紙ごみから紙レンガ：アイディア募集中@楽しい面白い自由研究まっしぐら

〈たの研／たのしい教育研究所〉では楽しく面白い自由研究が同時並行でたくさん進んでいます。その一つが紙レンガ（紙素材のレンガ状ブロック）です、捨てられていく紙ごみ（段ボール・本・印刷済み用紙ほか）を利用しています。

　いろいろなサイズや硬さを工夫しています、後ろ側には厚み二倍のタイプです。

　ぎっしり固くくっついているんですよ⇩


　その過程で〈たて8cm × よこ22cm × 高さ4cm〉サイズを量産しはじめています。
　これは捨てていく段ボールでつくった紙レンガです、天日干しして乾燥させているところです。

　これは白ベースの用紙と牛乳パックでつくった紙レンガです。

 
　ぎっしり固めるので、捨てていく紙ごみをかなり再利用できます。

　この紙レンガ・紙ブロックが、何か楽しい面白いものに利用できる大きな予感がしています。

　巨大ジェンガ、室内のペットの家、簡易タイプの棚の支えｅｔｃ.

　ちなみに市販されているのは巨大ジェンガといっても大した大きさではありません、それでも3万～4万円くらいします。

 

接着してイスやテーブルにすることもできるでしょう。

　読者のみなさんで「これに使えそうだ！」という楽しい面白いアイディアが浮かんだ方がいたら、ぜひお知らせください。

　共同開発したいという方も気軽にお問い合わせください。

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本当の環境保護活動＝楽しい環境教育② A.I.に訊いてみた

　さっそくいろいろな声を聞かせていただくことができました、続けて書きましょう。前回のわたしとＡさんの会話の部分から紹介します、未読の方は戻ってお読みください。
 

わたし
「〈たの研〉のシンプル紙作りは、捨てられてしまう紙類から和紙風の紙をつくるわけですけど、考えていると、紙のゴミはもともと分別されて再利用されていますよね」

 

Ａさん
「はい、ゴミ出しで分類していますよね」

 

わたし
「すると、捨てられたゴミを製紙工場で再生紙として利用するのと、私たちが個人で再び紙として利用するのとでは、特に差はない、つまり環境保護につながっていないのではないか　・・・という見方について、どう思いますか？」

　
　みなさんはどういう予想を立てたでしょうか。

　具体的に「電力」に絞って、どちらが少なくて済むかで考えてみましょう。

　製紙工場で一気に再生紙にした方が電気を使わなくて済むとしたら、学校や家庭でそれぞれが紙をつくるよりエコです。電力会社でその分の燃料を使わなくてよいのですから、環境にやさしいことになります。
　だとしたら、それぞれが紙作りをしてしまったら逆に環境に悪いことになってしまうかもしれません。

　まだ予想を立てていない人たちも、ここで一緒に予想を立ててみてください。

問題
　1t（1000kg）の紙のゴミがあります。これを一気に製紙工場で再生紙にする時に使う電力と、1kgずつ1000家庭で紙作りする時に使う電力とを比べると、電力が少なく済むのはどちらでしょう。ちなみに、家庭で1kgの捨てる紙から再生紙をつくる場合には、〈たの研〉のシンプル紙作りを基本にします。ミキサーを使って紙をバラバラにする過程で電気を使い、乾かす時には自然乾燥にします。

　ア．1kgずつ1000家庭でそれぞれが紙をつくった方が少ない電力ですむ
　イ．1t（1000kg）を工場でまとめて紙を作った方が少ない電力ですむ
　ウ．ほとんど同じくらい
　エ．その他

　どうしてそう予想しましたか？

※

　この質問はＡさんだけでなく、すでに何人にもしてきました。
　ある先生は一生懸命考えて予想を立てたあと、「どうしてそういうことを考えついたのですか？　ふしぎです」と質問してきました。
　形だけの環境保護が広がったらマイナスだからです。
　やってる風の環境保護、自己満足の環境保護をしているうちに、事態はますます深刻になっていく。
　プログラムを作る側の人間が、効果があがるのかどうかよくわからないものを広めていったら困ったことです。
　予想を立てる段階、研究開発段階ならそれも構いません。でもすでに〈たの研〉はたくさんの問い合わせがくるほど注目されています。
　あまり効果がないとか、実はマイナスであったというのなら、真っ先に〈たの研〉が気づいて予想変更と訂正、お詫びをしなくてはいけません。
 
　さてそろそろ答えにいきましょう。
　再生工場での電力がどれくらいなのかデータを探すめどが立たなかったのでA.I.に尋ねてみました。
　こういう質問です。
 
環境保護活動としていろいろな取り組みがある中、形だけの環境保護になってしまっては元も子もありません。
そこで数量化したものを知りたいので、算出してもらえませんか。

紙はかなり再利用されているといわれていますね。

たとえば1tの紙を製紙工場で一気に再生紙にする時の電力と、1tを1000の家庭で1kgずつミキサーにかけて紙をバラバラにし、乾かして和紙風の紙をつくるとしたとき、どちらの電力が少なくすむでしょうか。

あまり変わらないのでしょうか。

※

ある生成A.I.の回答　※要点を抽出
 

ご質問ありがとうございます。非常に興味深い視点ですね。
自然乾燥を前提とした家庭でのリサイクルと、製紙工場でのリサイクルの電力消費量の差を、具体的な数値を用いて比較・説明します。

 

前提条件

  • 家庭でのリサイクル:

    • 1000家庭で合計1トンの古紙をリサイクル

    • 各家庭1kgの古紙を処理

    • ミキサー: 消費電力300W (0.3kW)、1kgあたり10分(1/6時間)使用

    • 乾燥: 自然乾燥 (電力消費なし)

  • 製紙工場でのリサイクル:

    • 1トンの古紙をリサイクル

    • 電力消費量: 500kWh ～ 1500kWh (幅を持たせて考慮)

計算

  1. 家庭でのリサイクル (1000家庭合計):

    • ミキサーの電力消費量: 0.3kW × (1/6時間) × 1000家庭 = 50kWh

  2. 製紙工場でのリサイクル:

    • 最低電力消費量: 500kWh

    • 最高電力消費量: 1500kWh

    • 中央値: 1000kWh

電力消費量の差 (製紙工場 – 家庭)

  • 製紙工場 (最低): 500kWh – 50kWh = 450kWh

  • 製紙工場 (中央値): 1000kWh – 50kWh = 950kWh

  • 製紙工場 (最高): 1500kWh – 50kWh = 1450kWh

数値化された結果

自然乾燥を前提とした場合、家庭でのリサイクル (1000家庭で1t) と製紙工場でのリサイクル (1t) の電力消費量の差は、以下のようになります。

  • 最小: 製紙工場が450kWh多い

  • 中央値: 製紙工場が950kWh多い

  • 最大: 製紙工場が1450kWh多い

解釈

この数値は、家庭でのリサイクルが、製紙工場でのリサイクルと比較して、電力消費量の点で非常に効率的であることを示しています。製紙工場が最も効率的な場合 (500kWh) でも、家庭でのリサイクルの方が450kWh少ない電力で済みます。

 

これらの要素を考慮しても、自然乾燥による家庭でのリサイクルは、電力消費量の観点からは、非常に優れた取り組みであると言えるでしょう。

 

A.I.に限らず複数のソースにあたることが〈ものの見方・考え方〉には大切なことです。　※もちろんその前に『予想をもって問いかける』ことが基本中の基本であることはいうまでもありません

別のA.I.にも尋ねてみましょう。

別の生成A.I.の回答

ご質問ありがとうございます。紙のリサイクルにおけるエネルギー消費を、製紙工場での大量生産と家庭での手作業で比較してみましょう。

1. 製紙工場でのリサイクル

製紙工場では、古紙1トンをリサイクルする際に、以下のエネルギーが消費されます：​prpc.or.jp+6losszero.jp+6prpc.or.jp+6

これらを合計すると、約5.9 GJのエネルギーが必要となります。 ​

2. 家庭での手作業によるリサイクル

家庭で1,000世帯がそれぞれ1kgの紙をリサイクルする場合を考えます。​各家庭がミキサーを使用して紙を細かくし、乾燥させて和紙風の紙を作るとします。​

  • ミキサーの消費電力：​一般的な家庭用ミキサーは、約300W（ワット）の電力を消費します。​
  • ミキサーの稼働時間：​1kgの紙を処理するのに約10分（0.167時間）と仮定します。​
  • 1家庭あたりの電力消費：​300W × 0.167時間 = 約0.05 kWh​

これを1,000世帯分に換算すると：​

  • 全体の電力消費：​0.05 kWh × 1,000世帯 = 50 kWh​

さらに、紙を乾燥させるためのエネルギーも考慮する必要がありますが、ここでは自然乾燥と仮定し、そのエネルギー消費は無視します。​

3. エネルギーの比較

この比較から、家庭での手作業によるリサイクルの方が、製紙工場でのリサイクルよりもエネルギー消費が少ないことがわかります。​

 

以上を総合すると、エネルギー消費の観点では家庭での手作業の方が少ないものの、他の要因も考慮してリサイクル方法を選択することが重要です。

 

　他にも二つのA.I.にいろいろな訊き方をして、内容を精査しました。
　たとえば「製紙工場での電力の算出根拠は何か？」という質問に、複数のA.I.に複数回尋ねて、こういう答えが返ってきました。

🟢経済産業省の資料「トランジション・ファイナンスに関する紙・パルプ分野技術ロードマップ」の利用

🟢日本製紙連合会は、製紙業界のエネルギー使用に関する詳細なデータを公開しています。​これらの資料には、業界全体のエネルギー消費量、自家発電の割合、CO₂排出量の削減目標などが含まれています。

🟢主な資料：

  1. 「紙パルプ産業のエネルギー事情」

    この資料では、紙・パルプ産業におけるエネルギー消費の現状や推移、電力料金の動向などが詳述されています。

  2. 「紙パルプ産業のエネルギー需要及び他産業も含めたCO₂排出の動向」

    この資料は、紙パルプ産業のエネルギー需要やCO₂排出の動向を他産業と比較しながら分析しています。

  3. 「2050年カーボンニュートラルに向けた製紙業界のビジョン（基本方針）」

    製紙業界が2050年のカーボンニュートラル達成に向けて取り組むべき方針や戦略が示されています。

🟢 製紙工場でのリサイクル

製紙工場での古紙リサイクルに必要な電力消費量は、様々な要因（工場の設備、古紙の種類、再生紙の種類など）によって大きく異なりますが、一般的な数値を参考にします。

これらの資料を参考にすると、古紙1トンをリサイクルしてトイレットペーパーや段ボールなどを作る場合、おおよそ500〜1000kWhの電力が必要とされています。ここでは、中間値をとって750kWhと仮定します。

 

　いずれにしても、これらをベースにして、本当に「大きな工場で大量を一気に」より「小さな量を過程でサッと」を重ねた方が消費電力が少なく済むのか、しっかり検証をすすめていく必要があるでしょう。

ただし〈たの研／たのしい教育研究所〉がシンプル紙づくりを進めている理由はそれだけではありません。

🔴 家庭から紙ゴミを出す。そのゴミをトラックにのった何人もの人が回収作業に従事する。その人たちの労力が減ることによるCO2削減

🔴 ゴミ回収のトラックの燃料費、維持費 etc. が少なくなる分のCO2削減

🔴 自分好みの紙をつくることで、新たな消費が減ることによるCO2削減

🔴 人々が捨てられているものをハンドメイドでいろいろなものを作ることができる楽しさを味わうことによる、未来的なCO2削減

　ほかにもいろいろあります。

　前回と併せると〈たのしい教育メールマガジン〉の一つの章レベルのボリュームになってしまいました。

　まだ書きたいことはあるのですけど、このへんでとめておきましょう。
　「本質的でたのしい環境保護活動」に興味のあるみなさんが一緒に歩んでくださることをたのしみにしています。

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花咲く日々@楽しい面白い自由研究「ハナミズキの花は花ではない？ イヤ、花でしょ！」

　県外の方から嬉しい春のたよりがとどきました、写真も添えられています。

　桜の花のような彩りです、枝ぶりをみると〈ウメ／梅〉だというのがわかります。
　いい香りもただよっているのでしょう。

　ちなみに梅（ウメ）と蝋梅（ロウバイ）は名前がとても似ているのに、ぜんぜん違う種です。
　そもそもファミリー（科）が違います、梅も桜も桃もバラ・ファミリー（科）で、蝋梅（ロウバイ）はロウバイ・ファミリー（科）です。

　老梅ではなく蝋燭（ロウソク）の蝋、蝋梅です。その名の通り蝋細工（ろうざいく）のように透き通った花びらをしています。沖縄で目にしたことはありません。実に美しい。

※

ハナミズキが開く前のつぼみの写真もありました。

　こういうキレイな花が咲きます。

　沖縄でハナミズキをみることはないので、ここからは私個人の〈楽しい面白い自由研究〉をまじえて紹介しましょう。

　どうみても、うす紅（べに）色の花びらの中に蕊（しべ）があって、一つの花のように見えてしまうハナミズキ、実はそれは普通にいう花とはつくりが違っています。

　ハナミズキの花に見えている部分は、花たちをつつむ苞（ほう）の中にたくさんの小さな花が密集している姿です。ハナミズキの中央にブーケ（花束）のように見える部分がありますね、それが花たちの束（たば）、まさにブーケです。

　中央の部分を大きくしてみましょう、おしべ・めしべのまわりに〈花びら〉が4枚開いていますね。

サイト「学芸の森」に感謝して引用させていただきます　https://www2.u-gakugei.ac.jp/~planttgu/dokodemo/pc/061.htm

※少し詳しく（受験生用）⇨ 黄色い部分が「やく」：オシベの先で花粉をたっぷり含んでいます。その中央に〈メシベの柱頭〉がみえます。ハナミズキは4枚の花びらと4つのオシベ、一つのメシベでできています

　実やタネができるためには、おしべの花粉がめしべの柱頭につく必要があります。マツやスギなどのように、風に運んでもらうタイプの植物もあれば、リンゴやモモなどのように虫たちに運んでもらうタイプもあります。
　ハナミズキは虫たちに花粉を運んでもらうタイプです。
　※少し詳しく（受験生用ほか）⇨ リンゴ、モモ、ハナミズキのようなタイプ：虫媒花（ちゅうばいか）／　マツやスギのようなタイプ：風媒花（ふうばいか）

　ちなみに春に流行する花粉症はスギが大量の花粉を風に運んでもらっていて、それがスギの花にとどけばいいのに、人間のハナに入ってしまって悪さをしている現象です。

　虫たちにきてもらうには小さな花では目立たないので、花たちをくるんでいる苞（ほう）が進化してきて、まるで花びらのような役割をになってきたわけです。

　いろいろなサイトに「ハナミズキの花は花ではない」と書いてあります、でもそれはおかしいでしょう。苞が虫たちを導く花びらの役をになって、その中央には花たちがたくさんあるわけですから。

　子ども感覚でいえば「ハナミズキの一つの花のように見えている部分は、たくさんの小さな花たちの集まり。苞が大きな花びらの役割りを担っているので、全体として花の役割をしている」というように理解した方がよいと思います。

　地球という星は生き物たちの宝庫です、歩くたびにいろいろな生物たちに心動かされます。
　みなさんが心うごかされたものをぜひ、送ってください、お待ちしています。

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塩をどんどん熱していくとどうなるの？ ② ／砂はとけるの？ 　楽しい面白い自由研究

　楽しい面白い自由研究について書いています、前回紹介したように塩をどんどん熱していくと、とろとろ・ドロドロにとけてしまいました。　※受験知識：この場合〈溶ける〉ではなく〈融ける・解ける〉と書きます。〈溶ける〉は水などにその物質をとかす時に使う漢字です

　では、砂はドロドロにとけてしまうのか？　という問題です。

　砂つぶはハンマーでさらに細かく砕くことができます、でもとけるのかなぁ・・・
　みなさんの予想はどうでしょう。

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　この動画の2分30秒あたりをごらんください　※砂つぶより大きな砂利をりようしているのですけど結果は同じです

 

では、続いてこの問題について考えてみてください。

　このとけた砂をさらに高温度で熱していくとどうなるでしょう？

　こういう科学的な原理は『原子論』を学ぶことですっきりと理解できるようになります。

　機会がきたら書きましょう。

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