Progetto Energia in 3D

di Giuliana Finco

Istituto comprensivo 1 Tomaso Albinoni – Selvazzano (PD)

giulien@teletu.it

Dobbiamo utilizzare meglio le energie di cui disponiamo, senza perdere altro tempo.
E ci riusciremo più in fretta se guardiamo il mondo attraverso gli occhi dei bambini
“.
Gunter Pauli, intervista al mensile delle FS “La freccia“ del 4 aprile 2011

Il progetto “Energia in 3D” ha vinto il 1° premio nazionale per la scuola primaria del Concorso dell’Enel “Play Energy 2011”.

Classi coinvolte: 5 B e C del plesso Marcello – Scuola primaria della Direzione di Selvazzano – Padova
A.S. 2010-11

Quadro di riferimento e motivazioni

I Comuni di Selvazzano e Saccolongo, nel cui territorio si trovano le cinque scuole primarie della Direzione di Selvazzano, da diversi anni stanno attuando politiche territoriali volte ad aumentare l’efficienza energetica e l’uso di fonti di energia rinnovabile anche al fine di ridurre l’inquinamento ambientale.
Selvazzano Dentro è il Comune della provincia di Padova dove, nel 2008, sono stati attivati più impianti fotovoltaici, grazie anche all’iniziativa “100 tetti per il sole”.
Inoltre sono stati installati pannelli fotovoltaici sui tetti delle scuole elementari Bertolin e Vivaldi e sul nuovo centro civico di San Domenico (tutti nel Comune di Selvazzano) – http://mattinopadova.gelocal.it/cronaca/2011/01/04/news/scuole-e-centro-civico-al-via-il-fotovoltaico-3101326 – e sul tetto della scuola Pascoli (Comune di Saccolongo).
Il Comune di Selvazzano sta realizzando nella frazione di Caselle la riconversione e sostituzione del vecchio impianto di illuminazione stradale con lampade a led a basso consumo e con minor inquinamento luminoso.

In questo contesto sociale diventa importante il ruolo della scuola.
La scuola è l’attore principale perché può coinvolgere l’intera comunità e al tempo stesso educare le nuove generazioni all’uso sostenibile dell’energia. Può essere luogo di scambio di informazioni, esperienze e buone pratiche che sono i mezzi più efficaci per promuovere l’efficienza energetica e l’uso delle fonti di energia rinnovabile.
Bisogna preparare i ragazzi a quella che probabilmente è la più grande sfida della civiltà moderna: la riconversione dell’attuale sistema energetico, basato su fonti esauribili, ad un sistema sostenibile basato su fonti di energia rinnovabili. Il sistema energetico, così com’è configurato oggi, esercita un impatto negativo sul sistema ambientale, economico, sociale e politico, nonché su tutti gli altri sistemi e sottosistemi. L’obiettivo primo è porre all’evidenza dell’opinione pubblica l’instabilità generata da questo disequilibrio, in modo che si promuova quanto prima una politica energetica che miri alla riconversione dell’attuale sistema, palesemente incapace di favorire uno sviluppo sostenibile nel lungo periodo.

Finalità, obiettivi specifici e scelte di contenuto

  • Acquisire conoscenza dell’Energia e delle tematiche inerenti al Risparmio Energetico: fonti energetiche, concetti di “risorse” rinnovabili (quali sono, come si originano; come catturarle, …) ed esauribili (formazione, disponibilità e possibilità di utilizzo, impatto sull’ambiente, …), sostenibilità ambientale, mix energetico, autoproduzione di energia.
  • Imparare a rispettare l’ambiente e le sue risorse.
  • Stimolare la fantasia e l’abilità manuale nell’individuazione di stili di vita più sostenibili per l’ambiente che ci circonda. Prima ancora di produrre energia pulita da fonti rinnovabili, c’è la necessità di ridurre i nostri consumi usando l’intelligenza e la fantasia.
  • Educare all’utilizzo consapevole e creativo delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione sulle tematiche energetiche; con l’uso del 3D e dei mondi virtuali far vivere agli alunni esperienze virtuali tridimensionali.
  • Formare le nuove generazioni alle problematiche ambientali perché possano essere futuri attori di un rapporto uomo-ambiente improntato alla sostenibilità.
  • Collaborare in prima persona ed essere protagonisti del cambiamento.
  • Contribuire al cambiamento del comportamento quotidiano degli alunni, in relazione all’utilizzo delle risorse energetiche, ad accrescere la loro consapevolezza del rapporto con l’ambiente che li circonda e dell’importanza di condurre scelte sostenibili.

Riferimenti teorici e formazione dei docenti

La Blue Economy: per coprire il grande bisogno di energia, rispettando l’ambiente, non basta un mix bilanciato di energie (fossili e rinnovabili) e un loro uso più efficiente eliminando gli sprechi.
Il ricorso alle rinnovabili è ancora costoso e non alla portata di tutti.
Come spiega Gunter Pauli nel suo libro “Blue economy”, le soluzioni della green economy sono troppo care. Se soltanto le persone ricche le possono applicare, il mondo non può cambiare, continuerà l’inquinamento, il riscaldamento globale e la distruzione degli ecosistemi.
Il modello blue economy invece è diverso: tutto quello che ci fa bene e serve per vivere si può avere senza alcuna spesa. Utilizzando le risorse a disposizione, come succede negli ecosistemi. Coltivare funghi sui fondi di caffè, usare un cellulare senza batteria, che sfrutta il calore prodotto dal corpo e le vibrazioni della voce umana o, ancora, imitare i sistemi di raccolta dell’acqua di un coleottero per ridurre il riscaldamento globale, sostituire le lame in metallo dei rasoi “usa e getta” con fili di seta. Fantascienza? No, realtà.
In natura non esistono disoccupati e neppure rifiuti. Tutti svolgono un compito e gli scarti degli uni diventano materia prima per altri, in un sistema “a cascata” in cui niente viene sprecato.
Pauli in una recente intervista ha detto: “Dobbiamo utilizzare meglio le energie di cui disponiamo, senza perdere altro tempo. E ci riusciremo più in fretta se guardiamo il mondo attraverso gli occhi dei bambini“.

Link a materiali e ai principali siti di riferimento:

  • Progetto ludico-educativo gratuito di Enel per le classi di tutto il mondo, finalizzato alla diffusione di una cultura energetica responsabile, partendo dalla conoscenza delle fonti e degli impianti per arrivare alla distribuzione nelle nostre case e ai corretti comportamenti di utilizzo. Con materiali on e off line e iniziative sul territorio.
  • Il sito della Blue Economy.
  • Parco delle energie rinnovabili: centro per la formazione ambientale.
  • Eni scuola: Eniscuola è un progetto che Eni ha avviato nel 2000 in collaborazione con la Fondazione Eni “Enrico Mattei” con l’obiettivo di fornire ai giovani informazioni di alto livello sulle tematiche dell’energia e dell’ambiente.
  • Scuola3d è il progetto dell’Istituto pedagogico di Bolzano dedicato al mondo dell’istruzione e formazione. Qui trovano spazio anche sperimentazioni per l’apprendimento informale e non formale nella rete.

Il progetto si sviluppa principalmente nel nostro mondo 3D ma si avvale anche di strumenti Web 2.0 che consentono costruzione collettiva connettiva di conoscenza.
Obiettivo prioritario di Scuola3d è la costruzione di competenze per una cittadinanza digitale consapevole e responsabile. Le scuole, gli enti di formazione e di ricerca, i docenti, studenti e genitori possono partecipare a totale titolo gratuito al progetto.

Percorso

Il percorso è iniziato nel primo quadrimestre a partire dallo studio in scienze dell’energia nelle sue varie forme e fonti, fossili e rinnovabili. L’argomento è stato approfondito successivamente anche con la presentazione multimediale con la LIM: video, animazioni, piccoli esperimenti e giochi interattivi (vedi file “Fonti energia.notebook” inserito fra gli strumenti allegati alla presentazione dell’esperienza).
A seguire l’approfondimento sulle energie rinnovabili:

  • presentazione multimediale con la LIM (file “energia1.notebook” inserito fra gli strumenti allegati alla presentazione dell’esperienza) delle fonti energetiche rinnovabili,
  • costruzione di uno schema riassuntivo delle principali informazioni,
  • le proposte della Blue Economy,
  • laboratorio di progettazione di Smart city, la città intelligente del futuro.

Sono state fatte 2 uscite didattiche sugli argomenti trattati:

  • Visita alla centrale a biomasse di Cà Corniani: all’interno della tenuta un percorso allestito appositamente che ripercorre, anche attraverso situazioni pratiche, le modalità di bonifica e di sfruttamento sostenibile delle risorse energetiche naturali vivendo direttamente un’esperienza multi-disciplinare, che spazia tra la storia e la tecnica, l’ambiente e l’energia. all’interno della tenuta.


Fig. 1 – Tenuta di Cà Corniani

  • Uscita didattica al Parco delle energie rinnovabili “Fenice”: visita al campo di pannelli fotovoltaici, anche con sistemi ad inseguimento solare e diverse tipologie di microapplicazioni, osservazione della produzione di energia attraverso il vento presso il campo di coltivazione di energia eolica e del biomonitoraggio ambientale attraverso le api.


Fig. 2 – Al Parco Fenice si può produrre energia pedalando

Costruzione in 3D di Smart city, la città intelligente del futuro

Le classi si sono divise in gruppi e utilizzando le conoscenze e informazioni acquisite nell’arco dell’intero anno scolastico hanno progettato e disegnato su cartelloni mappe della loro “Blu city” ideale inserendo elementi scelti fra i più innovativi (anche prototipi) e importanti per la realizzazione della città ecosostenibile del futuro. In particolare:

  • Per la produzione di energia: mini eolico, pannelli solari, “Diamante” prototipo di centrale energetica solare in grado di accumulare e distribuire energia solare anche in assenza di sole.


Fig. 3 – Centrale solare “Diamante”

  • Per l’illuminazione: 
lampade a led per una forte riduzione dei costi energetici, per ridurre l’inquinamento luminoso e incrementare la durata media rispetto agli apparecchi tradizionali.
  • Per i trasporti: smart elettrica, panda ad idrogeno, autobus ad idrogeno, metro elettrico, aereo solare “Solar Impulse” (prototipo a energia solare già sperimentato con successo) e, un altro prototipo, Sun red, la moto solare, detta anche “Armadillo” perchè ricoperta da una corazza retrattile composta da cellule ad alta capacità di assorbimento dell’energia solare. Ovvero quando il veicolo non viene utilizzato la carenatura con le cellule, ricopre praticamente tutta la moto, per immagazzinare così il massimo quantitativo di energia solare.


Fig. 4 – La moto solare Sun red, armadillo

I gruppi al lavoro


Fig. 5 – La progettazione di Blu city

Ogni gruppo ha disegnato la sua Blu city ideale.




Fig. 6 – Alcuni progetti

Poi, nel laboratorio di informatica, utilizzando il programma gratuito Google Sketchup i ragazzi hanno dato forma tridimensionale al loro progetto costruendo gli edifici della loro città completi di pannelli solari posizionati sui tetti.

 


Fig. 7 – Costruzione di un edificio con i pannelli solari sul tetto con il programma Sketchup

Nel contempo si è cominciato ad utilizzare Scuola 3D.
Scuola 3D è un mondo virtuale tridimensionale dove è possibile muoversi, guardare, viaggiare, volare, chattare, interagire, sperimentare e costruire in 3D.
Per poter effettuare tutto questo bisogna installare un software per ambiente Windows liberamente scaricabile dal sito di Scuola 3D e richiedere account e password per l’ingresso. Così tutti i ragazzi delle 2 classi sono stati iscritti e hanno cominciato a familiarizzare con l’ambiente virtuale e ad utilizzare gli strumenti di comunicazione, chat e messaggi, e i materiali di costruzione messi a disposizione nel ricchissimo magazzino.
Divenuti esperti, dopo un periodo iniziale di esercitazioni in “zona prove”, area ad uso dei “neofiti”, hanno cominciato la costruzione degli edifici della città nei territori assegnati per il progetto, inserendo anche gli elementi per la produzione di energia rinnovabile previsti in fase di progettazione: impianti di mini eolico e lampioni a led lungo le strade, pannelli solari sui tetti, due centrali “Diamante”. Nel video i momenti della costruzione delle case nello spazio di Scuola 3D – http://vimeo.com/24607167.


Fig. 8 – Le case con i pannelli solari e le 2 centrali “Diamante”


Fig. 9  – Mini eolico, b. Lampioni a led, c. Bidone-robot per la raccolta porta a porta


Fig. 10 – Il percorso “Pedibus” con le orme blu segnala il passaggio riservato ai soli pedoni e ai mezzi non inquinanti


Fig. 11 – La moto solare è un “mover”: i mover sono degli oggetti costruiti su Scuola 3D che possono essere utilizzati come veicoli

Video sull’uso della moto solare:

Costruiamo Blu city in 3D from giulien on Vimeo.

Metodologie didattiche

Si è cercato di rendere il percorso sull’energia realmente efficace e coinvolgente utilizzando i metodi di apprendimento per scoperta e l’apprendimento cooperativo: discussione collettiva sugli argomenti presentati, attività di approfondimento e ricerca condotte in piccoli gruppi e poi condivise con l’intera classe. Realizzazione di mappe riassuntive.
Utilizzo del 3D come momento propositivo-creativo di una città tutta basata su energie rinnovabili.

Strumenti e risorse

SOFTWARE: Uso dei software gratuiti Google Sketchup e Scuola 3D per la costruzione in 3D di una città ideale, la Smart city del futuro. Illustrazione dell’uso dei software con la LIM.
Utilizzo del laboratorio informatico della scuola dove sono presenti 25 PC con doppio sistema operativo Windows/Ubuntu.
File notebook di presentazione con materiale video, link a pagine web, riviste on line, animazioni, esperimenti interattivi.
Per la documentazione:
 registrazioni audio e video dei principali momenti.
Pubblicazione sul sito e sul blog scolastico.
Costruzione di un Blog specifico sull’energia ”Ragazzi Blu” per la raccolta e la diffusione di informazioni sull’argomento anche tramite il microblogging Twitter.

Valutazione

La costruzione finale della città “intelligente” in 3D è stata la verifica “reale” di quanto appreso. L’entusiasmo e il grande coinvolgimento con cui i ragazzi hanno condotto quest’ultima attività danno la misura di quanto il percorso sia stato significativo e di come abbia formato delle competenze concrete e immediatamente applicabili.

Storia e collaboratori dell’esperienza

Hanno attivamente collaborato l’Assesorato all’ambiente del Comune di Selvazzano, il Consiglio di quartiere di Caselle, frazione del Comune di Selvazzano, dove si trova la nostra scuola primaria “Marcello”, gli esperti ENEL e i genitori degli alunni. Tutti hanno dato supporto e fornito informazioni relative alle iniziative sull’uso sostenibile dell’energia attivate nella realtà locale.
Inoltre altro materiale utile per approfondimenti è stato ottenuto tramite l’adesione al Concorso Nazionale indetto dall’Enel sull’energia “Play Energy”, sia in formato cartaceo, Kit didattico, che in formato digitale.
Grande disponibilità e collaborazione anche da parte di tutto lo staff di Scuola 3D che ci ha accompagnato nei primi passi nel mondo virtuale e nei segreti della costruzione in 3D.
Molto importanti anche i momenti di incontro e condivisione online, nella chat di Scuola 3D, fra le classi quinte della nostra scuola e le classi 4°A/B di Nicoletta Farmeschi di Casteldelpiano, Grosseto: Nicoletta e le sue classi che avevano utilizzato Scuola 3d anche negli anni precedenti, ci hanno fatto da tutor e ci hanno mostrato come utilizzare al meglio gli spazi e gli strumenti di Scuola 3D. D’altro canto i ragazzi della scuola di Padova, negli ultimi incontri hanno avuto la soddisfazione di mostrare ai loro “maestri” la città realizzata anche grazie ai loro insegnamenti.
Concludendo, i ragazzi delle 2 scuole, pur incontrandosi esclusivamente online, hanno potuto scambiarsi esperienze e collaborare in modo creativo e produttivo


Fig. 12 – Incontro in chat di Scuola 3D del 6 giugno 2011

Link di riferimento

la città intelligente proposta da IBM
http://www.ddrivoli1.it/portoscienze/scienze.htm#energia
Concorsi e risorse sull’energia
Commissione europea ambiente
http://climate.nasa.gov/kids/
http://www.piccolirisparmiatoridienergia.it/
http://www.edison-energia.com/novita-scuole.html
http://www.ambientandoci.it/pagine/Index.asp
http://www.divini.net/energia/?p=60
http://www.reteclima.it/mix-energetico-nazionale
http://www.greencrossitalia.it/ita/educazione/energie_di_pace/energia_definizione.htm
http://canali.kataweb.it/kataweb-consumi/legambiente-premia-i-comuni-rinnovabili/
http://www.ambienteitalia.tv/
http://www.thefuturewillfollow.com/it/
http://www.archilede.it/archilede/
http://www.aspoitalia.it/blog/nte/2010/10/11/flexitricita-la-rete-intelligente-e-una-realta-di-oggi/
http://smartercity.liquida.it/2011
http://green.liquida.it/
http://www.egs-progetto.it/index.php?option=com_content&view=frontpage&Itemid=77
http://www.flicktheswitch.eu/
http://www.tuttogreen.it/

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