SCUOLA SECONDARIA DI PRIMO GRADO Pianeta grigio ...

SCUOLA SECONDARIA DI PRIMO GRADO

GUIDA PER IL DOCENTE

Pianeta grigio: sentinelle dallo Spazio per la qualità dell’aria


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INTRODUZIONEIl percorso è articolato in 6 step uniti da un filo conduttore: intorno a noi c’è qualcosa di impalpabile ma fondamentale per il pianeta, l’aria che respiriamo, parte di un sistema più ampio nel quale siamo immersi, l’atmosfera. L’atmosfera terreste è visibile anche dallo Spazio ed è attualmente oggetto di un continuo monitoraggio da parte di satelliti dedicati che, come attente sentinelle, sono in grado di inviare dati e immagini finalizzati a verificarne lo stato di salute. Come tutti sanno, infatti, l’atmosfera a causa dell’inquinamento prodotto dall’uomo rischia di perdere alcune di quelle caratteristiche che hanno fatto della Terra l’unico pianeta del Sistema Solare in cui si è evoluta la vita in tante forme «bellissime e meravigliose» (Charles Darwin, Origine delle specie).I diversi step di questo percorso possono essere utilizzati separatamente poiché le attività che vengono proposte, le immagini e le riflessioni hanno una loro autoconsistenza. Proprio in considerazione della visione spaziale il percorso parte con un’attività che propone di utilizzare immagini della Terra inviate dallo Spazio, sicuramente diverse da quelle che siamo abituati a conoscere. È anche un modo di sensibilizzare gli alunni sull’importanza delle missioni spaziali (a corto o lungo raggio) strettamente collegate alla ricerca scientifica e al progresso, finalizzate sia a proteggere l’atmosfera della nostra Terra sia a esplorare altri pianeti che potrebbero ospitarci.Nello STEP 1 si propone di stimolare inizialmente gli alunni all’osservazione di contesti familiari da vari punti di vista, per analizzare poi immagini ottenute da diverse prospettive – anche verticali – fino a giungere a una prima comprensione di fotografie e filmati della Terra ripresi da satelliti o dalla Stazione Spaziale Internazionale.Nello STEP 2 gli alunni scopriranno che per vivere nella Stazione Spaziale Internazionale occorre ossigeno e che portarlo da Terra è difficile e costoso. Attraverso un semplice

esperimento di elettrolisi dell’acqua gli alunni produrranno e raccoglieranno ossigeno come fanno, su scala più grande, gli astronauti sulla ISS.Nello STEP 3 , attraverso semplici attività laboratoriali, gli alunni si renderanno conto che la capacità delle piante di produrre ossigeno può essere utilizzata anche nello spazio. Esistono infatti diversi programmi scientifici che indagano su questa possibilità e tra questi il programma MELiSSA (Micro-Ecological Lyfe Support System Alternative) dell’ESA. Nello STEP 4 si porrà attenzione sugli stili di vita, mostrando come nell’arco della giornata si trascorre la maggior parte del tempo in ambienti chiusi (indoor). Purtroppo i risultati di numerosi studi mettono in evidenza che la concentrazione di inquinanti nell’aria indoor è spesso superiore ai rispettivi valori esterni. Attraverso l’uso di una semplice scheda gli alunni saranno in grado di riconoscere i principali inquinanti indoor e di trovare delle soluzioni per migliorare l’aria delle nostre case.Nello STEP 5 si descrive l’importante funzione dei satelliti che ci offrono la situazione in tempo reale dello stato dell’inquinamento nel mondo e quindi anche nelle nostre città. A partire dalle immagini satellitari e dalle animazioni, e con l’utilizzo di una scheda, viene confrontata la fluttuazione delle emissioni di diossido di azoto in tutta Europa nel periodo di lockdown causato dal Coronavirus e nello stesso periodo dell’anno precedente. Nello STEP 6 gli allievi, con una semplice e divertente attività, vengono condotti in un percorso che li porta a conoscere le differenti atmosfere dei pianeti rocciosi del Sistema Solare. L’atmosfera di un pianeta, con le sue caratteristiche, è anche un’impronta della sua formazione e della sua evoluzione e ci dà informazioni sulla sua compatibilità con la vita umana.

A cura di Simonetta Soro, Maria Grazia Zotti, Elena Lugaro


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Pianeta grigioSCUOLA SECONDARIA DI PRIMO GRADO

Fenomeni atmosferici visti dalla ISS

Le Alpi ricoperte di neve L’uragano Florence

L’Italia ricoperta di nubi di giorno e di notte Samantha Cristoforetti nella Cupola dell’ISS

LA TERRA VISTA DALLO SPAZIO

STEP 1

Gli alunni vengono introdotti gradualmente all’osservazione della Terra dallo Spazio. Si propone di iniziare osservando da vari punti di vista contesti a loro familiari, per analizzare poi immagini ottenute da diverse prospettive - anche verticali - fino a giungere a una prima comprensione di fotografie e filmati della Terra ripresi da satelliti o dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Si portano i ragazzi in giardino o in un luogo dove è possibile avere una buona visuale dell’ambiente circostante, si fanno sedere in terra e si chiede loro di guardarsi intorno. Poi, una volta rialzati in piedi, si ripete la stessa richiesta e, successivamente, li si invita a osservare il circondario dall’alto di una sedia o di un muretto. Conclusa l’attività gli alunni condividono all’interno della classe le proprie impressioni, indicando le differenze riscontrate nelle varie situazioni. Si propone di spiegare, in particolare, in che cosa una visione differisca dall’altra, facendo riferimento alla possibilità di distinguere i dettagli, all’ampiezza della visuale, ecc.

Si pongono quindi delle nuove domande:

→ Se riuscissimo ad andare più in alto, che cosa potrebbe succedere?

→ Che cosa vedremmo? → Che cosa potremmo osservare dallo Spazio?

→ Come pensate possa apparire questo paesaggio visto da un aereo?

Dopo un breve confronto, viene distribuita la scheda relativa all’attività “Immagini dalla Terra e dallo Spazio” (Allegato 1), dove sono contenute fotografie di diversi ambienti scattate dalla Terra e dallo Spazio. Gli studenti dovranno completare la tabella posta in fondo alla scheda, abbinando la foto di un paesaggio scattata dalla Terra a quelle dello stesso luogo realizzata dalla Stazione Spaziale Internazionale e dal satellite Sentinel-2A (programma Copernicus).

Le parole-chiave dedotte dai loro commenti e quanto emerso dalla discussione saranno riportate su un foglio o alla lavagna e verrà chiesto di rielaborare quanto emerso dalla discussione collettiva, indicando per quale scopo e in quali occasioni si rivelano utili le fotografie degli ambienti terrestri scattate dallo Spazio.

Estesa come un campo da calcio, la ISS è l’oggetto più grande mai volato nello spazio! Viaggia intorno alla Terra ad una velocità di 27.700 km/h e gira intorno al nostro pianeta 16 volte al giorno. Ciò significa che gli astronauti a bordo possono vedere 16 albe e 16 tramonti… ogni giorno!

Proietta la slide e racconta

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Pianeta grigio: allegato 1

IMMAGINI DALLA TERRA E DALLO SPAZIO

Nelle fotografie sono ritratti gli stessi ambienti. Le immagini sono state scattate, partendo dalla colonna di sinistra, dalla Terra, dalla Stazione Spaziale Internazionale e dal satellite Sentinel-2A. Riesci a completare gli abbinamenti? Riempi la tabella utilizzando i numeri e le lettere che contrassegnano le foto.

Immagine 1 Immagine A Immagine I

Immagine 2 Immagine B Immagine II

Immagine 3 Immagine C Immagine III

Immagine 4 Immagine D Immagine IV

Luogo Foto scattata dalla Terra

Fotografia scattata dagli astronauti dalla ISS

Fotografia scattata dal satellite Sentinel-2A

Deserto

Isola

Città

Lago

ALLEGATO 1


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Una delle cose che piacciono di più agli astronauti a bordo dell’ISS è passare un po’ di tempo nella Cupola della Stazione Spaziale e godersi la vista spettacolare, come l’astronauta dell’ESA Samantha Cristoforetti nella fotografia. La Terra sembra molto diversa dalla Stazione

Spaziale Internazionale. Le fotografie che scattiamo a terra sembrano infatti molto differenti dalle fotografie degli astronauti, anche se i luoghi fotografati sono gli stessi. Dalla ISS, inoltre, i fenomeni atmosferici di una certa entità possono essere visti in tutta la loro grandiosità.

COME SI RESPIRA SULLA STAZIONE SPAZIALE INTERNAZIONALE (ISS)?Si può iniziare raccontando questa storia.

«C’erano una volta un prete cattolico, un astronomo e un professore di fisica all’università di Leuven, in Belgio: era il terzo decennio del ‘900. Il prete si occupava della Creazione, l’astronomo ipotizzò l’Uovo Cosmico e il professore di fisica scrisse le prime equazioni di quel che diventerà poi la teoria del Big Bang. Quel che rende straordinaria questa storia è che il prete, l’astronomo e il professore erano la stessa persona: Georges Lemaître.»

Qualche anno fa Lemaître è diventato anche il nome del quinto e ultimo Veicolo Automatico di Trasferimento (ATV), uno strumento necessario per rifornire la Stazione Spaziale Internazionale (ISS).

Gli studenti svolgono un’attività con cui ottenere ossigeno attraverso l’elettrolisi dell’acqua, un processo nel quale il passaggio di corrente elettrica causa la scomposizione dell’acqua in ossigeno e idrogeno gassoso.

Nella scheda “Come ottenere ossigeno gassoso dall’acqua” (Allegato 2) si riporta l’elenco del materiale necessario per effettuare l’esperienza e le procedure. L’esperienza condotta consentirà di raccogliere i due gas e di osservare la formazione di bollicine sui due elettrodi. Con molta cautela se si avvicina un fiammifero o una candela alla provetta contenente ossigeno, si osserva che la fiamma si ravviva, confermandone la presenza. Se si procede allo stesso modo con la provetta contenente idrogeno, si ottiene una piccola detonazione. Le operazioni descritte devono essere eseguite con molta cautela e solo dall’insegnante.

STEP 2

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COME OTTENERE OSSIGENO GASSOSO DALL’ACQUA

Investighiamo l’elettrolisi dell’acqua. Utilizzando il materiale a disposizione e osservando la figura 1 realizza un esperimento per simulare la produzione di ossigeno sulla ISS.

Materiale • Una pila piatta da 4,5 V. • Una bacinella. • Due provette o due piccoli bicchieri in vetro.• Fili elettrici (se possibile con morsetti). • Acqua salata (si aggiunge una piccola quantità di sale da cucina

- una punta di un cucchiaino da caffè - per aumentare la conducibilità dell’acqua del rubinetto).

• Due mine di matita. • Plastilina.

Si assembla il tutto come mostrato nella figura 1.

Descrizione e osservazioni sull’esperimento del gruppo.Prepara un poster in cui riporti, anche con dei disegni, che cosa hai osservato e gli eventuali dati misurati.

Ulteriori domande• Come fanno gli astronauti a entrare e uscire dalla Stazione Spaziale senza perdere

ossigeno? • Quali gas producono gli astronauti respirando e vivendo nella Stazione Spaziale? • Come li eliminano?

Figura 1

Ossigeno Idrogeno

ALLEGATO 2

https://it.wikipedia.org/wiki/Acqua


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Ossigeno sulla ISSIl mantenimento dell’atmosfera e dei livelli di ossigeno è una priorità sulla Stazione Spaziale.

L’elettrolisi dell’acqua è un processo nel quale il passaggio di corrente elettrica causa la scomposizione dell’acqua in ossigeno e idrogeno gassosi.

OGS

(Oxygen Generation System)

Ossigeno Idrogeno

Il mantenimento dell’atmosfera e dei livelli di ossigeno è una priorità sulla ISS dove l’aria, la cui composizione è del tutto simile a quella presente sulla Terra al livello del mare (alla pressione di101.3 kPa) è composta dal 21% di ossigeno e dal 78% di azoto. L’azoto non è fondamentale per la sopravvivenza, ma ha la caratteristica di essere inerte: maggiori percentuali di ossigeno aumenterebbero notevolmente il rischio di incendi.

Sulla ISS l’ossigeno proviene da tre diverse fonti. La principale e la più utilizzata è la sua produzione tramite elettrolisi dell’acqua: su questo si basa il funzionamento dell’apparecchiatura OGS (Oxygen Generation System), che fa parte del sistema di supporto vitale ECLSS (Environmental Control and Life Support System). In caso di necessità ci sono altre due diverse fonti: la prima è il rifornimento da terra, la seconda – da usare solo in caso

di emergenza – consiste nelle cosiddette “candele a ossigeno”, un dispositivo che genera ossigeno attraverso una reazione chimica.


Dopo l’attività potrebbero sorgere nuove curiosità e domande come:

→ “Come fanno gli astronauti ad entrare e uscire dalla Stazione Spaziale senza perdere il loro ossigeno?”

→ “Quali gas producono gli astronauti respirando e vivendo nella Stazione Spaziale?”

→ “Come li eliminano?”

Per trovare le risposte si può far vedere agli alunni il video Paxi on the ISS: Airlock (Filmato 1).

OSSIGENO DALLE PIANTELe piante sono fondamentali per la biosfera: sono una fonte di cibo per gli animali e, mediante la fotosintesi, convertono l’anidride carbonica e l’acqua in ossigeno. La capacità delle piante di produrre ossigeno può essere utilizzata anche nello Spazio: si stanno infatti conducendo diverse indagini in proposito.

STEP 3

Tra novembre 2014 e marzo 2015 si è svolta la 42a missione di lunga durata verso la ISS chiamata missione FUTURA, alla quale ha partecipato la prima astronauta italiana donna, Samantha Cristoforetti. Alcuni esperimenti di questa missione hanno riguardato lo sviluppo di sistemi bio-rigenerativi, dei sistemi tecnologici che, basandosi

LINK

https://youtu.be/U1j9p0SWnQs


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LE PIANTE PRODUCONO OSSIGENO!

Con questo esperimento potremo studiare gli effetti della fotosintesi su alcuni dischetti di foglia immersi in acqua. Materiale• Bicarbonato di sodio.• Sapone liquido.• Siringa di plastica da 10 cc a cui è stato

rimosso l’ago.• Foratrice.• Bicchiere di plastica trasparente.

• Cronometro.• Carta stagnola.• Foglie di spinaci freschi.• Fonte di luce (es. una lampada da tavolo).

ProcedimentoDivisi in gruppi di lavoro, seguiamo le fasi indicate.1. Per preparare la soluzione di bicarbonato, versate 300 ml di acqua nel bicchiere e aggiungete

0,6 g di bicarbonato (la punta di un cucchiaino). Mescolate bene. Aggiungete una goccia di sapone liquido alla soluzione. Il sapone bagna la superficie idrofobica della foglia, permettendo alla soluzione di penetrare al suo interno. Evitate di formare schiuma: se si dovesse formare, aggiungete altra acqua e bicarbonato.

2. Con la foratrice (oppure con una cannuccia di plastica) preparate 30 dischetti di foglia.3. Rimuovete lo stantuffo dalla siringa e inserite i dischetti di foglie nel cilindro. Dopo avere

reinserito lo stantuffo, prelevate un piccolo volume di soluzione di bicarbonato di sodio con la siringa. Capovolgetela, e con piccoli colpi mettete in sospensione i dischetti di foglie nella soluzione.

4. Spingete delicatamente lo stantuffo per rimuovere quanta più aria possibile.5. Chiudete con un dito l’apertura della siringa e tirate lo stantuffo per creare un vuoto. Mantenete

il vuoto per circa 10 secondi, mentre si agita la siringa per sospendere ulteriormente i dischetti nella soluzione. Ripetete, se necessario, la procedura 2 o 3 volte.

6. Versate i dischetti nel bicchiere contenente la soluzione di bicarbonato, posizionatelo sotto una fonte luminosa e fate partire il cronometro. Alla fine di ogni minuto, registrate in una tabella il numero di dischetti che galleggiano. Continuate fino a che tutti i dischetti risalgono dal fondo e galleggiano.

7. Ripetete la stessa procedura questa volta coprendo il bicchiere con carta stagnola. Ogni minuto, rimuovete la copertura e contate quanti dischetti galleggiano. Inserite i dati in tabella.

8. Realizzate un grafico utilizzando i dati della tabella: inserite sull’asse delle x i minuti trascorsi, e sull’asse delle y il numero dei dischetti galleggianti. Evidenziate le curve delle due situazioni (luce e buio) con due colori differenti.

9. Osservate l’andamento dei dati e riflettete sui risultati.

Descrizione e osservazioni sull’esperimento.Disegnate le fasi dell’esperimento, scrivete cosa avete osservato e riportate i dati ottenuti.

Ulteriori domande• Ci sono differenze nelle due situazioni (luce e buio)? • Potremmo inserire altre variabili nell’esperimento?

ALLEGATO 3


MELiSSA: una serra “spaziale”

Area di crescita delle piante

Area di stoccaggio

Dispositivo per lo scambio di gas con l’esterno

Corridoio centrale (largo 1.5 m)

6CO2

+

+

6H2O

C6H12O6

6O2

energia


composizione dell’aria. L’ossigeno prodotto grazie alla fotosintesi dalle piante viene accumulato all’interno del petalo: l’aria ricca di ossigeno viene fatta fluire dai petali all’esterno e, viceversa, l’aria carica di anidride carbonica compie il percorso inverso, entrando.

su attività sinergiche di diversi organismi (piante, funghi, batteri e insetti), riciclano la materia organica come supporto per la vita degli astronauti.

Agli studenti viene mostrata l’immagine del “modulo serra” [slide], spiegando loro il suo funzionamento.

In una base stabile e indipendente dagli approvvigionamenti il “modulo serra” è una parte fondamentale. All’interno di una serra è possibile riciclare acqua, rimuovere anidride carbonica, produrre ossigeno e cibo. Tra i progetti di ricerca dell’ESA, il programma MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative) propone un “modulo serra” per una futura base lunare. La struttura del modulo è costituita da un nucleo centrale rigido e da quattro camere gonfiabili, chiamate “petali”. Il nucleo centrale contiene la maggior parte dei componenti necessari al funzionamento della serra, mentre i “petali” costituiscono la zona di coltivazione delle piante. Ogni petalo conterrà una diversa specie di pianta e avrà caratteristiche specifiche di luce, temperatura, umidità e

Ogni volta che respiriamo ricordiamoci che l’ossigeno nell’aria che ci circonda è un sottoprodotto della fotosintesi svolta dalle piante. Fortunatamente per noi, le piante di tutto il pianeta producono 368.000.000.000 tonnellate di ossigeno all’anno!

Dopo avere compreso l’importanza della produzione di ossigeno da parte delle piante, gli studenti sperimenteranno direttamente la fotosintesi utilizzando la scheda “Le piante producono ossigeno!” (Allegato 3).

Si propone un esperimento in cui dei dischetti di foglie di spinaci vengono inseriti in una soluzione di bicarbonato di sodio, che servirà come fonte di carbonio per la fotosintesi. Man mano che il processo di fotosintesi procede, all’interno dei dischetti di foglia viene prodotto ossigeno, la densità cambia e i dischetti iniziano a galleggiare. Poiché la respirazione cellulare - che consuma ossigeno - avviene contemporaneamente, la velocità con cui i dischetti risalgono in superficie è una misura indiretta della velocità con cui avviene la fotosintesi.

Gli studenti potranno osservare il comportamento dei dischetti in presenza e in assenza di luce, commenteranno i risultati ottenuti e formalizzando il fenomeno con la costruzione di un grafico.


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INQUINAMENTO INDOOR: ARIA DI CASA MIA!

STEP 4

Le indagini sugli stili di vita dei cittadini ci dicono che le persone, nell’arco della giornata, trascorrono la maggior parte del proprio tempo in ambienti chiusi (indoor). I risultati di numerosi studi mettono in evidenza che la concentrazione di inquinanti nell’aria indoor è spesso superiore ai rispettivi valori esterni.

Gli inquinanti indoor sono numerosi e possono essere originati da diverse sorgenti. La loro concentrazione può variare nel tempo e dipende dalla natura della sorgente, dalla ventilazione, dalle abitudini e dalle attività svolte dagli occupanti negli ambienti interessati.

Tra le fonti di inquinanti più comuni troviamo il fumo di tabacco (che è un aerosol, cioè una miscela di 87% gas, 5% vapore acqueo e 8% particelle solide con oltre 4000 sostanze derivate dalla combustione del tabacco), i processi di combustione, i prodotti per la pulizia e la manutenzione della casa, gli antiparassitari, le colle, gli adesivi, i solventi, etc.., strumenti di lavoro quali stampanti, plotter e fotocopiatrici e prodotti per l’hobbistica (es. colle e vernici), soventi, fonti di composti organici volatili (VOC).

Anche le emissioni dei materiali utilizzati per la costruzione (es. isolanti contenenti amianto) e per l’arredamento (es. mobili fabbricati con legno truciolato, oppure trattati con antiparassitari, ma anche moquette e rivestimenti) possono contribuire alla miscela di inquinanti.

Anche il malfunzionamento del sistema di ventilazione o una errata collocazione delle prese d’aria in prossimità di aree a elevato inquinamento (es. vie ad alto traffico, parcheggio sotterraneo, autofficina, ecc.) possono determinare la penetrazione

di inquinanti dall’esterno. I sistemi di condizionamento dell’aria possono, inoltre, diventare terreno di coltura per muffe e altri contaminanti biologici e diffondere tali agenti in tutto l’edificio. Gli inquinanti possono trovarsi sottoforma di una miscela di particelle solide o liquide sospese nell’aria, di dimensioni, forma e composizione diversa, detto particolato.L’organizzazione mondiale della sanità ne parla dagli anni ‘70 e ha elaborato delle linee guida sulla qualità dell’aria indoor e dei consigli per la salvaguardia della salute.


Aria di casa mia!Gli inquinanti indoor possono essere originati da diverse sorgenti.



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I SATELLITI E L’OSSERVAZIONE DELLA TERRA: COPERNICUS E SENTINEL-5P

STEP 5

Sembra incredibile ma, nonostante il cielo nelle belle giornate di sole sembri vuoto, intorno al nostro pianeta ruotano in realtà migliaia di grandi satelliti metallici. Una delle flotte di satelliti che circondano la Terra si chiama Sentinel, come guardie che hanno il compito di vegliare sulla popolazione per garantirne la sicurezza. Questa è esattamente la missione delle “sentinelle spaziali”: lavorando insieme, questi satelliti esplorano il nostro pianeta – dagli oceani all’atmosfera – e ci inviano dati che ci permettono di affrontare e risolvere molti problemi ambientali.

Il satellite dell’ESA Sentinel-5P è stato lanciato nello spazio il 13 ottobre 2017 e, dopo un viaggio di 79 minuti, è arrivato sano e salvo alla sua posizione orbitale a 824 km dalla

Si propone quindi agli alunni l’attività “Aria di casa mia” (Allegato 4) con l’obiettivo di riconoscere i principali inquinanti indoor e trovare le soluzioni per migliorare l’aria delle nostre case.

Si confrontano le proposte degli alunni e si ricorda di non eccedere con l’uso di prodotti per la pulizia come detergenti e detersivi o di deodoranti e diffusori di profumi, incensi e candele profumate. Per le pulizie quotidiane è preferibile l’utilizzo dell’aceto e del bicarbonato e utilizzare prodotti più aggressivi (per esempio acido muriatico, candeggina o ammoniaca) solo quando strettamente necessario. Prima di utilizzarli è necessario leggere le etichette, rispettando i consigli e le indicazioni presenti sulle confezioni. È per esempio pericoloso miscelare i prodotti per le pulizie, in particolare quelli contenenti candeggina o ammoniaca, con sostanze acide come gli anticalcari.

Infine, è necessario cambiare frequentemente l’aria in casa, aprendo le finestre più distanti dalle strade trafficate. Durante le attività domestiche come cucinare, pulire, stirare ecc. è consigliabile tenere aperte le finestre e, quando si cucina, utilizzare sempre anche la cappa aspirante.

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ARIA DI CASA MIA

Investighiamo sugli inquinanti indoor.Nelle nostre case si nascondono numerosi inquinanti che possono rappresentare un serio pericolo per la nostra salute. Come possiamo individuarli ed eliminarli?

Rispondi alle domande con vero o falso .

Prima di utilizzare i prodotti per la pulizia della casa è necessario:

a. Leggere le etichette, rispettare i consigli e le indicazioni riportate sulle confezioni.

b. Impiegare le quantità suggerite dal produttore utilizzando il tappo dosatore.

c. Non è necessario leggere l’etichetta e usare una quantità misurata di prodotto.

d. Utilizzare diffusori di profumi per avere una buona condizione di pulito.

Durante le attività domestiche come cucinare, pulire e stirare è importante:

e. Lasciare chiuse le finestre quando si utilizzano prodotti per le pulizie.

f. Accendere la cappa aspirante quando si cucina.

Secondo te, nella tua casa quali sono le principali sorgenti di inquinamento indoor? ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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Indica alcune possibili soluzioni per eliminare o ridurre gli inquinanti indoor che hai individuato.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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ALLEGATO 4

superficie terrestre. A quel punto ha aperto i suoi pannelli solari e ha iniziato a comunicare con gli scienziati sulla Terra.Sentinel-5P è grande all’incirca come


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un’automobile e resterà in funzione per almeno sette anni.La sua specialità è il monitoraggio dell’atmosfera attraverso un sensore tecnologicamente avanzato chiamato Tropomi. Questo strumento permette di monitorare gas che possono essere nocivi per la salute umana e rappresentano un segnale di forte inquinamento. In particolare, è in grado di misurare ozono, biossido di zolfo, biossido di azoto, monossido di carbonio, metano, formaldeide e aerosol nell’atmosfera terrestre. Tutti questi gas influenzano l’aria che respiriamo e di conseguenza la nostra salute e alcuni di essi ci forniscono informazioni e ci permettono di avanzare previsioni sul cambiamento climatico in atto. Il diossido di azoto, per esempio, è un gas contenuto negli scarichi delle automobili, dei camion e di altri veicoli, ma viene anche prodotto dalle grandi fabbriche che bruciano combustibili fossili come il carbone. Sentinel-5P ha rilevato alte concentrazioni di questo gas nocivo nell’atmosfera sopra l’Olanda, sulla regione della Ruhr in Germania occidentale, sulla Val Padana in Italia e su alcune zone della Spagna.Un altro gas che può essere pericoloso se viene respirato a concentrazioni elevate è il monossido di carbonio. Sentinel-5P ha creato una mappa globale del monossido di carbonio e ha scoperto che è presente in grandi quantità sopra alcune regioni dell’Asia, dell’Africa e del Sud America. L’aria è molto inquinata anche al di sopra delle centrali energetiche dell’India.

Dopo aver illustrato quali informazioni possiamo ottenere dalle nostre sentinelle dallo spazio, si propone un’attività con l’obiettivo di analizzare il livello dell’inquinamento atmosferico in Italia prima della situazione pandemica Covid-19 e durante il lockdown, utilizzando immagini, provenienti dal satellite Sentinel-5P. Dopo un breve confronto viene chiesto agli alunni di completare singolarmente e in gruppo la scheda dell’attività “Sentinel-5P, satellite in azione!” (Allegato 5).

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SENTINEL-5P, SATELLITE IN AZIONE!

Il satellite Sentinel-5P ha fornito alcuni dati relativi all’emissione dell’inquinante diossido di azoto in Italia in due differenti periodi. Osservando le due mappe ottenute nel marzo 2019 (a sinistra) e nel marzo 2020 (a destra), rispondi alle seguenti domande.

Le tue considerazioni Le considerazioni del tuo gruppo

Come si presenta l’inquinamento da diossido di azoto a marzo 2019? Quali sono le zone maggiormente inquinate?

Analizza la situazione dell’inquinamento dopo un anno (marzo 2020).

Quali azioni possiamo intraprendere per migliorare la qualità dell’aria?

Com’è, a tuo parere, la qualità dell’aria nella zona in cui abiti? Secondo te, Sentinel-5P la troverebbe pulita o inquinata?

ALLEGATO 5


L’inquinamento e l’osservazione della TerraIl satellite dell’ESA Sentinel-5P si occupa di monitorare l’atmosfera terrestre alla ricerca di gas inquinanti nocivi per la salute umana.

Il satellite Sentinel-5P Le concentrazioni di biossido di carbonio rilevate in Europa



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I PIANETI E LE LORO ATMOSFERE

STEP 6

La nostra atmosfera – oltre a essere essenziale per la vita perché contiene l’ossigeno, il gas necessario per la respirazione degli esseri viventi – funziona da filtro per alcune radiazioni solari che, se arrivassero sulla Terra, sarebbero nocive. Trattiene inoltre una parte del calore del Sole, permettendo che si mantenga una temperatura tale che, sulla superficie terrestre, l’acqua sia liquida. Sono proprio alcuni gas presenti nell’atmosfera, conosciuti come gas serra, che lasciano passare la radiazione visibile del Sole e assorbono la radiazione infrarossa riemessa dalla Terra, mantenendo così una temperatura media compatibile con la vita.

Possiamo valutare l’effetto dei gas serra comparando le atmosfere della Terra con quelle dei pianeti nostri vicini, Venere e Marte, che presentano situazioni diametralmente opposte: il troppo o troppo poco effetto serra li rende inabitabili.

Venere ha un’atmosfera estremamente densa e la concentrazione di CO2 è responsabile di un effetto serra elevatissimo con una temperatura superficiale molto alta.Marte ha un’atmosfera molto sottile in cui la quantità di CO2 anche se quasi uguale a quella di Venere, non è sufficiente a garantire un effetto di riscaldamento. La sua temperatura superficiale, infatti, è molto bassa.La Terra ha un’atmosfera molto diversa da quella di entrambi i pianeti considerati. La


Pianeti e atmosfere

VenereAtmosfera spessa contenente il 96% di CO2Temperatura media: +420 °C

TerraAtmosfera contenente lo 0,03% di CO2Temperatura media: +15 °C

MarteAtmosfera sottile a livello del suolo quasi completamente costituita da CO2Temperatura media: –50 °C

Siamo fortunati! Nella nostra atmosfera troviamo particolari condizioni che rendono possibile la vita: ogni respiro su uno dei pianeti nostri “vicini di casa” ci sarebbe fatale.


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VENERE È TROPPO CALDO, MARTE È TROPPO FREDDO…

Proviamo a costruire dei modelli delle atmosfere di Venere, Marte e della Terra, in modo da confrontare la loro composizione e le loro caratteristiche. Comparando le atmosfere possiamo renderci conto del differente effetto serra e delle conseguenze che questa differenza ha sull’abitabilità tra i tre pianeti rocciosi.

Composizione chimica delle atmosfere dei tre pianeti

VENERE TERRA MARTE

Anidride carbonica (CO2)

98,5% 0,04% 95%

Azoto (N2) 3,5% 78% 2,7%

Ossigeno (O2) tracce 21% 0,1%

Argon (Ar) 0,007% 0,9% 1,6%

Metano (CH4) – 0,002 –

ProcedimentoAvete a disposizione bottoni/caramelle/fagioli secchi di diversi colori, che rappresentano i gas presenti nell’atmosfera. Nel gruppo di lavoro, usate il materiale fornito per costruire dei modelli delle atmosfere terrestre, venusiana e marziana seguendo le percentuali indicate nella tabella.

Ogni gruppo dovrà riempire 3 sacchetti/barattoli per rappresentare l’atmosfera di ogni pianeta. Ogni sacchetto/barattolo avrà al suo interno esattamente 100 bottoni/caramelle/fagioli. Con l’aiuto della tabella, il vostro compito sarà quello di selezionare il numero corretto e il colore dei diversi bottoni/caramelle/fagioli.

Quando avrete finito, osservate e confrontate il contenuto dei sacchetti, e rispondete alle domande che seguono:

1. I tre sacchetti sembrano simili, molto o poco diversi?

2. I sacchetti dei compagni di classe hanno lo stesso aspetto? Se sì, perché? Se no, perché?

3. Spiegate almeno due motivi per cui le atmosfere di Venere e di Marte sono simili a quella della Terra e un motivo per cui sono diverse.

ALLEGATO 6

nostra atmosfera ha molta meno CO2, e una pressione atmosferica 1/90 di quella venusiana e 100 volte (superiore a) quella marziana. L’attuale atmosfera terrestre è la conseguenza della presenza della vita e della sua evoluzione. La vita agisce sull’atmosfera mantenendola in un equilibrio dinamico perché è direttamente coinvolta nella produzione e trasformazione dei gas che la costituiscono.

Dopo avere introdotto gli studenti alle differenze tra i tre pianeti, viene proposta loro l’attività “Venere è troppo caldo, Marte è troppo freddo…” (Allegato 6) con lo scopo di confrontare e valutare le analogie e le differenze più significative tra le atmosfere di Venere, Terra e Marte.

Utilizzando la tabella fornita gli studenti, in gruppo, costruiscono un modello dell’atmosfera dei tre pianeti. Si può sottolineare che i modelli sono strumenti utili agli scienziati per comprendere fenomeni troppo distanti per averne esperienza diretta.

In funzione dei materiali che si hanno a disposizione si chiede agli alunni di rappresentare i gas atmosferici con bottoni, caramelle o fagioli secchi. Gli studenti dovranno tradurre le percentuali della tabella in quantità di bottoni/caramelle/fagioli, riempire i sacchetti o i barattoli, e illustrare i risultati ottenuti.

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