillende soorten voedselafval in glazen flessen. Span een ballon over de hals van elke fles om deze af te sluiten. Zie hoe de ballonnen van de verschillende soorten afval uitzetten als biogas vrijkomt uit het ontbindende voedselafval. Vetten en vetten geven de meeste energie af en produceren bijna 1000 kubieke meter biogas per ton. Er is een ton voedselverspilling nodig om ongeveer 250 kubieke meter biogas te produceren.