Tecno Academy A

TECNO

Academy

Tecnologia e Informatica

immagina genera ispira

VELIA

Leo Brandi Albino Zanin

Costruire il futuro insieme

Il Gruppo Editoriale ELi

offre proposte editoriali che coprono tutti i gradi e i rami scolastici, all’insegna della qualità, del rigore e dell’innovazione.

INTELLIGENZA

ARTIFICIALE

Percorsi didattici con attività pratiche che mirano ad approfondire i principali strumenti di IA generativa per favorirne un utilizzo critico e il tool VELIA a disposizione dei docenti per personalizzare l’attività didattica.

EQUILIBRI

Progetto di ricerca costante che mira a eliminare gli stereotipi di genere nei testi scolastici ponendo particolare attenzione alla scelta dei contenuti, a una valutazione iconografica ragionata e all’utilizzo di un linguaggio testuale inclusivo.

INCLUSIONE

Sviluppo di una cultura dell’inclusione attraverso contenuti accessibili e adeguati ai diversi stili di apprendimento.

ORIENTAMENTO

Approccio educativo e formativo volto a favorire la conoscenza di sé, delle proprie attitudini e delle proprie capacità, oltre a sviluppare le competenze non cognitive e trasversali necessarie per le scelte del futuro.

EDUCAZIONE

CIVICA secondo le NUOVE Linee guida

Aggiornamento e ampliamento dei nuclei tematici attorno ai quali si articolano le competenze e gli obiettivi di apprendimento: Costituzione, Sviluppo economico e sostenibilità, Cittadinanza digitale.

STEM/STEAM, CLIL

Attivazione del pensiero scientifico e computazionale, approccio interdisciplinare e laboratoriale, sviluppo della competenza multilinguistica, attraverso attività STEM, STEAM e CLIL.

DIGITALE

Acquisizione delle competenze digitali e dell’alfabetizzazione informatica come aiuto all’inclusione sociale e alla cittadinanza attiva.

EDUCAZIONE ALLE RELAZIONI

Percorsi incentrati sullo sviluppo di competenze relazionali che arricchiscono la consapevolezza del vissuto personale in relazione con la realtà circostante.

Gruppo Editoriale

ELi

Alza lo sguardo: la Tecnologia è ovunque

Immagina di alzare lo sguardo e vedere, sopra di te, un mondo che si accende: segnali, idee, collegamenti, piccole “scintille” che diventano progetti. La tecnologia è anche questo: non qualcosa di lontano o difficile, ma un modo nuovo di guardare le cose di ogni giorno e chiedersi “Come funziona?” e “Come potrei migliorarla?”

Il futuro non si guarda, si costruisce

La tecnologia è curiosità che diventa idea, e idea che diventa soluzione.

È ovunque, ma soprattutto può essere anche tua: quando osservi, fai domande, provi, sbagli e riprovi. Con Tecno Academy impari a capirla… e a usarla per creare.

Tecno Academy è la tua guida in questo viaggio. Ti accompagna a scoprire i materiali e le loro trasformazioni, le tecnologie che rendono possibile costruire, produrre, comunicare, e l’informatica, che oggi collega tutto: reti, creatività digitale, coding, IA e oggetti intelligenti. Ma soprattutto ti aiuta a fare una cosa importante: capire. E quando capisci, ti viene voglia di provare.

COME È FATTO il tuo LIBRO

Tecno Academy ti introduce nel metodo tecnologico: osservareprogettarerealizzareverificaremigliorare.

Non è solo teoria: è un modo di pensare che allena precisione, sicurezza, collaborazione e creatività.

Apertura capitolo

Ogni capitolo parte da qualcosa di vicino alla vita quotidiana: un oggetto, un fenomeno, un problema da risolvere.

Un video introduttivo apre la discussione; poi arrivano le domande motivazionali di Pensa un po’ e le missioni degli INVESTIGATORI, per osservare, fare ipotesi e cercare prove. Si tratta di semplici esercizi propedeutici per introdurti all’argomento del capitolo. Con la Flipped Classroom lo studio diventa un dialogo: ci si prepara con piccoli compiti a casa e in classe si ragiona insieme.

STORYTELLING / DOCUMENTAZIONE

Mappa Glossario Nel tempo

La mappa concettuale mostra l’idea generale e mette in ordine le parole-chiave. Che cosa imparerai indica gli obiettivi di apprendimento e le competenze da sviluppare.

Quando incontri un termine nuovo, il Glossario lo chiarisce subito con parole semplici. La rubrica Nel tempo racconta le tappe storiche della tecnologia e aggiunge curiosità, per capire come le idee si sono evolute e perché oggi la tecnologia è così importante.

DIMENSIONE STORICA

Cicli tecnologici Informatica

I cicli tecnologici descrivono i processi produttivi industriali e di trasformazione dei materiali. Sono illustrati da grafici e spesso accompagnati dalla catena del valore.

LA TECNOLOGIA E LE STEM

Green corner

In ogni capitolo trovi un Green Corner, angolo di conoscenza e riflessione dedicato alla sostenibilità e all’Educazione civica.

I Mini Lab sono proposte operative semplici e funzionali.

Gli ultimi capitoli del libro sono dedicati all’Informatica, fondamentale per le sue applicazioni ai vari ambiti della Tecnologia. Esercizi guidati passo passo ti introducono anche alle regole della Cittadinanza digitale

L’essenziale Academy

A fine capitolo trovi L’essenziale, una sintesi ragionata dei contenuti per ripassare e preparare interrogazioni e verifiche. Academy ti fa riflettere e orientare verso gli studi tecnici e le professioni del futuro.

Play test Lab

Per allenarti ci sono i Play test: esercizi in forma di giochi con cruciverba, anagrammi, collegamenti, che rendono il ripasso più leggero ma molto efficace.

Alla fine di ogni capitolo trovi un Lab STEM, che propone attività pluridisciplinari più complesse e di tipo progettuale, da svolgere spesso nel piccolo gruppo. Varie sono le discipline coinvolte.

05 Materiali ceramici

1|

Materiali polimerici

09 Agricoltura, allevamento

pesca

1. L’agricoltura e il settore primario 115

Nel tempo L’evoluzione dell’agricoltura nell’antichità • La rivoluzione agricola • Agricoltura 4.0

2. Agricoltura tradizionale 116

3. Nuove tecnologie per l’agricoltura 117

4. Le coltivazioni agricole 118

5. Tecnologie per l’allevamento

6. Pesca e acquacoltura

Green Corner 124

1. Ambiente e sistemi produttivi: agricoltura, allevamento e pesca

2. Che cosa possiamo fare noi...

Mini LAB Campo tecnologico • Confronta l’efficienza

Play test 126

11 Conservazione

Lab  Agricoltura sostenibile... in classe 127

Agricoltura allevamento e pesca/L’essenziale 128

Academy/Agricoltura: tecnologia, natura e futuro 128

Online Video introduttivo • Lezione in PowerPoint • Educazione civica • Verifica sommativa • Esercizi aggiuntivi • Audiolettura • Orientamento

10 Tecnologie alimentari

1. Alimenti e nutrienti

Nel tempo La rivoluzione neolitica • Le grandi invenzioni dell’Ottocento • Il cibo del futuro

2. Valore energetico degli alimenti

3. La piramide alimentare

L’industria alimentare

Filiere alimentari

12

Tecnologia e ambiente

1. Lo stato dell’ambiente

Nel tempo Le conferenze e gli accordi per l’ambiente

2. Riscaldamento globale e cambiamenti climatici

3. I diversi tipi di inquinamento

4. Rischi naturali

5. La Protezione Civile

6. Economia circolare

7. Gestione dei rifiuti

8. Smaltimento dei rifiuti

Schema di funzionamento di un termovalorizzatore

1. Ambiente e sostenibilità

2. Cittadini responsabili

Mini LAB App ActNow • Agenda 2030 e Ambiente Play test

1. Energia e ambiente 2. Come risparmiare energia

Mini LAB Trasformazioni dell’energia • Caccia agli sprechi • Chi consuma di più?

/Energia: rinnovabili e professioni del futuro 206

Online Video introduttivo • Lezione in PowerPoint • Educazione civica  • Verifica sommativa • Esercizi aggiuntivi • Audiolettura • Orientamento

14 Elettricità

elettronica

Lab  Dentro un RAEE

Tecnologie per l’ambiente/L’essenziale

Academy/Ambiente: green jobs e sostenibilità

Online Video introduttivo • Lezione in PowerPoint • Educazione civica  • Verifica sommativa • Esercizi aggiuntivi • Audiolettura • Orientamento

13 Energia

1. Che cos’è l’energia

Nel tempo Le tappe dell’energia nella storia

2. Le forme dell’energia

3. Le trasformazioni dell’energia 189

4. Le fonti di energia 190

Le fonti di energia rinnovabili

Le fonti di energia non rinnovabili

5. Produzione di energia elettrica 192

Centrale idroelettrica

Centrale eolica

Centrale fotovoltaica

Centrale a biomasse

Centrale geotermica

6. Energia da fonti fossili e nucleare 198

Centrale termoelettrica

Centrale

15 Ambiente costruito

1. Il sistema edilizio

Nel tempo La casa nella preistoria • Le prime civiltà • I Romani • Medioevo e Rinascimento • La Rivoluzione industriale • Dal Novecento a oggi

2. Tipologie edilizie

3. Sistemi costruttivi

4. Materiali da costruzione

5. Edifici in cemento armato

Edificio in cemento armato

6. Attrezzi e macchine per l’edillizia

7. Le infrastrutture

1. Costruire in modo sostenibile

2. Certificazioni energetiche

3. Edilizia digitale

Mini LAB Infrastrutture del quartiere • Sensori al lavoro

Online Video introduttivo • Lezione in PowerPoint • Educazione civica

• Verifica sommativa • Esercizi aggiuntivi • Audiolettura • Orientamento

16 Abitazione e territorio

1. L’abitazione

tempo Evoluzione storica dell’abitare

Orientamento 17

e logistica

1. Trasporti e logistica

Nel tempo In Mesopotamia e in Egitto • La Rivoluzione industriale • I trasporti oggi

2. Classificazione dei trasporti

3. Trasporti via terra

Bicicletta: struttura e componenti principali

Monopattino elettrico: struttura e componenti principali

Automobile elettrica: struttura e componenti principali

Autocarro: struttura e componenti principali

Trasporti via acqua

porto

nave portacontainer

Trasporti via aria

Aeroporto commerciale  L’aeroplano: struttura e componenti principali

1. Mobilità sostenibile e innovazione tecnologica

2. Economia circolare e certificazioni

3. Gli obiettivi dell’Agenda 2030

Mini LAB Analizza il tuo tragitto casa–scuola • Città sostenibile • Esperimento sulle fonti rinnovabili • Gioco di simulazione

e logistica/L’essenziale

/Trasporti e logistica: mobilità e futuro

Online Video introduttivo • Lezione in PowerPoint • Educazione civica • Verifica sommativa • Esercizi aggiuntivi • Audiolettura • Orientamento

18 Sistemi produttivi

1. Le attività produttive

Nel tempo Evoluzione dei sistemi produttivi

2. Principi di Meccanica

Il motore a 4 tempi

3. Gli impianti industriali

3. Automazione e robotica

Green Corner

1. Produzione automatizzata e sostenibilità

2. Industria 4.0

Mini LAB Robot o automa?

Play test

Lab  Progettiamo un sistema automatico con carta e cartone

Sistemi produttivi/L’essenziale

/Automazione: fabbriche smart e lavoro

Online Video introduttivo • Lezione in PowerPoint • Educazione civica

• Verifica sommativa • Esercizi aggiuntivi • Audiolettura • Orientamento

19 Comunicazione

1. Modi e mezzi di comunicazione

Nel tempo Dai segni alla scrittura • Materiali e invenzioni che diffondono le idee • L’Ottocento: la comunicazione veloce • Il

Novecento e l’età digitale

2. Che cosa significa comunicare

Il ciclo della comunicazione

3. Il sistema delle telecomunicazioni

4. Analogico o digitale?

5. Telegrafo, telefono e radio

6. Cinema

7. Televisione

8. Internet e il web

1. Tecnologie delle comunicazioni e sostenibilità

2. L’obsolescenza programmata

3. L’impatto ambientale della produzione

4. L’impatto sociale delle telecomunicazioni

5. Comunicazione sostenibile

Green Corner 340

1. Sostenibilità digitale ed economia circolare nell’ICT

2. Intelligenza Artificiale per l’ambiente

3. Agenda 2030 e tecnologie digitali

4. L’Agenda Digitale italiana

5. DigComp 3.0

Mini LAB Dispositivi indisposti • Sostenibilità digitale • Cittadinanza digitale

Play test

Qualità delle immagini

Lab  SIamo connessi?

Informatica e computer/L’essenziale

Academy/Informatica: studiare oggi, lavorare domani 344

Online Video introduttivo • Lezione in PowerPoint • Educazione civica • Verifica sommativa • Esercizi aggiuntivi • Audiolettura • Orientamento

22 Reti, Internet e il Web

Mappa concettuale

1. Le reti informatiche

Nel tempo L’idea alla base di Internet • Internet diventa una “rete di reti” • La nascita del Web

2. Caratteristiche tecniche

3. Internet, la rete delle reti

4. Browser e motori di ricerca

5. Navigare consapevoli e sicuri

1. Sostenibilità delle reti

2. Cittadinanza digitale

Mini LAB Confronta le fonti • Scopri il tuo indirizzo IP • Traccia il percorso dei tuoi dati

Play test

24 Pensiero

e pensiero computazionale

Nel tempo Dai primi schemi al concetto di algoritmo • Bug, programmazione strutturata e Scratch • Algoritmi e Intelligenza Artificiale oggi

25 IA e robotica

Lab  Il tuo primo sito web

Reti, Internet e il web/L’essenziale

Academy/Reti e telecomunicazioni: connettere e proteggere

Online Video introduttivo • Lezione in PowerPoint • Educazione civica • Verifica sommativa • Esercizi aggiuntivi • Audiolettura • Orientamento

23 Creazioni digitali

1. Dalla comunicazione tradizionale ai contenuti

Nel tempo Dal Web alle immagini in rete

Foto, audio e voce come linguaggi quotidiani • L’Intelligenza Artificiale e la nuova multimedialità

2. Testi e videoscrittura

3. Trattamento di immagini digitali

4. Produzione audio

5. Creare videoclip

6. Presentazioni multimediali

Da Può pensare una macchina? all’IA generativa

Robotica in classe con Scratch

Robotica in classe con Arduino

Arduino Uno Rev.3 (R3)

Sostenibilità con IA, IoT e robotica Mini LAB IA: risponde giusto o sbagliato? • IA: risposta più breve = meno spreco

Tecnologia 01

VIDEO INTRODUTTIVO

Pensa un po’...

Ti è mai capitato di costruire qualcosa o di montare un oggetto seguendo le istruzioni?

Ti sei mai chiesto che fine fa un oggetto quando si rompe? Si può riparare, riusare o riciclare?

Quali regole di sicurezza bisogna ricordare anche quando si lavora con strumenti semplici?

COMPETENZE e abilità tecniche

Studiare Tecnologia significa imparare a pensare e agire come un tecnico.

Bisogna imparare a osservare, progettare e costruire oggetti con metodo, collegando la teoria alla pratica e rispettando le regole di sicurezza.

Ogni attività tecnologica, dal disegno alla costruzione di oggetti, richiede cura, precisione e responsabilità, perché ciò che facciamo lascia sempre un segno sull’ambiente e sulla società.

INVESTIGATORI

della Tecnologia

Guarda a casa (o a scuola, con il tablet) un breve video su come si realizza un oggetto artigianale, come un portamatite in legno o un modellino in cartone. Annota le diverse fasi del lavoro: osservazione, progettazione, costruzione e verifica finale. In classe poi confronta le tue osservazioni con quelle dei compagni: quali comportamenti corretti hai notato? In quali momenti è stata importante la precisione o la collaborazione?

Mappa

concettuale

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Osservare e descrivere oggetti e materiali, riconoscendone forma e funzione.

• Lavorare con cura, sicurezza e rispetto dell’ambiente.

• Usare strumenti digitali per disegnare, documentare e comunicare le proprie idee.

Competenze

• Osservare e comprendere come funzionano oggetti, strumenti e processi tecnologici.

• Agire in modo sicuro, sostenibile e consapevole, anche nell’uso delle tecnologie digitali.

Tecnologia

OSSERVARE

E CAPIRE

• Analizzare oggetti

• Analizzare processi

• Analizzare cicli tecnologici

PROGETTARE

E PREVEDERE

• Immaginare soluzioni

• Pianificare il lavoro

INTERVENIRE

E REALIZZARE

• Sperimentare con i materiali

• Costruire oggetti

• Agire in sicurezza

RIFLETTERE

E MIGLIORARE

• Valutare il proprio lavoro

• Agire nel rispetto dell’ambiente

LEZIONE IN POWERPOINT

CITTADINANZA

DIGITALE

• Usare tecnologie digitali, dati e informazioni in modo responsabile

STRUMENTI

E METODI

• Mappa concettuale

• Mappa mentale

1| Osservare e capire

Ogni lavoro tecnico inizia dall’osservazione. Prima di disegnare, progettare o costruire, bisogna imparare a guardare con attenzione ciò che ci circonda: oggetti, materiali, stru menti e processi. Osservare significa capire come una cosa è fatta, a che cosa serve e perché funziona in un certo modo. È il primo passo del metodo tecnologico: da una buona osservazione nasce sempre una buona idea.

Osservazione e analisi di un oggetto

Quando osserviamo un oggetto, possiamo subito chiederci:

ƽ di che materiale è fatto? (legno, plastica, metallo...);

ƽ come è stato costruito o assemblato? (incollato, avvitato, stampato...);

ƽ perché ha proprio quella forma? (serve a resistere, a contenere, a muoversi meglio...);

ƽ qual è la catena del valore che porta alla sua fabbricazione?

Per esempio, un cucchiaio di plastica e uno di acciaio hanno la stessa forma ma sono fatti di materiali diversi: il primo è leggero ed economico, il secondo è resistente e lavabile.

Oppure pensiamo a una bottiglia d’acqua: la forma a cilindro facilita la presa e la produzione industriale, mentre le scanalature aumentano la resistenza della plastica quando viene compressa.

Osservazione e analisi di un processo

Osservare non riguarda solo gli oggetti, ma anche i processi.

Guardare con attenzione come funziona un rubinetto, come una pianta cresce in un vaso o come una ruota gira su un asse ci aiuta a collegare la scienza alla tecnica. Anche un semplice esperimento, come far evaporare l’acqua su una piastra o misurare la temperatura di un corpo riscaldato, è un modo per “osservare la tecnologia” in azione.

Osservazione e analisi di un ciclo tecnologico

L’osservazione e l’analisi di un ciclo tecnologico consiste nel seguire passo dopo passo come nasce un prodotto, dal materiale di partenza fino al risultato finale.

Significa osservare le fasi di lavorazione, gli strumenti utilizzati, i tempi, i controlli di qualità e l’uso delle risorse (energia, acqua, materiali).

Per esempio, osservando il ciclo del pane, si parte dal grano coltivato nei campi, poi si passa alla macinazione, alla preparazione dell’impasto, alla cottura e infine alla distribuzione.

Analizzare un ciclo produttivo aiuta a capire come le tecnologie rendono il lavoro più efficiente e come si può ridurre l’impatto sull’ambiente.

Sperimentare e imparare dai propri errori

Osservare serve anche per imparare dai propri errori: un disegno impreciso, un incastro che non combacia, un circuito che non si chiude ci insegnano dove e come migliorare.

Annotare le osservazioni, fare schizzi, scattare foto o registrare dati permette di trasformare l’esperienza in conoscenza, proprio come fanno i tecnici e gli ingegneri nel loro lavoro quotidiano.

Nei laboratori STEM che proponiamo, l’osservazione non è mai passiva: è il punto di partenza per capire, progettare e creare in modo consapevole.

Guardare con occhi attenti significa già “pensare come un tecnico”.

Glossario

Catena del valore: insieme delle fasi e delle figure coinvolte nella produzione, trasformazione, distribuzione e uso di un oggetto o di un prodotto. Ogni passaggio aggiunge valore attraverso il lavoro umano, le tecnologie e le risorse impiegate.

Glossario

Ciclo tecnologico: percorso che trasforma una materia prima in un prodotto finito attraverso una serie di fasi ordinate: progettazione, lavorazione, controllo, distribuzione e, infine, smaltimento o riciclo.

PROGETTIAMO UN OGGETTO

2| Progettare e prevedere

mini LAB

1. Progettiamo con il metodo Munari

Mettiamo in pratica il metodo progettuale di Bruno Munari per creare un oggetto utile con materiali di recupero.

• Materiali e strumenti

Cartone, carta, plastica, stoffa e altri materiali di recupero, forbici, colla, nastro adesivo, righello, matita, colori.

• Fasi di lavoro

1. Definisci il problema: scegli un bisogno reale (per esempio un portamatite, un astuccio o un segnalibro).

2. Osserva e raccogli idee: guarda esempi di oggetti simili e pensa a come migliorarli.

3. Disegna la tua idea: realizza uno schizzo semplice del progetto.

4. Costruisci il prototipo: usa materiali di recupero e lavora con cura e sicurezza.

5. Verifica e migliora: controlla se funziona e annota cosa cambieresti.

• Autovalutazione

• Ho seguito tutte le fasi del metodo?

• Il mio oggetto è utile, stabile e sostenibile?

• Ho lavorato in modo ordinato e sicuro?

Progettare significa trasformare un’idea in qualcosa di concreto, come un piccolo oggetto, un modello o una soluzione tecnica. Ogni progetto nasce da un bisogno: può essere una richiesta pratica, come costruire una scatola per contenere materiali, oppure creativa, come inventare un oggetto utile per la vita quotidiana.

Il metodo Munari

Bruno Munari, artista e designer italiano, ha descritto il metodo progettuale come un percorso fatto di fasi ordinate, che aiutano a passare dal problema alla soluzione in modo logico e consapevole.

ƽ Il punto di partenza è sempre la definizione del problema: capire che cosa serve davvero, chi userà l’oggetto e in quale contesto.

ƽ Poi si passa alla raccolta di informazioni, osservando oggetti simili o cercando soluzioni già esistenti.

ƽ A questo punto si elabora un’idea, che viene rappresentata con schizzi o modelli semplici.

ƽ Segue la fase di verifica e scelta dei materiali, tenendo conto di sicurezza, funzionalità e sostenibilità.

ƽ Infine, si realizza un prototipo, cioè un modello che serve per testare se l’idea funziona davvero.

Munari ricordava che “un progetto è una serie di operazioni necessarie per ottenere un risultato”, e ogni passaggio deve essere pensato con attenzione, senza saltare fasi.

Questo metodo aiuta a lavorare con ordine e a prevedere i possibili errori o miglioramenti prima di costruire l’oggetto vero e proprio.

Laboratorio di Tecnologia

Nel laboratorio di Tecnologia, il progetto prende forma nel disegno tecnico o digitale, che permette di comunicare chiaramente le idee e di collaborare con gli altri.

Imparare a progettare significa quindi pensare come un tecnico e come un creativo allo stesso tempo: saper osservare, immaginare, scegliere e costruire in modo intelligente e responsabile.

1. 2. 3.

3| Intervenire e realizzare

Dopo aver osservato e progettato, arriva la fase più concreta: realizzare. Intervenire e realizzare significa mettere in pratica le idee, trasformando un progetto o un disegno in un oggetto vero e funzionante. È il momento in cui teoria e pratica si incontrano e tu puoi diventare protagonista del lavoro.

Piano di lavoro

Ogni attività tecnica prevede fasi precise: preparazione del materiale, scelta degli strumenti, esecuzione, controllo e correzione degli errori. Prima di iniziare, è importante organizzare il piano di lavoro: disporre gli strumenti sul banco, verificare che siano in buone condizioni e sapere in anticipo che cosa si dovrà fare.

Costruire un oggetto

Durante la costruzione, servono attenzione e precisione. Tagliare, incollare, forare, avvitare o piegare richiedono gesti controllati e cura nei dettagli.

Anche usare correttamente una riga o un compasso è un’azione tecnica che mostra metodo e competenza. Il rispetto delle regole di sicurezza è fondamentale: indossare i dispositivi di protezione (come il camice o gli occhiali), usare gli strumenti in modo corretto e mantenere l’ordine sul piano di lavoro aiuta a evitare incidenti e a lavorare meglio.

Lavoro di gruppo

Un bravo tecnico non lavora mai da solo: collaborare con i compagni e le compagne e dividere i compiti permette di raggiungere risultati migliori. Per esempio, in un gruppo che costruisce un modellino di ponte, qualcuno può occuparsi del taglio dei pezzi, un altro dell’assemblaggio e un altro ancora del controllo delle misure.

Attività pluridisciplinari

L’attività di realizzazione può riguardare molti ambiti: costruire un modellino di cartone per rappresentare una struttura, realizzare un circuito elettrico semplice per far accendere una lampadina, creare una piccola serra con materiali di recupero per osservare la crescita delle piante, o montare un meccanismo con leve e pulegge per capire il funzionamento di una macchina.

In tutti questi casi, ciò che conta non è solo il risultato finale, ma il percorso e la collaborazione di più discipline: oltre a Tecnologia, Matematica, Scienze, Arte e immagine, ma anche Italiano, Storia e le lingue straniere per i termini tecnici.

Intervenire e realizzare significa dunque applicare ciò che si è imparato, sviluppando competenze e abilità manuali e digitali insieme.

È la fase in cui puoi scoprire il valore della precisione, della responsabilità e della collaborazione: qualità che rendono ogni lavoro tecnico un’esperienza di crescita personale e collettiva.

IDEE CREATIVE

mini LAB

Realizzare un nuovo oggetto con materiali di recupero

Ecco altri esempi di oggetti da realizzare seguendo il metodo progettuale.

• Organizer da scrivania

Realizzato con rotoli di cartone, scatole di cereali o bottiglie tagliate. Serve per tenere in ordine penne, forbici e piccoli oggetti scolastici.

• Mini lampada decorativa

Con una scatolina, un tappo trasparente e una piccola luce LED a batteria (nessuna corrente elettrica).

• Gioco di equilibrio

Una semplice struttura in cartone o legno leggero su cui bilanciare forme diverse per comprendere il baricentro.

• Portafoto

Ricavato da cartoncino rigido, mollette o bastoncini del gelato, decorato con carta colorata o tessuti riciclati.

• Scatola multiuso

Fatta con cartone o vecchi imballaggi, utile per conservare piccoli materiali o schede.

• Mangatoia per uccellini

Costruita con bottiglie di plastica o cartoni del latte, da appendere sul balcone o in giardino.

4| Riflettere e migliorare

TROVA IL GUASTO mini LAB

Osserva con attenzione

Hai davanti un piccolo apparecchio tecnico (una torcia, un circuito con lampadina o un modellino) che non funziona come dovrebbe. Il tuo compito è scoprire dov’è il guasto e proporre una soluzione.

Sul quaderno scrivi

1. Che cosa non funziona (per esempio la lampadina non si accende, il motore non gira).

2. Possibili cause del guasto (per esempio filo staccato, pila scarica, contatto interrotto).

3. Come lo ripareresti, in modo sicuro e ordinato.

Esempio: la lampadina non si accende  controllo i cavi  scopro che un filo si è staccato  lo ricollego con cura.

Osserva con attenzione, lavora in sicurezza e non forzare mai i componenti. L’obiettivo non è solo “aggiustare”, ma capire perché un sistema tecnico può smettere di funzionare e come prevenire errori simili in futuro.

Ogni attività tecnica non si conclude con la costruzione di un oggetto o con la fine di un esperimento.

Dopo aver lavorato, è fondamentale fermarsi a riflettere per capire che cosa ha funzionato bene e che cosa può essere migliorato.

La riflessione è una parte importante del metodo tecnologico: serve a valutare il proprio operato, a riconoscere gli errori e a trasformarli in nuove occasioni di apprendimento.

Sbagliare è umano...

Un bravo tecnico sa che l’errore non è un fallimento, ma un passaggio utile per capire meglio.

Quando un meccanismo non funziona, un circuito non si chiude o un incastro non combacia, è il momento di osservare con calma, individuare la causa e cercare una soluzione.

Questo atteggiamento, chiamato anche problem solving, aiuta a diventare più autonomi e creativi, perché insegna a non arrendersi davanti alle difficoltà ma a cercare alternative.

Per esempio, se una costruzione in cartone si piega troppo facilmente, si può rinforzare con nuove pieghe o materiali; se un modello elettrico non si accende, si possono controllare i collegamenti o cambiare la pila. Ogni piccolo miglioramento nasce dall’osservazione e dal desiderio di fare meglio.

Valutazione del lavoro

Riflettere significa anche valutare il modo in cui si è lavorato: ci si è organizzati bene? Il gruppo ha collaborato in modo efficace? Gli strumenti sono stati usati con cura e sicurezza?

Queste domande aiutano a sviluppare un comportamento tecnico sempre più maturo e responsabile.

Attenzione alla sostenibilità ambientale

Un aspetto importante della riflessione riguarda anche l’ambiente.

Un buon tecnico pensa non solo a come costruire, ma anche a come ridurre sprechi e impatti ambientali: usare materiali riciclati, evitare consumi inutili, riutilizzare ciò che si può.

Ogni scelta può contribuire alla sostenibilità, anche nel piccolo laboratorio scolastico.

Riflettere e migliorare, quindi, significa imparare a imparare: guardare indietro per fare un passo avanti, analizzare il proprio lavoro per crescere come persona e come cittadino responsabile.

Solo chi sa valutare con attenzione ciò che ha fatto potrà realizzare progetti sempre più precisi, sostenibili e innovativi.

5| Cittadinanza digitale

Oggi la tecnologia digitale è parte di ogni attività, anche di quelle più semplici.

Nel laboratorio di Tecnologia, usare il computer o il tablet, non serve certo per giocare o comunicare, ma per progettare, disegnare, documentare e condividere il proprio lavoro.

Saper usare bene questi strumenti significa diventare utenti consapevoli e responsabili, capaci di scegliere e non solo di cliccare.

Potenzialità e rischi del digitale

Agire con consapevolezza digitale vuol dire conoscere le potenzialità e i limiti delle tecnologie che utilizziamo.

Un computer o un programma di disegno possono aiutarci a rappresentare un progetto in modo preciso, ma il pensiero creativo e il controllo rimangono sempre nelle nostre mani.

L’obiettivo non è sostituire la mente umana con le macchine o con l’Intelligenza Artificiale, ma usare le macchine per ampliare le nostre capacità.

Sicurezza digitale

Essere consapevoli significa anche rispettare le regole di sicurezza digitale. Quando si lavora online, bisogna proteggere i propri dati personali, scegliere password sicure e non condividere informazioni riservate.

È importante inoltre riconoscere le fonti affidabili, distinguendo tra contenuti veri e falsi: non tutto ciò che si trova in rete è corretto o sicuro.

Per esempio, prima di usare un’immagine o un testo, è necessario verificare se è libero da diritti d’autore, e quando si cita un’informazione, bisogna sempre indicarne la provenienza.

Uso responsabile del digitale

Nel mondo digitale, il rispetto vale tanto quanto nel mondo reale.

Usare materiali creati da altri senza citarli, diffondere immagini o informazioni false o non autorizzate significa mancare di correttezza e di responsabilità.

Un comportamento digitale corretto si basa su collaborazione, rispetto e senso critico, le stesse regole che si applicano nel lavoro di gruppo o in laboratorio.

Anche nel campo della Tecnologia, gli strumenti digitali sono un aiuto prezioso: servono per ricercare informazioni, creare modelli 3D, simulare esperimenti o condividere progetti con i compagni e con la classe. Quando usati nel modo giusto, rendono il lavoro più rapido, creativo e sostenibile, riducendo l’uso di carta e materiali.

Intelligenza Arti ciale IA

INTELLIGENZA

ARTIFICIALE

mini LAB

L’ Intelligenza Artificiale come strumento, non come sostituto

L’Intelligenza Artificiale (IA) è una tecnologia che può aiutare le persone a lavorare meglio, ma deve essere usata con attenzione e responsabilità. Sul quaderno rispondi a queste domande:

1. Scrivi due esempi di come l’IA può essere utile a scuola o nel laboratorio di Tecnologia (per esempio per disegnare, cercare informazioni, tradurre testi…).

2. Spiega perché, secondo te, l’IA non può sostituire la mente umana.

3. Indica almeno una regola di sicurezza o correttezza da seguire quando si usa l’IA (per esempio: controllare le fonti, non copiare testi o immagini, citare sempre l’autore).

4. Rifletti: come puoi usare l’IA in modo intelligente e creativo, senza rinunciare alle tue idee?

Suggerimento: discuti con la classe esempi positivi e negativi dell’uso dell’IA nella vita quotidiana, e crea insieme un breve manifesto dell’IA responsabile da appendere in aula.

6| Strumenti e metodi

Studiare con le mappe

Tra gli strumenti più efficaci per studiare ci sono le mappe, perché aiutano a vedere l’argomento “dall’alto” e a capirne la struttura. Le mappe, infatti, non sono un riassunto qualsiasi: sono un modo per mettere ordine nelle idee, distinguere ciò che è fondamentale da ciò che è un dettaglio, e ricordare meglio grazie alle relazioni tra concetti. Puoi creare le tue mappe mentali e mappe concettuali (graficamente o col digitale) che sembrano simili, ma hanno scopi un po’ diversi.

a. Mappa mentale

La mappa mentale è perfetta quando devi raccogliere idee, fare brainstorming o prepararti ad un argomento nuovo.

Di solito parte da una parola o un’immagine centrale e poi si apre “a raggiera” con rami che contengono parole-chiave, esempi, immagini, simboli e colori. È una mappa molto personale: più la costruisci con il tuo stile, più ti aiuta a ricordare.

b. Mappa concettuale

La mappa concettuale, invece, è lo strumento migliore per studiare e spiegare un argomento in modo ordinato. Qui ciò che conta sono i collegamenti logici, scritti con frasi brevi che spiegano la relazione tra un concetto e l’altro.

Di solito la struttura va dall’alto verso il basso: in alto c’è il concetto più generale, sotto i concetti più specifici. Se, per esempio, stai studiando i “materiali”, puoi partire da “Materiali” e collegare “si classificano in”  “naturali” e “artificiali”, poi “naturali si dividono in”  “vegetali, animali, minerali”, e così via.

È un modo chiaro per non perdersi nei dettagli e per prepararsi bene ad interrogazioni e verifiche.

La mappa concettuale che trovi all’inizio di ogni capitolo di questo libro ha una struttura che si sviluppa dall’alto verso il basso. Si presenta in modo lineare, non suddivisa in ramificazioni, per consentirti di creare più facilmente la tua personale mappa mentale, usando liberamente i collegamenti suggeriti.

Parte prima MATERIALI

Carta 02

VIDEO INTRODUTTIVO

Pensa un po’...

Hai mai pensato che il foglio su cui scrivi ha magari viaggiato per migliaia di chilometri prima di arrivare tra le tue mani? O che la carta del tuo quaderno è fatta con gli stessi materiali di un albero? E che cosa succederebbe se domani non esistesse più la carta?

DALLA FIBRA al foglio

La carta è uno dei materiali più presenti nella nostra vita quotidiana. La usiamo per scrivere, disegnare, imballare, pulire. Raramente, però, ci fermiamo a pensare alla tecnologia che si nasconde dietro questo materiale apparentemente semplice. In questo capitolo scopriremo insieme i segreti della carta: come nasce, come si trasforma e perché è così importante per la nostra società.

INVESTIGATORI della carta

Raccogli 5 tipi diversi di carta che trovi in casa: un foglio di quaderno, un tovagliolo, un pezzo di cartone, carta da regalo, carta di giornale ecc.

Osservali con una lente d’ingrandimento e annota le differenze che noti. Prova a strappare ogni tipo di carta: quale resiste di più?

Quale si strappa più facilmente? Porta le tue osservazioni in classe per confrontarle con quelle dei compagni.

Mappa Carta

concettuale

MATERIE

PRIME

• Fibre vegetali (cellulosa)

• Fibre riciclate

• Additivi chimici

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere e descrivere il processo di trasformazione delle fibre vegetali in carta.

• Analizzare le proprietà fisiche, chimiche e meccaniche della carta attraverso semplici prove sperimentali.

Competenze

• Comprendere i principi scientifici alla base della produzione cartaria.

• Saper pianificare e realizzare semplici processi di produzione e riciclo della carta.

LEZIONE IN POWERPOINT

PROCESSO PRODUTTIVO

• Preparazione pasta

• Formazione foglio nella macchina continua

• Finiture

CARATTERISTICHE E PROPRIETÀ

• Chimico-Fisiche (spessore, peso, ...)

• Meccaniche (resistenza, ...)

• Tecnologiche (assorbimento, ...)

CLASSIFICAZIONE E USI

• Scrittura e stampa

• Imballaggio

• Igiene domestica

AMBIENTE E SOSTENIBILITÀ

• Impatto ambientale dell’industria cartaria e soluzioni sostenibili

• Riciclaggio della carta

1| Dal legno alla carta

La carta è un materiale costituito da fibre vegetali intrecciate tra loro e tenute insieme da legami chimici. Quando diciamo “fibre vegetali” ci riferiamo principalmente alla cellulosa, una sostanza che troviamo nelle pareti delle cellule di tutte le piante.

La cellulosa ha una struttura chimica molto particolare: è formata da lunghe catene di molecole di glucosio legate tra loro. Queste catene conferiscono alla carta le sue caratteristiche di resistenza e flessibilità.

Per produrre la carta, prendiamo queste fibre e le disponiamo in modo che si intreccino formando una rete. Più le fibre sono lunghe e resistenti, più la carta sarà di qualità.

Glossario

Cellulosa: sostanza organica che costituisce la parete delle cellule vegetali.

Papiro: pianta acquatica da cui si ricavava un materiale scrittorio nell’antico Egitto.

Prima della carta

La storia della carta è anche la storia della comunicazione umana. Prima della carta, gli esseri umani hanno utilizzato molti altri materiali per scrivere e conservare le informazioni. Abbiamo: tavolette di argilla (3000 a.C.)

I Sumeri in Mesopotamia scrivevano su tavolette di argilla umida usando uno stilo. Dopo la scrittura, le tavolette venivano cotte al sole o nel forno per indurirle.

Papiro (3000 a.C.)

Gli antichi Egizi inventarono il papiro, ricavato dalla pianta omonima che cresceva lungo il Nilo. Le strisce del fusto venivano intrecciate e pressate per formare fogli.

Pergamena (200 a.C.)

Realizzata con pelli di animali (pecore, capre, vitelli) opportunamente trattate.

Era più resistente del papiro ma molto costosa.

L’invenzione della carta

La carta, come la conosciamo oggi, fu inventata in Cina nel 105 d.C. da Cai Lun, un funzionario della corte imperiale. La sua ricetta prevedeva corteccia di gelso, stracci di canapa, reti da pesca usate, il tutto mescolato in acqua. Questi materiali venivano bolliti, pestati e trasformati in una poltiglia che veniva poi stesa su telai per asciugare.

L’arrivo in Europa

La carta arrivò in Europa grazie agli Arabi nel XII secolo. La prima cartiera europea fu costruita a Fabriano, in Italia, nel 1276. Gli artigiani italiani perfezionarono la tecnica cinese introducendo importanti innovazioni:

• L’uso della filigrana per identificare il produttore

• I magli idraulici per sminuzzare gli stracci

• La collatura per rendere la carta meno assorbente

Nel 1799, il francese Louis-Nicolas Robert inventò la prima macchina per produrre carta in fogli continui. Questa invenzione rivoluzionò l’industria cartaria, permettendo una produzione di massa.

Nel 1840, il tedesco Friedrich Gottlob Keller sviluppò il processo per ricavare pasta di cellulosa direttamente dal legno, senza dover utilizzare stracci. Questo processo rese la carta molto più economica e accessibile.

La carta, come la conosciamo oggi, fu inventata in Cina nel 105 d.C. da Cai Lun.

Post-it

Il termine “carta” deriva dal latino “charta”, che a sua volta viene dal greco “chartēs”, nome della pianta di papiro.

2| La produzione industriale della carta

Il ciclo tecnologico

Il ciclo tecnologico per la fabbricazione della carta a livello industriale prevede le seguenti fasi:

1| Preparazione delle materie prime

Materie prime fibrose:

• Legno fresco: principalmente conifere (pino, abete) e latifoglie (eucalipto, betulla)

• Carta da macero: carta usata che viene riciclata

• Fibre alternative: bambù, canapa, lino

2| Processo di sfibratura

Il legno viene trasformato in pasta di cellulosa attraverso due metodi principali:

a. Metodo meccanico: il legno viene pressato contro mole rotanti abrasive e le fibre si separano per azione meccanica. La resa è molto alta (90-95%) ma le fibre sono corte e poco resistenti. Questo metodo va bene per la carta dei giornali.

b. Metodo chimico: il legno viene cotto in grandi autoclavi con sostanze chimiche. La lignina (sostanza che tiene unite le fibre) si scioglie e si crea la pasta. La resa è molto più bassa (45-50%) ma le fibre restano lunghe e resistenti. Viene utilizzato per carte di qualità.

Macchina continua per la fabbricazione della carta. Funziona secondo il principio della filtrazione continua. Immaginiamo di versare acqua e sabbia su un setaccio: l’acqua passa attraverso i buchi, la sabbia rimane sopra. Nella produzione della carta succede la stessa cosa, ma invece della sabbia abbiamo le fibre di cellulosa.

Lignina: sostanza organica che cementa le fibre di cellulosa nel legno.

3| Preparazione della pasta

La pasta di cellulosa viene trattata per ottenere le caratteristiche desiderate. Nell’ordine abbiamo:

a. Sbiancamento: avviene mediante la rimozione, con metodi ecologici, delle sostanze che danno colore alla pasta;

b. Raffinazione: le fibre vengono “pettinate” per aumentare la superficie di contatto e per migliorare le proprietà di resistenza del foglio;

c. Aggiunta di additivi: si caricano (carbonato di calcio, caolino) che migliorano opacità e stampabilità; (amido, resine) che riducono l’assorbimento di liquidi; , per ottenere carte colorate.

4| Macchina continua

Questa è la fase più importante del processo. La pasta di cellulosa, diluita in acqua (concentrazione 0,5-1%), viene trasformata in un foglio continuo.

a. Tavola piana: la pasta liquida viene versata su un nastro metallico in movimento. L’acqua filtra attraverso la rete lasciando le fibre sulla superficie e così si forma il primo abbozzo del foglio di carta.

b. Pressatura: il foglio umido passa attraverso una serie di rulli pressori e l’acqua viene eliminata per pressione meccanica. In tal modo il foglio acquisisce compattezza e uniformità.

c. Essiccamento: il foglio passa su cilindri riscaldati a vapore (150-200 °C), l’acqua residua evapora completamente e il foglio raggiunge l’umidità finale (6-8%).

d. Avvolgimento in bobine: la carta viene avvolta in bobine ( ) larghe anche alcuni metri, oppure viene tagliata in fogli (per esempio i formati A4, A3, ecc.) tramite taglierine ( ).

Perché si aggiunge carbonato di calcio alla pasta di carta?

a. Per colorarla.

b. Per renderla più opaca.

c. Per profumarla.

CICLO TECNOLOGICO DELLA CARTIERA

• Legno fresco

• Carta da macero

• Fibre alternative

Sfibratura

• Metodo meccanico

• Metodo chimico

Preparazione materie prime

• Sbiancamento

• Raffinazione

La cartiera

VISUAL

Tronchi

Scortecciatrice

Preparazione della pasta

Sminuzzatrice

• Aggiunta di additivi

Macchina continua

• Tavola piana

• Pressatura

• Essiccamento

Autoclave Processo

Sfibratore

Processo meccanico

Sbiancatore

Carta riciclata

Idrofrantumatrice

Raffinatore

VALORE

Miscelatore

• Bobine Silvicoltori   Imprese di raccolta del legno   Cartiere  Aziende di trasformazione (tipografie, imballaggi)  Distributori  Rivenditori  Servizi di raccolta e riciclo

La macchina continua

Cassa d’afflusso

È il “serbatoio” dove la pasta di cellulosa diluita viene distribuita uniformemente sulla tela metallica.

Pressatura

Una serie di rulli pressano il foglio umido per eliminare l’acqua in eccesso.

VISUAL

Tavola piana

È una tela metallica molto fine (200-400 fili per centimetro) che si muove come un nastro trasportatore. Qui avviene

la formazione del foglio: l’acqua filtra attraverso la tela, le fibre si depositano e si intrecciano.

Essiccamento

Avvolgimento in bobine

Il foglio continuo viene avvolto in enormi rotoli (bobine) che possono pesare diverse tonnellate.

Sicurezza

Cilindri riscaldati a vapore (temperatura 150-200 °C) sui quali il foglio scorre per eliminare l’umidità residua.

In cartiera ci sono macchinari grandi e in movimento, temperature elevate e sostanze chimiche. Gli operatori devono usare dispositivi di protezione (casco, cuffie, occhiali, guanti) e seguire procedure di sicurezza precise.

3| Caratteristiche e proprietà

La carta è un materiale molto comune e versatile, che utilizziamo ogni giorno per scrivere, stampare, imballare pacchi o disegnare. Nonostante appaia semplice, la car-

Caratteristica o proprietà

Struttura microscopica

Dimensioni delle fibre

chimico-fisiche

Caratteristiche

Grammatura (g/m²)

Spessore (μm)

Densità apparente (g/cm³)

Porosità

Umidità (%)

Proprietà ottiche

ta possiede numerose caratteristiche fisiche e chimiche e proprietà meccaniche e tecnologiche che ne determinano la qualità e gli usi possibili.

Descrizione

Se potessimo ingrandire un pezzo di carta di un milione di volte vedremmo una rete tridimensionale di fibre intrecciate. Questa struttura determina tutte le proprietà macroscopiche della carta.

• Lunghezza: 1-5 mm (fibre di conifere più lunghe).

• Diametro: 20-50 micrometri (1 micrometro = 0,001 mm).

È il peso di un metro quadrato di carta. Si misura in grammi per metro quadrato con bilance di precisione.

Si misura con micrometri digitali. Lo spessore dipende dalla grammatura, dal grado di compattazione e dal tipo di fibre utilizzate.

È il peso specifico e si misura in grammi per centimetro cubo: una densità alta indica carta compatta, una densità bassa indica carta voluminosa.

Capacità di lasciar passare aria o liquidi attraverso la struttura delle fibre.

La carta è igroscopica cioè assorbe l’umidità dall’ambiente. L’umidità standard è 6-8% e si misura con bilance a infrarossi che essiccano il campione e misurano la perdita di peso.

Sono l’opacità, che misura quanto la carta impedisce il passaggio della luce. È fondamentale per la stampa fronte-retro.

La bianchezza, che indica invece quanto la carta si avvicina al bianco perfetto e si misura con spettrofotometri.

La brillantezza, che misura la capacità di riflettere la luce come uno specchio. Proprietà

Resistenza a trazione

Resistenza alla lacerazione

Resistenza alla compressione

Rigidità

Proprietà tecnologiche

È la forza massima che la carta può sopportare prima di rompersi quando viene tirata. Si esprime in N/m (Newton per metro di larghezza).

Misura la forza necessaria per continuare uno strappo già iniziato. È diversa dalla resistenza a trazione perché coinvolge solo alcune fibre alla volta.

Campioni cilindrici vengono schiacciati tra due piastre. È importante per carte da imballaggio che devono sopportare pesi.

Misura la resistenza della carta alla flessione. È fondamentale per carte che devono mantenere la forma (cartoncini, copertine).

Stampabilità È la capacità della carta di ricevere e trattenere l’inchiostro in modo uniforme.

Scrivibilità La facilità con cui si può scrivere sulla carta senza che l’inchiostro attraversi il foglio.

Proprietà barriera La capacità di impedire il passaggio di sostanze (acqua, grassi, gas).

4| Usi principali della carta

La carta non è tutta uguale: esistono moltissimi tipi diversi, ognuno con caratteristiche specifiche che lo rendono

1.

Carte da stampa

Comprendono la carta da giornale, quella per la stampa di libri e opuscoli, e le carte speciali utilizzate nella stampa, per esempio, delle banconote o di carte geografiche. La carta lucida (patinata) è usata per la stampa di riviste.

3.

Carte da imballaggio

Vi fanno parte le carte per alimenti, le carte comunemente dette da pacchi, la carta Kraft, la carta pergamena vegetale e la carta uso pergamena.

Fazzoletti di carta, tovaglie e tovaglioli usa e getta, carta igienica, asciugamani di carta e carte per uso medicale. 5.

adatto a usi particolari. Vediamo quali sono gli usi principali dei prodotti cartacei.

2.

Carte per scrittura e stampanti

Comprendono la normale carta da lettera, carte per stampanti e, anche se ormai in disuso, carta carbone o copiativa.

4.

Cartoni e cartoncini

Due superfici di carta piane e tese vengono incollate, utilizzando come distanziatore un foglio ondulato. Si ottengono cartoni pressati, cartoni ondulati, cartoncini, cartonlegno, ecc.

Articoli igienico-sanitari

6.

Usi industriali

Carte da parati, carta adesiva, carta fotografica, carte utilizzate come isolanti in circuiti elettrici e condensatori, ecc.

Green Corner

1| L’industria taria tra impatto ambientale e sostenibilità

L’industria della carta è al centro di un importante dibattito ambientale. Da un lato rappresenta una delle maggiori consumatrici di risorse naturali e produttrici di inquinamento, dall’altro sta guidando la transizione verso un’economia circolare sostenibile.

EDUCAZIONE CIVICA

mini

RICICLO “DIGITALE”

LAB

Esistono molte app gratuite, facili da usare e che ci aiutano a identificare rapidamente il contenitore giusto per la carta grazie a funzioni come la scansione del codice a barre, la ricerca per nome del materiale e avvisi sul calendario di raccolta.

Inoltre, forniscono informazioni su quali tipi di carta e cartone si possono riciclare.

Le più interessanti app, utili anche per il riciclo di altri materiali, sono:

• Junker

• Dove lo butto

• Il Rifiutologo

• Riciclario

Per esercizio, scegline una e illustra alla classe le sue funzionalità.

L’impatto ambientale della produzione cartaria è notevole.

a| Consumo di risorse naturali

L’industria cartaria mondiale consuma annualmente: 400 milioni di tonnellate di legno; 20 miliardi di metri cubi d’acqua; il 4% dell’energia prodotta globalmente.

Questi numeri fanno riflettere. La produzione di ogni tonnellata di carta richiede circa 2-3 tonnellate di legno e 20-60 metri cubi d’acqua, a seconda del processo utilizzato.

b| Emissioni e inquinamento

Il processo produttivo della carta genera: 1,3 tonnellate di CO2 per tonnellata di carta prodotta; composti organici volatili dal processo di sbiancamento; acque reflue contenenti fibre, lignina e prodotti chimici; fanghi di depurazione che richiedono smaltimento.

c| Deforestazione e biodiversità

Sebbene l’80% del legno per carta provenga da foreste coltivate, rimane il problema delle foreste naturali abbattute illegalmente. La perdita di biodiversità è un costo ambientale spesso nascosto dietro il nostro consumo quotidiano di carta.

2| La buona pratica del riciclo

Negli ultimi anni è in costante aumento la pratica della raccolta differenziata e del riciclo della carta. L’Italia è leader europeo nel riciclo.

• Tasso di riciclo: 87,3% circa (2025).

• Carta recuperata: circa 7,5 milioni di tonnellate/anno.

• Risparmio di CO2: 4,6 milioni di tonnellate/anno.

• Risparmio di acqua: 47 milioni di metri cubi/anno.

Il processo di riciclo: un modello di economia circolare Il riciclo della carta è un esempio perfetto di economia circolare, che si articola nelle seguenti fasi.

ƽ Raccolta differenziata: i cittadini separano la carta dagli altri rifiuti.

ƽ Selezione e pulizia: rimozione di contaminanti (plastica, metalli).

ƽ Sfibratura: le fibre vengono separate e pulite.

ƽ Disinchiostrazione: rimozione degli inchiostri con processi fisici e chimici.

ƽ Nuova produzione: le fibre riciclate diventano nuova carta.

Purtroppo le fibre di cellulosa non possono essere riciclate all’infinito, perché subiscono un accorciamento progressivo a ogni ciclo, e una sensibile perdita di resistenza meccanica: il limite teorico è di 5-7 cicli di riciclo.

3| Innovazioni per la sostenibilità

L’industria cartaria sta investendo in tecnologie più sostenibili.

a. Sbiancamento senza cloro: con uso di perossido di idrogeno e ozono e conseguente riduzione dell’impatto sugli ecosistemi acquatici.

b. Recupero energetico: mediante cogenerazione (produzione simultanea di energia elettrica e termica) e biomasse (utilizzo degli scarti di lavorazione come combustibile).

c. Gestione dell’acqua: uso di circuiti chiusi (con riutilizzo dell’acqua di processo), trattamenti avanzati, con membrane e bioreattori.

Tutto ciò sta portando a una progressiva riduzione dei consumi industriali.

4| Le certificazioni ambientali

Possiamo verificare la sostenibilità della carta che usiamo grazie alle certificazioni che leggiamo in etichetta. Abbiamo infatti:

a. FSC ( )

Certifica che il legno proviene da foreste gestite in modo sostenibile. Ciò significa rispetto della biodiversità, dei diritti delle comunità locali e gestione responsabile delle risorse.

b. PEFC ( )

Standard europeo per la gestione sostenibile delle foreste. Garantisce il mantenimento delle funzioni ecologiche, la protezione delle specie rare e il coinvolgimento delle parti interessate.

c. Ecolabel UE

Marchio di qualità ecologica che certifica le ridotte emissioni di CO2, il limitato uso di sostanze chimiche e l’elevato contenuto di fibre riciclate.

Logo del "Program for Endorsement of Forest Certifi cation schemes", che certifica la corretta gestione forestale nella produzione di carta e cartone.

5| Gestione responsabile dei rifiuti cartari nella società digitale

Nell’era della trasformazione digitale, il nostro rapporto con la carta sta cambiando profondamente.

Come cittadini digitali, abbiamo la responsabilità di comprendere questi cambiamenti e adottare comportamenti consapevoli che concilino le nostre esigenze con la sostenibilità ambientale.

L’illusione del “paperless”

Contrariamente alle previsioni degli anni ‘90, l’avvento del digitale non ha eliminato la carta dalla nostra vita. Anzi, in molti casi l’ha aumentata.

Si verificano, infatti:

• Effetto rimbalzo digitale: più informazioni online = più stampe di backup;

• Crescita e-commerce: esplosione degli imballaggi cartacei (+15% annuo);

• Sicurezza percepita: tendenza a stampare documenti importanti.

Inoltre, ogni nostra azione digitale ha un impatto anche sulla carta:

• Email con allegati: spesso stampati “per sicurezza”;

• Social media: condivisione di contenuti che generano stampe;

• E-commerce: ogni acquisto online genera imballaggi;

• Streaming: paradossalmente aumenta acquisto giornali/riviste cartacee.

Etichetta per prodotti contenenti una combinazione di materiale da foreste certifi cate FSC®, da legno controllato FSC® e da materiale riciclato.

Play test

1| Il cruciverba della carta

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

Orizzontali

2. Che non lascia trasparire la luce

3. Non liscia

4. Che lascia passare aria o liquidi

5. Forest Stewardship Council

Verticali

1. Carta lucida per riviste

4. Programme for the Endorsement of Forest Certification

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

2| Anagrammi tecnici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alla produzione della carta:

a. TAZIONER (proprietà meccanica)

b. TAPICÀO (proprietà ottica)

c. TASPRESUAR (fase produttiva)

d. MIDUTÀU (contenuto d’acqua)

3| Memory delle proprietà

1. Grammatura

2. Opacità

3. Rigidità

4. Porosità

5. Barriera

Resistenza alla flessione

Capacità di impedire il passaggio della luce

Capacità di impedire il passaggio di sostanze (acqua, grassi, gas)

Peso per unità di superficie

Capacità di lasciar passare aria o liquidi attraverso le fibre.

Lab

a. Bisogna anzitutto sminuzzare in piccoli pezzi alcuni fogli di giornale e metterli in una bacinella, lasciandoli macerare in acqua almeno per un’ora.

Fabbricazione

artigianale di un foglio

Partendo da carta già usata (a esempio fogli di giornale) è possibile ottenere un nuovo foglio di carta, seguendo il tradizionale procedimento artigianale. La qualità del prodotto finale dipende dalla qualità della carta di partenza e dalla cura con cui vengono eseguite le diverse operazioni.

Materiali e attrezzi

• Vecchi giornali

• Rete metallica

• Legnetti, chiodi e martello

• 2 tavolette di legno

• Bacinella piena d’acqua

• Frullatore (opzionale)

• Ferro da stiro (opzionale)

Discipline COINVOLTE

• Arte e immagine

• Educazione civica

• Scienze

• Tecnologia

b. Nel frattempo prepara lo staccio, un telaietto rettangolare di legno con una reticella metallica ben tesa.

c. Rendi omogenea la pasta macerata (magari usando un frullatore elettrico) e depositala in un’altra bacinella; aggiungi molta acqua, mescolando con cura.

e. Colloca sopra lo staccio un panno di tela e sopra questo una tavoletta di legno: capovolgi e cerca di spremere l’acqua aiutandoti con dei pesi.

d. Versa lentamente la pasta sullo staccio, facendolo oscillare leggermente, in modo che la pasta si distribuisca uniformemente sulla superficie, fino a formare un foglio.

f. Lascia asciugare lentamente (almeno per 24 ore) il foglio ottenuto; per accelerare i tempi puoi passare con un ferro da stiro. II risultato sarà molto probabilmente un foglio grigiastro e molto poroso. Ripeti l’esperimento con l’aggiunta di gesso, collanti e coloranti.

Carta La carta

L’essenziale

AUDIOLETTURA

ORIENTAMENTO

Academy

La carta: studio, lavori e futuro

Scoprire come nasce la carta aiuta a conoscere tanti lavori: dall’ingegnera/dall’ingegnere di produzione alla/al tecnica/o di laboratorio, dall’operatrice/ dall’operatore di macchina alla/al grafica/o del packaging, fino alla/al esperta/o di riciclo e sostenibilità. Le attività di questa Unità mostrano che servono curiosità scientifica, attenzione all’ambiente, manualità e uso dei computer per controlli e dati. Per orientarti, prova i minilab, visita (anche virtualmente) una cartiera e fai domande a chi ci lavora. Pensa a ciò che ti piace: scienza, tecnologia, design o ecologia? Questo ti aiuterà a scegliere il percorso più adatto.

La carta è un materiale che usiamo ogni giorno per scrivere, stampare, imballare o disegnare. È fatta di fibre di cellulosa, cioè piccole parti vegetali che, intrecciandosi, formano un foglio resistente e flessibile.

Un po’ di storia

Prima della carta si usavano tavolette di argilla, papiro e pergamena. La carta, come la conosciamo, fu inventata in Cina nel 105 d.C. da Cai Lun e arrivò in Europa nel Medioevo, grazie

agli Arabi. A Fabriano nacquero le prime cartiere moderne. Con l’invenzione della macchina continua (1799) e l’uso della cellulosa del legno (1840) la carta diventò economica e alla portata di tutti.

Come si produce

Il legno, la carta riciclata o altre fibre vegetali vengono trasformati in pasta di cellulosa. Questa può essere ottenuta:

• meccanicamente, con fibre corte e meno resistenti (giornali);

• chimicamente, con fibre lunghe e di qualità (libri, quaderni).

La pasta viene poi sbiancata, raffinata e arricchita con additivi. Nella macchina continua il tutto si trasforma in un foglio: le fibre si depositano sulla tela, il foglio viene pressato, asciugato e infine raccolto in bobine o tagliato in fogli.

Caratteristiche e proprietà

La carta può sembrare tutta uguale, ma non lo è.

Ha caratteristiche che la rendono adatta a usi diversi:

• chimico-fisiche: grammatura, spessore, porosità, opacità (quanto lascia passare la luce);

• meccaniche: resistenza allo strappo, rigidità;

• tecnologiche: scrivibilità, stampabilità, proprietà barriera (contro acqua o grassi).

Tipi e usi

Esistono carte per scrittura e stampa (quaderni, libri, riviste), carte per imballaggio (kraft, cartoni, scatole), carte per usi igienici (fazzoletti, tovaglioli, carta igienica) e carte per usi industriali (fotografica, da parati, isolanti).

Carta e ambiente

Produrre carta richiede molto legno, acqua ed energia. Per ridurre l’impatto ambientale si punta sul riciclo, che in Italia raggiunge livelli molto alti, e su nuove tecnologie più sostenibili. Importanti sono anche le certificazioni ambientali (FSC, PEFC, Ecolabel) che garantiscono una produzione rispettosa delle foreste e dell’ambiente.

La carta oggi

Nonostante il digitale, la carta non è scomparsa: anzi, con l’e-commerce e gli imballaggi ne usiamo sempre di più. Per questo è importante non sprecarla e riciclarla correttamente.

Legno 03

Pensa un po’...

Perché alcuni mobili costano molto di più di altri, anche se sembrano simili?

Come fanno gli alberi a diventare tavole perfettamente lisce e diritte?

Qual è la differenza tra il legno di un pino e quello di una quercia?

DAGLI ALBERI agli oggetti

Hai mai pensato a quanti oggetti di legno ti circondano?

Il banco su cui studi, la matita con cui scrivi, la porta della tua camera, forse anche la casa in cui vivi sono di legno.

Il legno è uno dei materiali più antichi utilizzati dall’uomo, ma anche uno dei più moderni: oggi infatti si parla di bioedilizia e di materiali eco-compatibili.

Il legno è un materiale vivo, che respira, si trasforma e può durare secoli se trattato correttamente.

Ma, quali sono le caratteristiche che rendono il legno così speciale? Come si trasforma un albero in un mobile?

E soprattutto, come possiamo utilizzarlo in modo responsabile per proteggere le nostre foreste?

INVESTIGATORI

del legno

Prima di iniziare il nostro viaggio nella tecnologia del legno, diventiamo veri investigatori.

Raccogli alcuni campioni di legno diversi che puoi trovare in casa, a scuola o in una falegnameria: un pezzo di compensato, un bastoncino di gelato, una matita, un tappo di sughero...

Osserva attentamente ogni campione con una lente di ingrandimento e annota le tue osservazioni. Concentrati su colore e venature, annota il peso (leggero/ pesante), prova la durezza (prova a scalfirlo delicatamente con l’unghia) e descrivine l’odore (alcuni legni hanno profumi caratteristici).

Ora prova a immergere piccoli pezzi di legno in acqua per qualche minuto: cosa succede? Alcuni galleggiano, altri affondano: come mai?

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa concettuale

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere l’origine del legno e descrivere le fasi principali della sua trasformazione in semilavorati e prodotti finiti.

• Effettuare semplici indagini sulle proprietà fisiche e meccaniche del legno.

• Progettare e realizzare semplici oggetti in legno seguendo procedure tecniche e norme di sicurezza.

Competenze

• Riconoscere e descrivere il ciclo tecnologico del legno e le forme di energia coinvolte nei processi di trasformazione.

• Comprendere l’importanza della gestione sostenibile delle risorse forestali e del riciclo del legno.

Legno

ORIGINE

LEZIONE IN POWERPOINT

• Risorsa naturale rinnovabile proveniente da alberi e foreste

• Tronchi ottenuti dal fusto, composti da cellulosa, lignina e sostanze nutritive

PROCESSO PRODUTTIVO

• Abbattimento e trasporto dei tronchi

• Segagione e riduzione in tavole

• Stagionatura naturale o essiccazione artificiale

CARATTERISTICHE E PROPRIETÀ

• Chimico-Fisiche (densità, colore, conducibilità)

• Meccaniche (resistenza a trazione e compressione)

• Tecnologiche (lavorabilità, ...)

CLASSIFICAZIONE E USI

• Legni teneri (abete, pino, pioppo): leggeri e facili da lavorare

• Legni duri (faggio, rovere, noce): compatti e resistenti

• Impieghi: edilizia, mobili, pavimenti, imballaggi, strumenti musicali, carta

GREEN: AMBIENTE E SOSTENIBILITÀ

• Gestione forestale responsabile

• Certificazioni FSC e PEFC

• Recupero, riciclo e riuso del legno

1| Il legno: dal bosco alla segheria

Il legno è un materiale naturale che si forma negli alberi attraverso un processo biologico affascinante.

La struttura dell’albero

Quando osserviamo la sezione trasversale di un tronco, possiamo distinguere diverse parti, ognuna con una funzione specifica.

ƽ Al centro troviamo il midollo, residuo dei tessuti giovanili dell’albero.

ƽ Intorno a esso si sviluppa il durame, costituito da legno più vecchio e più resistente, che costituisce il vero “scheletro” dell’albero. Più esternamente si trova l’alburno, la parte più giovane e morbida, attraverso la quale scorre la linfa.

ƽ La corteccia protegge l’albero dagli agenti esterni, mentre il cambio è lo strato sottilissimo dove avviene la crescita.

Il ciclo tecnologico

La filiera del legno inizia con la gestione forestale: tagliare gli alberi, se fatto correttamente, non danneggia il bosco ma lo aiuta a rinnovarsi.

I forestali pianificano i tagli seguendo criteri scientifici: si prelevano solo gli alberi maturi, lasciando spazio a quelli giovani per crescere.

Dopo il taglio, i tronchi vengono trasportati alla segheria, dove inizia la vera trasformazione. Qui avviene la prima lavorazione: i tronchi vengono segati in tavole di diverse dimensioni seguendo schemi precisi per ottenere il massimo rendimento.

La stagionatura, un passaggio fondamentale Il legno appena tagliato contiene molta acqua (anche il 50% del suo peso!) e non può essere utilizzato immediatamente. Deve essere stagionato, cioè fatto asciugare lentamente per ridurre l’umidità al 8-12%.

La stagionatura può avvenire in due modi: naturale, lasciando le tavole all’aria aperta per 1-3 anni, oppure artificiale, in forni speciali che accelerano il processo. La stagionatura naturale dà risultati migliori ma richiede molto tempo e spazio.

Glossario

Stagionatura: processo di essiccazione controllata del legno per ridurre il contenuto di umidità.

Gli anelli di accrescimento che vediamo nel tronco ci raccontano la storia dell’albero: ogni anello corrisponde a un anno di vita. Negli anni di siccità gli anelli sono più sottili, in quelli piovosi più spessi.

Corteccia

Midollo

Alburno

Durame

Cambio

2| Tipi di legno e loro caratteristiche

Esistono centinaia di specie diverse: impariamo a riconoscerle e a capire le loro proprietà. Legni dolci e legni duri

La prima grande distinzione è tra legni dolci (o teneri) e legni duri. Questa classificazione non dipende solo dalla durezza fisica, ma dalla struttura botanica della pianta.

ƽ I legni dolci provengono dalle conifere (pino, abete, larice, cedro); alcune latifoglie poco dense (pioppo, tiglio) sono comunque facili da lavorare e vengono spesso considerate tenere nell’uso. Hanno una struttura più semplice e sono generalmente più leggeri. Sono perfetti per l’edilizia, la carpenteria e la produzione di carta.

ƽ I legni duri derivano dalle latifoglie (quercia, faggio, noce, ciliegio, mogano). Hanno una struttura più complessa, crescono lentamente ma sono più resistenti e belli esteticamente. Sono ideali per mobili di pregio, pavimenti e strumenti musicali.

Identificazione delle essenze

Per riconoscere i diversi tipi di legno dobbiamo osservare:

ƽ il colore, che varia dal bianco del pioppo al nero dell’ebano, passando per il rosso del ciliegio e il bruno del noce;

ƽ la venatura, cioè il disegno formato dalle fibre del legno. Può essere dritta (abete), ondulata (olivo), intrecciata (olmo) o irregolare (radica);

ƽ l’odore: il cedro profuma intensamente, il pino ha odore resinoso, il noce un aroma dolce. Alcuni legni tropicali hanno profumi così intensi da essere usati in profumeria.

Caratteristica o proprietà

Struttura microscopica

Densità (g/cm³)

Umidità (%)

Colore e venatura

Resistenza meccanica

Durezza

Il pioppo ha legno tenero, adatto alla produzione della carta.

Descrizione

Il legno è formato da cellule allungate (fibre) disposte in modo ordinato, che determinano le venature visibili e influenzano la resistenza e la lavorabilità.

Indica il peso del legno in rapporto al suo volume. I legni duri (come quercia o faggio) hanno densità maggiore dei legni teneri (come pino o abete).

Il legno assorbe e cede acqua a seconda dell’ambiente. Troppa umidità può deformarlo o farlo marcire; per questo viene essiccato prima dell’uso.

Variano a seconda della specie e rendono ogni legno unico. Possono influire sull’aspetto estetico e sull’uso decorativo. Proprietà

Elasticità

Proprietà tecnologiche

Isolamento termico e acustico

Lavorabilità

Durabilità

Misura la capacità del legno di sopportare sforzi (trazione, compressione e flessione). È importante per travi, mobili e pavimenti.

Indica quanto il legno si oppone alla penetrazione o ai graffi. I legni duri sono più resistenti ma anche più difficili da lavorare.

È la capacità del legno di deformarsi leggermente e tornare alla forma iniziale, utile per sedie, archi o strutture che devono flettersi.

Il legno è un buon isolante naturale: trattiene il calore e attenua i rumori.

Alcuni legni si tagliano e si levigano facilmente (pioppo, pino), altri richiedono più forza e strumenti precisi (rovere, noce).

Indica la resistenza nel tempo agli agenti esterni come umidità, funghi o insetti. Può essere migliorata con vernici e impregnanti.

3| Pregi e difetti del legno

Il legno ha caratteristiche uniche che lo rendono insostituibile in molte applicazioni.

È rinnovabile: gli alberi ricrescono, a differenza dei materiali fossili.

È biodegradabile: a fine vita si decompone naturalmente senza inquinare.

Tuttavia, il legno ha anche alcuni difetti.

È igroscopico: assorbe e rilascia umidità dall’ambiente, cambiando dimensioni. Questo può causare deformazioni, fessurazioni o distacchi nelle giunzioni.

È soggetto a attacchi biologici: funghi, insetti e batteri possono deteriorarlo. Alcuni legni sono naturalmente resistenti (teak, cedro), altri devono essere trattati.

Ha difetti naturali: nodi, fessure, deformazioni che possono compromettere la resistenza o l’estetica del pezzo finito.

Difettinaturalidellegno

a. Nodi: parti più dure e scure dove erano attaccati i rami. Possono rendere il legno meno resistente e difficile da lavorare.

c. Eccentricità: quando il tronco non ha il midollo al centro, il legno risulta irregolare e meno stabile.

b. Lunature: fenditure o spaccature sottili tra gli anelli di accrescimento, causate da variazioni di temperatura o umidità.

d. Imbarcamento: deformazione delle tavole dovuta a una stagionatura non corretta o a cambiamenti di umidità.

Il legno è così resistente che alcuni ponti medievali in legno, come quello di Bassano del Grappa, sono ancora in uso dopo 800 anni!

Il segreto è nella scelta dell’essenza giusta e nella corretta progettazione.

e. Infradiciamento: il legno può essere danneggiato da tarli o muffe se non è ben protetto.

f. Cipollatura: consiste nel distacco di uno o più anelli di accrescimento, che si separano come strati di una cipolla.

4| I derivati del legno

Quando il legno è privo di difetti, può essere usato direttamente per costruire travi e listelli.

Se invece presenta difetti o proviene da scarti di lavorazione, può essere trasformato in piallacci, cioè in fogli molto sottili usati per creare i derivati del legno.

Unendo scarti, trucioli o fibre di legno con colla e piallacci, si ottengono pannelli come il compensato o il truciolato.

Questi materiali sono più leggeri ed economici del legno massiccio, ma anche meno resistenti.

Un cenno particolare va al MDF (Medium Density Fibreboard), un pannello di fibra di legno a media densità, ottenuto pressando fibre di legno e resine sotto calore e pressione. Ha superficie liscia, è facile da verniciare e lavorare, ma teme l’umidità.

Derivati del legno

a. Compensato: è formato da più fogli di piallaccio incollati con le fibre incrociate, per aumentare la resistenza.

b. Pannelli truciolari: realizzati con scarti e trucioli di legno pressati e incollati, spesso rivestiti con piallacci o laminati.

d. Laminato: pannello in fibre di legno e materiale plastico che imita le venature del legno; usato per mobili e pavimenti.

È formato da più piallacci incollati:

a. tamburato; b. compensato; c. laminato.

c.  Tamburato: pannello con struttura interna a nido d’ape o ondulata, rivestito con piallacci; usato per porte e mobili leggeri.

e. Paniforte: pannello ottenuto incollando listelli di legno e rivestiti con fogli di legno pregiato per migliorare l’estetica.

Sicurezza

f. Legno lamellare: formato da sottili strati di legno incollati tra loro; è molto resistente e viene usato per travi e strutture edilizie.

Norme di sicurezza nella lavorazione del legno

1. Indossare i dispositivi di protezione: occhiali, guanti, cuffie e mascherina antipolvere.

2. Tenere in ordine il banco da lavoro, senza oggetti o trucioli che possano intralciare.

3. Usare correttamente gli attrezzi, impugnandoli in modo sicuro e tagliando sempre in direzione opposta al corpo.

4. Verificare che gli strumenti siano in buono stato, con lame affilate e manici ben fissati.

5. Lavorare con calma e concentrazione, senza distrazioni o movimenti improvvisi.

6. Mantenere una buona postura e non forzare mai gli attrezzi.

7. Pulire e riporre gli strumenti dopo l’uso, rispettando le regole del laboratorio.

5| Le lavorazioni del legno

Il legno si può lavorare in molti modi diversi, dalle tecniche artigianali tramandate da secoli ai moderni processi industriali automatizzati.

Scopriamo come si trasforma una tavola grezza in un oggetto finito.

Gli utensili tradizionali

L’artigiano del legno usa utensili che esistono da millenni, perfezionati nel tempo ma sostanzialmente invariati nei principi di funzionamento.

Per il taglio si usano seghe di vario tipo: il seghetto per tagli precisi, la sega a telaio per tagli lunghi, la sega circolare manuale per rapidità. Ogni sega ha denti progettati per il tipo di taglio: trasversale, lungo fibra, curvo.

Per la piallatura si usa la pialla, che asporta sottili trucioli rendendo la superficie liscia e uniforme. Esistono pialle per sgrossare, per rifinire, per fare scanalature.

Gli scalpelli servono per intagliare, fare incastri e lavorazioni di precisione.

Hanno lame di diverse larghezze e forme, sempre affilatissime.

Il trapano crea fori di varie dimensioni. Quello tradizionale a manovella è stato sostituito da quello elettrico, molto più veloce ed efficace.

Sega circolare.

Le macchine industriali

CICLO TECNOLOGICO DEL LEGNO

• Abbattimento albero

• Sramatura e trasporto alla segheria

In segheria

• Scortecciatura e lavaggio del tronco

• Taglio in travi, tavole, listelli

• Stagionatura

In falegnameria

• Lavorazioni meccaniche: piallatura, levigatura ecc.

• Produzione di semilavorati e derivati

• Prodotti finiti: mobili, porte, oggetti

Economia circolare

• Recupero e riciclo degli scarti del legno  Pialla.  Trapano a colonna.

Nell’industria del mobile le lavorazioni sono automatizzate e molto più rapide. Le seghe a nastro tagliano con precisione millimetrica seguendo profili computerizzati. Le piallatrici a quattro facce rendono perfettamente squadrate le tavole.

Le fresatrici CNC (Computer Numerical Control) sono macchine robotizzate che possono eseguire lavorazioni complesse seguendo le istruzioni di un programma informatico. Possono fare incastri perfetti, decorazioni elaborate, forme tridimensionali.

Le levigatrici industriali hanno nastri abrasivi di diversa grana che rendono le superfici perfettamente lisce in pochi passaggi.

Macchina a controllo numerico per la lavorazione del legno. Nel bosco

Green Corner

1| Gestione forestale sostenibile e certificazioni ambientali

Il legno è l’unico materiale da costruzione che cresce sugli alberi! Ma per essere sostenibile, deve provenire da foreste gestite responsabilmente.

a| La gestione forestale sostenibile

Una foresta ben gestita è un ecosistema in equilibrio che produce legno senza impoverirsi. I principi base sono semplici:

a. Taglio selettivo: non si taglia mai tutto insieme, ma solo gli alberi maturi, lasciando spazio a quelli giovani. È come potare in un giardino: si eliminano i rami vecchi per far crescere meglio quelli nuovi.

b. Biodiversità: una foresta sana ospita molte specie diverse di piante e animali. I gestori mantengono corridoi ecologici e zone di protezione per la fauna.

c. Rigenerazione naturale: dopo il taglio, la foresta si rigenera da sola attraverso i semi degli alberi rimasti. A volte si aiuta piantando nuovi alberi, ma sempre rispettando le specie del luogo.

b| Le certificazioni ambientali

Per sapere se il legno che compriamo proviene da foreste sostenibili esistono certificazioni internazionali che lo garantiscono.

Il marchio FSC (Forest Stewardship Council) è il più diffuso al mondo. Certifica che il legno proviene da foreste gestite secondo rigorosi standard ambientali, sociali ed economici.

Il marchio PEFC (Programme for Endorsement of Forest Certification) è l’alternativa europea all’FSC. Ha standard leggermente diversi ma ugualmente rigorosi.

2| Legno ed economia circolare

Il legno è perfetto per l’economia circolare: si può riutilizzare, riciclare e alla fine si decompone naturalmente senza inquinare.

LEGNO

“TECNOLOGICO”

Le nuove tecnologie stanno creando materiali lignei sempre più performanti e sostenibili. Per esempio, il legno “ingegnerizzato” combina fibre naturali con bio-resine per creare materiali più resistenti dell’acciaio ma leggeri come la plastica. Ricerca in Internet esempi di nuove tecnologie che utilizzano il legno in modo innovativo e sostenibile.

Spiega come il legno ingegnerizzato, la stampa 3D con filamenti di legno e i bio-materiali derivati dagli scarti possano sostituire materiali più inquinanti.

Descrivi un’applicazione reale di questi materiali e i vantaggi per l’ambiente.

1. Riuso: un mobile vecchio può essere restaurato, modificato, trasformato in qualcos’altro. I pallet diventano tavoli, le vecchie travi diventano mensole ecc.

2. Riciclo: il legno di scarto si trasforma in truciolato o pellet per riscaldamento. Anche la carta si può ricavare dal legno riciclato.

3. Compostaggio: a fine vita, il legno non trattato si decompone e diventa humus per far crescere nuove piante.

3| L’innovazione tecnologica

L’Intelligenza Artificiale sta rivoluzionando anche il settore del legno. Algoritmi avanzati analizzano le immagini satellitari per monitorare lo stato delle foreste in tempo reale, individuando tagli illegali o malattie degli alberi. Nell’industria del mobile, l’IA ottimizza il taglio delle tavole per ridurre gli scarti al minimo. Software intelligenti progettano automaticamente la disposizione dei pezzi per sfruttare al meglio ogni centimetro di legno.

6| Usi principali

Il legno nell’edilizia

L’edilizia in legno sta vivendo una vera rinascita. Non parliamo solo delle tradizionali case di montagna, ma di moderni edifici multipiano, scuole, uffici costruiti con tecnologie avanzate.

1.

Legno lamellare

È formato da tavole incollate tra loro per creare travi di grandi dimensioni, più resistenti del legno massello. Permette di costruire strutture ardite: ponti, palazzetti dello sport, capannoni industriali.

Arredamento e design

Platform frame

Il sistema platform frame (a telaio) usa montanti e traversi di legno per creare la struttura portante. Le pareti sono riempite con isolanti naturali e rivestite con pannelli. È veloce da costruire e molto efficiente energeticamente. 2.

3.

Case prefabbricate

Le case prefabbricate in legno si montano in pochi giorni partendo da elementi prodotti in fabbrica. Garantiscono alta qualità, precisione millimetrica e costi controllati.

Nel settore dell’arredamento il legno regna ancora sovrano e ogni essenza ha caratteristiche che lo rendono adatto a usi specifici.

Il noce è il re dei mobili di lusso: ha venature eleganti, colore caldo, si lavora bene e invecchia magnificamente. È perfetto per soggiorni e camere da letto di pregio.

La quercia è robustissima e ha venature molto marcate. È ideale per mobili rustici, pavimenti, botti per il vino. Il suo tannino naturale la protegge dagli insetti.

Il faggio è chiaro, compatto, economico. Si usa per sedie, giocattoli, utensili da cucina. Si piega facilmente a vapore per creare forme curve.

Il pino e l’abete sono perfetti per mobili economici, camerette, mobili da giardino. Si lasciano tingere facilmente per imitare essenze più pregiate.

Design sostenibile e innovazione

Il design contemporaneo riscopre il legno come materiale del futuro. I designer creano oggetti che uniscono estetica, funzionalità e sostenibilità ambientale.

Il bambù non è tecnicamente un legno ma si comporta come tale. Cresce molto rapidamente (anche 1 metro al giorno!), è resistente e si rigenera da solo dopo il taglio.

I legni di recupero danno nuova vita a materiali di scarto: vecchie travi, pallet, cassette della frutta diventano mobili originali e a impatto zero.

Le bioplastiche derivate dal legno stanno sostituendo le plastiche tradizionali in molte applicazioni: imballaggi, stoviglie usa e getta, componenti per auto.

Tra gli usi innovativi del legno ricordiamo il legno trasparente, che si ottiene rimuovendo la lignina e impregnando con polimeri: potrebbe sostituire il vetro in molte applicazioni. La nanocellulosa, estratta dal legno è più resistente dell’acciaio e si usa per materiali compositi ultra-leggeri nell’aeronautica e nell’automotive.

Tannino: sostanza naturale contenuta nel legno di molte piante. Serve a proteggere il legno da funghi e insetti e è usato anche per conciare le pelli e colorare i tessuti.

Il legno ha eccellenti proprietà isolanti: a parità di spessore isola meglio del calcestruzzo; Questo significa case più calde d’inverno e fresche d’estate, con consumi energetici ridotti.

test Play

1| Il cruciverba del legno

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

Orizzontali

1. Parte centrale dell’albero

3. Materiale derivato formato da strati incrociati

5 Processo di essiccazione del legno

6 Legno duro usato per mobili di pregio 1 5 3 2 4 6

2| Anagrammi tecnologici

Verticali

2. Disegno naturale del legno

4. Certificazione forestale internazionale

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alla produzione del legno:

a. GOLEN (materiale naturale)

b. CERQUIA (legno duro pregiato)

c. SGAE (utensile per tagliare)

d. ALILAP (utensile per levigare)

e. PENOMATOCS (pannello multistrato)

3| Memory delle proprietà

1. Compensato

2. Truciolare

3. Paniforte

4. Lamellare

a. Listelli di legno massiccio incollati e rivestiti con fogli di legno pregiato

b. Piallacci incollati tra loro, con le fibre incrociate

c. Tavole di legno incollate tra loro

d. Scarti di legno pressati e incollati

Lab

Fasi di lavoro

1.

Preparazione dei pezzi

Criteri di scelta: lunghezza simile (±5 mm), diametro omogeneo, superfici pulite e asciutte.

Verifica stabilità: appoggia 6–8 bastoncini in fila: se “ballano”, ruotali per trovare il lato più piatto.

Opzione rifinitura leggera: se ci sono schegge, smussa le estremità strofinandole fra loro o su un cartoncino ruvido (niente carta vetrata se non disponibile).

Cernita sostenibile: privilegia rami caduti o bastoncini di recupero (gelati, spiedini in bambù).

Sicurezza

• Indossa mascherina antipolvere se carteggi leggermente i rametti (facoltativo) e grembiule.

• Niente strumenti taglienti.

Fabbricazionediun portamatite

Scopriamo le proprietà del legno e realizziamo un semplice oggetto utile, riciclando materiali naturali o di recupero.

Materiali e attrezzi

• Pezzi di rami secchi o bastoncini di legno

• Colla vinilica

• Elastici o spago

• Cartoncino o base in legno leggero (tipo balsa)

• Colori a tempera o acrilici per decorare

• Righello e matita per il progetto

Controllo qualità: disponi i pezzi su banco come un “pettine”. Le estremità devono allinearsi visivamente.

2. Progetto

• Lavorare con calma, banco ordinato, mani pulite e asciutte.

Forma: scegli cilindro (base tonda) o cubo/prisma (base quadrata/rettangolare).

Dimensioni: altezza circa 10–12 cm; diametro/lato base circa 6–8 cm.

Schema di montaggio

Cilindro: corona di bastoncini disposti verticalmente tutto intorno alla base.

Cubo: 4 pareti piane (bastoncini affiancati) da incollare sul perimetro della base.

Piano di sostenibilità: annota come riuso e materiali naturali riducono sprechi.

Controllo qualità: il disegno deve indicare misure, forma base e tipo di legatura (spago/elastici durante l’asciugatura).

3. Assemblaggio della struttura

Base circolare: disegna un cerchio su cartoncino spesso (diametro 6–8 cm) e ritaglialo; se hai una base di legno pre-tagliata, meglio ancora!

Anello di guida: traccia un cerchio interno 5 mm più piccolo; sarà la linea su cui appoggiare i bastoncini.

Incollaggio: stendi un anello sottile di colla lungo la linea; posa i bastoncini in verticale, ravvicinati.

Fissaggio temporaneo: avvolgi un elastico o spago a metà altezza per mantenere chiusa la corona.

Allineamento: controlla dall’alto la circolarità; ruota/riassetta prima che la colla si consolidi.

• Arte e immagine

• Tecnologia

• Scienze

4. Trucchi del mestiere

Se la struttura “balla”, aggiungi un secondo giro di spago o una striscia di cartoncino interno per tenere in posizione i pezzi di legno.

Legno

L’essenziale

Il legno

Il legno è una risorsa naturale rinnovabile che si ottiene dagli alberi. È formato da cellulosa, lignina e altre sostanze nutritive. Dalla sezione di un tronco si distinguono: midollo, durame, alburno, corteccia e cambio

Ciclo tecnologico

La filiera del legno parte dalla gestione forestale sostenibile, dove si tagliano solo gli alberi maturi.

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Academy

Legno: tradizione, tecnologia e futuro

Il settore del legno unisce mestieri artigianali e tecnologie moderne. Falegname, ebanista e intagliatrice/intagliatore creano pezzi unici con creatività e tecnica.

La/il designer del mobile progetta arredi con CAD 3D, conoscendo materiali e produzione. L’ingegnera/l’ingegnere forestale gestisce boschi in modo sostenibile, tutelando gli ecosistemi. La/il tecnica/o CNC programma macchine automatiche per taglio e fresatura: profilo molto richiesto.

Le competenze digitali (CAD, CNC, BIM) affiancano manualità e precisione. Soft skills come lavoro di squadra e problem solving sono essenziali. La formazione avviene in istituti tecnici e/o professionali, corsi regionali e lauree specialistiche. Stage e tirocini portano in laboratori, aziende e cantieri reali. Molte/i giovani uniscono tradizione e innovazione aprendo laboratori artigiani. Iniziare con piccoli progetti fai-da-te aiuta a capire la propria vocazione.

Dopo l’abbattimento e il trasporto alla segheria, i tronchi vengono scortecciati, tagliati in tavole e fatti a stagionare (naturalmente o artificialmente) per eliminare l’umidità.

Classificazione e proprietà

I legni si dividono in teneri (abete, pino, pioppo) e duri (rovere, faggio, noce).

Le principali proprietà sono:

• Chimico-Fisiche: colore, densità, umidità;

• Meccaniche: resistenza, durezza, elasticità;

• Tecnologiche: lavorabilità, isolamento, durabilità.

Pregi, difetti e derivati

Il legno è resistente, leggero, biodegradabile e facile da lavorare, ma è sensibile all’umidità e agli attacchi di funghi o insetti. Difetti comuni sono: nodi, lunature, cipollature, imbarcamenti, eccentricità ecc.

Dagli scarti si ottengono derivati come compensato, paniforte, truciolare, MDF e legno lamellare, più economici e uniformi rispetto al legno massiccio.

Lavorazione e sicurezza

La lavorazione avviene con utensili manuali (seghe, pialle, scalpelli) o con macchine CNC. È fondamentale rispettare le norme di sicurezza: indossare protezioni, mantenere ordine, usare correttamente gli attrezzi e lavorare con calma.

Legno e sostenibilità

Le certificazioni FSC e PEFC garantiscono la gestione responsabile delle foreste.

Il legno è parte dell’economia circolare: può essere riutilizzato, riciclato e compostato.

Le nuove tecnologie permettono di creare bio-materiali, legni ingegnerizzati e stampa 3D sostenibile.

Usi principali

Il legno è impiegato in edilizia, arredamento, design e strumenti musicali. Il legno lamellare consente costruzioni moderne e resistenti, mentre materiali come bambù e legni di recupero rappresentano il futuro del design ecologico.

Vetro 04

VIDEO INTRODUTTIVO

Pensa un po’...

Perché il vetro è sia trasparente sia colorato? Come è possibile produrre lastre di vetro perfettamente piane e sottili?

Perché alcuni vetri si rompono in mille pezzi mentre altri restano integri anche se incrinati?

Giochi di LUCE e trasparenza

Immagina di guardare attraverso la finestra della tua camera: quello che vedi è il mondo esterno, nitido e chiaro, grazie a un materiale straordinario che utilizziamo ogni giorno senza quasi accorgercene.

Il vetro è ovunque intorno a noi: nelle finestre, negli schermi dei nostri dispositivi, nei contenitori per alimenti, negli specchi, nelle fibre ottiche delle reti che permettono a Internet di funzionare.

Nonostante sia sostituito dalla plastica in alcune applicazioni, il vetro è ancora oggi un materiale speciale, anche perché riciclabile all’infinito e quindi amico dell’ambiente.

INVESTIGATORI

del vetro

Prima di iniziare il nostro viaggio nel mondo del vetro, facciamo una piccola indagine. Osserva attentamente la tua casa e la tua scuola: quanti oggetti di vetro riesci a individuare?

Prendi un quaderno e crea una tabella con tre colonne: “Oggetto”, “Tipo di vetro” (cerca aiuto per riconoscerlo) e “Funzione”. Raccogli almeno cinque esempi diversi. Noterai che non tutti i vetri sono uguali: alcuni sono più spessi, altri più sottili, alcuni colorati, altri trasparenti. Alcuni si rompono facilmente, altri sembrano indistruttibili. Questa diversità non è casuale, ma è il risultato di precise scelte tecnologiche che studieremo insieme.

Mappa concettuale

Vetro

ORIGINE

LEZIONE IN POWERPOINT

• Deriva dalla fusione di sabbia silicea e materiali fondenti (soda, calce)

• Aggiunta eventuale di coloranti

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Comprendere il processo di produzione del vetro e le tecnologie industriali utilizzate per la sua lavorazione.

• Riconoscere le diverse tipologie di vetro e le loro specifiche applicazioni tecnologiche.

Competenze

• Saper descrivere i principali processi di trasformazione delle materie prime in prodotti finiti nel settore vetrario.

• Essere in grado di valutare le conseguenze delle scelte tecnologiche nella produzione del vetro in relazione a criteri di sostenibilità e sicurezza.

• Utilizzare il linguaggio tecnico appropriato.

PROCESSO PRODUTTIVO

• Vetro piano in lastre (processo float)

• Vetro cavo (soffiatura e stampaggio)

• Vetri speciali e fibre ottiche

CARATTERISTICHE E PROPRIETÀ

• Chimico-Fisiche (densità, caratteristiche ottiche, conducibilità)

• Meccaniche (durezza, resistenza a trazione e compressione)

• Tecnologiche (malleabilità, duttilità, temprabilità, ...)

CLASSIFICAZIONE E USI

• Vetri piani per serramenti (porte e finestre)

• Vetri cavi per contenitori (bottiglie, bicchieri)

• Vetri per ottica (lenti di occhiali, schermi)

• Vetri speciali (temperati, stratificati, per fibre)

GREEN: AMBIENTE E SOSTENIBILITÀ

• Materiale interamente riciclabile per infinite volte

• Ottimizzazione dei processi di produzione

1| Il vetro

Il vetro è un materiale trasparente e duro, ottenuto fondendo insieme sabbia, soda e calce a temperature molto alte. Quando la miscela si raffredda velocemente, diventa solida ma resta senza una forma cristallina: per questo si dice che il vetro è un solido amorfo. Il suo componente principale è la silice, una sostanza contenuta nella sabbia. Aggiungendo piccole quantità di altri materiali, si possono ottenere vetri colorati o più resistenti.

Grazie alla sua trasparenza e solidità, il vetro viene usato in moltissimi oggetti della vita quotidiana: finestre, bicchieri, bottiglie, schermi e pannelli solari.

nel TEMPO…

Civiltà mesopotamiche ed Egizi

La storia del vetro comincia circa 4000 anni fa, probabilmente in Mesopotamia, una delle prime grandi civiltà della storia.

Si racconta che alcuni artigiani scoprirono per caso che, riscaldando insieme sabbia, soda e calce a temperature molto alte, si otteneva un materiale trasparente e modellabile: il vetro.

Questa scoperta cambiò il modo di conservare i liquidi e di decorare gli oggetti, dando origine a una vera e propria arte: già nel 3500 a.C. nascono le prime perle di vetro colorato.

Gli antichi Egizi perfezionarono diverse tecniche di lavorazione del vetro (perle, vasi e oggetti decorativi). La soffiatura con la canna si diffuse più tardi e rese possibile produrre contenitori in modo più rapido e regolare. I loro forni a legna potevano raggiungere temperature di circa 1000 °C, sufficienti per fondere i materiali di base, ma non ancora per ottenere vetri limpidi e resistenti come quelli moderni.

Passaggi chiave

Con il passare dei secoli, la lavorazione del vetro si diffuse in tutto il mondo, evolvendosi continuamente:

• 100 a.C. : i Romani inventano la soffiatura con la canna, che permette di creare bottiglie e bicchieri con forme regolari;

• 1291: nasce l’industria del vetro di Murano, famosa in tutto il mondo per la sua qualità e creatività. Una vera rivoluzione avvenne nel 1959, quando l’inglese Pilkington inventa il processo float: il vetro fuso veniva fatto galleggiare su uno strato di stagno liquido, ottenendo così lastre perfettamente lisce e uniformi. Questa innovazione rese il vetro più economico e adatto alla produzione industriale.

Il vetro oggi

Oggi l’industria del vetro è completamente automatizzata: i forni moderni superano i 1600 °C e sono controllati da computer che regolano ogni fase del processo. Grazie alla tecnologia, è possibile creare vetri con proprietà speciali: più resistenti, isolanti, colorati o persino capaci di cambiare trasparenza in base alla luce. Inoltre, con le nanotecnologie, il vetro diventa sempre più “intelligente” e anche fotovoltaico, cioè capace di produrre energia elettrica grazie all’integrazione di celle fotovoltaiche al suo interno.

Glossario

Silice: sostanza formata da silicio e ossigeno (SiO2, biossido di silicio). Si trova in grandi quantità nella sabbia.

Gli artigiani di Murano erano così abili che non potevano lasciare l’isola, per evitare che svelassero i segreti delle loro tecniche a altri.

Post-it

Le nanotecnologie migliorano l’efficienza delle vetrate e possono regolare la trasparenza a seconda della luce solare, contribuendo anche al risparmio energetico.

2| Produzione del vetro piano

CICLO TECNOLOGICO

Materie prime

• Sabbia, soda, calce

Miscelazione

• Le materie prime vengono mescolate in proporzioni precise

Fusione

• Il composto viene fuso in forni a circa 1550 °C

Galleggiamento su stagno fuso

• Il vetro liquido scorre su uno strato di stagno liquido, diventando piatto e uniforme

Raffreddamento controllato

• Il vetro si raffredda lentamente per evitare tensioni interne.

Taglio

• Le lastre vengono tagliate nelle dimensioni desiderate

Controllo qualità

• Si verifica che lo spessore e la trasparenza siano perfetti

Imballaggio

• Le lastre finite vengono protette e preparate per la distribuzione

Il processo float

Il processo float è la tecnologia più usata per produrre il vetro piano, come quello di finestre e specchi.

La produzione inizia con la preparazione delle materie prime:

ƽ la sabbia silicea (circa il 70%) dà struttura al vetro;

ƽ la soda abbassa la temperatura di fusione;

ƽ la calce rende il vetro più stabile e resistente.

A queste sostanze si aggiunge anche vetro riciclato (detto cullet). Tutti i materiali vengono miscelati e fusi in un forno lungo fino a 100 metri, che raggiunge circa 1550 °C di temperatura.

Il vetro fuso scorre poi su un bagno di stagno liquido, mantenuto a circa 1000 °C. Qui il vetro galleggia, diventando perfettamente piatto e uniforme. Lo spessore delle lastre dipende dalla velocità di avanzamento e dalla temperatura del bagno.

Successivamente il vetro viene raffreddato lentamente da 600 °C fino alla temperatura ambiente, per evitare crepe e rotture.

Infine, il nastro continuo di vetro viene tagliato automaticamente in lastre della misura desiderata mediante sistemi automatizzati che utilizzano rotelle diamantate. Ogni lastra viene controllata e imballata prima di essere spedita.

Produzione del vetro piano

Forno di fusione

Miscelazione materie prime

Galleggiamento su stagno fuso

Raffreddamento

Taglio

VISUAL

3| Produzione del vetro cavo

Bottiglie, vasi e contenitori

Il vetro cavo viene usato per realizzare bottiglie, vasetti, bicchieri e contenitori di ogni tipo. A differenza del vetro piano, il vetro fuso viene modellato all’interno di stampi per creare forme tridimensionali.

La soffiatura industriale

Nella soffiatura industriale, una porzione di vetro fuso chiamata “goccia” viene raccolta da un braccio robotico e introdotta in uno stampo preliminare chiamato “parison”. Qui viene soffiata aria compressa per dare la forma iniziale al contenitore.

La goccia di vetro, ancora a 1200 °C, viene trasferita nello stampo finale dove una seconda soffiatura, a pressione controllata, conferisce la forma definitiva al contenitore.

Pressatura e stampaggio

Per oggetti a bocca larga, come i vasetti, si usa invece la pressatura: un punzone metallico preme la goccia di vetro nello stampo, modellandola dall’interno. La pressione può arrivare a 50 bar e deve restare stabile per evitare deformazioni.

Gli stampi in ghisa speciale resistono alle alte temperature ma vengono sostituiti dopo numerosi cicli produttivi. Il raffreddamento controllato è fondamentale anche per il vetro cavo. I contenitori passano attraverso un forno di ricottura dove vengono riscaldati a 550 °C e poi raffreddati lentamente per eliminare le tensioni interne che potrebbero causare rotture spontanee. Oggi le vetrerie più moderne impiegano tecnologie digitali e sostenibili.

Pressione

Glossario

Parison: termine dall’inglese tecnico del vetro; deriva dal verbo to pare, che significa “modellare” o “dare forma”. È lo stampo che serve a creare la preforma nella fase iniziale della soffiatura industriale.

CICLO TECNOLOGICO

Stampo parison

• La goccia di vetro fuso viene introdotta nello stampo preliminare che le dà una forma iniziale

Soffiatura preliminare

• L’aria compressa modella il vetro caldo creando la cavità interna

Trasferimento

• La goccia parzialmente formata passa allo stampo successivo mantenendo la temperatura

Stampo/soffiatura finale

• Qui il contenitore assume la forma definitiva (bottiglia, vasetto, bicchiere)

Raffreddamento

• Il vetro si raffredda lentamente per evitare tensioni interne

Parison

Trasferimento

Stampo

Soffiatura

4| Caratteristiche e proprietà

Bottiglie e contenitori di vetro, più o meno trasparenti.

Per comprendere le applicazioni del vetro dobbiamo conoscere le sue proprietà fondamentali. Le più importanti sono la trasparenza e la durezza.

Trasparenza

La trasparenza è la caratteristica più importante del vetro. Significa che la luce può attraversarlo quasi completamente, senza essere bloccata o deviata. Questa capacità dipende dalla struttura amorfa del vetro, che è molto uniforme e non ha parti che fermano la luce. Il vetro comune lascia passare circa il 90% della luce visibile, ma blocca gran parte dei raggi ultravioletti (UV) e infrarossi (IR). Per questo il vetro è perfetto per le finestre: fa entrare la luce del sole ma protegge dagli effetti dannosi dei raggi UV.

Durezza e resistenza ai graffi

Il vetro è un materiale duro, con un valore di circa 6 sulla scala di Mohs. Questo significa che resiste ai graffi della maggior parte dei materiali comuni, ma può essere rigato da sostanze più dure, come il quarzo o il diamante. Grazie a questa caratteristica, il vetro è usato in oggetti che devono durare a lungo, come parabrezza o vetrine dei negozi.

Caratteristica o proprietà

Densità Circa 2,5 kg/dm³.

Caratteristiche chimico-fisiche

Glossario

Tempra: trattamento termico che aumenta la resistenza meccanica di un materiale attraverso raffreddamento rapido.

Post-it

Una macchina moderna per la soffiatura del vetro può produrre fino a 600 bottiglie al minuto, lavorando 24 ore su 24 per 365 giorni all’anno!

Proprietà meccaniche

Proprietà tecnologiche

Descrizione

Aspetto Trasparente e brillante.

Inalterabilità Non viene rovinato da acqua o sostanze chimiche.

Conduttività elettrica Non conduce l’elettricità (è un isolante).

Conduttività termica Trasmette il calore lentamente.

Durezza Piuttosto duro, ma può rompersi se colpito.

Resistenza alla compressione Molto buona: resiste bene alla pressione.

Resistenza agli urti Limitata: può incrinarsi o frantumarsi.

Tenacità Bassa: è fragile.

Fusibilità Fonde a circa 1500 °C.

Lavorabilità Si può soffiare o modellare quando è fuso.

Temprabilità Se raffreddato bruscamente diventa più resistente.

Riciclabilità Può essere rifuso e riutilizzato infinite volte.

Lavabilità Si pulisce facilmente con acqua e detergenti.

5| Tipologie e usi del vetro

Le varie caratteristiche e proprietà del vetro ci suggeriscono una molteplicità di tipologie e di possibili applicazioni in diversi ambiti della tecnologia. Vediamo le più interessanti.

1.

Vetro temperato

Si ottiene riscaldando e poi raffreddando rapidamente il vetro comune. È molto resistente e, se si rompe, si frantuma in piccoli pezzi non taglienti. Usato per porte, box doccia, mensole, vetrate e vetri d’auto.

3.

Vetro isolante (vetrocamera)

Composto da due lastre separate da aria o gas. Riduce la dispersione di calore e mantiene la temperatura interna. Usato per finestre e vetrate termiche.

Rivestito con biossido di titanio, che con la luce del sole elimina lo sporco. La pioggia completa la pulizia, mantenendolo sempre trasparente. 5.

Vetro autopulente

2.

Vetro laminato

Formato da due lastre unite da una pellicola plastica. In caso di rottura, i frammenti restano attaccati alla pellicola, senza cadere. Usato per parabrezza, vetrate di sicurezza, pavimenti in vetro.

4.

Vetro fotovoltaico

Contiene celle solari trasparenti che producono energia elettrica dal sole. Unisce trasparenza e sostenibilità, usato in facciate e tetti moderni.

6.

Fibre di vetro

Filamenti sottilissimi di vetro molto leggeri ma resistenti, usati per fibre ottiche, tessuti isolanti, barche, caschi, tubi e carrozzerie. Sono anche impiegati nella lana di vetro, utile per l’isolamento termico e acustico.

Green Corner

Per saperne di più

• https://coreve.it/il-circolo-del-vetro/

• https://www.assovetro.it

• www.conai.org

• https://museovetro.visitmuve.it

VETRO DA SCOPRIRE

1. Esperimento sulla densità

Riempi un bicchiere trasparente con olio e acqua.

Osserva come i due liquidi si separano per differenza di densità. Questo principio è simile a quello utilizzato nel processo float.

2. Simulazione dello stampaggio

Prendi un pezzo di plastilina e uno stampo improvvisato (un bicchiere di plastica).

Pressa la plastilina nello stampo per capire il principio dello stampaggio del vetro.

1| Riciclo del vetro e sostenibilità ambientale

EDUCAZIONE CIVICA

Il vetro è uno dei materiali più ecologici e sostenibili che conosciamo. Può essere riciclato infinite volte senza perdere qualità, e è quindi un esempio perfetto di economia circolare: niente si spreca, tutto si riutilizza.

a| Il processo di riciclo

Il riciclo del vetro comincia con la raccolta differenziata.

Bottiglie, vasetti e bicchieri vengono divisi per colore (bianco, verde e marrone), perché ogni tipo di vetro deve essere trattato separatamente. Il vetro raccolto viene poi frantumato in piccoli pezzi, chiamati rottame o cullet.

Dopo la pulizia da etichette, tappi e altri materiali, il rottame viene fuso di nuovo per creare nuovi contenitori.

In questo modo si può sostituire fino al 90% delle materie prime naturali, come sabbia, soda e calce.

b| I vantaggi del riciclo

Riciclare il vetro fa bene all’ambiente e all’economia:

ƽ Risparmio energetico: il vetro riciclato fonde a una temperatura più bassa, quindi serve meno energia.

ƽ Meno inquinamento: si producono meno emissioni di CO2 e si riduce l’impatto sull’ambiente.

ƽ Meno risorse estratte: ogni tonnellata di vetro riciclato evita di estrarre circa 1,2 tonnellate di sabbia e minerali.

Riciclare il vetro significa rispettare l’ambiente, ma anche partecipare attivamente alla vita civica, perché ognuno di noi può contribuire con piccoli gesti quotidiani, come gettare il vetro nel contenitore giusto.

2| Per un futuro sostenibile

Oggi la tecnologia aiuta a rendere il vetro ancora più ecologico.

ƽ Forni ibridi. Usano energia elettrica da fonti rinnovabili, riducendo le emissioni.

ƽ Intelligenza artificiale. Ottimizza la produzione, evitando sprechi di energia e materie prime.

ƽ Vetri fotovoltaici. Producono energia solare pulita mantenendo la trasparenza.

ƽ Certificazioni ambientali. Per garantire la sostenibilità della produzione, molte aziende del vetro seguono standard ambientali riconosciuti. Le principali certificazioni ambientali sono: ISO 14001, assicura che l’azienda controlli l’impatto ambientale delle sue attività.

EPD (Environmental Product Declaration), che indica quanto un prodotto è sostenibile durante tutto il suo ciclo di vita.

Cradle to Cradle, valuta se un materiale può essere riutilizzato all’infinito senza generare sprechi.

Play test

1| Il cruciverba del vetro

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

Orizzontali

1. Componente principale del vetro, circa il 70%

3. Vetro formato da lastre unite da plastica

Verticali

2. Vetro frantumato pronto per il riciclo

4. Trattamento termico che rende il vetro più resistente

5. Processo per produrre vetro piano su stagno fuso

2| Anagrammi tecnici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alla produzione del vetro:

a. TAOLF (processo di produzione)

b. ARPMET (trattamento termico)

c. CELISI (materia prima)

d. BIRFE (filamenti sottilissimi di vetro)

3| Memory delle proprietà

1. Trasparenza

2. Amorfo

3. Fragilità

4. Resistenza all’abrasione

5. Shock termico

a. Privo di struttura cristallina ordinata

b. Capacità di far passare la luce

c. Si rompe improvvisamente senza deformarsi plasticamente

d. Resistente ai graffi della maggior parte dei materiali comuni

e Rottura causata da riscaldamento o raffreddamento rapido

L’essenziale

Il vetro

Il vetro è un materiale trasparente, duro e liscio, ottenuto fondendo sabbia, soda e calce a temperature molto alte. Quando si raffredda rapidamente diventa un solido amorfo, cioè senza una forma cristallina regolare. È molto usato nella vita quotidiana, dalle finestre ai bicchieri, dagli schermi ai pannelli solari, e è riciclabile all’infinito, quindi amico dell’ambiente.

Un po’ di storia

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Vetro: scuola, mestieri e innovazione

Chi è interessata/o al mondo del vetro può scegliere un Istituto tecnico o professionale con indirizzo in Chimica, materiali e biotecnologie, oppure un corso di formazione professionale. In questi percorsi si imparano le basi della fisica, della chimica e della tecnologia dei materiali, utili per lavorare nel settore vetrario. Questo ambito offre molte professioni che uniscono tradizione artigianale e innovazione tecnologica:

• Tecnica/o vetraria/o, che controlla gli impianti e la qualità dei prodotti.

• Progettista di vetrate, che realizza soluzioni architettoniche in vetro per edifici moderni.

• Designer industriale, che crea nuovi oggetti in vetro per l’arredamento o il packaging.

• Ricercatrice/ricercatore di materiali innovativi, che studia vetri speciali per l’elettronica, l’aerospazio e l’energia. Il settore vetrario è in continua evoluzione e offre molte opportunità di lavoro qualificato per chi ama la scienza, la tecnologia e il design sostenibile.

Il vetro è nato più di 4000 anni fa in Mesopotamia. Gli Egizi impararono a soffiarlo per creare oggetti decorativi. I Romani inventarono la soffiatura con la canna, che rese possibile produrre bottiglie e bicchieri.

Nel Medioevo, i maestri di Murano perfezionarono l’arte del vetro, e nel 1959 il processo float permise di creare lastre perfettamente lisce, usate ancora oggi per finestre e specchi.

Come si produce

Nel processo float, le materie prime vengono fuse a circa 1550 °C e il vetro liquido scorre su uno strato di stagno fuso, diventando piano e uniforme. Poi viene raffreddato lentamente, tagliato e controllato. Il vetro cavo, invece, serve per bottiglie e vasetti e si ottiene con la soffiatura o la pressatura del vetro fuso in appositi stampi.

Caratteristiche e proprietà

Il vetro è trasparente, lascia passare la luce ma blocca i raggi ultravioletti; è duro ma fragile, resiste alla compressione ma si rompe facilmente se colpito.

Fonde a circa 1500 °C, si può modellare e riciclare infinite volte.

Tipi di vetro e usi

• Vetro temperato: molto resistente, si frantuma in pezzi non taglienti.

• Vetro laminato: tiene uniti i frammenti grazie a una pellicola plastica.

• Vetro isolante (vetrocamera): riduce la dispersione di calore.

• Vetro fotovoltaico: produce energia solare pulita.

• Vetro autopulente: si pulisce da solo con la luce solare.

• Fibre di vetro: filamenti sottili e resistenti usati per le fibre ottiche, materiali isolanti, caschi e barche.

Riciclo e sostenibilità

Il vetro è un materiale circolare: si può fondere e riutilizzare senza limiti. Ogni bottiglia raccolta e riciclata fa risparmiare energia e materie prime, riducendo l’inquinamento e le emissioni di CO2.

Le moderne industrie del vetro usano forni ibridi, intelligenza artificiale e energie rinnovabili per rendere la produzione sempre più sostenibile.

Materiali ceramici 05

Pensa un po’...

Sai che la tazza che usi per la colazione è fatta modellando una pasta morbida chiamata argilla?

Perché, secondo te, si può mettere un piatto di ceramica nel microonde senza che si rovini?

Hai mai notato che alcune ceramiche sono bianche, altre rosse o scure? Da cosa dipende il loro colore?

Materiali poveri ma geniali

Ogni giorno utilizziamo vari oggetti realizzati in ceramica senza nemmeno accorgercene: il piatto in cui mangiamo, la tazza della colazione, le piastrelle del bagno, i vasi dei fiori sul balcone. Tutti questi oggetti nascono dalla stessa materia prima: l’argilla, una semplice terra che si trova in natura.

La ceramica rappresenta una delle più antiche tecnologie sviluppate dall’uomo. Dall’antichità a oggi la tecnologia della ceramica si è evoluta enormemente, arrivando a produrre materiali dalle proprietà straordinarie, utilizzati anche nell’industria aerospaziale e nella medicina.

INVESTIGATORI della ceramica

Raccogli alcuni oggetti ceramici che puoi trovare: una piastrella, un mattone, un soprammobile, una tazza, un vaso di terracotta, un piatto di porcellana.

Osservali attentamente e compila una scheda per ciascuno:

1. Aspetto superficiale: liscio, ruvido, smaltato, poroso

2. Peso: leggero o pesante rispetto alle dimensioni

3. Suono: percuoti delicatamente con una matita (suono sordo o squillante?)

4. Assorbimento: versa una goccia d’acqua sulla superficie, viene assorbita?

Annota le tue osservazioni: scoprirai che esistono ceramiche molto diverse tra loro, ognuna con caratteristiche specifiche legate al tipo di materiale e al processo produttivo utilizzato.

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa concettuale

Materiali ceramici

MATERIE PRIME

• Argilla

• Acqua

• Sabbia

• Fondenti e ossidi

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere le proprietà fisiche e chimiche delle argille e la loro trasformazione durante la cottura.

• Comprendere le fasi del ciclo produttivo ceramico.

• Classificare i diversi tipi di ceramica in base alla composizione e alle temperature di cottura.

Competenze

• Saper analizzare oggetti ceramici identificandone il tipo e le caratteristiche tecnologiche.

• Essere in grado di progettare semplici processi di lavorazione ceramica considerando sicurezza e sostenibilità.

• Utilizzare il linguaggio tecnico specifico per descrivere materiali e processi del settore ceramico.

LEZIONE IN POWERPOINT

PROCESSI PRODUTTIVI

• Preparazione impasto

• Modellazione

• Essiccazione

• Cottura

• Decorazione/smaltatura

CARATTERISTICHE E PROPRIETÀ

• Chimico-Fisiche (resistenza al calore, potere isolante, impermeabilità)

• Meccaniche (durezza, fragilità)

• Tecnologiche (plasticità, lavorabilità)

TIPI DI CERAMICA

• Terracotta (800–1000 ºC)

• Maiolica (950–1050 ºC)

• Gres (1200–1300 ºC)

• Porcellana (1300–1400 ºC)

APPLICAZIONI

• Edilizia (mattoni, tegole)

• Sanitari e stoviglie

• Ceramiche tecniche

• Arte e decorazione

1| La ceramica

La ceramica è formata da un impasto di materiali naturali, soprattutto argilla e acqua, che dopo essere stato modellato viene cotto in forni molto caldi. Grazie al calore, il materiale si trasforma e diventa solido, duro e resistente. I principali componenti della ceramica sono:

ƽ Argilla

Si trova in natura sotto forma di terra molto fine. Mescolata con l’acqua diventa morbida e si può modellare facilmente.

ƽ Sabbia o altri materiali ricchi di silice

Rendono l’impasto più stabile: si evitano crepe durante l’asciugatura e aiutano la ceramica a sopportare meglio le alte temperature.

ƽ Feldspato e altri minerali fusibili

Quando la ceramica cuoce, questi minerali fondono parzialmente e “legano” insieme i granelli dell’impasto. Il risultato è una superficie più compatta, liscia e impermeabile.

ƽ Ossidi metallici e altri additivi

Aggiunti per dare colore, brillantezza o per rendere la ceramica più resistente.

nel TEMPO

Un’invenzione molto antica

La storia della ceramica comincia molto tempo fa, nel Paleolitico superiore. Immagina un gruppo di uomini primitivi che, per sbaglio, lascia vicino al fuoco un pezzo di argilla raccolta dal fiume. Il giorno dopo scoprono che quella pasta morbida si è trasformata in qualcosa di duro e resistente. Forse così è nata una delle invenzioni più antiche della storia. I primi oggetti in terracotta risalgono a circa 30000 anni fa, ritrovati nell’Europa orientale: piccole statuette e decorazioni, forse usate nei rituali. Con il passare del tempo, l’uomo comincia a capire che la ceramica non serve solo per fare arte: può diventare utile nella vita di tutti i giorni. Così, intorno a 8000 a.C., in Mesopotamia e in Cina compaiono le prime ciotole e i primi vasi per contenere l’acqua e conservare il cibo. Importanti scoperte

La tecnologia continua a migliorare: verso il 3000 a.C. viene inventato il tornio da vasaio, un attrezzo che permette di modellare i vasi molto più velocemente e con forme perfette.

Intorno al 1000 a.C., nel Medio Oriente, nasce la smaltatura, che rende gli oggetti più belli, lisci e impermeabili.

La storia della ceramica poi fa un lungo viaggio fino in Cina, dove nel 100 d.C. si inventa la porcellana, un materiale bianco, fine e luminoso, considerato così prezioso da essere chiamato “oro bianco”. Molto tempo dopo, intorno al 1400, in Italia si diffonde la maiolica, famosa per i suoi colori brillanti e le decorazioni artistiche.

L’industria della ceramica

Con l’età industriale, nell’800, la produzione ceramica si modernizza: le fabbriche permettono di creare piatti, tazze e piastrelle in grandi quantità. Oggi esistono anche le ceramiche tecniche (o ceramici avanzati), usate in campi super tecnologici come l’aerospazio, l’elettronica e la medicina.

Sono materiali straordinari: resistono a temperature altissime, non si consumano facilmente e alcuni sono quasi duri quanto il diamante!

Ceramica: la parola “ceramica” deriva dal greco “kéramos” che significa letteralmente “argilla da vasaio ”.

Per secoli la ricetta della porcellana cinese fu segretissima. Gli europei la importavano pagando cifre enormi. Solo nel 1700 riuscirono finalmente a “scoprirne la formula”.

Per gli Etruschi, il vino e i banchetti avevano un forte valore simbolico: possedere una coppa in ceramica elegante come questo kantharos era segno di prestigio.

2| Produzione della ceramica

Lavorazione artigianale al tornio.

CERAMICA: CICLO TECNOLOGICO ARTIGIANALE

Materie prime

• Argilla e acqua

Modellazione

Qualunque oggetto di ceramica nasce sempre dallo stesso materiale: l’argilla, una terra molto fine che, con un po’ d’acqua, diventa morbida e facile da modellare.

Una volta ottenuto l’impasto, si può dare forma all’oggetto desiderato, lasciarlo asciugare e, infine, trasformarlo in un materiale duro e resistente grazie a una cottura in forno a alte temperature.

Questo processo può essere svolto in due modi diversi: artigianale o industriale.

Il procedimento artigianale

Nelle botteghe dei vasai, oggi come in passato, tutto comincia da una piccola quantità di argilla impastata a mano.

VISUAL

• Eseguita a mano, al tornio o in stampi

Essiccazione

• Rimuove l’acqua libera presente nell’impasto

Prima cottura

• Alta temperatura: tra 900 °C e 1400 °C

Decorazione a smalto

• Rivestimento vetroso per una ceramica decorata e impermeabile

Seconda cottura

• Oggetto finito, unico e artigianale

1.

Modellazione al tornio

L’artigiano lavora lentamente, l’argilla e la modella, spesso con l’aiuto del tornio, un disco che gira e permette di creare vasi e ciotole perfettamente simmetrici.

3.

Cottura

A questo punto si passa alla prima cottura, che rende l’oggetto duro ma ancora poroso: il cosiddetto “biscotto”.

2.

Essiccazione

L’ oggetto viene lasciato asciugare all’aria, senza fretta, finché diventa abbastanza solido: l’argilla si indurisce per sempre e non può più tornare morbida.

4.

Decorazione a smalto

Se si desidera ottenere una ceramica decorata o impermeabile, si applica lo smalto, una sorta di rivestimento vetroso, e si esegue una seconda cottura.

Il procedimento industriale

Oggi la maggior parte degli oggetti in ceramica viene prodotta nelle industrie, grazie a macchinari molto precisi e veloci. Il processo è quasi del tutto automatizzato e permette di ottenere tanti pezzi tutti uguali. Vediamo come avviene.

All’inizio si inseriscono nelle macchine tutti i materiali necessari: argilla, sabbia, feldspati e altri minerali. I miscelatori automatici li frantumano e li mescolano aggiungendo acqua, fino a quando non si ottiene una pasta morbida e omogenea, perfetta per essere modellata.

L’impasto viene poi trasformato negli oggetti desiderati utilizzando stampi, cioè forme rigide che gli danno la forma finale.

Ciò avviene in modi diversi:

ƽ per colaggio, versando un impasto liquido nello stampo;

ƽ per pressatura, comprimendo l’impasto dentro lo stampo;

ƽ per trafilatura, facendolo passare attraverso fori che lo modellano in forma continua.

In questo modo piatti, tazze, piastrelle e altri oggetti assumono la loro forma in pochi secondi.

Una volta modellati, i pezzi vengono fatti essiccare per eliminare l’acqua in eccesso. Poi entrano nei forni a tunnel, lunghi come piccoli corridoi, dove avanzano lentamente su un nastro.

Qui raggiungono temperature molto alte (anche oltre 1200 °C), diventando duri, compatti e resistenti.

Dopo la prima cottura, è il momento della decorazione. Nelle fabbriche questa fase è anch’essa automatizzata: si possono applicare disegni tramite serigrafia, che stampa i colori sulla superficie, oppure incidere motivi e scritte con macchine laser molto precise.

Per gli oggetti smaltati o colorati, viene effettuata una seconda cottura, che serve a fissare le decorazioni e rendere le superfici lucide, brillanti e impermeabili.

CERAMICA: CICLO TECNOLOGICO INDUSTRIALE

Materie prime

• Le argille e gli altri materiali vengono frantumati finemente e mescolati per ottenere un impasto uniforme

Impasto con macchine

• Si aggiunge acqua per rendere l’impasto plastico e lavorabile

Formatura con presse, estrusione o colaggio

• Una macchina conferisce all’impasto la forma desiderata in modo veloce e preciso

Essiccazione rapida in tunnel

• Asciugatura con aria calda, così l’acqua evapora senza creare crepe

Smaltatura (automatica)

• La superficie viene ricoperta da uno smalto liquido che la rende impermeabile e lucida

Cottura in grandi forni continui

• L’oggetto viene riscaldato a alte temperature (900 – 1400 °C): il materiale si trasforma e diventa duro e resistente

Decorazione industriale

• Colori e disegni vengono applicati con macchine, rulli o stampa digitale per ottenere decorazioni tutte uguali

Glossario

Terracotta: ceramica ottenuta dalla cottura di argilla a temperature comprese tra 800 e 1000 °C, caratterizzata da porosità e colore rossastro.

3| Caratteristiche e proprietà

L’argilla è una terra comune, che si trova quasi ovunque nel mondo. Può sembrare un materiale “povero”, ma in realtà è estremamente prezioso, perché con un po’ d’acqua diventa morbido e si può modellare facilmente. Quando però si cuoce in un forno molto caldo, l’argilla cambia completamente: diventa dura, resistente, igienica e capace di durare per centinaia di anni. Vediamo le sue proprietà.

Caratteristica o proprietà

Caratteristiche chimico-fisiche

Proprietà meccaniche

Proprietà tecnologiche

Vaso cinese in porcellana.

Resistenza al calore/ Refrattarietà

Impermeabilità

Inerzia chimica

Isolamento termico ed elettrico

Descrizione

Sopporta alte temperature senza deformarsi.

Quella smaltata non lascia passare l’acqua grazie allo smalto, mentre la terracotta può assorbire acqua

Non reagisce facilmente con sostanze chimiche.

Trasmette lentamente il calore e non conduce l’elettricità

Durezza È molto dura, ma può rompersi se colpita.

Resistenza alla compressione

Fragilità

Lavorabilità

Plasticità

Sopporta bene forti pressioni.

Elevata: può incrinarsi o frantumarsi.

Facilità con cui il materiale può essere lavorato e modellato a mano o con lavorazioni meccaniche.

Capacità del materiale di deformarsi quando è morbido e mantenere la nuova forma senza rompersi.

Decorabilità Si può smaltare e decorare in molti modi diversi.

Riciclabilità Non riciclabile ma può trovare nuovi utilizzi.

Tipi di ceramica

Non tutte le ceramiche sono uguali: cambiano in base alla temperatura di cottura e alle loro proprietà. Ecco le più importanti

ƽ Terracotta

Si ottiene cuocendo l’argilla a temperature medio-basse (800–1000 °C). È porosa e permeabile, spesso di colore rosso-bruno per la presenza di ferro. Si trova in vasi, mattoni, tegole e ornamenti architettonici.

ƽ Maiolica

Ha pasta porosa, ma viene rivestita da uno smalto impermeabile e colorato. Si cuoce intorno ai 950–1050 °C. Lo smalto la rende igienica, brillante e resistente alle sostanze chimiche. È usata per piatti, piastrelle, oggetti artistici.

ƽ Gres

Si cuoce oltre i 1200 °C e si vetrifica completamente: diventa resistente, impermeabile e inalterabile anche all’esterno e al gelo. È perfetto per pavimenti, rivestimenti, sanitari, tubazioni.

ƽ Porcellana

È la più pregiata: bianca, traslucida, liscia e vetrificata grazie alla cottura a temperature molto alte (1300–1400 °C). È al tempo stesso resistente, impermeabile e molto elegante. Si usa per stoviglie di lusso, isolatori elettrici, protesi dentarie.

4| Usi della ceramica

La ceramica è presente in moltissimi settori della nostra vita quotidiana. Vediamo in questa pagina quali sono i principali.

1.

Casa e cucina

La ceramica è un materiale ideale per contenere cibi e bevande perché è igienica, non assorbe odori e resiste bene al calore.

Esempi: piatti, tazze, ciotole, pirofile da forno.

3.

2.

Edilizia

In edilizia la ceramica è apprezzata perché è resistente, durevole e non teme l’umidità, quindi è perfetta per rivestire superfici interne ed esterne.

Esempi: laterizi in genere (mattoni, tegole, piastrelle, pavimenti e rivestimenti).

5.

Bagno e sanitari

La ceramica smaltata è facile da pulire e non assorbe sporco o batteri, perciò viene utilizzata per tutti gli elementi del bagno che devono essere molto igienici.

Esempi: lavabo, WC, bidet, piatto doccia.

Medicina

Le ceramiche biocompatibili non vengono respinte dal corpo umano e sono molto resistenti, quindi si usano per sostituire parti del nostro organismo.

Esempi: protesi dentarie, impianti ortopedici.

4.

Arte e decorazione

Esempi: scudi termici, rivestimenti di veicoli spaziali.

Green Corner

1| Ceramica e ambiente: una sfida per il futuro

La ceramica è un materiale molto utile, ma produrla ha un costo per l’ambiente. Per questo oggi le industrie stanno cercando soluzioni più sostenibili, per continuare a realizzare oggetti rispettando maggiormente la natura.

Estrazione dell’argilla

CERAMISTI D’ITALIA

Anzitutto l’estrazione dell’argilla può modificare il paesaggio. Per limitare i danni, molte aziende utilizzano cave “a rotazione”, che una volta esaurite vengono sistemate e riportate a un aspetto naturale. Un altro tema importante è quello dei rifiuti di produzione: quando un pezzo si rompe o non è perfetto, non deve essere sprecato. Infatti, gli scarti ceramici possono essere frantumati e riutilizzati nei nuovi impasti: in questo modo si risparmia fino al 30% di materie prime.

Il consumo energetico

Uno dei problemi principali riguarda il consumo di energia: per trasformare l’argilla in ceramica servono forni molto potenti che raggiungono temperature altissime, anche oltre i 1300 °C. Ciò significa usare grandi quantità di gas naturale ed emettere anidride carbonica nell’aria. Durante la cottura, inoltre, possono liberarsi anche vapore acqueo e altre sostanze che vanno tenute sotto controllo. Tuttavia, anche l’energia può essere recuperata: i forni più moderni riutilizzano il calore dei fumi per riscaldare l’aria in ingresso, riducendo i consumi. Per il futuro si stanno studiando anche combustibili alternativi, come carburanti sintetici, biomasse, biogas o idrogeno verde, per dipendere sempre meno dal gas naturale.

Economia circolare

Oggi molte aziende ceramiche adottano il modello dell’economia circolare, trasformando i rifiuti in risorse utili per creare nuovi prodotti. Quando un processo produttivo risulta particolarmente attento alla sostenibilità, può ottenere anche certificazioni ambientali che lo riconoscono come “amico dell’ambiente”.

Tecnologie innovative

In Italia esistono molte città famose per le loro ceramiche artigianali, ognuna con stili e tecniche particolari che fanno parte della nostra cultura.

Scegli una località rinomata per la produzione di ceramica (per esempio Faenza, Deruta, Caltagirone, Vietri sul Mare, Grottaglie, Albisola) oppure un’altra nella tua regione e fai una breve ricerca su internet. Realizza quindi una breve presentazione in cui racconti: la tradizione ceramica del luogo, le forme e i colori tipici, gli artigiani più importanti o le tecniche caratteristiche.

Se ne hai la possibilità, visita un laboratorio e aggiungi un breve video che mostri una fase della lavorazione.

L’Intelligenza Artificiale sta rivoluzionando il controllo dei processi ceramici. Sistemi di ottimizzano i parametri di cottura riducendo gli scarti e i consumi energetici. Sensori IoT monitorano in tempo reale temperatura, umidità e composizione dei fumi, permettendo correzioni immediate.

La stampa 3D ceramica elimina gli sprechi di materiale producendo solo la quantità necessaria, mentre le tecnologie di cottura a microonde riducono drasticamente i tempi e i consumi energetici. La ceramica di domani sarà sempre più pulita, efficiente e rispettosa del pianeta.

• https://ceramica.info

• https://siceramica. confindustriaceramica.it • https://www.cersaie.it/it/index.php

Play test

1|

Il cruciverba della ceramica

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

Orizzontali

1. Ceramica porosa cotta a 800–1000 °C

3. Fase di eliminazione dell’acqua

2| Anagrammi tecnici

Verticali

2. Rivestimento vetroso impermeabile

4. Proprietà dell’argilla di essere modellata

5. Pittura ornamentale

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alla ceramica:

a. GLIALAR (materia prima)

b. CETROTATRA (tipo di ceramica)

c. SERG (prodotto)

d. TORACUT (processo di produzione)

e. MALSOT (trattamento)

f. SOROPITÀ (proprietà)

3| Memory delle proprietà 1 2 3 4 5

1. Inerzia chimica

2. Refrattarietà

3. Plasticità

4. Essiccazione

5. Porosità

a Proprietà di deformarsi sotto una forza mantenendo la forma acquisita

b. Resistenza ad alte temperature

c Non reagisce facilmente con sostanze chimiche

d. Eliminazione graduale dell’acqua dall’impasto

e. Capacità di assorbire l’acqua

Materiali ceramici

L’essenziale

La ceramica

La ceramica è uno dei materiali più antichi creati dall’uomo e ancora oggi è indispensabile nella nostra vita quotidiana. Tutto parte dall’argilla, una terra molto fine che si trova in natura e che, mescolata con l’acqua, diventa morbida e facile da modellare. Quando però viene riscaldata in forni molto caldi, l’argilla cambia completamente: si indurisce e si trasforma in un materiale resistente, capace di durare per secoli.

Come si produce la ceramica

Academy

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Ceramica: percorsi, mestieri e innovazione

Per lavorare nel settore della ceramica ci sono vari percorsi di studio: chi ama creare con le mani e con l’arte può scegliere il Liceo Artistico o scuole professionali artigianali

Chi preferisce la tecnologia e l’industria può optare per gli Istituti Tecnici (chimica, materiali, meccanica).

Chi è appassionata/o di scienza e innovazione potrà proseguire poi con un ITS Academy o con percorsi universitari.

Tra le professioni più interessanti ricordiamo il ceramista artigiana/o, che realizza oggetti originali e artistici con il tornio e tecniche decorative.

Il/la designer di oggetti in ceramica, che disegna forme moderne e funzionali per la casa e l’arredamento.

La/il tecnica/o ceramica/o industriale lavora nelle fabbriche per controllare la produzione di piastrelle, sanitari e stoviglie.

Infine la/il tecnica/o di laboratorio ceramico, che analizza i materiali e aiuta a sviluppare ceramiche più resistenti e sicure.

Nelle botteghe artigiane il vasaio impasta l’argilla a mano, poi modella l’oggetto come preferisce, con le mani o con il tornio, dando vita a pezzi unici.

Dopo aver ottenuto la forma desiderata, l’oggetto viene lasciato asciugare lentamente all’aria. La cottura avviene in forni tradizionali, dove il calore trasforma l’argilla in un materiale duro e resistente. Se si vuole decorare o rendere impermeabile la superficie, si applica uno smalto e si esegue una seconda cottura.

Nelle grandi fabbriche l’impasto viene preparato con macchine miscelatrici che garantiscono sempre lo stesso risultato. La modellazione avviene attraverso stampi, presse o estrusori, che permettono di produrre molti pezzi identici in poco tempo.

L’essiccazione è veloce e controllata grazie a tunnel di aria calda, mentre la cottura si svolge in lunghi forni continui, dove gli oggetti avanzano su un nastro. Anche la smaltatura e la decorazione sono eseguite con macchine automatiche.

Tipi di ceramiche e loro proprietà

In generale, la ceramica è dura e resistente al calore, ma anche fragile agli urti. Non conduce elettricità e isola bene il calore, per questo è perfetta per stoviglie, mattoni, sanitari e tanti oggetti della vita domestica. Ma non tutte le ceramiche sono uguali. La temperatura di cottura determina caratteristiche diverse: la terracotta, cotta a temperature più basse, rimane porosa e spesso di colore rossastro; la maiolica mantiene una pasta porosa, ma grazie allo smalto diventa impermeabile e molto decorativa; il gres, cotto a temperature più alte, diventa durissimo e resiste al gelo; la porcellana è la più pregiata, bianca, liscia e anche leggermente traslucida.

Ceramica e ambiente

La sostenibilità ambientale del settore ceramico si basa sul riciclo degli scarti, il recupero energetico, l’utilizzo di combustibili alternativi e lo sviluppo di ceramiche da materiali di rifiuto. Le nuove tecnologie digitali, inclusa l’Intelligenza Artificiale, ottimizzano i processi riducendo consumi e scarti.

Materiali polimerici 06

Pensa un po’...

Perché alcuni oggetti di plastica si deformano o si sciolgono con il calore e altri no?

Sai perché le materie plastiche sono pericolose per l’ambiente e anche per la nostra salute?

Perché gli aerei sono costruiti con materiali leggeri ma super resistenti?

Un mondo di PLASTICA

Ogni giorno utilizziamo decine di oggetti realizzati con materiali polimerici, elementi base della plastica: dalla bottiglia dell’acqua al cellulare, dalle scarpe sportive al casco della bicicletta. Questi materiali hanno rivoluzionato la nostra vita quotidiana e continuano a evolversi grazie alla ricerca scientifica e tecnologica.

Parlando di plastiche inevitabilmente pensiamo a possibili problemi ambientali; la realtà è però più complessa: questi materiali offrono infatti soluzioni innovative in molti settori, dalla medicina all’aerospazio, purché vengano progettati, utilizzati e smaltiti in modo responsabile.

INVESTIGATORI dei polimeri

Raccogli almeno 5 oggetti di plastica diversi: bottiglie, contenitori, giocattoli, parti di utensili ecc.

Osserva attentamente ciascun oggetto e annota il simbolo di riciclo (se presente) e il numero al centro. Rispondi poi: si piega facilmente o è rigido? È trasparente, traslucido o opaco? È leggero o pesante rispetto alle dimensioni?

La superficie è liscia, ruvida, lucida o opaca? Prova il test del galleggiamento: riempi una bacinella d’acqua e immergi piccoli pezzi dei materiali raccolti. Alcuni galleggiano, altri affondano. Perché, secondo te? Flipped Classroom

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa concettuale

Materiali polimerici

ORIGINE

• Petrolio (fonte principale)

• Gas naturale

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere le proprietà fisiche, chimiche e meccaniche dei principali materiali polimerici e la loro relazione con la struttura molecolare.

• Comprendere i processi industriali di trasformazione dei polimeri.

• Analizzare il ciclo di vita dei materiali plastici dal punto di vista della sostenibilità ambientale e dell’economia circolare.

Competenze

• Saper classificare e confrontare diversi tipi di polimeri in base alle loro proprietà e applicazioni tecnologiche.

• Essere in grado di valutare le conseguenze ambientali e sociali delle scelte tecnologiche relative ai materiali polimerici.

LEZIONE IN POWERPOINT

• Fonti rinnovabili (bioplastiche)

CLASSIFICAZIONE

• Termoplastiche (riciclabili)

• Termoindurenti (non riciclabili)

• Elastomeri (gomme)

PROCESSI PRODUTTIVI

• Estrusione

• Stampaggio a iniezione

• Soffiaggio

MATERIALI

COMPOSITI

• Matrice polimerica

• Fibre di rinforzo

SOSTENIBILITÀ

• Riciclo meccanico

• Riciclo chimico

• Economia circolare

1| Le materie plastiche

Le materie plastiche sono sostanze organiche, che contengono carbonio e altri elementi come idrogeno, ossigeno e azoto.

Molte plastiche (soprattutto le termoplastiche) diventano morbide e modellabili quando vengono riscaldate, per poi indurirsi mantenendo la forma data una volta raffreddate.

Le plastiche possono essere di tre tipi:

ƽ Naturali o bioplastiche, ricavate da fonti rinnovabili come mais, canna da zucchero, patate o oli vegetali. Alcune di esse sono biodegradabili e si decompongono nell’ambiente.

ƽ Artificiali o semisintetiche, ottenute modificando sostanze naturali, come la cellulosa. Un esempio famoso è la celluloide, usata in passato per pellicole fotografiche e piccoli oggetti.

ƽ Sintetiche, le più comuni, derivate da petrolio e gas naturale.

La formazione dei polimeri

Durante la produzione, le molecole della plastica si uniscono formando polimeri, cioè catene di molecole più piccole chiamate monomeri. In base al comportamento al calore, le plastiche si dividono in:

ƽ Termoplastiche, che possono essere riscaldate e rimodellate più volte; per questo motivo sono riciclabili.

ƽ Termoindurenti, che una volta indurite non possono più essere sciolte o modellate, quindi non sono riciclabili.

Le materie plastiche sono oggi tra i materiali più usati al mondo perché leggere, resistenti e versatili, ma il loro impatto ambientale rende sempre più importante il riciclo e lo sviluppo di bioplastiche sostenibili.

nel TEMPO

Nell’Ottocento

Granuli colorati di materie plastiche.

La storia della plastica comincia nella seconda metà dell’Ottocento, quando l’industria spinge gli scienziati a cercare nuovi materiali per sostituire quelli naturali, costosi e difficili da reperire.

Nel 1856 Alexander Parkes inventa la Parkesina, considerata il primo materiale plastico: veniva utilizzata per bottoni, pettini, manici di coltelli e piccoli oggetti decorativi.

Nel Novecento

Nel 1907 il chimico belga Leo Baekeland inventa la bachelite, una plastica resistente al calore e isolante, che segna l’inizio dell’era dei materiali sintetici: era impiegata soprattutto per interruttori, prese elettriche, telefoni, radio e componenti di apparecchi elettrici.

Negli anni Trenta del Novecento, la ricerca si intensifica e porta alla scoperta del polietilene, del nylon e del teflon, materiali che rivoluzionano il mondo industriale e domestico.

Negli anni Cinquanta, grazie ai lavori di Giulio Natta, premio Nobel per la chimica nel 1963, nasce una nuova generazione di plastiche più resistenti e versatili, che darà avvio al grande boom produttivo degli anni Sessanta. A partire dagli anni Novanta, la ricerca si concentra sulle bioplastiche, mentre oggi l’attenzione è rivolta alla sostenibilità ambientale e al riciclo, per ridurre l’impatto delle plastiche tradizionali sull’ambiente.

Egizi, Greci e Romani usavano cera d’api e resine naturali per sigillare, modellare e proteggere oggetti. Erano le prime plastiche naturali.

Monomero

Polimero

2| Classificazione delle plastiche

Glossario

Polimero: macromolecola formata

dalla ripetizione di unità più piccole chiamate monomeri, unite tramite legami chimici.

Simbolo del riciclo per altri materiali polimerici, spesso non riciclabili con metodi tradizionali.

I materiali polimerici si classificano principalmente in base al loro comportamento termico, che dipende dalla struttura molecolare e dal tipo di legami tra le catene polimeriche.

Le termoplastiche sono polimeri le cui catene sono unite da forze intermolecolari relativamente deboli.

Quando vengono riscaldate, queste forze si indeboliscono permettendo alle catene di scorrere le une sulle altre, rendendo il materiale modellabile.

I termoindurenti sono polimeri con struttura tridimensionale reticolata. Una volta formati attraverso reazioni chimiche irreversibili, non possono essere rifusi o rimodellati.

Polietilene PE

Polipropilene PP

Polistirene PS

Policloruro di vinile PVC

Polietilentereftalato PET

Resine fenoliche PF

Resine epossidiche EP

Poliuretano PU

Poliestere termoindurente PL

È il più semplice dei polimeri, esistente in due varianti principali

Ha elevata resistenza chimica e buone proprietà meccaniche

rigido e fragile nella forma standard

È reso flessibile con l’aggiunta di plastificanti

trasparente e con buone proprietà barriera di gas

Dure, resistenti al calore, agli urti e agli agenti chimici

Hanno elevata adesione e resistenza chimica

Versatile, elastico e resistente all’usura

Duro, resistente al calore, alla corrosione e agli agenti chimici

A bassa densità (LDPE) flessibile e trasparente, utilizzato per bottiglie, sacchetti e pellicole. Ad alta densità (HDPE) è più rigido e resistente, impiegato per contenitori rigidi e tubazioni.

È utilizzato nell’industria automobilistica, per contenitori alimentari e fibre tessili. Vaschette per alimenti, tappi e contenitori resistenti si possono riciclare.

Può essere espanso per ottenere il polistirolo utilizzato per imballaggi e isolamento termico. Bicchieri usa e getta da riciclare.

Utilizzato per tubazioni, profili per serramenti e rivestimenti. Film per alimenti e tubi da riciclare.

Usato per bottiglie di bevande e contenitori alimentari.

Utilizzate per componenti elettrici e rivestimenti.

Impiegate come adesivi strutturali e matrici per materiali compositi.

Utilizzato per schiume isolanti, rivestimenti e adesivi.

Ideale per tessuti, imbarcazioni, carrozzerie di veicoli, arredamento, componenti elettrici, bottoni.

3| Lavorazioni industriali

La trasformazione dei polimeri da granuli o polveri in prodotti finiti avviene attraverso diversi processi industriali, ciascuno ottimizzato per specifiche geometrie e volumi produttivi.

Stampaggio a iniezione

Lo stampaggio a iniezione è oggi il metodo più utilizzato per produrre oggetti in plastica termoplastica con forme complesse e grande precisione. Il processo si basa sull’idea di fondere il materiale plastico e iniettarlo in uno stampo chiuso, dove si raffredda fino a solidificarsi nella forma desiderata.

I granuli di polimero vengono versati in una tramoggia e spinti da una vite rotante all’interno di un cilindro riscaldato.

Qui la plastica si fonde e diventa una massa fluida e omogenea, pronta per essere modellata.

Nella fase successiva, quella di iniezione, il materiale fuso viene spinto con forza nella cavità dello stampo attraverso un sistema di canali che lo distribuiscono in modo uniforme.

Una volta riempito lo stampo, il materiale viene mantenuto sotto pressione mentre si raffredda, così da evitare deformazioni e garantire che ogni dettaglio venga riprodotto con precisione.

Quando la plastica si è solidificata, lo stampo si apre e il pezzo viene estratto: è pronto per l’uso o per eventuali rifiniture.

Stampaggio polimeri per iniezione

CICLO TECNOLOGICO DELLO STAMPAGGIO PER INIEZIONE

Alimentazione del materiale

• I granuli di plastica vengono versati nella tramoggia della macchina

Riscaldamento e fusione

• I granuli passano nel cilindro riscaldato dove la vite senza fine li spinge in avanti, facendoli fondere grazie al calore e alla pressione

Iniezione nello stampo

• La plastica fusa viene iniettata ad alta pressione all’interno dello stampo chiuso

Riempimento e compattazione

• Il materiale fuso riempie le cavità dello stampo; la pressione si mantiene per evitare vuoti o bolle

Raffreddamento

• La plastica all’interno dello stampo si raffredda e solidifica, mantenendo la forma

Apertura

stampo ed espulsione

• Una volta raffreddato il pezzo, lo stampo si apre automaticamente e il pezzo viene spinto fuori con perni estrattori o un sistema meccanico

VISUAL

Post-it

La prima macchina per estrusione fu brevettata nel 1845 per la produzione di tubi di piombo. Il principio è rimasto sostanzialmente invariato.

Tubi di plastica fabbricati per estrusione.

Estrusione

L’estrusione è la tecnologia utilizzata per trasformare un polimero (sia esso in granuli sia in polvere), in un manufatto di forma continua, mediante l’azione combinata di calore e pressione. La macchina utilizzata per questa operazione è l’estrusore. Dalla tramoggia il polimero passa in un cilindro; qui viene fuso, omogeneizzato e spinto in avanti da una vite fino a giungere alla testa dell’estrusore che gli imprime la forma voluta; uscito dalla testa dell’estrusore il manufatto viene raffreddato mediante aria o acqua. Il sistema è composto da:

ƽ estrusore: cilindro contenente una vite che trasporta, fonde e omogeneizza il polimero;

ƽ filiera: utensile che conferisce la forma alla sezione trasversale;

ƽ sistema di raffreddamento: per solidificare il prodotto mantenendo la forma;

ƽ sistema di traino: per tirare il prodotto a velocità costante.

Macchina per l’estrusione di polimeri per la fabbricazione di tubi.

La stampante 3D usa tecnologia additiva di polimeri per costruire l’oggetto strato per strato.

Soffiaggio

Come per il vetro, il soffiaggio dei polimeri è utilizzato per produrre contenitori cavi come bottiglie e flaconi. Esistono due varianti principali:

ƽ soffiaggio per estrusione: una preforma tubolare (parison) viene estrusa e poi gonfiata con aria compressa all’interno di uno stampo.

ƽ Soffiaggio per iniezione: una preforma viene prima stampata a iniezione e poi riscaldata e gonfiata nello stampo finale.

Tecnologie innovative

L’evoluzione tecnologica ha portato allo sviluppo di processi sempre più sofisticati:

ƽ stampaggio assistito da gas: permette di ottenere pezzi con sezioni cave riducendo peso e tempi di ciclo.

ƽ Stampaggio multi-componente: consente di realizzare prodotti con materiali diversi in un unico ciclo.

ƽ Stampa 3D di polimeri: tecnologia additiva che costruisce l’oggetto strato per strato, ideale per prototipazione e piccole serie.

4|Gomma ed elastomeri

Gli elastomeri sono un tipo particolare di materiali plastici che si distinguono per la loro straordinaria elasticità: possono essere allungati, piegati o deformati e poi ritornare rapidamente alla forma originale quando la forza cessa.

Il caucciù e la vulcanizzazione

Il caucciù, il più conosciuto tra gli elastomeri naturali, si ricava dal lattice dell’albero Hevea brasiliensis, originario dell’Amazzonia: un liquido lattiginoso che contiene minuscole particelle di poliisoprene, un polimero naturale.

Pur avendo un’elevata elasticità e una buona resistenza all’abrasione e ai gas, il caucciù naturale non è ideale per molti usi industriali perché è sensibile al calore e agli agenti atmosferici, che con il tempo lo rendono fragile e meno affidabile.

Per superare questi limiti fu decisiva la scoperta della vulcanizzazione, realizzata nel 1839 da Charles Goodyear: il caucciù viene riscaldato con zolfo, che crea legami tra le catene molecolari, rendendo la gomma più resistente e stabile alle variazioni di temperatura, senza perdere l’elasticità anche dopo un uso prolungato.

Elastomeri sintetici

Durante la Prima guerra mondiale, la mancanza di caucciù naturale spinse gli scienziati a creare elastomeri sintetici, cioè prodotti in laboratorio. Tra questi, i più importanti sono:

ƽ stirene-butadiene (SBR), usato per gli pneumatici;

ƽ neoprene, resistente a oli e intemperie;

ƽ gomma nitrilica (NBR), molto adatta per guarnizioni e tubi a contatto con carburanti;

ƽ gomma siliconica, che mantiene la sua elasticità anche a temperature estreme, motivo per cui viene usata in aerospazio e medicina.

Usi della gomma e degli elastomeri

Oggi gli elastomeri sono presenti in moltissimi oggetti della vita quotidiana e industriale: pneumatici e guarnizioni, suole di scarpe, guanti chirurgici, cavi elettrici, sigillanti per edifici e membrane impermeabili. La scelta del tipo di gomma dipende sempre dalle condizioni di utilizzo, come la temperatura, il contatto con oli o solventi e la durata che si desidera ottenere.

Gli elastomeri, naturali o sintetici, rappresentano quindi un materiale estremamente utile e versatile, capace di unire elasticità e resistenza in moltissimi ambiti della tecnologia moderna.

La gomma non è biodegradabile e può impiegare decenni per degradarsi nell’ambiente. È possibile un processo di rigenerazione, per creare guarnizioni, tappetini o suole di scarpe, ma il riciclo completo non è ancora possibile.

Post-it

Goodyear scoprì la vulcanizzazione per caso, lasciando cadere accidentalmente una miscela di caucciù e zolfo su una stufa calda. Il materiale risultante non si scioglieva più al calore.

Pneumatici per auto.

CICLO TECNOLOGICO DELLA VULCANIZZAZIONE DELLA GOMMA

Inizio del processo

• Preparazione della gomma grezza o del caucciù da trattare

Miscelazione dei componenti

• Alla gomma si aggiungono zolfo, acceleranti, antiossidanti e altri additivi

Riscaldamento (vulcanizzazione)

• La miscela viene riscaldata a circa 140–180 °C per un tempo controllato. Durante il riscaldamento, lo zolfo crea legami chimici (detti ponti di zolfo) tra le catene polimeriche

Raffreddamento

• La gomma vulcanizzata viene raffreddata lentamente, per fissare la nuova struttura molecolare

Green Corner

1| Plastica e ambiente

L’industria della plastica sta vivendo una grande trasformazione per diventare più sostenibile e ridurre l’impatto sull’ambiente.

Ogni anno nel mondo si producono oltre 350 milioni di tonnellate di plastica, ma solo una piccola parte viene riciclata: il resto finisce nelle discariche, negli inceneritori o in mare.

PLASTIC FREE mini LAB

Una scuola plastic free

Oggi molte scuole e città stanno cercando di diventare “plastic free”, cioè di ridurre al minimo l’uso della plastica usa e getta.

Ciò significa sostituire bottiglie, bicchieri e posate di plastica con materiali riutilizzabili o biodegradabili, come l’alluminio, l’acciaio o il bambù.

Anche piccole azioni quotidiane, come portare una borraccia, usare contenitori riutilizzabili per la merenda o fare la raccolta differenziata, contribuiscono a proteggere l’ambiente e a ridurre i rifiuti.

Disegna una locandina “Scuola plastic free” con tre consigli per aiutare i tuoi compagni a ridurre la plastica.

Le microplastiche, minuscole particelle che derivano dalla rottura di oggetti più grandi o dal lavaggio dei tessuti sintetici, rappresentano oggi una delle sfide ambientali più gravi, perché contaminano acqua, suolo e aria e sono pericolose anche per la nostra salute.

Strategie per l’economia circolare

Per affrontare questo problema si sta sviluppando l’economia circolare, che si basa su tre idee principali:

ƽ ridurre, che significa progettare oggetti con meno plastica o con materiali alternativi;

ƽ riutilizzare, che vuol dire allungare la vita dei prodotti;

ƽ riciclare, che consiste nel trasformare i rifiuti in nuovi materiali.

Riciclare la plastica

Non tutte le plastiche sono riciclabili, anche se molte possono esserlo con le tecnologie giuste.

Le plastiche termoplastiche, come il PET (bottiglie), il PE (sacchetti, flaconi) e il PP (tappi, contenitori), possono essere rifuse e modellate più volte, quindi sono riciclabili. Per questo sono le più diffuse nei sistemi di raccolta differenziata.

Le plastiche termoindurenti, invece, come le resine epossidiche, le fenoliche o i poliesteri termoindurenti, non possono essere rifuse dopo l’indurimento: una volta solidificate, non tornano più morbide con il calore.

Per questo motivo non sono riciclabili con i metodi tradizionali, anche se la ricerca sta sviluppando nuove tecniche di riciclo chimico per recuperare almeno parte del materiale. Per il riciclo si usano due metodi:

ƽ il riciclo meccanico è il più comune: la plastica viene raccolta, pulita, triturata e fusa per ottenere nuovi granuli.

ƽ Il riciclo chimico, invece, scompone i polimeri nei loro componenti originali, permettendo di ottenere plastiche nuove con la stessa qualità di quelle vergini.

Post-it

Ogni minuto, l’equivalente di un camion della spazzatura pieno di plastica finisce negli oceani. Si stima che nel 2050 ci sarà più plastica che pesce nei mari, in peso.

2| Bioplastiche: alternativa sostenibile

Un’altra strada promettente è quella delle bioplastiche, cioè plastiche ottenute da fonti rinnovabili o biodegradabili.

Il PLA (acido polilattico) è ottenuto dalla fermentazione di zuccheri vegetali e è compostabile industrialmente. Viene utilizzato per imballaggi alimentari, stoviglie monouso e filamenti per stampa 3D.

I PHA (poliidrossialcanoati) sono prodotti da batteri che li accumulano come riserva energetica. Sono completamente biodegradabili anche in ambiente marino.

3| Innovazioni tecnologiche

Le nuove tecnologie stanno dando un grande aiuto: l’Intelligenza Artificiale migliora la raccolta differenziata e la separazione dei materiali, mentre il design for recycling permette di progettare prodotti più facili da riciclare.

Sistemi digitali come la blockchain aiutano anche a tracciare il ciclo di vita delle plastiche, dal produttore al riciclatore.

4| Normative e certificazioni

La legislazione europea sta guidando la transizione verso la sostenibilità. La direttiva SUP (Single Use Plastics) vieta alcuni prodotti monouso e impone obiettivi di riciclo.

La strategia europea per la plastica mira a rendere tutti gli imballaggi plastici riutilizzabili o riciclabili entro il 2030. La tassonomia verde, infine, classifica le attività economiche sostenibili per orientare gli investimenti. Le certificazioni principali includono:

ƽ OK compost: per materiali compostabili industrialmente;

ƽ Seedling: logo europeo per prodotti compostabili;

ƽ ISCC PLUS: certificazione per materiali bio-based e riciclati.

5| Sfide future

Le principali sfide per il futuro della plastica possono essere:

ƽ tecniche, con lo sviluppo di tecnologie di riciclo per polimeri complessi e multimateriale;

ƽ economiche, per rendere competitive le plastiche riciclate rispetto a quelle vergini;

ƽ sociali, per educare i consumatori a comportamenti sostenibili e supportare la transizione dei lavoratori;

ƽ normative: armonizzare le regolamentazioni a livello globale per evitare che alcuni Paesi non rispettino le regole di tutela dell’ambiente.

La transizione verso la sostenibilità richiede un approccio sistemico che coinvolga produttori, consumatori, istituzioni e ricerca scientifica in uno sforzo coordinato per ripensare completamente il nostro rapporto con i materiali plastici.

Post-it

Alcuni batteri marini possono degradare completamente una bottiglia di PHA in poche settimane, mentre una bottiglia di PET può persistere per centinaia di anni.

Ciclo di vita di una bottiglia di plastica, in ottica di economia circolare

Per saperne di

più

• www.corepla.it/target/scuola/

• www.plastmagazine.it

• www.federazionegommaplastica.it

• plasticseuropeitalia.federchimica.it

Intelligenza Arti ciale IA

5| I materiali compositi

Glossario

Matrice: è la parte plastica, che mantiene unite le fibre, distribuisce gli sforzi e protegge dagli agenti esterni.

Rinforzo: è formato da fibre (di vetro, di carbonio ecc.) o da particelle che rendono il materiale molto resistente e rigido.

Il casco da motociclista è spesso rinforzato con fibre di Kevlar.

Post-it

Le fibre di carbonio furono sviluppate negli anni ‘60 per l’industria aerospaziale. Oggi una bicicletta da corsa in carbonio può pesare meno di 7 kg pur essendo più resistente di una in acciaio.

Diversi attrezzi sportivi, come le tavole da snowboard, sono costituiti da materiali compositi. Per esempio, nel guscio preformato del fondo della tavola da snowboard (matrice) viene iniettata a alta pressione una resina poliuretanica.

I materiali compositi rappresentano una delle frontiere più avanzate dell’ingegneria dei materiali. Combinando una matrice polimerica con fibre di rinforzo, si ottengono materiali con proprietà superiori a quelle dei componenti singoli.

Principi di base

Un materiale composito è un materiale formato da due parti che sono combinate per ottenere un materiale più forte e resistente.

La matrice è la parte che tiene tutto unito e dà forma al materiale. Di solito è fatta con una resina (come quella epossidica o poliestere) e serve a proteggere le fibre, a trasmettere la forza e a mantenere stabile la struttura.

Il rinforzo è formato da fibre, che possono essere di vetro, carbonio o Kevlar. Queste fibre rendono il materiale molto resistente e rigido, soprattutto nella direzione in cui sono disposte, e lo aiutano a non rompersi facilmente.

Insieme, matrice e rinforzo formano un materiale leggero ma molto resistente, usato per costruire aerei, auto da corsa, biciclette, barche e anche edifici moderni.

Tipi di fibre di rinforzo

ƽ Fibre di vetro: le più economiche e diffuse, offrono buon rapporto prestazioni/costo. Utilizzate in nautica, edilizia e industria automobilistica.

ƽ Fibre di carbonio: caratterizzate da elevata rigidità e resistenza specifica (rapporto proprietà/peso). Impiegate in aeronautica, Formula 1 e attrezzature sportive di alta gamma.

ƽ Fibre aramidiche (Kevlar): eccellente resistenza agli impatti e alla fatica. Utilizzate per giubbotti antiproiettile, caschi e componenti soggetti a sollecitazioni dinamiche.

ƽ Fibre naturali: lino, canapa, juta stanno guadagnando interesse per applicazioni sostenibili con prestazioni moderate.

Processi produttivi

I metodi di produzione dei compositi sono diversi.

Il più semplice è l’hand lay-up, in cui le fibre vengono sistemate a mano nello stampo e impregnate con la resina: è usato per pezzi unici o piccole produzioni di racchette, sci o tavole da surf.

Il Resin Transfer Molding (RTM) utilizza stampi chiusi: la resina viene iniettata sotto pressione e si ottengono superfici lisce e precise. Nell’autoclave, invece, il materiale viene riscaldato e compresso a alta pressione, producendo pezzi di altissima qualità, usati soprattutto in aeronautica.

Infine, con la pultrusione si realizzano profilati continui (come tubi o aste) tirando le fibre impregnate di resina attraverso una filiera riscaldata.

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1| Il cruciverba dei polimeri

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

2| Anagrammi tecnici

Orizzontali

1. Macromolecola formata da unità ripetute

2. Plastica che può essere riscaldata e modellata più volte

3. Processo continuo per produrre profilati

Verticali

4. Unità base che forma i polimeri

5 Processo che migliora le proprietà della gomma

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati ai polimeri:

a. LENTIEPOILE (materia prima)

b. LIROPPILENOPE (materia prima)

c. LISTLOROPOI (materiale polimero)

d. CHEITELAB (materiale plastico)

e. METRICA (base dei materiali compositi)

3| Quiz lampo: rispondi vero o falso

1. Il PET è utilizzato principalmente per bottiglie di bevande. (V/F)

2. La bachelite fu il primo polimero completamente sintetico. (V/F)

3. Gli elastomeri perdono definitivamente la forma dopo deformazione. (V/F)

4. Il riciclo chimico può produrre polimeri con proprietà identiche all’originale. (V/F)

5. Le bioplastiche sono sempre biodegradabili. (V/F)

Materiali polimerici

L’essenziale

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Plastica: materiali, green jobs e futuro

Per chi è interessata/o ai materiali compositi e polimerici, sono adatti gli Istituti Tecnici Industriali (indirizzo Chimica, materiali e biotecnologie) e gli Istituti professionali per l’industria e l’artigianato, dove si studiano tecnologia dei materiali, sostenibilità e produzione industriale. Tra le professioni più interessanti, soprattutto in ottica di green jobs, troviamo la/il tecnica/o dei materiali innovativi, che progetta e testa plastiche, bioplastiche e materiali compositi più leggeri e facilmente riciclabili.

La/il tecnica/o ambientale si occupa invece della gestione dei rifiuti, del riciclo e del controllo dell’impatto ecologico dei processi produttivi. Accanto a loro opera la/il chimica/o dei polimeri, che sviluppa nuovi materiali biodegradabili o ottenuti da fonti rinnovabili.

Infine, l’operatrice/l’operatore di laboratorio industriale verifica la qualità, la sicurezza e le prestazioni dei materiali impiegati nella produzione.

I materiali polimerici

I materiali polimerici, comunemente chiamati plastiche, sono sostanze organiche formate da catene di molecole (polimeri). Si ottengono per lo più da petrolio e gas naturale, ma anche da fonti rinnovabili come l’amido di mais o la canna da zucchero.

Un po’ di storia

La storia della plastica inizia nell’Ottocento con la Parkesina, seguita nel Novecento dalla Bachelite (1907), dal polietilene, dal nylon e dal teflon. Negli anni Cinquanta, grazie al lavoro di Giulio Natta, premio Nobel per la Chimica nel 1963, nascono i polimeri moderni, più resistenti e versatili.

Tipi di plastiche

Le plastiche possono essere naturali (bioplastiche), artificiali (da sostanze naturali modificate chimicamente) o sintetiche, derivate da composti del petrolio. In base al comportamento al calore si distinguono in termoplastiche, che possono essere rifuse e riciclate, e termoindurenti, che una volta indurite non possono più essere rimodellate.

Le lavorazioni industriali

Le plastiche vengono trasformate in oggetti di uso quotidiano mediante estrusione, stampaggio a iniezione o soffiaggio, che permettono di ottenere bottiglie, tubi e componenti di precisione. Le tecnologie più recenti, come la stampa 3D, consentono di creare prodotti personalizzati e prototipi con grande rapidità.

Elastomeri e gomma

Un gruppo particolare di polimeri è quello degli elastomeri, come la gomma naturale e le gomme sintetiche (SBR, neoprene, silicone). Grazie alla vulcanizzazione, scoperta da Charles Goodyear, la gomma diventa più stabile, resistente e mantiene la sua elasticità anche con variazioni di temperatura.

Materiali compositi

I materiali compositi combinano una matrice polimerica con fibre di rinforzo (vetro, carbonio, kevlar), creando strutture leggere ma molto resistenti. Questi materiali trovano impiego in aeronautica, automobilismo, edilizia e sport, per leggerezza e alte prestazioni.

Plastica e sostenibilità

Oggi l’industria dei polimeri sta affrontando la sfida della sostenibilità. L’economia circolare promuove tre azioni fondamentali: ridurre, riutilizzare e riciclare. Il riciclo meccanico trasforma la plastica in nuovi granuli, mentre il riciclo chimico scompone i polimeri nei loro componenti originari.

Le bioplastiche

Le bioplastiche, come PLA e PHA, rappresentano una valida alternativa alle plastiche tradizionali: sono prodotte da fonti naturali e possono essere biodegradabili o compostabili, contribuendo a ridurre l’impatto ambientale.

Fibre tessili 07

Pensa un po’...

Come si ottiene un filo resistente partendo da fibre di cotone lunghe pochi centimetri?

Perché alcuni tessuti assorbono l’umidità mentre altri la respingono?

Quale impatto ambientale ha la produzione di una semplice t-shirt?

Sei alla MODA?

La maglietta che indossi, i jeans che preferisci, il giubbino che metti, sono il risultato di cicli tecnologici complessi che trasformano fibre naturali e sintetiche in prodotti finiti.

Dalle prime tecniche di filatura sviluppate migliaia di anni fa alle moderne "smart fabric", che integrano sensori elettronici e intelligenza artificiale, questo comparto industriale continua a evolversi combinando tradizione artigianale e innovazione tecnologica. Il sistema moda-abbigliamento unisce poi creatività, lavoro e cultura, creando prodotti che esprimono identità e stile e che fanno parte importante dell’economia e della società.

INVESTIGATORI dei tessuti

Prima di iniziare il nostro viaggio nel mondo delle fibre tessili, realizziamo un’indagine pratica. Raccogli campioni di tessuti diversi: cotone (maglietta), lana (maglione), poliestere (giacca sportiva), misto (jeans).

Osserva con una lente di ingrandimento la struttura delle fibre, toccale per percepire la consistenza, prova a sfilacciare un piccolo lembo per vedere come si comportano. Annota le tue osservazioni: questo sarà il punto di partenza per comprendere le caratteristiche e le differenze tra i vari materiali tessili.

Flipped Classroom

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa concettuale

Fibre tessili

FIBRE NATURALI

• Vegetali (cotone, lino, canapa)

• Animali (lana, seta, mohair)

FIBRE ARTIFICIALI

• Da cellulosa (viscosa, acetato)

• Da proteine (caseina, alginate)

LEZIONE IN POWERPOINT

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

FIBRE SINTETICHE

• Poliammidiche (nylon, aramidi)

• Poliestere (PET, PBT)

• Acriliche (PAN, modacriliche)

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Classificare le fibre tessili secondo origine, proprietà e processi di produzione.

• Analizzare il ciclo tecnologico completo dalla fibra al prodotto finito.

• Valutare l’impatto ambientale e sociale dell’industria tessile.

Competenze

• Riconoscere e descrivere i processi di trasformazione delle materie prime tessili.

• Utilizzare strumenti di analisi per identificare le proprietà delle fibre.

• Proporre soluzioni sostenibili per ridurre l’impatto ambientale del settore.

CICLO TECNOLOGICO

• Filatura  Tessitura  Tintura 

Confezione  Distribuzione

SOSTENIBILITÀ

• Riciclo delle fibre

• Processi eco-compatibili

• Economia circolare

• Smart textiles

• Nanotecnologie

• Biomateriali INNOVAZIONI

1| Le fibre tessili

Le fibre tessili sono materiali di origine naturale o prodotti dall’uomo che possono essere trasformati in filati e successivamente in tessuti.

In relazione all’origine e ai processi di produzione, possiamo classificare le fibre tessili in tre grandi categorie:

ƽ fibre naturali: ottenute direttamente da organismi vegetali o animali senza modificazioni chimiche della struttura molecolare. Includono, per esempio, cotone, lino, canapa (vegetali) e lana, seta, mohair (animali).

ƽ Fibre artificiali: prodotte dall’uomo utilizzando polimeri naturali (cellulosa, proteine) attraverso processi chimico-fisici che ne modificano la struttura. Le principali sono viscosa, acetato, cupro.

ƽ Fibre sintetiche: ottenute mediante sintesi chimica di monomeri derivati dal petrolio o da altre fonti. Comprendono poliestere, nylon, acrilico, polipropilene.

Ogni categoria presenta caratteristiche specifiche che ne determinano l’impiego. Le fibre naturali offrono comfort e traspirabilità ma possono presentare limitazioni in termini di resistenza e durata.

Le fibre chimiche (artificiali e sintetiche) permettono di ottenere proprietà specifiche come impermeabilità, elasticità, resistenza agli agenti chimici.

Le fibre naturali rappresentano il punto di partenza dell’industria tessile e mantengono ancora oggi un ruolo fondamentale nonostante lo sviluppo delle fibre chimiche. Dalle fibre tessili nascono poi i filati e i tessuti, che vengono trasformati in abiti e accessori: così prende vita il sistema moda, dove creatività, tecnologia e industria lavorano insieme.

nel TEMPO…

Nelle civiltà antiche

La storia delle fibre tessili è antichissima.

Già nel 8000 a.C. in Mesopotamia si lavorava il lino, mentre intorno al 5000 a.C. nella valle dell’Indo si coltivava il cotone

In Cina, verso il 2700 a.C., fu scoperta la seta, un materiale prezioso che divenne simbolo di eleganza e raffinatezza. Per lunghi secoli la filatura e la tessitura furono eseguite a mano, con pazienza e lentezza.

Lavorazioni industriali

Con la Rivoluzione industriale del XVIII secolo, la produzione dei tessuti cambiò completamente.

L’invenzione del telaio meccanico (1785) rese più veloci e automatici i processi di filatura e tessitura, aumentando velocità e quantità di produzione e riducendo i costi.

Nel 1884, il francese Chardonnet creò la prima seta artificiale (a base di nitrocellulosa). Poi, nel 1935, la ditta americana DuPont inventò il nylon, e nel 1941 in Inghilterra fu prodotto il poliestere, una fibra resistente e facile da mantenere.

A partire dal 2000, la ricerca ha portato alla creazione dei tessuti intelligenti (smart textiles), capaci di reagire a luce, calore o movimento. Oggi il mondo dei tessuti unisce tradizione, scienza e tecnologia, continuando a evolversi e a sorprenderci.

Glossario

Fibra tessile: materiale caratterizzato da elevato rapporto lunghezza/diametro, flessibilità e resistenza, adatto alla trasformazione in filati.

Il termine “tessile” deriva dal latino “texere” che significa intrecciare. La parola “fibra” viene invece da “fibra”, che in latino indicava i filamenti delle radici delle piante.

L’industria tessile rappresenta oggi un settore globale che vale oltre

1.500 miliardi di dollari e impiega più di 75 milioni di persone nel mondo.

2| Le fibre tessili naturali

Pianta di cotone, con i caratteristici fiocchi.

CICLO TECNOLOGICO DEL COTONE

Raccolta dei fiocchi

• Può essere meccanica o manuale

Sgranatura

• Si separano le fibre dai semi mediante cilindri dentati rotanti

Cardatura e pettinatura

• Le fibre vengono pulite e allineate

Fiori, fusto e semi della pianta del lino.

Il cotone: la fibra più utilizzata al mondo

Il cotone rappresenta circa il 25% della produzione mondiale di fibre tessili. Si coltiva soprattutto nei Paesi caldi, con clima secco e soleggiato. I principali produttori sono Cina, India, Stati Uniti, Brasile ed Egitto. La fibra di cotone è costituita principalmente da cellulosa (94%) organizzata in strutture cristalline che conferiscono resistenza meccanica. La presenza di cere naturali (0,6%) e proteine (1,3%) influenza le proprietà di assorbimento e tintura.

Il processo di trasformazione del cotone inizia con la raccolta meccanica o manuale dei fiocchi dalla capsula della pianta.

La sgranatura separa le fibre dai semi utilizzando cilindri dentati rotanti. La cardatura allinea le fibre eliminando le impurità più grossolane, mentre la pettinatura rimuove le fibre corte ottenendo un nastro uniforme. Le proprietà del cotone lo rendono ideale per l’abbigliamento: elevata igroscopicità (8-10% di umidità), buona resistenza alla trazione (3-5 g/den), stabilità dimensionale e facilità di tintura. La struttura cava della fibra favorisce l’assorbimento dell’umidità corporea garantendo comfort termico.

Resistenza alla trazione

Si misura di g/den, grammi per denier.

• Grammi (g): la forza necessaria per rompere la fibra.

• Denier (den): misura lo spessore della fibra, cioè quanti grammi pesa un filo lungo 9000 metri.

Igroscopicità Capacità di assorbire l'umidità.

Elasticità Capacità di una fibra di allungarsi e tornare alla forma iniziale.

Conducibilità termica Capacità di una fibra di trasmettere o trattenere il calore.

Il lino: resistenza e freschezza

Il lino si ottiene dalle fibre del fusto della pianta Linum usitatissimum. Le fibre, lunghe 15-20 cm, sono costituite da fasci di cellule unite da lignina e pectine.

Il lino cresce meglio nei Paesi dal clima fresco e umido. È coltivato soprattutto in Europa settentrionale (soprattutto Francia, Belgio e Paesi Bassi) e anche in Russia.

Il processo di macerazione biologica o chimica scioglie le sostanze cementizie permettendo la separazione delle fibre.

La stigliatura rompe meccanicamente il fusto legnoso, mentre la pettinatura allinea le fibre lunghe (lino pettinato) separandole da quelle corte (stoppa).

Il lino presenta elevata resistenza alla trazione (6-8 g/den), bassa elasticità e ottima conducibilità termica che conferisce la caratteristica sensazione di freschezza.

La lana: isolamento termico e elasticità

La lana è una fibra naturale che si ottiene dal vello della pecora e, in quantità minori, da altri animali come capre (cashmere, mohair), conigli (angora) e camelidi (alpaca, lama).

I principali Paesi produttori sono Australia, Nuova Zelanda, Cina, Regno Unito e Sudafrica.

La lana è costituita principalmente da cheratina, la stessa proteina di capelli e unghie umane. La sua superficie è coperta da piccole scaglie, simili a quelle di un pesce. Quando la lana viene bagnata, scaldata e strofinata, queste scaglie si incastrano tra loro, facendo diventare il tessuto più compatto e spesso. Questo fenomeno si chiama infeltrimento. Il processo di lavorazione inizia con la tosatura degli animali (pecore, capre, cammelli).

Il lavaggio rimuove il grasso naturale (lanolina) e le impurità utilizzando detergenti alcalini. La cardatura apre e mescola le fibre, mentre la pettinatura seleziona quelle più lunghe e uniformi.

La lana presenta eccellenti proprietà isolanti grazie alla struttura ondulata che intrappola aria.

L’igroscopicità elevata (13-18%) permette di assorbire umidità senza dare sensazione di bagnato. L' elasticità naturale (30-50% di allungamento) conferisce resistenza alle pieghe e facilità di stiratura.

Ha conducibilità termica bassa, per cui trattiene l’aria tra le fibre e mantiene il calore corporeo.

La seta: lucentezza e resistenza

CICLO TECNOLOGICO DELLA LANA

Tosatura

• Si taglia il vello della pecora per ottenere la lana grezza

Lavaggio e sgrassaggio

• Si rimuovono terra, grasso, lanolina e altre impurità

Cardatura

• Si aprono le fibre, si puliscono e si allineano per prepararle alla filatura

Pettinatura

• Si rimuovono le fibre più corte e si ottiene un gruppo più regolare per filati fini

A sinistra, tosatura della pecora.

La seta è l’unica fibra naturale continua, prodotta dal baco da seta (Bombyx mori) sotto forma di bozzolo.

Il filamento, lungo fino a 1500 metri, è costituito da due proteine: fibroina (75%) che forma il nucleo resistente, e sericina (25%) che agisce da collante naturale.

Il processo di trattura scioglie la sericina in acqua calda permettendo di svolgere contemporaneamente 4-8 bozzoli per ottenere un filo di seta greggia. La torcitura conferisce resistenza e uniformità al filato, mentre la sgommatura rimuove completamente la sericina rivelando la lucentezza naturale che rende la seta molto pregiata.

Ha elevata resistenza, discreta elasticità e bassa conducibilità termica.

La seta è una fibra delicata, sensibile alla luce del sole e al calore, quindi va trattata con cura.

A destra, trattura manuale del filo di seta dal bozzolo.

Il cotone è costituito principalmente da cellulosa. V F

Il lino si ottiene dalle foglie della pianta. V F

La seta è l'unica fibra naturale continua. V F

3| Le fibre artificiali

Le fibre artificiali sono nate per superare i limiti delle fibre naturali, mantenendone però alcune qualità positive.

Glossario

Viscosa: il nome “viscosa” deriva dalla consistenza viscosa della soluzione della cellulosa. Il termine “rayon” utilizzato in America deriva da “ray” (raggio) per la lucentezza della fibra.

Tessuto in fibra di rayon, la seta "artificiale".

Post-it

A causa della tendenza a caricarsi elettricamente, i tessuti in acetato vengono spesso trattati con prodotti antistatici per evitare l’effetto “scossa”.

mini TEST

La prima fibra artificiale fu inventata nel 1884. V F

Il raion viscosa è detto anche "seta artificiale". V F

L'acetato di cellulosa resiste molto bene al calore. V F

Si ottengono da sostanze naturali (soprattutto cellulosa, ricavata dal legno) che vengono trasformate chimicamente e poi riconvertite in filamenti sottili simili a quelli naturali.

Il raion viscosa – La seta artificiale

La viscosa è stata la prima fibra artificiale prodotta su larga scala, nel 1905, e ancora oggi rappresenta la maggior parte di questo gruppo di fibre. Si ottiene, come detto, partendo dalla cellulosa del legno, che viene rigenerata, cioè trattata con sostanze chimiche per diventare una "pasta" viscosa.

Questa soluzione viene poi spinta attraverso piccoli fori (filiere) formando lunghi filamenti che vengono immersi in un bagno acido per diventare fibre solide. Il risultato è una fibra lucente e morbida, simile alla seta, commercialmente chiamata raion (o rayon), che si tinge facilmente e assorbe bene l’umidità.

Tuttavia, la viscosa è meno resistente del cotone, soprattutto quando è bagnata, e tende a restringersi o deformarsi se non trattata correttamente.

L’acetato di cellulosa – Lucentezza e leggerezza

L’ acetato di cellulosa si produce invece usando solventi e aria calda che trasformano la pasta di cellulosa in filamenti. Questa fibra è leggera, elastica, resiste bene alle pieghe e si asciuga rapidamente, ma è delicata e può rovinarsi se esposta a un calore eccessivo. Si usa in abbigliamento (per foulard e camicette), arredamento (tende e rivestimenti) ma anche per montature di occhiali, pellicole fotografiche tradizionali.

Sicurezza

La produzione delle fibre artificiali richiede grande attenzione e controllo in ogni fase. La cellulosa di partenza deve essere di buona qualità, perché da essa dipendono la resistenza, la lucentezza e la regolarità delle fibre ottenute. Durante la lavorazione, vengono usate sostanze chimiche come soda caustica, solfuro di carbonio o acido solforico. Questi prodotti, se non gestiti con cura, possono essere irritanti o tossici, perciò negli impianti moderni si lavora con sistemi di ventilazione, filtri e protezioni per garantire la sicurezza degli operatori. I lavoratori indossano guanti, mascherine e abiti protettivi, e i macchinari sono chiusi per evitare dispersioni di vapori.

Anche i tessuti realizzati con fibre non naturali, come viscosa, acetato o poliestere, richiedono attenzione. Alcuni, se esposti a fonti di calore, possono fondere o rilasciare sostanze irritanti; per questo è importante rispettare le etichette di lavaggio e stiratura.

4| Le fibre sintetiche

Le fibre sintetiche rappresentano la più grande rivoluzione tecnologica dell’industria tessile del XX secolo.

Ottenute mediante sintesi chimica di monomeri derivati principalmente dal petrolio, offrono proprietà specifiche difficilmente ottenibili con fibre naturali o artificiali.

Nella tabella sono descritte le principali fibre sintetiche, con un conseguente approfondimento sul nylon, fibra sintetica con la quale sono tessuti anche i paracadute.

Nome della fibra Origine

Nylon (poliammide)

Deriva dal petrolio

Poliestere

Acrilico

Polipropilene

Elastan (Spandex o Lycra)

PVC (cloruro di polivinile)

Deriva dal petrolio e è la più prodotta al mondo

Deriva dal petrolio

Deriva dal gas naturale o dal petrolio

Deriva dal petrolio

Deriva da petrolio e cloro

Caratteristiche principali Usi più comuni

Molto resistente, elastico, leggero, si asciuga in fretta

Resistente, non si stropiccia, si asciuga rapidamente, facile da lavare

Morbido e caldo, simile alla lana, leggero e resistente alla luce

Molto leggero, impermeabile, resistente agli agenti chimici

Altamente elastico, si allunga fino a 5 volte e torna alla forma

Impermeabile, resistente ma poco traspirante

Il nylon – Resistenza ed elasticità

Calze, costumi da bagno, paracaduti, tessuti sportivi

Abbigliamento, tende, imbottiture, tessuti tecnici

Maglioni, coperte, tappeti, peluche

Tessuti tecnici, tappeti, borse, imballaggi

Abbigliamento sportivo, costumi, leggings, biancheria

Giacche antipioggia, stivali, tessuti spalmati, tappezzeria

Il nylon è stata la prima fibra completamente sintetica, creata nel 1935 dal chimico Wallace Carothers nei laboratori DuPont.

È ottenuto partendo da sostanze derivate dal petrolio, che vengono unite tra loro per formare lunghe catene (polimeri).

Questa struttura rende il nylon una fibra molto resistente e elastica: può allungarsi del 20–30% senza rompersi.

È anche leggero, resiste all’usura, agli oli e a molti solventi chimici.

Per queste qualità, il nylon viene usato per realizzare calze, costumi da bagno, tessuti tecnici, corde e paracadute.

CICLO TECNOLOGICO DEL NYLON

Materia prima: petrolio

• Estrazione dei monomeri dal petrolio

Polimerizzazione

• I monomeri reagiscono formando il polimero: il nylon (poliammide)

Fusione

• Il polimero viene riscaldato fino a diventare una massa fluida

Filatura per fusione

• La massa fusa viene spinta attraverso filiere (piccoli fori) per creare lunghi filamenti

Raffreddamento e solidificazione

• I filamenti si raffreddano e diventano fibre solide e resistenti

Stiratura e avvolgimento

• Le fibre vengono tirate per allineare le molecole e aumentarne la resistenza, poi arrotolate su bobine

Tessitura o maglieria

• Le fibre di nylon vengono utilizzate per creare tessuti e capi d’abbigliamento

5| Dalla fibra al tessuto

CICLO TECNOLOGICO TESSILE

Filatura

• Le fibre vengono stirate e ritorte per formare un filo continuo, sottile e resistente

Orditura

• I fili del filato vengono disposti paralleli e avvolti su un subbio, per costituire l’ordito del tessuto

Tessitura

• Nel telaio, i fili dell’ordito sono tesi e attraversati da altri fili (trama) che vengono inseriti uno dopo l’altro. L’intreccio ordito-trama forma il tessuto grezzo

Tinteggio e/o stampa

• Il tessuto viene colorato in modo uniforme o decorato con motivi stampati, secondo la destinazione d’uso

Finissaggio

• Trattamenti meccanici o chimici (calandratura, antipiega, idrorepellente) migliorano l’aspetto e la funzionalità del tessuto

Controllo qualità

• Si verificano le proprietà fisiche e chimiche del tessuto: resistenza, colore, sicurezza

Tessuto finito

• Pronto per la confezione di abiti, biancheria, arredi e altri prodotti tessili

Il ciclo tecnologico tessile

Il ciclo tecnologico tessile è l’insieme dei processi che trasformano le fibre in tessuti e, infine, in prodotti finiti come abiti o biancheria per la casa. Ogni fase del ciclo aggiunge valore e modifica le caratteristiche del materiale, rendendolo adatto a usi diversi.

La filatura: dal fiocco al filo

La lavorazione comincia con la filatura, il processo che trasforma le fibre sciolte in un filo continuo e resistente.

Le fibre, già pronte per la lavorazione, vengono prima aperte e mescolate per ottenere una massa omogenea.

Successivamente, nella cardatura, i fiocchi vengono separati, puliti e disposti in modo parallelo, formando un nastro sottile di fibre. Nei sistemi più raffinati, una fase di pettinatura elimina le fibre corte, ottenendo filati più uniformi e di migliore qualità.

Nel filatoio, il nastro viene stirato e attorcigliato fino a formare un filo sottile, resistente e regolare.

La torsione è fondamentale: più il filo è attorcigliato, più diventa resistente ma anche rigido; se invece la torsione è minore, il filo risulta più morbido ma meno solido.

Alla fine di questa fase, il filato è pronto per essere avvolto su rocche e usato nei processi successivi.

La tessitura: dall’intreccio al tessuto

Con la tessitura si passa dal filo al tessuto intrecciando in modo ordinato ordito e trama: l’ordito è formato dai fili tesi in senso longitudinale, avvolti sul subbio (un cilindro che li mantiene in tensione e li lascia svolgere), mentre la trama viene inserita trasversalmente da una navetta, a mano o da un sistema meccanico. In base al tipo di intreccio dei fili di trama e ordito (armatura) cambiano aspetto e proprietà del tessuto: la tela è la più semplice e resistente, la saia crea una diagonale ed è più elastica (come il denim), il raso dà una superficie liscia e lucente.

La maglieria

Accanto alla tessitura esiste anche la maglieria, un processo che non intreccia fili perpendicolari come nel telaio, ma utilizza un solo sistema di fili che si avvolgono su sé stessi formando una serie continua di maglie. Le maglie sono piccoli anelli di filo collegati tra loro: questa struttura rende i tessuti a maglia più morbidi, elastici e leggeri rispetto ai tessuti, che invece risultano più compatti e rigidi. Oggi la tecnologia consente di creare anche capi seamless, cioè senza cuciture, direttamente in macchina.

Funzionamento del telaio

VISUAL

Tintura e stampa: colore e fantasia

Quando il tessuto è pronto, passa alla fase di tintura o stampa, che serve a colorarlo e decorarlo. La tintura può avvenire in momenti diversi: nella fibra, durante la sua produzione, per ottenere colori molto resistenti; nel filo, per creare effetti particolari negli intrecci; nel tessuto finito, con la cosiddetta “tintura in pezza”, più flessibile ed economica. I coloranti vengono scelti in base al tipo di fibra e si fissano con processi di calore o vaporizzazione.

La stampa consente di applicare colori e disegni localizzati sul tessuto. I metodi più diffusi sono la stampa a rulli, adatta alle grandi produzioni, la serigrafia, usata per piccole serie o capi artigianali, e la stampa digitale, che permette di riprodurre disegni complessi o personalizzati con grande precisione.

Finissaggio: migliorare l’aspetto e le prestazioni

Il finissaggio è l’ultima fase del ciclo tessile e serve a migliorare l’aspetto, la "mano" (cioè la sensazione al tatto) e le prestazioni del tessuto. Esistono trattamenti di tipo meccanico, come la garzatura, che solleva le fibre creando una superficie morbida; la cimatura, che elimina le fibre sporgenti; o la calandratura, che rende il tessuto più liscio e lucente grazie a rulli caldi e compressione.

I trattamenti chimici modificano invece alcune proprietà. Si possono ottenere tessuti antipiega, che mantengono la forma; idrorepellenti, che respingono l’acqua; antimacchia, che non assorbono i liquidi; oppure antibatterici e ignifughi, più igienici e sicuri.

Controllo qualità e certificazioni

Durante e dopo la produzione, i tessuti vengono sottoposti a controlli di qualità per verificarne le prestazioni. I test misurano la resistenza alla trazione, l’abrasione, la stabilità dimensionale al lavaggio e la solidità del colore alla luce o al sudore.

Tipi di armatura. Dall'alto: tela, saia, raso.

Navetta o spola

Pettine

Subbio d'ordito

Filo di trama

Subbio anteriore

Pedali

Il sistema moda e abbigliamento

CICLO TECNOLOGICO DELL'ABBIGLIAMENTO

Ideazione e progettazione

• Lo stilista o il designer creano il modello e scelgono materiali, colori e dettagli

Modellistica e taglio

• Si realizzano i cartamodelli e si tagliano i tessuti con sistemi manuali o digitali

Confezione

• Le parti tagliate vengono cucite insieme per formare il capo

Stiro e finissaggio

• Il capo viene rifinito, stirato, controllato e preparato per la distribuzione

Controllo qualità e imballaggio

• Si verifica che il prodotto sia perfetto, poi viene confezionato e spedito

L’industria dell’abbigliamento e della moda è una delle più grandi e diffuse. Ogni anno produce miliardi di capi in ogni parte del mondo. Si stima che il suo fatturato mondiale superi i 2.500 miliardi di dollari. Oggi questo settore sta cambiando rapidamente: le nuove tecnologie digitali, la ricerca di sostenibilità ambientale e i nuovi stili di consumo stanno trasformando il modo di produrre, distribuire e utilizzare i vestiti.

Il ciclo tecnologico dell’abbigliamento

Dopo la produzione dei tessuti, inizia il ciclo tecnologico dell’abbigliamento, cioè l’insieme delle fasi che trasformano il tessuto in un capo finito, pronto per essere venduto e indossato. Tutto comincia con l’ideazione e la progettazione. Gli stilisti e i designer immaginano nuovi capi, disegnano i modelli e scelgono con cura i materiali, i colori e gli accessori più adatti. Oggi il lavoro creativo è spesso supportato da software digitali 3D, che permettono di vedere sullo schermo il capo finito prima ancora di tagliare il tessuto. Dal progetto si passa alla modellistica e al taglio. I disegni vengono trasformati in cartamodelli, cioè sagome che servono per tagliare con precisione le varie parti del capo. Questa fase è molto importante, perché da essa dipendono la vestibilità e la resa del modello. Il taglio può essere fatto a mano, con l’aiuto di forbici e tracciati, oppure in modo automatizzato, grazie a grandi tavoli computerizzati che tagliano più strati di tessuto, ottimizzando il consumo di materiale.

Segue la fase di confezione, in cui tutte le parti del capo vengono assemblate e cucite. Le macchine da cucire industriali lavorano in serie, eseguendo con rapidità cuciture, orli, asole, bottoni e applicazioni decorative. Nelle industrie più moderne, robot e bracci meccanici assistono gli operatori nelle operazioni più complesse o ripetitive, garantendo precisione e sicurezza. In questa fase, l’artigianalità e l’esperienza umana restano comunque fondamentali, soprattutto nei capi di alta qualità o su misura.

Una volta cuciti, i capi passano alla fase di stiro e finissaggio. Ogni indumento viene controllato, stirato e rifinito con cura: si eliminano eventuali fili, si applicano etichette, si verificano le misure e si perfezionano i dettagli estetici. Alcuni capi subiscono anche trattamenti particolari, come lavaggi speciali per rendere il tessuto più morbido o con un aspetto usato (è il caso dei jeans) oppure finiture decorative, come ricami o applicazioni.

L’ultima fase è quella del controllo qualità e dell’imballaggio. Si verifica che ogni capo rispetti gli standard di qualità, sicurezza e comfort stabiliti dall’azienda. Si controllano le cuciture, le misure, la solidità dei colori e la pulizia generale del capo. Dopo aver superato tutti i controlli, i prodotti vengono imbustati, piegati o confezionati e preparati per essere spediti ai negozi o ai magazzini online

Tecnologie innovative per il tessile

Le nuove tecnologie stanno rivoluzionando il modo di produrre abbigliamento. La produzione on-demand (cioè “su richiesta”) realizza solo i capi ordinati, evitando sprechi e magazzini inutili.

La stampa 3D consente di creare tessuti e accessori dalle forme complesse e leggere, mentre i telai digitali programmabili producono capi personalizzati con grande precisione.

L’automazione avanzata unisce robotica e Intelligenza Artificiale: i robot possono tagliare, cucire e controllare la qualità dei capi.

I sistemi di visione artificiale riconoscono difetti o errori nel tessuto, garantendo un controllo continuo e accurato.

Digitalizzazione e Industria 5.0

La moda del futuro sarà sempre più digitale e connessa. Grazie all’Internet delle Cose (IoT), ai big data e all’intelligenza artificiale, le aziende possono monitorare in tempo reale la produzione, il consumo energetico e la qualità dei materiali. I sistemi PLM (Product Lifecycle Management) gestiscono digitalmente l’intero ciclo di vita di un prodotto: dall’idea iniziale alla distribuzione, fino al riciclo finale.

La personalizzazione di massa permetterà di produrre abiti su misura per ogni cliente, grazie a configuratori online e algoritmi.

Smart textiles: i tessuti intelligenti

I tessuti intelligenti sono materiali che contengono fibre conduttive o sensori elettronici, capaci di interagire con l’ambiente o con chi li indossa.

ƽ Alcuni tessuti, detti passivi, rilevano informazioni come la temperatura corporea, il battito cardiaco o l’attività muscolare

ƽ Altri, detti attivi, reagiscono agli stimoli esterni: possono cambiare colore con la luce, regolare la temperatura o adattarsi ai movimenti del corpo.

I più avanzati, chiamati tessuti ultra-intelligenti, integrano veri e propri microprocessori e sistemi wireless. Grazie a essi è possibile creare magliette per il fitness con GPS, giacche riscaldanti controllate da smartphone o indumenti medici che monitorano i movimenti durante la riabilitazione.

Un ragazzo corre mentre i suoi indumenti smart sincronizzano i dati sulla salute con il suo smartphone.

Donna che si guarda in uno specchio interattivo di un negozio, che le mostra offerte personalizzate.

mini TEST

Il taglio dei tessuti avviene sempre a mano. V F

Nella confezione le parti del capo vengono cucite insieme. V F

Il finissaggio serve per controllare la qualità del tessuto. V F

Intelligenza Artificiale IA

Green Corner

TESSILE

IN ACTION

1. Prova di assorbimento

Taglia piccoli campioni di cotone, lana e poliestere. Immergi una goccia d’acqua su ciascuno e cronometra il tempo di assorbimento. Il cotone assorbe rapidamente, la lana lentamente, il poliestere respinge l’acqua.

2. Analisi di sostenibilità

Confronta le etichette di due capi simili, uno fast fashion e uno sostenibile. Ricerca online le certificazioni presenti, calcola l’impronta carbonica utilizzando calcolatori online, valuta la durabilità prevista.

3. Disegna e progetta

Progetta un capo di abbigliamento (maglietta, zaino, cappello…) scegliendo materiali sostenibili o riciclati. Descrivi il tipo di tessuto scelto; le sue caratteristiche (morbido, traspirante, impermeabile…); la destinazione d’uso.

1|Sostenibilità nel settore tessile

L’industria tessile affronta oggi una delle sfide ambientali più complesse del settore manifatturiero. La produzione globale di fibre tessili ha raggiunto 120 milioni di tonnellate nel 2024, con un impatto ambientale significativo su risorse idriche, emissioni di gas serra e gestione dei rifiuti.

Impatto ambientale della produzione tessile

ƽ La coltivazione del cotone utilizza il 16% dei pesticidi mondiali pur occupando solo il 2,4% dei terreni agricoli.

ƽ Una t-shirt di cotone richiede mediamente 2700 litri d’acqua per la produzione, equivalenti al consumo di una persona per 2,5 anni.

ƽ Le fibre sintetiche, derivate dal petrolio, contribuiscono alle emissioni di CO2 con 9,52 kg di CO2 equivalente per kg di poliestere prodotto.

ƽ I processi di tintura e finissaggio scaricano annualmente 72 sostanze chimiche tossiche nelle acque, di cui 30 non sono rimovibili dai trattamenti convenzionali.

ƽ L’industria tessile è responsabile del 20% dell’inquinamento idrico globale e del 10% delle emissioni di carbonio.

Riciclo delle fibre e economia circolare

Il riciclo tessile può contribuire a limitare i danni all'ambiente. Può essere meccanico o chimico. Il riciclo meccanico sfilaccia i tessuti usati ottenendo fibre più corte adatte per prodotti non-woven o miscelate con fibre vergini. Il processo mantiene il 70-80% delle proprietà originali ma è limitato a 2-3 cicli.

Il riciclo chimico depolimerizza le fibre sintetiche rigenerando monomeri utilizzabili per nuove polimerizzazioni.

Innovazioni per la sostenibilità

Le fibre bio-based utilizzano materie prime rinnovabili: alghe marine, scarti agricoli, funghi. La fibra di Piñatex si ottiene dalle foglie di ananas, mentre Mylo è una pelle vegana, derivata dal micelio dei funghi. Queste alternative riducono l’impatto ambientale del 60-80% rispetto alle fibre convenzionali.

I coloranti naturali stanno tornando grazie a tecnologie di estrazione avanzate. La curcuma produce gialli brillanti, l’indaco offre blu intensi, la cocciniglia fornisce rossi vivaci. Processi di mordenzatura eco-compatibili utilizzano sali di alluminio e ferro invece di metalli pesanti.

Intelligenza Artificiale per l’ottimizzazione

L’IA ottimizza i processi produttivi riducendo sprechi ed energia. Algoritmi di machine learning predicono la domanda riducendo la sovrapproduzione del 20-30%. Sistemi di visione artificiale identificano difetti nei tessuti evitando scarti di lavorazione.

EDUCAZIONE CIVICA

Moda etica e consumo consapevole

Il movimento slow fashion si contrappone alla "fast fashion" e promuove qualità, durabilità e produzione etica.

Marchi come Patagonia, Eileen Fisher e Stella McCartney integrano la sostenibilità in azienda, utilizzando materiali riciclati, processi a basso impatto e modelli di business circolari.

Il consumo consapevole educa i consumatori su:

ƽ acquisto di qualità;

ƽ cura prolungata dei capi;

ƽ riparazione invece di sostituzione;

ƽ donazione e riciclo a fine vita.

Piattaforme digitali facilitano lo scambio e la rivendita di abbigliamento usato.

2|Leggere le etichette

Quando compriamo o usiamo un capo d’abbigliamento, quasi mai facciamo caso alla sua etichetta, che è interessante perché contiene informazioni molto importanti.

Per legge, ogni prodotto tessile deve avere un’etichetta ben leggibile e resistente, che ci aiuta a conoscere meglio ciò che indossiamo e a prendercene cura nel modo giusto.

Sull’etichetta troviamo prima di tutto la composizione del tessuto, cioè quali fibre sono state utilizzate e in che percentuale.

Ad esempio, possiamo leggere “100% cotone” oppure “80% poliestere, 20% viscosa”. In alcuni casi è indicata anche la provenienza o il marchio del produttore, informazioni utili per capire dove e da chi è stato realizzato il capo.

Un’altra parte importante dell’etichetta riguarda le istruzioni per il lavaggio e la manutenzione. Sono espresse attraverso simboli internazionali, facili da riconoscere e uguali in tutto il mondo.

Ecco i principali:

ƽ vaschetta con un numero: indica la temperatura massima di lavaggio (es. 30 °C, 40 °C, 60 °C).

ƽ Triangolo: riguarda il candeggio; se è vuoto si può usare candeggina, se è barrato no.

ƽ Cerchio: rappresenta il lavaggio a secco; se ha una lettera dentro, indica il tipo di solvente da usare.

ƽ Quadrato con cerchio: indica la possibilità di usare l’asciugatrice; se è barrato, non si deve usare.

ƽ Ferro da stiro: mostra se il capo può essere stirato e a quale temperatura (un puntino = bassa, tre puntini = alta).

Leggere bene le etichette aiuta non solo a conservare più a lungo i nostri vestiti, ma anche a rispettare l’ambiente, evitando lavaggi inutili o temperature troppo alte. Prova anche tu: puoi realizzare, insieme ai compagni, un campionario illustrato di etichette da appendere in classe, per imparare a leggere i tessuti con curiosità e consapevolezza.

Post-it

La fast fashion è un modello di produzione e vendita di abbigliamento che punta a realizzare capi alla moda in tempi molto rapidi e a basso costo.

Le collezioni cambiano spesso per seguire le tendenze, ma questo comporta sprechi di materiali, consumo di risorse e condizioni di lavoro poco sostenibili.

Ecolabel è il marchio di qualità dell'Unione Europea. Indica che i prodotti hanno un basso impatto ambientale.

Ecolabel è il marchio di qualità dell’Unione Europea. Indica che i prodotti hanno un basso impatto ambientale.

Per saperne di più

• www.mimit.gov.it/it/impresa/ competitivita-e-nuove-imprese/ tessile-e-abbigliamento

• www.museodeltessuto.it

• www.museodeltessile.it

• www.confindustriamoda.it

Play test

1| Il cruciverba delle fibre tessili

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

2| Anagrammi tecnici

Orizzontali

3. Fibra sintetica più prodotta al mondo

4. Processo che trasforma fibre in filo continuo

5. Struttura creata dall’intreccio al telaio

6. Fibra vegetale più utilizzata al mondo

7. Materiale di base dell’industria tessile

Verticali

1. Prima fibra completamente sintetica

2. Proprietà che indica la capacità di sopportare sforzi

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alle fibre tessili:

a. NOTECO (fibra vegetale bianca)

b. LYONN (fibra sintetica resistente)

c. TESA (fibra proteica lucente)

d. SAVISCO (fibra artificiale da cellulosa)

e. NITRATU (processo di colorazione)

f. MATAR (fili trasversali del tessuto)

3| Memory della classificazione delle fibre

1. Lana

2. Nylon

3. Lino

4. Viscosa

5. Seta

a. Fibra di origine vegetale

b. Fibra di origine animale

c. Fibra artificiale

d. Fibra sintetica

Lab

Fasi di lavoro

1. Osserva il cartamodello

Inizia guardando con attenzione il cartamodello per riconoscere tutte le parti della Pigotta e capire come dovranno unirsi (corpo, braccia, gambe, eventuali vestiti) e dove sarà utile lasciare un’apertura per l’imbottitura.

2. Progetta il personaggio

Realizza un bozzetto a colori e scegli i materiali e dettagli (viso, capelli, abiti), in modo che l’idea sia chiara e coerente prima di iniziare a tagliare.)

3. Ricalca e ritaglia

Riporta il cartamodello su carta o su stoffa, controlla le misure e la simmetria e ritaglia i pezzi con precisione, preparando tutto ciò che servirà per il montaggio.

Progettare una

Pigotta dell'Unicef

La Pigotta (in dialetto lombardo “bambola di pezza”) è diventata la bambola dell’UNICEF: ogni Pigotta è unica, fatta a mano da grandi e piccoli, e sostiene iniziative di aiuto per i bambini in difficoltà. In questo laboratorio progetterai la tua Pigotta seguendo un cartamodello.

Materiali e attrezzi

• Cartamodello Pigotta direttamente da www.unicef. it/media/come-si-fa-unapigotta/ (stampa su foglio)

• Carta da disegno / quaderno

• Matita, gomma, righello, forbici

• Stoffe di recupero, feltro o pannolenci (facoltativo per prototipo)

• Pennarelli/colore (per bozzetto)

Discipline

COINVOLTE

• Arte e immagine

• Matematica

• Tecnologia

• Italiano

4. Assembla e imbottisci

Unisci le parti cucendo (o fissando) i contorni; rivolta dove necessario, inserisci l’imbottitura in modo uniforme e collega braccia e gambe, chiudendo bene le aperture.

5. Rifinisci e verifica

Aggiungi i particolari decorativi e controlla il risultato: cuciture solide, forma regolare, dettagli puliti e corrispondenza con il progetto iniziale.

1. Ho rispettato cartamodello e misure (simmetrie, margini, parti uguali) senza “aggiustare a caso”?

2. Le cuciture/fissaggi sono solidi e il risultato è pulito (niente strappi, imbottitura uniforme, dettagli ordinati)?

3. Il prodotto finale corrisponde al mio bozzetto e comunica chiaramente il “personaggio” che avevo immaginato?  Autovalutazione

Fibre tessili

L’essenziale

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Academy

Tessile e moda: creatività, tecnica e lavoro

Il settore tessile e della moda offre molte opportunità di lavoro per chi ama creare, progettare e innovare. Dopo la scuola media si può scegliere un Istituto Tecnico Sistema Moda o un Istituto Professionale Industria e Artigianato per il Made in Italy, dove si imparano le basi della progettazione e della produzione dei capi. Dopo il diploma è possibile proseguire con un corso ITS Academy o con l’università, nei campi del design della moda, ingegneria tessile, chimica dei materiali o economia del sistema moda. Nel mondo del lavoro operano figure diverse: le/i designer tessili e le/i modelliste/i progettano tessuti e capi usando software digitali; le/gli ingegnere/i tessili e le/i tecnologa/ tecnologi del colore sviluppano nuovi materiali e processi di tintura; le/i responsabili di produzione e le/i tecniche/tecnici di laboratorio controllano la qualità dei tessuti e dei capi finiti.

Le fibre tessili

Le fibre tessili costituiscono la base dell’industria dell’abbigliamento e rappresentano uno dei settori tecnologici più antichi e innovativi dell’umanità. La loro classificazione in tre grandi categorie (naturali, artificiali e sintetiche) riflette l’evoluzione tecnologica che ha caratterizzato questo comparto industriale.

Un po’ di storia

Le fibre naturali, ottenute direttamente da organismi vegetali e animali, mantengono ancora oggi un ruolo fondamentale grazie alle loro proprietà uniche.

Le fibre artificiali nascono dall’esigenza di superare i limiti delle fibre naturali utilizzando polimeri naturali (cellulosa) modificati chimicamente.

Le fibre sintetiche derivano dal petrolio e hanno rivoluzionato l’industria tessile offrendo proprietà specifiche difficilmente ottenibili con materiali naturali.

Come si producono

Il ciclo tecnologico tessile trasforma le fibre in prodotti finiti attraverso processi integrati di filatura, tessitura (o maglieria), tintoria e finissaggio. La filatura assembla fibre discontinue in fili continui; la tessitura intreccia ordito e trama; la maglieria offre elasticità e comfort; i processi di colorazione e finissaggio modificano l’aspetto e le proprietà funzionali.

Caratteristiche e proprietà

Il cotone, costituito principalmente da cellulosa, offre igroscopicità e comfort; il lino presenta resistenza meccanica e conducibilità termica; la lana garantisce isolamento ed elasticità; la seta combina resistenza e lucentezza. La viscosa, ottenuta dalla cellulosa, mantiene caratteristiche simili al cotone; l’acetato di cellulosa offre termoplasticità e resistenza alle pieghe. Il nylon unisce resistenza all’abrasione ed elasticità; le fibre acriliche imitano la lana.

Tipi di fibre e usi

Le fibre naturali trovano impiego nell’abbigliamento quotidiano e nei tessuti a contatto con la pelle; le artificiali sono simili alle naturali con prestazioni controllate; le sintetiche sono diffuse nell’abbigliamento tecnico, sportivo e nell’arredo, oltre che nei settori a alte prestazioni. Riciclo e sostenibilità

L’industria dell’abbigliamento moderna integra innovazione tecnologica e sostenibilità: tessuti intelligenti, economia circolare, digitalizzazione dei processi.

La sostenibilità è una sfida cruciale: fibre biologiche, processi a basso impatto, sistemi di riciclo avanzati e certificazioni ambientali e sociali garantiscono standard di sostenibilità lungo l’intera filiera.

08

Metalli

Pensa un po’...

Come mai il ferro arrugginisce?

Perché il rame è usato nei cavi elettrici?

Perché le pentole non si deformano con il calore?

Perché alcuni metalli come l’alluminio sono leggeri mentre altri come il piombo sono pesantissimi?

LucenteFORZA

Ognigiornoutilizziamodecinedioggettimetallici:posate, chiavi,biciclette,automobiliecc.Imetallirappresentano laspinadorsaledellanostraciviltàtecnologica:senzadi essinonesisterebberoautomobili,aerei,computer,pontiograttacieli.Imetallisonotraimaterialipiùantichie importantidell’umanità:resistenti,lucenti,conduttorie riciclabili.

Oggi,nell’epocadell’Industria5.0edellasostenibilitàambientale,imetallicontinuanoaevolversi:nuovelegheintelligenti,processiproduttiviabassoimpattoetecnologie diriciclaggioavanzatestannoridefinendoilfuturodella metallurgia.

INVESTIGATORI dei metalli

Raccoglitreoggettimetallicidiversi(es.cucchiaio,filodirame,lattinadi alluminio).Osservaeannota:

•coloreelucentezza;

•seattiranoonounacalamita;

•sesipieganofacilmente;

•sesigraffianoosirompono.

Confrontaletueosservazioniinclasse:qualematerialeèpiùresistente? Qualèilpiùleggero?

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa

concettuale

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere e classificare i principali metalli, distinguendo tra metalli ferrosi e non ferrosi.

• Comprendere i processi di estrazione, produzione e trasformazione dei metalli, dal minerale al prodotto finito.

Competenze

• Saper valutare le conseguenze ambientali e sociali dei processi metallurgici, proponendo soluzioni sostenibili per il futuro.

• Utilizzare il linguaggio tecnico specifico della metallurgia per descrivere processi produttivi e caratteristiche dei materiali.

I metalli

ORIGINE

• Minerali estratti dalle rocce

CLASSIFICAZIONE

• Ferrosi (ferro, ghisa, acciaio)

LEZIONE IN POWERPOINT

• Non ferrosi (rame, alluminio, zinco, piombo)

• Preziosi (argento, oro, platino)

CARATTERISTICHE E PROPRIETÀ

• Chimico-Fisiche (densità, conducibilità termica ed elettrica, punto di fusione, ossidazione)

• Meccaniche (durezza, resistenza, elasticità)

• Tecnologiche (fusibilità, malleabilità, duttilità, saldabilità)

METALLURGIA

• Estrazione del minerale

• Siderurgia (altoforno, acciaieria, laminatoio)

• Elettrolisi (per alluminio, rame)

• Trattamenti termici e superficiali

PRODOTTI E LAVORAZIONI

• Prodotti metallurgici: lingotti, bramme, billette, blumi, lamiere

• Lavorazioni: a caldo, a freddo, fusione, forgiatura, trafilatura

• Applicazioni: edilizia, meccanica, trasporti, energia

SOSTENIBILITÀ

• Riciclo, riduzione di energia e di emissioni, recupero scorie, innovazioni tecnologiche

1| Minerali e metalli

I metalli sono materiali solidi presenti in natura sotto forma di minerali, cioè composti chimici che contengono metallo e altri elementi. Ogni oggetto metallico nasce da un lungo percorso che parte dalle rocce metallifere, attraversa processi di estrazione, fusione e raffinazione, e termina nelle industrie metallurgiche, dove il metallo grezzo si trasforma in materiali resistenti, lucenti e versatili.

I metalli hanno struttura cristallina, formata da atomi disposti in modo ordinato e compatto. Gli elettroni liberi che si muovono tra gli atomi consentono ai metalli di condurre calore ed elettricità e di riflettere la luce, rendendoli lucenti e splendenti.

Oggi i metalli sono ovunque: nelle auto, negli aerei, nei cavi elettrici, nei computer, nelle case e nei ponti, ma la loro produzione ha anche un impatto sull’ambiente. La sfida è quella di produrre e riciclare i metalli in modo sostenibile, riducendo l’uso di energia e l’inquinamento, per continuare a costruire il futuro senza distruggere le risorse della Terra.

Glossario

Terre rare: gruppo di 17 metalli usati intecnologiemoderne(batterie, magneti,computer).Nonsono propriorari,madifficilidaestrarre. Traipiùimportanticisonoil neodimio,ilcerio,illantanioel’ittrio.

Pepitad’oro.L’oroèunmetallo nativo perchésitrovainnatura allostatopuro,senzaessere combinatoconaltrielementi.

Le scoperte sui metalli nell’antichità

Lastoriadell’umanitàpuòessereraccontataattraversoimetalli. Findalleorigini, ogni epoca ha avuto il suo metallo simbolo, che ha segnatoillivellodisviluppotecnicoesocialedelleciviltà.

Intornoall’8000 a.C.,l’uomoimparòalavorareil ramenativo,unodei pochimetallichesitrovanoinnaturaallostatopuro.Conilramerealizzòiprimiutensilimetallici,piùduraturieresistenti.

Verso il 3500 a.C.scoprìche,unendoilrameconlostagno,otteneva unalegapiùdura:nacquecosìil bronzo,concuicostruirearmi,statue, attrezziagricolieoggettid’usoquotidiano,migliorandolavitaeillavoro dell’uomo.

Intornoal 1500 a.C.,conlascopertadellafusionedel ferro,iniziòuna verarivoluzione.Ilferroerapiùabbondantedelrame,maservivano temperaturemoltoalteperlavorarlo.Unavoltaimparatalatecnica,si ottennerostrumentiearmimoltopiùsolidi.

Nuove scoperte nell’era industriale

Dopomoltisecoli,nel 1709,l’ingleseAbrahamDarbytrovòilmododi fondereilferrousandoil coke,uncombustibilederivatodalcarbone. Questoresepossibileunaproduzionecontinuaeabbondante,aprendo lastradaallaRivoluzioneIndustriale.

Nel 1856, il processo Bessemer permise di trasformare la ghisa in acciaio,unmaterialeresistenteedelastico,idealeperponti,ferrovie,navi emacchinari.

Pochidecennidopo,nel 1886,ilprocessoHall-Héroultresepossibile produrre alluminioingrandiquantità:unmetalloleggero,lucenteeresistente,cherivoluzionòl’industriamoderna.

NelcorsodelNovecentometallicomerame,zinco,nichelepiombotrovaronoimpiegoinelettricità,trasportiecostruzioni.

Oggiviviamonell’eradei metalli tecnologici:elementicomelitio,cobalto e terre raresonoindispensabiliperbatterie,computer,automobili elettricheedispositivielettronici.

Il mercurio è l’unico metallo liquido a temperatura ambiente. Nell’antichità era usato negli esperimenti di alchimia.

Post-it

LaghisaèstatascopertainCinapiù di2000annifa:icinesilausavano perfarestatue,utensiliecampane. Èpesanteefragile,maresistebene allacompressione.

2| Classificazione e proprietà

I metalli si distinguono dagli altri materiali per alcune caratteristiche comuni, ma non tutti i metalli sono uguali. La classificazione più importante divide i metalli in due grandi famiglie: ferrosi e non ferrosi.

Caratteristica o proprietà

Densità

Conducibilità elettrica

Conducibilità termica

Dilatazione termica

Resistenza alla corrosione

Resistenza a trazione

Durezza

Resilienza

Tenacità

Fusibilità

Malleabilità

Duttilità

Saldabilità

Lavorabilità

ƽ I metalli ferrosi, come ferro, ghisa e acciaio, contengono ferro e sono i più usati nell’industria per la loro resistenza e lavorabilità.

metalli non ferrosi, come alluminio, rame, zinco, piombo e stagno, non contengono ferro: sono resistenti alla corrosione e ottimi conduttori di calore ed elettricità.

Un discorso a parte meritano i metalli preziosi (oro, argento, platino), lucenti e inalterabili, impiegati in gioielleria ed elettronica.

Le principali caratteristiche e proprietà dei metalli sono descritte nella seguente tabella.

Descrizione

Rapporto tra massa e volume; determina il peso specifico del metallo.

Capacità di far passare la corrente elettrica.

Esempi e applicazioni

Alluminio (2,7 g/cm³) leggero per aerei; acciaio (7,8 g/cm³); piombo (11,3 g/cm³) pesante.

Rame e argento ottimi conduttori; alluminio per cavi; acciaio con bassa conducibilità.

Capacità di trasmettere il calore. Utilizzata in pentole, radiatori e dissipatori.

Aumento di volume con l’aumento della temperatura.

Capacità di resistere all’ossidazione e agli agenti chimici.

Capacità di sopportare sforzi di trazione senza rompersi.

Resistenza alla penetrazione e all’abrasione.

Capacità di assorbire urti senza rompersi (energia assorbita in campo elastico).

Capacità di deformarsi prima di rompersi, assorbendo energia.

Capacità di fondere facilmente a una certa temperatura.

Capacità di essere ridotto in lamine senza rompersi.

Capacità di essere allungato in fili.

Attitudine a essere uniti per fusione o pressione.

Facilità con cui il materiale può essere modellato o tagliato.

Importante per ponti e binari esposti a variazioni termiche.

Alluminio e acciaio inox formano una pellicola protettiva; il ferro arrugginisce.

Acciaio ad alta resistenza (oltre 1000 MPa) per cavi, ponti e travi.

Acciai e carburi duri per utensili; rame e piombo teneri.

Molle, ammortizzatori e parti soggette a urti.

Acciaio e bronzo molto tenaci; ghisa fragile e poco deformabile.

Metalli fusibili come lo stagno per saldature; acciaio per fusioni industriali.

Oro, rame e alluminio per fogli, lastre e rivestimenti.

Rame e alluminio per cavi elettrici; acciaio per fili da costruzione.

Acciai e alluminio saldati per strutture e tubazioni.

Acciai dolci e leghe leggere per componenti meccanici e industriali.

3| La metallurgia

La metallurgia si occupa dell’estrazione dei metalli dai minerali e della loro trasformazione in materiali utilizzabili.

Questo processo complesso inizia nelle miniere e termina con la produzione di semilavorati metallici pronti per l’industria manifatturiera.

Estrazione dei minerali dalla roccia

L’estrazione mineraria può avvenire in miniere a cielo aperto, quando il minerale si trova vicino alla superficie, oppure in miniere sotterranee, con gallerie e pozzi scavati in profondità.

Il minerale grezzo viene poi frantumato e macinato per separare la parte utile dalla roccia. Nei casi in cui il minerale contenga ferro, si può usare la separazione magnetica; per altri minerali, come il rame, si utilizza la flottazione, un processo che separa i materiali sfruttando bolle d’aria e reagenti chimici.

Miniera di rame a cielo aperto.

Dai minerali ai metalli

Una volta concentrato, il minerale passa agli impianti metallurgici, dove può essere trattato in diversi modi.

ƽ Pirometallurgia, che usa alte temperature per estrarre il metallo: prima si effettua la tostazione, che elimina zolfo e impurità, poi la fusione, dove il metallo si separa dalle scorie, e infine l’affinazione, che lo rende puro.

ƽ Idrometallurgia, in cui si usano soluzioni acquose e reagenti chimici per sciogliere selettivamente il metallo, che poi viene purificato e recuperato tramite elettrolisi o precipitazione.

ƽ Elettrometallurgia, che sfrutta direttamente la corrente elettrica per produrre metalli molto puri, come l’alluminio, il rame e il magnesio.

Metallurgia secondaria

La metallurgia secondaria si occupa del riciclo dei metalli, cioè della produzione di nuovi materiali partendo da rottami metallici invece che da minerali. Vecchie auto, elettrodomestici e scarti di ferro o alluminio vengono raccolti, selezionati, puliti e fusi per ottenere nuovi lingotti, barre o lamiere. Questi semilavorati vengono poi utilizzati per creare nuovi oggetti, con la stessa qualità del metallo originario.

Glossario

Elettrolisi: è un processo chimico che utilizza la corrente elettrica per separare e ottenere un metallo puro dai minerali di partenza.

CICLO TECNOLOGICO DELLA METALLURGIA

Estrazione mineraria

• Miniera a cielo aperto o sotterranea

Concentrazione del minerale

• Frantumazione e macinazione

• Separazione magnetica o flottazione

Trattamento metallurgico

• Pirometallurgia (tostazione, fusione, affinazione)

• Idrometallurgia (lisciviazione, purificazione, recupero)

• Elettrometallurgia (elettrolisi)

Produzione del metallo puro

Lavorazioni industriali

Metallurgia secondaria

• Riciclaggio e riutilizzo

4| La siderurgia

La siderurgia è il settore della metallurgia che si occupa della produzione di ferro e acciaio

Rappresenta una delle industrie più importanti al mondo, con una produzione annuale di oltre 1,8 miliardi di tonnellate di acciaio.

La produzione è concentrata soprattutto in Cina, India, Giappone, Stati Uniti e Unione Europea, che insieme realizzano più del 70% dell’acciaio mondiale.

Glossario Altoforno.

Coke metallurgico: è un combustibile solido, ricco di carbonio, ottenuto riscaldando il carbone senza aria.

Il ciclo integrale siderurgico

Il ciclo integrale siderurgico trasforma il minerale di ferro in acciaio attraverso una serie di processi concatenati. Questo ciclo rappresenta la via tradizionale per la produzione dell’acciaio e coinvolge tre fasi principali: preparazione delle materie prime, produzione della ghisa e trasformazione della ghisa in acciaio.

1. Preparazione delle materie prime

Prima di essere introdotto nell’altoforno, il minerale di ferro deve essere preparato adeguatamente. I minerali di ferro più comuni sono:

ƽ ematite (Fe2O3): contiene circa il 70% di ferro;

ƽ magnetite (Fe3O4): contiene circa il 72% di ferro;

ƽ limonite (Fe2O3•H2O): contiene circa il 60% di ferro;

ƽ siderite (FeCO3): contiene circa il 48% di ferro.

Il minerale viene sottoposto a processi di arricchimento per aumentare la concentrazione di ferro e ridurre le impurità.

Il coke è il combustibile principale dell’altoforno, cioè il materiale che serve per produrre il calore necessario alla fusione del ferro.

Si ottiene dal carbone, che viene riscaldato in forni speciali chiamati cokerie a temperature molto alte (circa 1000 °C) senza aria. Il carbone si trasforma in un materiale duro, poroso e ricco di carbonio, capace di bruciare facilmente e di raggiungere temperature altissime. Il coke serve quindi sia come combustibile sia come agente chimico, perché aiuta a separare il ferro dalle altre sostanze presenti nel minerale.

2. L’altoforno

L’altoforno è un grande forno metallurgico a funzionamento continuo, alimentato dall’alto con minerale di ferro, coke e calcare. La forma “a ventre” favorisce la discesa dei solidi e la risalita dei gas caldi in controcorrente. Dal basso, attraverso gli ugelli, entra aria preriscaldata: il coke brucia sviluppando temperature molto elevate (fino a 2000 °C). La combustione produce soprattutto CO2 e calore; poi la CO2 reagisce con altro carbonio formando CO (ossido di carbonio), il principale gas riducente. Il CO risale nel forno e riduce gli ossidi di ferro, trasformandoli in ferro metallico. Scendendo nelle zone più calde, il ferro fonde e assorbe carbonio, diventando ghisa liquida. La ghisa si raccoglie nel crogiolo alla base. Il calcare agisce da fondente: lega le impurità e forma la loppa, più leggera, che galleggia sopra la ghisa. Si effettuano spillaggi separati di loppa e ghisa. Il gas d’altoforno viene recuperato e usato per preriscaldare l’aria nelle torri calde, che poi viene immessa attraverso gli ugelli

L’altoforno

Skip elevatore

Carica di minerale diferro,calcareecoke

Serpentine diraffreddamento gas

Torre calda recupero calore

VISUAL

Nastro trasportatore

3. La ghisa

Acqua di raffreddamento

La ghisa è una lega ferro-carbonio con contenuto di carbonio compreso tra 2,5% e 4,5%. Contiene anche piccole quantità di altri elementi come silicio, manganese e zolfo. La ghisa liquida viene spillata dall’altoforno ogni 4-6 ore a una temperatura di circa 1500 °C e poi trasportata in acciaieria per essere trasformata in acciaio. Esistono diversi tipi di ghisa:

ƽ ghisa grigia, facile da lavorare ma poco resistente, usata per radiatori e basamenti di macchine;

ƽ ghisa bianca, molto dura ma fragile, difficile da lavorare;

ƽ ghisa sferoidale, più resistente e tenace, adatta a pezzi meccanici.

Post-it

Unaltofornomodernoconsuma ognigiornocirca8000tonnellatedi mineralediferro,3000tonnellatedi cokee1000tonnellatedicalcareper produrre5000tonnellatedighisa!

Loppa

Ugelli

Ugelli

Siviera

Ghisa liquida

Lingotti

Camino

Focolare/crogiolo

Aria calda

Colatadighisa.

5| L’acciaieria

Dalla ghisa all’acciaio

La ghisa, prodotta nell’altoforno, rappresenta il punto di partenza per la fabbricazione dell’acciaio.

Ghisa e acciaio sono leghe di ferro e carbonio, ma l’acciaio contiene meno carbonio (fino all’1,7%).

Eliminando parte del carbonio e le impurità dalla ghisa, si ottiene un materiale più resistente, flessibile e adatto a molte lavorazioni: l’acciaio.

La produzione dell’acciaio

La ghisa liquida arriva in acciaieria trasportata da speciali vagoni chiamati carri siluro. Qui avviene il processo di affinazione, cioè la purificazione del metallo.

Convertitore all’ossigeno

Nel convertitore un getto di ossigeno puro brucia le impurità e il carbonio, trasformandolo in monossido di carbonio e anidride carbonica, rendendo il metallo più pulito e resistente. Il processo è rapido (circa 20 minuti) e non richiede combustibili esterni.

Dalcarrosiluroallacolatacontinuainacciaieria

Convertitore

Carro siluro

Siviera

Acciaio speciale

Raffinazione in siviera

Lingottiera

Semilavorati

Decarburazione

Acciaio normale

Colata continua

Con la colata continua, l’acciaio liquido viene versato in una lingottiera raffreddata ad acqua, dove si solidifica gradualmente.

Il metallo viene poi raffreddato e tagliato in semilavorati: blumi, bramme o billette, pronti per la laminazione. Questo sistema è veloce, economico e produce acciaio di alta qualità.

Quale materiale contiene più carbonio?

a. Ferro puro

b. Acciaio

c. Ghisa

d. Alluminio mini TEST

Forno elettrico ad arco

Il forno elettrico ad arco, invece, fonde rottami di acciaio usando energia elettrica. Tre elettrodi di grafite creano un arco che raggiunge oltre 3000 °C, sciogliendo il metallo. Durante la fusione si eliminano le impurità e poi l’acciaio liquido viene versato in siviera. È il metodo più usato per riciclare l’acciaio in modo ecologico.

Laminazione

La laminazione è un processo con cui il metallo fuso, solidificato in lingotti o semilavorati, viene deformato tra due rulli che girano in direzioni opposte. In questo modo il metallo si assottiglia e si allunga, diventando più compatto e resistente.

ƽ Nella laminazione primaria, i lingotti ancora caldi vengono passati più volte tra grossi rulli d’acciaio. Il loro spessore diminuisce e si ottengono grandi semilavorati detti bramme, blumi o billette, che saranno poi ulteriormente lavorati.

ƽ La laminazione secondaria serve a dare al metallo la forma definitiva. Dopo essere stati scaldati, i semilavorati vengono modellati per ottenere barre, fili, lamiere, profilati e rotaie. In questa fase si usano anche altre tecniche, come la fucinatura (colpi di pressa o martello) o l’estrusione (spinta del metallo caldo attraverso uno stampo).

I principali semilavorati

ƽ Billetta: sbarra a sezione quadrata, tonda o rettangolare, di piccole dimensioni, usata per produrre barre e fili metallici.

ƽ Blumo: sbarra di sezione più grande, con spigoli leggermente arrotondati, destinata a rotaie, travi e profilati.

ƽ Bramma: piastra larga e piatta, spessa circa 5 cm, da cui si ricavano lamiere e nastri metallici.

Controllo qualità nell’acciaieria

L’acciaieria moderna ha elevati livelli di automazione e controlli computerizzati che gestiscono tutti gli aspetti del processo produttivo:

ƽ controllo di processo: algoritmi avanzati ottimizzano i parametri di fusione, affinazione e colata;

ƽ manutenzione predittiva: sensori monitorano lo stato delle apparecchiature prevedendo i guasti;

ƽ intelligenza artificiale: sistemi di machine learning ottimizzano la qualità e riducono i consumi energetici.

L’integrazione di queste tecnologie sta trasformando l’acciaieria tradizionale in una smart factory, capace di produrre acciaio di qualità superiore con minori consumi energetici e ridotto impatto ambientale.

Sicurezza

Lavorare i metalli può essere interessante ma anche pericoloso, perché comporta il contatto con forni caldi, attrezzi taglienti e macchinari rumorosi. Per questo è fondamentale rispettare le regole di sicurezza: indossare casco, guanti, scarpe rinforzate, occhiali protettivi e, se serve, cuffie antirumore. La sicurezza, però, non dipende solo dalle protezioni, ma anche dal comportamento! Anche a scuola, nei laboratori, è importante imparare a lavorare con attenzione e responsabilità, perché la sicurezza di oggi prepara al lavoro di domani.

Laminazione primaria e relativi prodotti

Laminazione

A sezione quadrata, tonda o rettangolare. Dalla billetta si ricavano barre e la più sottile vergella.

A sezione quadrata o rettangolare grande, per ricavare profilati o rotaie.

Semilavorato largo e spesso da cui si ricavano lamiere/nastri.

Blumo

Bramma

Billetta

La difficoltà di estrazione dell’alluminio lo rese inizialmente più prezioso dell’oro, tanto che Napoleone III utilizzava posate di alluminio per gli ospiti più importanti, riservando quelle d’oro agli invitati comuni!

Perprodurre1kgdialluminioservono circa15kWhdienergiaelettrica, equivalentealconsumodiunafamiglia mediaperduegiorni!Perquestomotivo, lefonderiedialluminiosicostruiscono vicinoacentralielettricheabassocosto.

LaminieradiramediChuquicamata,in Cile,èlapiùgrandeminieraacieloaperto delmondo:èlunga4,3km,larga3km eprofondaoltre850metri.Ognigiorno vengonoestratte650000tonnellatedi materiale!

6| Metalli non ferrosi

I metalli non ferrosi, pur rappresentando una frazione minore del consumo totale di metalli, sono essenziali per molte applicazioni tecnologiche moderne. Le loro proprietà specifiche ( leggerezza, conducibilità, resistenza alla corrosione) li rendono insostituibili in settori strategici come l’aeronautica, l’elettronica, l’edilizia e i trasporti.

L’ alluminio(Al)

L’alluminio è il metallo più abbondante nella crosta terrestre (8,1%) ma è stato isolato dalla bauxite per la prima volta solo nel 1825 da Hans Christian Ørsted.

È tre volte più leggero dell’acciaio (densità 2,7 g/cm3), conduce bene calore ed elettricità e non arrugginisce perché sulla superficie si forma naturalmente uno strato di ossido che lo protegge dalla corrosione. È molto malleabile, tanto da poter essere ridotto in fogli sottilissimi, e può essere riciclato all’infinito senza perdere qualità.

Per la sua leggerezza viene usato in aerei, auto, infissi, lattine e imballaggi. In lega con altri metalli diventa più resistente: per esempio, il duralluminio (alluminio e rame) è usato in aeronautica.

È riciclabile al 100% senza perdita di proprietà o qualità.

Ilrame(Cu)

Il rame è stato il primo metallo lavorato dall’uomo.

Ha densità elevata (8,93 g/cm3). Si trova allo stato nativo in molti giacimenti, oppure in minerali quali la calcopirite (composto di rame, zolfo e ferro), la cuprite (ossido di rame dal colore rossastro), la malachite (carbonato dal colore verdastro).

Le sue eccezionali proprietà di conducibilità elettrica e termica (seconda solo all’argento) lo rendono ancora oggi insostituibile nell’industria elettrica ed elettronica.

Tra le altre proprietà del rame ricordiamo:

ƽ conducibilità termica: eccellente, si usa in scambiatori di calore;

ƽ resistenza alla corrosione: forma patina protettiva (verderame);

ƽ proprietà antibatteriche: è naturalmente antimicrobico;

ƽ duttilità: può essere ridotto in fili di 0,025 mm di diametro.

Il rame forma anche numerose leghe che ne migliorano le proprietà.

ƽ Il bronzo (rame + stagno) è la prima lega prodotta dall’uomo: resistente e durevole, si usa ancora oggi per opere d’arte, eliche navali e cuscinetti.

ƽ L’ottone (rame + zinco) è duttile e resistente alla corrosione, ideale per rubinetti, strumenti musicali e oggetti decorativi.

ƽ Il cupronichel (rame + nichel) resiste bene all’acqua di mare, perciò è impiegato in monete, tubazioni e condensatori navali.

ƽ Il bronzo al berillio (rame + berillio) è molto resistente e conduttivo, usato per molle, contatti elettrici e strumenti di precisione.

Anche il rame è riciclabile al 100% senza perdita di proprietà.

Zinco (Zn)

Lo zinco (densità 7,1 g/cm3) è un metallo di colore grigio-azzurro, relativamente facile da fondere e molto resistente alla ruggine. A contatto con l’aria, forma naturalmente una pellicola protettiva che impedisce la corrosione: per questo è usato per proteggere altri metalli, soprattutto il ferro. Il suo impiego più importante è proprio nella zincatura, cioè il rivestimento dell’acciaio con uno strato di zinco.

Lo zinco serve anche per produrre leghe leggere come l’ottone (rame + zinco) ed è impiegato in batterie e in alcuni componenti elettronici.

Piombo (Pb)

Il piombo (densità 11,34 g/cm3) è un metallo molto pesante, tenero e facile da lavorare. Ha un colore grigio opaco e fonde a temperatura abbastanza bassa.

È resistente alla corrosione e può essere modellato facilmente, per questo viene usato in molte applicazioni industriali.

Il suo impiego principale è nella produzione di batterie per automobili, ma viene usato anche per proteggere dalle radiazioni, ad esempio negli ospedali o negli impianti a raggi X. In passato era utilizzato in tubi, vernici e benzine, ma oggi è limitato perché il piombo è tossico e può danneggiare la salute e l’ambiente.

Altri metalli non ferrosi

L’industria moderna richiede materiali con proprietà sempre più specifiche, portando allo sviluppo di leghe speciali e metalli ad alte prestazioni.

ƽ Titanio: densità intermedia tra alluminio e acciaio, eccellente resistenza alla corrosione, biocompatibile. Utilizzato nell’industria aerospaziale, chimica e biomedicale.

ƽ Magnesio: è il metallo strutturale più leggero (1,74 g/ cm3), utilizzato nell’industria automobilistica e aeronautica per ridurre il peso.

ƽ Nichel: resistente alla corrosione e alle alte temperature, è utilizzato negli acciai inossidabili e nelle superleghe per turbine a gas.

ƽ Leghe a memoria di forma: leghe (principalmente nichel + titanio) che ritornano alla forma originale quando riscaldate. Utilizzate in medicina (stent, apparecchi ortodontici) e aeronautica.

ƽ Superleghe: leghe ad alte prestazioni basate su nichel, cobalto o ferro, resistenti a temperature elevate e ambienti corrosivi. Sono essenziali per turbine a gas, motori a reazione e impianti chimici.

La parte argentata delle monete è una lega di rame e nichel, mentre la parte dorata aggiunge anche l’ottone, creando una lega chiamata Cupronichel.

Protezione in piombo per paziente da sottoporre ai raggi X.

Molti strumenti a fiato sono fatti di ottone (rame + zinco).

Il titanio è il materiale ideale per le protesi biomedicali.

7| Metalli preziosi

I metalli preziosi sono materiali rari, lucenti e molto resistenti alla corrosione. Fin dall’antichità sono stati apprezzati per la loro bellezza, durata e valore, e ancora oggi rappresentano un importante simbolo di ricchezza e tecnologia. Oltre all’uso in gioielleria e oggetti d’arte, que-

Maschera d’oro di Tutankhamon.

Oggetti di argenteria.

Marmitta catalitica per autoveicoli. Il platino serve per trasformare gas di scarico nocivi in sostanze meno inquinanti.

sti metalli hanno un ruolo fondamentale, nell’industria elettronica e nella medicina, grazie alle loro eccezionali proprietà fisiche e chimiche: ottima conducibilità elettrica e termica, resistenza all’usura e facilità di lavorazione. I principali metalli preziosi sono oro, argento e platino.

Oro (Au)

L’oro è il metallo prezioso per eccellenza. Ha un colore giallo brillante, è morbido, facile da modellare e non si ossida né arrugginisce nel tempo. È molto denso (19,4 g/cm3), cioè pesa molto anche in piccoli volumi.

Grazie alla sua malleabilità, può essere ridotto in fogli sottilissimi (la foglia d’oro è spessa solo pochi millesimi di millimetro) o tirato in fili molto fini senza rompersi.

Oltre che in gioielli e monete, l’oro è utilizzato in elettronica di precisione per rivestire contatti e circuiti: la sua conducibilità e la resistenza all’ossidazione lo rendono ideale per garantire connessioni stabili e durature. È anche un ottimo riflettore di calore e luce, motivo per cui viene impiegato nei satelliti, nei veicoli spaziali e nelle visiere degli astronauti, a protezione dalle radiazioni solari.

Argento (Ag)

L’argento è meno pesante dell’oro (densità 10,5 g/cm3), ma è il miglior conduttore di elettricità e calore tra tutti i metalli.

Ha un colore bianco lucente, è malleabile e duttile, cioè si può ridurre facilmente in lamiere sottili o fili molto fini.

Tende però a ossidarsi a contatto con l’aria, formando una sottile patina scura (solfuro d’argento) che ne altera la lucentezza ma lo protegge dalla corrosione.

L’argento è usato non solo per gioielli, posate e strumenti musicali, ma anche in elettronica, batterie, pannelli solari e saldature

In passato era impiegato nella fotografia analogica, grazie ai sali d’argento sensibili alla luce, e per coniare monete e medaglie.

Platino (Pt)

Il platino è un metallo bianco-grigio, molto raro e altamente resistente alla corrosione e alle alte temperature. È persino più pesante dell’oro (densità 21,4 g/cm3) e non reagisce neppure con la maggior parte degli acidi.

Oltre all’uso in gioielleria di lusso, il platino è impiegato in industria chimica e automobilistica per la costruzione dei catalizzatori, dispositivi che riducono i gas inquinanti prodotti dai motori.

È anche un materiale biocompatibile, cioè non viene rigettato dal corpo umano, perciò viene utilizzato per strumenti chirurgici, pacemaker e impianti biomedici. Grazie alla sua stabilità e rarità, il platino è considerato uno dei metalli più preziosi e costosi del mondo, e viene spesso utilizzato come riferimento nei mercati internazionali.

8| Lavorazioni industriali

Una volta prodotti sotto forma di semilavorati, i metalli devono essere trasformati negli oggetti che utilizziamo quotidianamente. Le lavorazioni industriali dei metalli comprendono una vasta gamma di processi tecnologici

Laminazione

Come abbiamo visto nell’acciaieria, il metallo caldo viene fatto passare tra rulli che lo assottigliano e lo allungano, rendendolo più resistente.

che permettono di ottenere forme complesse, superfici precise e proprietà meccaniche specifiche. Vediamo quali sono le lavorazioni principali.

2.

Forgiatura/Fucinatura

Il metallo viene scaldato e battuto o pressato con martelli o presse per cambiarne la forma. Questo processo rende il materiale più compatto e resistente, ed è usato per pezzi meccanici come alberi e ingranaggi.

3.

Saldatura e trattamenti termici

La saldatura serve a unire due pezzi di metallo in modo permanente, fondendoli insieme.

I trattamenti termici, come ricottura, tempra e rinvenimento, servono invece a modificare la durezza o la resistenza attraverso riscaldamenti e raffreddamenti controllati.

4.

Imbutitura

Lavorazione che trasforma una lamiera piana in un contenitore o in una forma cava, spingendola dentro una matrice con un punzone. È impiegata per produrre pentole, serbatoi e parti di carrozzeria.

5.

Estrusione

Consiste nello spingere il metallo caldo attraverso uno stampo (detto matrice) che ne determina la sezione. Si usa soprattutto per ottenere profilati, barre e tubi in alluminio o rame, con forme anche complesse.

6.

Lavorazioni per asportazione

Tecniche per togliere piccole quantità di materiale per dare al pezzo la forma desiderata: tornitura, la fresatura (nell’immagine), la foratura e la rettifica, che rende la superficie più levigata.

Green Corner

EDUCAZIONE CIVICA

1| Metallurgia e ambiente

L’industria metallurgica sta attraversando una trasformazione profonda verso modelli di produzione sostenibili. L’economia circolare dei metalli rappresenta una delle sfide più importanti per ridurre l’impatto ambientale e garantire la disponibilità di risorse per le generazioni future. All’interno dell’economia circolare ci sono però molti aspetti da migliorare.

Il problema dell’estrazione mineraria

L’ estrazione mineraria tradizionale comporta impatti ambientali significativi. Per ottenere una tonnellata di rame sono necessarie 200300 tonnellate di minerale, generando enormi quantità di scarti. Le miniere a cielo aperto modificano irreversibilmente il paesaggio, mentre quelle sotterranee possono causare subsidenza del terreno.

L’industria metallurgica, nel suo complesso, è responsabile del 7% delle emissioni globali di CO2.

Riciclaggio: la chiave della sostenibilità

Il riciclaggio dei metalli offre notevoli vantaggi nel risparmio energetico e nella riduzione di emissioni di anidride carbonica, responsabile del riscaldamento globale.

Risparmio energetico:

ƽ Alluminio: rispetto alla produzione primaria, si risparmia fino al 95% di energia;

ƽ acciaio: 75% di energia in meno;

ƽ rame: 85% di energia in meno.

Riduzione delle emissioni:

ƽ acciaio da rottame: il riciclo genera 1,3 tonnellate di CO2 (rispetto a 1,8 tonnellate da minerale);

ƽ alluminio da rottame: 0,6 tonnellate CO2 (rispetto a 11,5 tonnellate da bauxite).

2| Tecnologie innovative

1. Simulazione della separazione magnetica

Mescolalimaturadiferroconsabbia. Utilizzaunacalamitaperseparareilferro dallasabbia.Osservacomeilprincipiodellaseparazionemagneticapermettadiconcentrareimineraliferrosi.

2. Modellodialtoforno Costruisciunmodellosemplificatodialtofornoutilizzandounabottigliadiplastica trasparente.

Stratificamaterialidiversi(sabbiacolorata perilminerale,carboneperilcoke,gesso perilcalcare)pervisualizzareladisposizionedellecariche.

La transizione verso un’economia circolare dei metalli richiede la collaborazione di tutti gli attori della filiera: produttori, utilizzatori, riciclatori e consumatori. Solo attraverso un approccio sistemico sarà possibile garantire un futuro sostenibile per l’industria metallurgica e per il nostro pianeta. Tra i protagonisti, l’Intelligenza Artificiale sta rivoluzionando il settore del riciclaggio metallico.

Sistemi di visione computerizzata riconoscono automaticamente i diversi tipi di metalli, mentre algoritmi di machine learning ottimizzano i processi di separazione.

Robot dotati di IA possono selezionare e smistare rottami metallici con precisione superiore agli operatori umani, aumentando l’efficienza e riducendo i costi.

Sensori intelligenti monitorano in tempo reale la qualità dei materiali riciclati, garantendo standard elevati per i nuovi prodotti.

3| Comportamenti responsabili

Un futuro sostenibile comincia dai nostri gesti: ognuno di noi può contribuire alla transizione ecologica con azioni semplici ma importanti. I metalli che usiamo ogni giorno

sono materiali preziosi, riciclabili all’infinito. Riconoscerli, riutilizzarli e smaltirli nel modo corretto significa ridurre sprechi, risparmiare energia e proteggere l’ambiente. Ecco dieci buone abitudini per iniziare.

Decalogo del riciclo dei metalli

1. Riconosciimateriali:imparaadistinguereidiversitipidimetalli.

2. Riciclacorrettamente:gettalattineeoggettinelcontenitoregiusto.

3. Riutilizzaconfantasia:trasformaglioggettiinqualcosadinuovo.

4. Riparainvecedibuttare:daiunasecondavitaagliutensili.

5. Comprameno,mameglio:scegliprodottidurevoliediqualità.

6. Informati:conoscereimaterialiaiutaafaresceltesostenibili.

7. Sostieniilriciclo:preferiscioggettirealizzaticonmaterialiriciclati.

8. Risparmiaenergia:ognimetalloriciclatoriducel’inquinamento.

9. Partecipaalleiniziative:laboratorieraccolteinsegnanoariciclare.

10. Dai l’esempio:lasostenibilitànascedapiccoligestiquotidiani.

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VERIFICASOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

1| Il cruciverba dei metalli

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo! 1 2 3 5 4 6

7

Orizzontali

3. Lega di ferro e carbonio

4. Attività di recupero dei metalli

5. Materiali da cui si estraggono i metalli

6. Rapporto tra massa e volume

7. Lega di rame e zinco

Verticali

1. Protegge il ferro dalla ruggine

2. Lavorazione che crea lamiere

2| Anagrammi tecnici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati ai metalli:

a. MINIO LULA (Metallo leggero)

b. MARE (Metallo rosso)

c. RONFO ALTO (Impianto siderurgico)

d. AZALIMONNIE (Processo di lavorazione)

e. DURA SALTO (Processo di unione)

3| Memory della classificazione dei metalli

1. Alluminio

2. Rame

3. Ferro

4. Oro

5. Titanio

a. Ottimo conduttore elettrico

b. Magnetico

c. Inalterabile nel tempo

d. Leggero e resistente

e. Molto leggero

Lab

Fasi di lavoro

1. Discussione sulle proprietà dei metalli

Riflettiamoinsiemesullecaratteristichedeimetalli,sullaraccoltadifferenziataesulciclodivitadiunoggettometallico.Sperimentiamocome riconoscereimetallimagneticienonmagneticiattraversoesempiconcreti.

2. Raccolta e classificazione dei materiali

Ognistudente/ssaportaascuolaoraccogliepiccolioggettimetallici. Imaterialivengonopoitestaticonlecalamiteperdistinguereimetalli ferrosidaquellinonferrosi.Siannotanoleosservazioniesidiscutesulle modalitàcorrettediraccoltadifferenziata.

Riciclo creativo: metalli, riuso e riciclo

Attraverso attività di classificazione, indagine e creazione di un prodotto finale semplice ma creativo, impareremo come dare nuova vita ai metalli di scarto. Il prodotto finale sarà un modellino creativo o un piccolo oggetto decorativo realizzato con metalli di riuso, provenienti dal materiale scolastico o domestico.

Materiali e attrezzi

•Scartimetallicididiversotipo (lattine,tappi,piccoleparti metalliche)

•Collavinilica

•Forbici,pinzette,coltellida carta(persicurezzaeuso supervisione)

•Carta,cartoncino,nastriadesivi colorati, colori a tempera o pennarelli

• Calamite per testare i metalli magnetici

Discipline COINVOLTE

•Arteeimmagine

•Tecnologia

•Scienze

•Educazionecivica

3. Progettazione dell’oggetto

Inpiccoligruppi(osingolarmente),progettiamounoggettoounmodellinodarealizzareutilizzandometalliriciclatiealtrimateriali(nonmetallici)diriuso.

Prepariamounoschemadelprogettoevalutiamolaquantitàdimaterialinecessari.

4. Realizzazione del progetto

Costruiamol’oggettosecondoilprogetto,conattenzioneallasicurezzae sottolasupervisionedell’insegnante.

5. Presentazione dei lavori

Ognigruppopresentailproprioprogetto,illustrandoimaterialiutilizzati espiegandolesceltecompiuteinterminidiriusoericiclo.

6. Riflessione finale

Condividiamociòcheabbiamoimparatosull’importanzadellaraccolta differenziataedelriciclodeimetalliperlatuteladell’ambiente.

Autovalutazione

1. Checosahoimparatosulleproprietàdeimetalli?

2. Comehocollaboratoduranteillavorodigruppo?

3. Checosahoimparatosull’importanzadelricicloperl’ambiente?

4. Checosamigliorereisedovessiripeterequestaattività?

L’essenziale

I metalli

Un metallo è un materiale che si ottiene dai minerali estratti nelle miniere

I metalli sono materiali fondamentali per la nostra vita quotidiana: li troviamo negli edifici, nei mezzi di trasporto, negli elettrodomestici e nei computer.

Sono solidi, lucenti, resistenti e ottimi conduttori di calore ed elettricità.

Classificazione dei metalli

AUDIOLETTURA

ORIENTAMENTO

Academy

Metalli:formazione,mestierie futuro

Perlavorarenelsettoredeimetalli èpossibilefrequentaregli Istituti Tecnici Industriali, gli Istituti Professionali,l’ITS Mech o proseguireconlaureainIngegneria dei Materiali o Metallurgica. Tra leprincipaliprofessionidelsettore troviamo:

• Ingegnera/ingegnere metallurgica/o, che progetta e ottimizzaiprocessidiproduzionee sviluppanuoveleghe.

• Tecnica/o metallurgica/o, che controllalaqualitàel’efficienzadei processiindustriali.

• Saldatrice/saldatore specializzata/o,esperta/onelle lavorazionidiprecisioneper industrieavanzate.

• Progettistameccanica/o, che utilizzasoftwareCADpercreare componentiescegliereimateriali piùadatti.Ilsettoreèingrande evoluzione:ricerca,tecnologia esostenibilitàsiincontranoper costruirel’industriadelfuturo.

I metalli si dividono in ferrosi (ferro, ghisa, acciaio) e non ferrosi (rame, alluminio, zinco, piombo).

I primi contengono ferro e sono molto resistenti; i secondi non arrugginiscono facilmente e conducono bene l’elettricità.

Esistono anche i metalli preziosi, come oro, argento e platino, usati non solo in gioielleria ma anche in elettronica.

Dai minerali ai metalli

Per ottenere i metalli si parte dai minerali estratti nelle miniere. Nelle industrie metallurgiche i minerali vengono separati dalle impurità e trasformati in materiali puri attraverso processi di fusione, affinazione ed elettrolisi.

La siderurgia si occupa in particolare della produzione di ferro e acciaio: nell’altoforno il minerale di ferro diventa ghisa, poi acciaio, che viene laminato e lavorato in barre, fili e lamiere.

Lavorazioni industriali e sicurezza

Le lavorazioni industriali (come laminazione, forgiatura, saldatura o imbutitura) permettono di trasformare i metalli in oggetti finiti.

In queste fasi è essenziale rispettare le regole di sicurezza, per evitare incidenti e proteggere chi lavora.

Metalli e sostenibilità ambientale

Oggi la sfida principale è rendere la produzione dei metalli più sostenibile. L’estrazione mineraria consuma molta energia e produce inquinamento, ma il riciclaggio dei metalli permette di risparmiare fino al 95% dell’energia rispetto alla produzione da materie prime.

Economia circolare dei metalli

L’economia circolare dei metalli si basa su riuso, riparazione e riciclo.

Riciclare correttamente lattine e oggetti metallici, riutilizzare materiali, riparare anziché buttare e scegliere prodotti durevoli sono piccoli gesti che, insieme, fanno una grande differenza per il pianeta.

Agricoltura allevamento e pesca 09

Pensa un po’...

Da dove viene il cibo che mangiamo ogni giorno?

Conosci i lavori principali dell’agricoltura?

Perché gli allevamenti sono importanti per la nostra alimentazione?

.... Dal CAMPO alla tavola

Dietro ogni alimento c’è un lungo percorso: dal campo alla tavola. Il settore primario, che comprende agricoltura, allevamento e pesca, rappresenta la base dell’economia mondiale e il fondamento della nostra sopravvivenza.

Ma come funzionano davvero queste attività?

Quali tecnologie permettono di coltivare enormi distese di cereali, di allevare milioni di animali o di pescare negli oceani più profondi?

E soprattutto, come possiamo rendere tutto questo più sostenibile per il futuro del nostro pianeta?

INVESTIGATORI del settore primario

Scegli tre alimenti della tua colazione (per esempio: pane, latte, marmellata) e cerca di scoprire da dove provengono.

Crea una tabella divisa in tre colonne: “Alimento”, “Origine/Produzione”, “Tecnologie usate”. Scrivi dove e come viene prodotto ogni alimento e quali tecnologie (macchine, impianti, trasporti) servono per portarlo fino alla tua tavola.

Flipped Classroom

VIDEO INTRODUTTIVO

concettuale

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

Agricoltura allevamento e pesca

SETTORE PRIMARIO

• Agricoltura (coltivazioni)

• Allevamento (animali)

LEZIONE IN POWERPOINT

• Pesca e Acquacoltura (prodotti ittici)

MODALITÀ DI PRODUZIONE

• Tradizionale, meccanizzata, digitale

• Rivoluzione verde e Agricoltura 4.0

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere l’evoluzione storica delle tecnologie agricole e il loro impatto sulla società.

• Comprendere il funzionamento delle principali tecnologie utilizzate nel settore primario.

• Valutare le conseguenze di scelte progettuali o tecnologiche in relazione a criteri di sostenibilità, sicurezza o funzionalità.

Competenze

• Saper valutare le conseguenze ambientali e sociali delle scelte tecnologiche nel settore agroalimentare.

• Saper prevedere le possibili conseguenze di una decisione o di una scelta di tipo tecnologico, riconoscendo in ogni innovazione opportunità e rischi.

TECNOLOGIE INNOVATIVE

• Sensori IoT e GPS

• Droni e satelliti

• Robotica

• Intelligenza artificiale

IMPATTO AMBIENTALE

• Produttività aumentata

• Sostenibilità ambientale

• Rispetto della natura

• Nuove professioni

1| L’agricoltura e il settore primario

Il settore primario comprende agricoltura, allevamento, pesca e acquacoltura È la base della nostra alimentazione perché fornisce le materie prime: cereali, frutta e verdura dai campi; latte, carne e uova dagli allevamenti; pesce e frutti di mare dalla pesca e dagli impianti di acquacoltura.

Queste attività usano sempre più tecnologie per lavorare meglio e con meno sprechi: trattori e sensori nei campi, robot e dispositivi per controllare la salute degli animali, imbarcazioni con GPS e radar per una pesca più selettiva, vasche e filtri controllati da computer per l’acquacoltura.

Produrre bene significa anche rispettare l’ambiente: risparmiare acqua ed energia, ridurre i pesticidi, proteggere mari e fiumi e limitare gli sprechi lungo tutta la filiera (dalla produzione alla tavola).

nel TEMPO…

L’evoluzione dell’agricoltura nell’antichità

L’agricoltura ha accompagnato l’uomo per migliaia di anni, trasformandosi grazie alle scoperte e alle nuove tecnologie.

Tutto ebbe inizio intorno al 10000 a.C., con la rivoluzione neolitica, quando le persone impararono a coltivare cereali e a produrre il proprio cibo. Nel tempo, gli strumenti diventarono più efficaci: verso il 3000 a.C. in Mesopotamia fu inventato il primo aratro, che rese il lavoro nei campi più veloce e meno faticoso.

Per secoli l’agricoltura rimase un’attività manuale e dipendente dal clima. Si lavorava con zappe, falci e aratri trainati da animali: era la fase tradizionale, in cui la produttività era bassa e ogni raccolto dipendeva dalle stagioni.

La rivoluzione agricola

A partire dal XVIII secolo, con la rivoluzione agricola inglese, si introdussero nuove tecniche come la rotazione delle colture, che permetteva di sfruttare meglio i terreni, e le prime macchine agricole. Iniziò così la meccanizzazione: trattori, mietitrici e seminatrici automatiche cambiarono il lavoro nei campi, riducendo la fatica e aumentando la produzione.

Negli anni ’50 del Novecento arrivò la Rivoluzione Verde, basata sull’uso di fertilizzanti chimici, pesticidi e sementi selezionate.

In questa fase cresce molto la produzione di cibo, ma si creano anche problemi ambientali, come l’inquinamento del suolo e dell’acqua e la riduzione della biodiversità.

Agricoltura 4.0

Oggi viviamo nell’epoca dell’Agricoltura 4.0: una nuova rivoluzione iniziata intorno al 2000, che utilizza sensori digitali, droni, GPS e intelligenza artificiale per controllare e ottimizzare ogni fase della coltivazione. I campi vengono monitorati in tempo reale e le macchine possono lavorare in modo preciso, riducendo gli sprechi di acqua, energia e prodotti chimici.

Questa evoluzione ha cambiato anche la società e il paesaggio: i campi sono diventati più grandi e specializzati, mentre molte persone si sono trasferite dalle campagne alle città.

Glossario

Acquacoltura: allevamento controllato di organismi acquatici come pesci, molluschi e alghe.

Nelle città oggi nascono le fattorie verticali, edifici in cui si coltivano ortaggi su più piani usando luci artificiali, acqua riciclata e zero pesticidi.

Post-it

Meno del 3% della popolazione europea lavora in agricoltura, ma grazie alle tecnologie riesce a produrre cibo per tutti.

2| Agricoltura tradizionale

CICLO TECNOLOGICO DELL’AGRICOLTURA

Preparazione del terreno

• Il trattore e l’aratro smuovono e livellano la terra, rendendola adatta alla semina

Semina

• La seminatrice distribuisce i semi in modo regolare

Irrigazione

• L’acqua arriva ai campi con impianti a pioggia o a scorrimento

Concimazione naturale

• Si usano macchine per spargere concimi o letame

Cura delle piante

• Irroratrici e diserbatrici proteggono le colture da insetti ed erbacce

Raccolta

• Mietitrici e raccoglitrici raccolgono i prodotti maturi

Stoccaggio e conservazione

• I raccolti sono conservati in silos o magazzini asciutti

Distribuzione

• I prodotti vengono trasportati ai mercati o alle industrie

L’agricoltura è l’attività con cui l’uomo coltiva la terra per ottenere alimenti, materie prime e prodotti utili

L’agricoltura moderna si basa ancora sugli stessi passaggi di quella tradizionale, ma oggi le macchine agricole aiutano l’uomo a lavorare più velocemente e con meno fatica.

Il lavoro nei campi inizia con la preparazione del terreno. Il trattore traina l’aratro, che smuove e rivolta la terra per renderla più morbida e arieggiata. Dopo l’aratura, il terreno viene livellato, in modo che l’acqua si distribuisca in modo uniforme.

Segue la semina: oggi si usano le seminatrici, macchine che depositano i semi alla giusta profondità e distanza. In questo modo le piantine hanno spazio per crescere bene e i semi non vengono sprecati.

Durante la crescita delle piante, è importante fornire acqua e sostanze nutritive. L’irrigazione avviene con impianti a pioggia o a scorrimento, mentre la concimazione si fa con macchine che spargono letame o concimi chimici per arricchire il terreno.

Nel frattempo, l’agricoltore controlla lo stato delle piante. Con irroratrici meccaniche si distribuiscono prodotti che proteggono le colture da insetti e malattie, mentre altre macchine eliminano le erbacce che sottraggono nutrimento.

Quando arriva il momento della raccolta, entrano in azione le mietitrebbiatrici o le raccoglitrici automatiche, che tagliano, separano e raccolgono i prodotti maturi in poco tempo, anche su superfici molto ampie.

I prodotti vengono poi stoccati, cioè conservati in silos o magazzini ventilati, dove restano asciutti e al riparo dall’umidità. Questo passaggio è importante per evitare che i cereali o la frutta si rovinino. Infine, si passa alla distribuzione: i prodotti vengono caricati su camion o trattori e trasportati verso i mercati, i supermercati o le industrie alimentari, dove saranno trasformati in farine, conserve e altri prodotti che arrivano fino alle nostre case.

3| Nuove tecnologie per l’agricoltura

L’agricoltura di oggi usa tecnologie sempre più avanzate per produrre di più, lavorare meglio e rispettare l’ambiente. Vediamo alcuni esempi.

Meccanizzazione avanzata

I trattori moderni sono veri computer su ruote. Grazie al GPS possono seguire percorsi precisi, riducendo gli sprechi di carburante e di tempo. I sensori controllano costantemente il lavoro delle macchine: velocità, profondità di aratura, quantità di semi o umidità del terreno.

Irrigazione intelligente

L’acqua è una risorsa preziosa, e le nuove tecnologie aiutano a non sprecarla. L’irrigazione a goccia porta l’acqua direttamente alle radici, risparmiando fino al 50% rispetto ai metodi tradizionali.

I sensori di umidità nel terreno attivano l’irrigazione solo quando serve, e gli agricoltori controllano anche a distanza con lo smartphone.

Serre tecnologiche

Le serre moderne sono ambienti controllati in cui temperatura, luce e umidità sono regolate da sistemi automatici. Le luci LED permettono di coltivare anche di notte o in assenza di sole, mentre la coltivazione idroponica fa crescere le piante senza terra, usando acqua e sostanze nutritive.

Agricoltura di precisione

L’agricoltura di precisione usa droni, sensori e intelligenza artificiale per controllare ogni parte del campo. I droni fotografano le colture dall’alto e mostrano dove le piante hanno bisogno di acqua o fertilizzanti. I sensori IoT misurano umidità, temperatura e pH del suolo. Tutti i dati vengono elaborati da software che aiutano l’agricoltore a decidere quando e dove intervenire, riducendo l’uso di prodotti chimici e migliorando i raccolti.

Catena del VALORE

L’aratro viene utilizzato per la semina. V F

Dopo il raccolto, i prodotti vengono conservati in silos. V F

L’irrigazione a goccia consuma molta acqua. V F

Trattore con seminatrice.

Drone per agricoltura di precisione.

4| Le coltivazioni agricole

L’ agricoltura comprende molte tipologie di coltivazioni che forniscono materie prime vegetali utilizzate non solo per l’alimentazione ma anche in diversi altri settori: dall’industria tessile alla produzione di energia, fino alla trasformazione in prodotti per la vita quotidiana (legno, carta ecc.).

Le piante coltivate si suddividono in grandi gruppi in base alla loro funzione e alle parti della pianta che vengono utilizzate. I cereali (come grano, riso e mais) sono tra le colture più diffuse e rappresentano la base dell’economia agricola in molti Paesi.

I prodotti ortofrutticoli, cioè frutta e verdura, sono coltivati sia in campo aperto sia in serre e richiedono cure

costanti durante tutto il ciclo produttivo. Accanto a queste, vi sono altre colture di grande importanza, come le leguminose (fagioli, piselli, lenticchie), che migliorano la fertilità del terreno, e le piante industriali, come il cotone, la barbabietola da zucchero e la canna da zucchero, impiegate per produrre fibre, zuccheri o biocarburanti.

Ogni coltura necessita di condizioni climatiche e tecniche agrarie specifiche, che influenzano il tipo di terreno, i metodi di irrigazione e i tempi di raccolta.

Conoscere le diverse colture agricole significa capire come l’uomo utilizza la terra per produrre risorse indispensabili alla vita e allo sviluppo delle comunità.

a. Cereali

Grano (frumento)

Il grano è uno dei cereali più importanti e coltivati al mondo. È una pianta che produce spighe piene di chicchi, da cui si ricava la farina, usata per preparare pane, pasta, dolci e molti altri prodotti. Ne esistono due tipi principali: il grano tenero, più adatto per pane e biscotti, e il grano duro, usato per la pasta e la semola.

Il grano cresce bene in climi temperati, con estati calde e inverni miti, e richiede terreni fertili e ben drenati.

La semina avviene in autunno, tra ottobre e dicembre, mentre la raccolta si effettua in estate, da giugno a luglio, quando le spighe diventano dorate.

Dopo la raccolta, le spighe vengono trebbiate per separare i chicchi dalla paglia. Una sola spiga può contenere più di 40 chicchi, e ogni campo produce migliaia di spighe, rendendo il grano una delle colture più produttive e diffuse sul pianeta.

I principali Paesi produttori sono Cina (circa 138 milioni di tonnellate), India (110 milioni di tonnellate) e Russia (90 milioni di tonnellate). In Italia, nel 2023, ne sono state prodotte 7 milioni di tonnellate.

Riso

Il riso è il cereale più coltivato e consumato nel mondo, soprattutto in Asia. Le sue piante crescono in ambienti ricchi d’acqua e producono spighe leggere con chicchi piccoli e allungati.

La semina si effettua in primavera (aprile-maggio) e la raccolta in autunno (settembre-ottobre). Il riso ama i climi caldi e umidi e i terreni pianeggianti e allagabili, ideali per trattenere l’acqua necessaria alla crescita. Il campo viene infatti allagato dopo la semina: l’acqua mantiene costante la temperatura del suolo e impedisce la crescita delle erbacce. Dopo la raccolta, il riso viene sbramato, cioè privato della buccia esterna che lo riveste.

Esistono molte varietà di riso, bianche o integrali, corte o lunghe, usate per risotti, minestre o dolci. Ogni chicco è in realtà il seme di una pianta erbacea acquatica.

La Cina ogni anno ne produce circa 210 milioni di tonnellate, l’India 180 milioni, l’Italia solo 1,5 milioni di tonnellate, ma è il primo produttore in Europa.

Mais (granoturco)

Il mais è originario dell’America ma oggi viene coltivato in quasi tutti i Paesi del mondo. È una pianta alta e robusta, con lunghe foglie e spighe gialle ricche di chicchi.

Si semina in primavera e si raccoglie a fine estate. Ama i climi caldi e soleggiati e cresce in terreni profondi e ben irrigati.

I chicchi, dopo la raccolta, vengono essiccati e conservati nei silos. Il mais è usato per produrre polenta, farine, olio e biocarburanti, ma anche come mangime per gli animali.

I principali Paesi produttori sono gli Stati Uniti (circa 380 milioni di tonnellate) e la Cina (280 milioni di tonnellate). In Italia il raccolto è di circa 5 milioni di tonnellate ogni anno.

b. Prodotti

ortofrutticoli

Frutta

La frutta comprende le parti delle piante che contengono i semi, come mele, arance, pesche, fragole o ciliegie.

Ogni tipo di frutta ha bisogno di un clima specifico e di cure costanti durante tutto l’anno.

La coltivazione, detta frutticoltura, avviene nei frutteti, dove gli alberi sono disposti in file ordinate. Gli alberelli vengono preparati nei vivai e fissati a un palo tutore che ne guida la crescita.

La potatura regolare aiuta a dare forma all’albero e a renderlo più produttivo.

Durante l’anno, i frutteti vengono irrigati e concimati per mantenere la terra fertile. La raccolta avviene quasi sempre a mano, per non danneggiare i frutti, e solo quando sono maturi.

Dopo la raccolta, la frutta può essere conservata in celle frigorifere o trasformata in succhi, marmellate e sciroppi.

I principali Paesi produttori sono la Cina, con oltre 260 milioni di tonnellate e l’India, con circa 110 milioni di tonnellate.

L’Italia ha una buona produzione annua, intorno a 20 milioni di tonnellate.

Verdura

La coltivazione delle verdure si chiama orticoltura

Può essere praticata in orti all’aperto oppure in serre, che permettono di coltivare anche durante i mesi freddi.

Gli ortaggi crescono in terreni soffici e ben irrigati, e spesso si alternano le colture per non impoverire il suolo (rotazione delle colture).

La raccolta è quasi sempre manuale e deve essere fatta con cura per non rovinare i prodotti.

La verdura comprende diverse parti delle piante:

• Radici, come carote e ravanelli.

• Foglie, come lattuga e spinaci.

• Fusti, come sedano e asparagi.

• Frutti, come pomodori, peperoni e zucchine.

Le verdure possono essere consumate fresche, cotte o conservate (sotto vetro, surgelate o essiccate).

Molte verdure, come la lattuga o il cetriolo, sono composte per oltre il 90% di acqua, il che le rende leggere e adatte per mantenere l’organismo idratato.

I principali Paesi produttori sono la Cina, con oltre 600 milioni di tonnellate e l’India, con circa 200 milioni di tonnellate.

L’Italia ha una buona produzione annua, intorno a 15 milioni di tonnellate.

Post-it

Tutti gli ortaggi sono verdure, ma non tutte le verdure sono ortaggi nel senso botanico. Il termine “verdura” è più alimentare e quotidiano, mentre “ortaggi” è più scientifico e agricolo.

5| Tecnologie per l’allevamento

Fin dall’antichità l’uomo ha allevato animali per ottenere cibo, forza lavoro, lana, latte e pelli.

Con il tempo, le tecniche di allevamento sono molto cambiate: da piccoli gruppi di animali curati manualmente, si è passati a grandi aziende agricole dove si utilizzano mac-

CICLO TECNOLOGICO DELL’ALLEVAMENTO DI BOVINI

Nascita e accudimento

• Le mucche partoriscono i vitelli, che vengono nutriti e controllati nei primi mesi di vita

Crescita

• I giovani bovini crescono con un’alimentazione equilibrata di fieno, mangimi e cereali

Cura e controlli

• Gli animali vengono seguiti dal veterinario e allevati in ambienti puliti e sicuri

Produzione

• Le mucche da latte vengono munte ogni giorno; quelle da carne vengono nutrite fino al peso ideale

Raccolta e trasformazione

• Il latte è portato ai caseifici per formaggi e yogurt; la carne viene lavorata negli stabilimenti alimentari

Distribuzione

• I prodotti finiti vengono confezionati e venduti in negozi e supermercati

chine e tecnologie digitali per gestire meglio gli animali e l’ambiente.

Oggi l’obiettivo dell’allevamento moderno è trovare un equilibrio tra produttività, benessere degli animali e rispetto per la natura.

Animali da allevamento

Negli allevamenti si allevano diversi tipi di animali domestici per ottenere prodotti utili all’uomo:

ƽ bovini (mucche e vitelli): per latte, carne e cuoio.

ƽ Suini (maiali): per carne e salumi.

ƽ Ovini (pecore) e caprini (capre): per latte, formaggi e lana.

ƽ Pollame (galline, tacchini, anatre): per uova e carne.

ƽ Conigli: per carne e pelliccia.

ƽ Pesci e crostacei (acquacoltura): per prodotti alimentari.

In alcuni casi gli animali vengono allevati anche per lavoro agricolo (come i cavalli o gli asini) o per scopi sportivi o per il tempo libero.

Tipologie di allevamento

Gli allevamenti si distinguono in base al modo in cui vengono gestiti gli animali e allo spazio a loro disposizione.

ƽ Allevamento estensivo

Gli animali vivono all’aperto, in grandi spazi naturali come pascoli e prati. Si nutrono principalmente di erba e si muovono liberamente. È un sistema più naturale e sostenibile, ma produce meno.

ƽ Allevamento intensivo

Gli animali sono tenuti in spazi chiusi o limitati, come stalle o capannoni. Le attività (alimentazione, mungitura, pulizia) sono automatizzate per aumentare la produttività. Serve molta attenzione al benessere animale e alla gestione dei rifiuti per evitare problemi ambientali.

ƽ Allevamento semiestensivo o misto Combina i due sistemi precedenti: gli animali trascorrono parte del tempo al pascolo e parte in stalla, soprattutto nei periodi freddi o piovosi. È un modello equilibrato, che garantisce buone produzioni e rispetto per gli animali.

Mucche al pascolo.

L’allevamento moderno

Negli allevamenti moderni, secondo i principi della zootecnia, molte operazioni quotidiane sono automatizzate.

Nelle stalle da latte, per esempio, si usano robot di mungitura che permettono alle mucche di essere munte quando vogliono, riducendo lo stress e migliorando la qualità del latte.

Ogni mucca è riconosciuta da un microchip, che registra i suoi ritmi e le sue abitudini.

Anche l’alimentazione è gestita con sistemi automatici: i sensori dosano il mangime in base alle necessità di ciascun gruppo di animali e controllano quanto cibo viene effettivamente mangiato. In questo modo si evitano sprechi e si mantengono gli animali in buona salute.

Benessere e salute degli animali

Il benessere degli animali è molto importante: un animale sereno e sano produce di più e meglio.

Per questo, oggi si usano collari intelligenti con sensori che controllano l’attività fisica, la temperatura e il comportamento di ogni animale. Se qualcosa non va, il sistema invia un segnale agli allevatori per poter intervenire subito.

Alcuni allevamenti utilizzano anche telecamere con riconoscimento comportamentale. Queste osservano gli animali e segnalano eventuali problemi, come difficoltà a camminare o comportamenti insoliti.

Tracciabilità digitale

Ogni animale viene registrato con un microchip elettronico (RFID) che contiene tutte le informazioni sulla sua vita: nascita, alimentazione, vaccinazioni e cure ricevute.

Questo sistema si chiama tracciabilità e serve a garantire la sicurezza e la qualità dei prodotti.

In alcuni Paesi si sperimentano anche sistemi blockchain, che permettono di registrare in modo sicuro e trasparente tutti i passaggi della filiera: dal mangime al prodotto finale.

I prodotti degli allevamenti di bestiame

Gli allevamenti forniscono all’uomo molti prodotti di origine animale, utili non solo per l’alimentazione ma anche per l’industria e la vita quotidiana

ƽ Dai bovini, come mucche e vitelli, si ottengono latte, carne e cuoio. Il latte viene trasformato in formaggi, yogurt e burro, mentre la pelle viene usata per realizzare scarpe, borse e oggetti in cuoio.

ƽ Dai suini (maiali) si ricavano diversi tipi di carne e salumi, come prosciutti e salsicce.

ƽ Le pecore e le capre forniscono latte per formaggi, ma anche lana e pelli.

ƽ Gli animali da cortile, come galline, tacchini e anatre, producono carne e uova, fondamentali in molte diete.

ƽ Alcuni animali vengono allevati anche per altri scopi, come le api per la produzione di miele e cera.

Glossario

Zootecnia: scienza che studia l’allevamento degli animali domestici per migliorarne la crescita, la salute e la produzione nel rispetto del loro benessere e dell’ambiente.

Tablet per il controllo e la gestione del benessere degli animali.

Cura del pollame in un allevamento avicolo, con galline allevate all’aperto.

Nell’allevamento intensivo gli animali vivono all’aperto. V F

I robot di mungitura riducono lo stress delle mucche. V F

I collari intelligenti possono rilevare malattie precoci. V F

6| Pesca e acquacoltura

Rete da traino (a strascico)

Questa tecnica utilizza grandi reti a forma di imbuto che vengono trainate sul fondo del mare da una o due imbarcazioni. Serve per catturare pesci di fondo, come sogliole, scampi o gamberi. È molto produttiva, ma può danneggiare i fondali marini e distruggere gli habitat dove vivono molte specie. Per questo motivo è regolata da leggi e limiti di profondità.

2.

Rete da posta (reti fisse)

Vengono calate in mare e lasciate ferme per un certo periodo di tempo. I pesci, nuotando, rimangono impigliati nelle maglie. È un sistema di pesca selettivo e tradizionale, usato soprattutto vicino alla costa. Può catturare pesci come orate, triglie e spigole.

La pesca è una delle attività umane più antiche. Fin dalla preistoria, gli esseri umani hanno imparato a catturare pesci e altri animali acquatici per nutrirsi e per commerciare. Oggi la pesca è una grande attività economica che fornisce milioni di tonnellate di pesce ogni anno, impiegando pescatori, tecnici e industrie in tutto il mondo.

La pesca marittima si divide in quattro tipi principali:

ƽ costiera locale, entro 6 miglia dalla riva, con piccole barche;

ƽ costiera ravvicinata, fino a 20 miglia;

ƽ mediterranea d’altura, oltre 20 miglia, con grandi pescherecci;

ƽ oceanica, praticata in mare aperto con navi attrezzate per la conservazione del pesce.

La pesca deve essere praticata in modo sostenibile, rispettando l’ambiente marino e garantendo la sopravvivenza delle specie.

Le tecniche di pesca

Le principali tecniche di pesca sono:

1. Reti da traino (a strascico): trascinate sul fondale per catturare pesci di fondo, come sogliole o gamberi. Se usate in modo scorretto, possono danneggiare gli habitat marini.

2. Reti da posta: reti fisse in cui i pesci restano intrappolati.

3. Palangari: lunghi cavi con ami, usati per pesci di grandi dimensioni come tonni o pesci spada.

4. Nasse e trappole: gabbie che catturano crostacei come aragoste e granchi.

3.

Palangari

Il palangaro è un lungo cavo con centinaia di ami fissati a intervalli regolari. Può essere usato in superficie o sul fondo del mare e serve per catturare pesci di grandi dimensioni, come tonni, pesci spada o merluzzi. È una tecnica molto diffusa nella pesca d’altura.

4.

Nasse e trappole

Le nasse sono gabbie o ceste con un’apertura che permette ai crostacei di entrare ma non di uscire. Sono usate soprattutto per aragoste, granchi e polpi e vengono posizionate sul fondo del mare e recuperate dopo alcune ore o giorni. È una tecnica selettiva e sostenibile.

Tipi di pesca

Esistono diversi modi di pescare, che si distinguono in base alla zona e alle tecniche utilizzate:

ƽ pesca artigianale, che si svolge con piccole barche vicino alla costa. I pescatori usano reti, lenze o nasse e catturano quantità limitate di pesce. È una pesca tradizionale e rispettosa degli ecosistemi.

ƽ Pesca industriale, che usa grandi navi attrezzate con reti e sistemi di refrigerazione per lunghi viaggi in mare aperto. Produce molto pesce, ma se non regolata può causare sovrasfruttamento, cioè catture eccessive che riducono le popolazioni marine.

ƽ Pesca sportiva o ricreativa, praticata per hobby, spesso in fiumi, laghi o coste, con limiti di cattura stabiliti dalla legge.

Catena del VALORE

Pescatori / Acquacoltori  Trasformatori

L’acquacoltura

Un pescatore artigiano getta le rete nelle acque del lago Limboto, in Indonesia.

Per ridurre la pressione sulla pesca tradizionale, si è sviluppata l’acquacoltura, cioè l’allevamento di pesci, molluschi e crostacei in ambienti controllati.

È un’attività simile all’agricoltura, ma si svolge nell’acqua, sia dolce (fiumi e laghi) sia salata (mare e lagune).

Le vasche o gabbie marine ospitano pesci come orate, spigole, trote, salmoni o carpe, che vengono nutriti, curati e controllati fino alla maturità. Esistono anche impianti di mitilicoltura, per allevare cozze e vongole, e di ostricoltura, per le ostriche.

Un’acquacoltura moderna deve essere sostenibile, cioè rispettare l’ambiente e la salute degli animali.

Gli impianti più avanzati usano sensori digitali per controllare la qualità dell’acqua (ossigeno, temperatura, pH) e la quantità di mangime distribuito. Alcuni sistemi riciclano l’acqua usata, riducendo gli sprechi e l’inquinamento.

Questo tipo di allevamento, chiamato anche acquacoltura 4.0, permette di produrre pesce in modo sicuro e controllato, garantendo la qualità del prodotto e la tutela degli ecosistemi acquatici.

Pescatori industriali che catturano pesci in mare aperto.

mini TEST

La pesca artigianale utilizza piccole barche. V F

Le nasse sono gabbie usate per catturare crostacei. V F

L’acquacoltura può svolgersi solo in acqua dolce. V F

Green Corner

EDUCAZIONE CIVICA Parte

1| Ambiente e sistemi produttivi: agricoltura, allevamento e pesca

Agricoltura, allevamento e pesca sono attività umane fondamentali, ma devono convivere in equilibrio con l’ambiente naturale. Se gestite in modo scorretto, possono causare inquinamento, consumo eccessivo di risorse e perdita di biodiversità.

Per questo oggi si parla sempre più di produzione sostenibile, cioè di un modo di produrre che rispetti la natura e garantisca un futuro anche alle prossime generazioni.

a| Agricoltura sostenibile e biologica

L’agricoltura sostenibile cerca di ridurre l’uso di sostanze chimiche, risparmiare acqua e conservare la fertilità del suolo.

Un esempio è l’agricoltura biologica, che non utilizza pesticidi o fertilizzanti di sintesi ma sfrutta i processi naturali del terreno e il lavoro degli insetti utili, come le api e le coccinelle.

Un’evoluzione ancora più attenta alla natura è l’agricoltura biodinamica, che considera la fattoria come un piccolo ecosistema: le coltivazioni, gli animali e il suolo sono in equilibrio, e si rispettano anche i ritmi della luna e delle stagioni.

b| OGM: vantaggi e rischi

Un’altra strada percorsa dalla scienza è quella degli OGM (Organismi Geneticamente Modificati), cioè piante o animali il cui DNA è stato modificato in laboratorio.

Gli OGM possono rendere le piante più resistenti alla siccità o agli insetti e aumentare la produttività. Tuttavia, molti esperti si interrogano sui rischi ambientali, come la perdita di biodiversità o la diffusione incontrollata di specie modificate e forse anche per la salute umana. Per questo in Europa l’uso degli OGM è molto controllato e limitato.

Campo tecnologico

Disegna un quadrato che corrisponde a un piccolo appezzamento di terreno suddiviso in 4 zone (seminativo, orto, frutteto, serra).

Indica per ogni zona quale tecnologia utile sceglieresti (es. irrigazione a goccia, sensori di umidità, drone, serra automatizzata) e scrivi che funzione ha e i vantaggi che porta.

Confronta l’efficienza

Riempi tre contenitori identici con la stessa quantità di terra. Innaffia il primo versando acqua dall’alto, il secondo con un sistema goccia a goccia fatto in casa (bottiglia forata), il terzo con uno spruzzino. Dopo un’ora, misura quanta acqua è rimasta nel sottovaso di ciascuno. Quale sistema è più efficiente?

c| Pesca responsabile e tutela della biodiversità marina

Anche nel mare esistono problemi simili. La pesca eccessiva può svuotare i mari e distruggere gli ecosistemi.

In alcune zone del mondo si stanno diffondendo specie aliene, pesci e organismi che arrivano da altri Paesi e mettono in pericolo le specie locali, come il granchio blu o il pesce palla nel Mediterraneo.

Per contrastare questo fenomeno servono controlli, ma anche scelte consapevoli: pescare solo nelle stagioni giuste, evitare le taglie troppo piccole e rispettare le aree marine protette.

d| Allevamento e ambiente

Negli allevamenti intensivi, il numero elevato di animali può produrre grandi quantità di rifiuti e consumare molta acqua.

Per ridurre l’impatto ambientale, molti allevamenti moderni riciclano i liquami per produrre biogas, una forma di energia rinnovabile, oppure scelgono alimentazioni naturali e sistemi che garantiscono il benessere animale.

Granchio blu, specie aliena dei nostri mari.

2| Checosapossiamofarenoi...

Non sono solo gli agricoltori o i pescatori a dover pensare alla sostenibilità: ognuno di noi, ogni giorno, può contribuire a ridurre l’impatto sull’ambiente attraverso le proprie abitudini di consumo. Anche le piccole scelte, come quelle che facciamo al supermercato o a tavola, possono avere grandi effetti sul modo in cui vengono prodotti e distribuiti gli alimenti. Ecco alcuni suggerimenti.

Informarsi sull’origine dei prodotti

Quando acquistiamo pesce, carne o verdura, è importante leggere l’etichetta per sapere da dove provengono e come sono stati prodotti. Scegliere pesce proveniente da pesca sostenibile o da acquacoltura controllata aiuta a proteggere le specie marine e a mantenere gli oceani in equilibrio.

Molti prodotti riportano marchi ecologici o sigle come MSC (Marine Stewardship Council), che garantiscono il rispetto dell’ambiente e degli animali.

Per l’acquacoltura, esiste anche il marchio ASC (Aquaculture

Stewardship Council), che garantisce allevamenti acquatici gestiti in modo responsabile, con controllo dell’acqua, del mangime e del benessere dei pesci.

In agricoltura e negli allevamenti i marchi ecologici più diffusi sono quelli legati al biologico. Il simbolo dell’Agricoltura Biologica dell’Unione Europea è una foglia verde formata da piccole stelle: indica che il prodotto proviene da aziende che non usano pesticidi chimici, fertilizzanti di sintesi o OGM e che rispettano la biodiversità.

Nel settore dell’allevamento, alcune etichette garantiscono anche il benessere animale, indicando che gli animali sono stati allevati in spazi adeguati, con alimentazione naturale e cure veterinarie controllate.

Scegliere prodotti biologici o locali

Preferire i prodotti biologici significa sostenere un’agricoltura che non usa pesticidi o fertilizzanti chimici dannosi per il suolo e per gli insetti impollinatori.

Scegliere prodotti locali o a “chilometro zero” aiuta a ridurre l’inquinamento dovuto ai trasporti: un pomodoro coltivato vicino casa inquina molto meno di uno arrivato da un altro continente!

Inoltre, acquistare prodotti del territorio sostiene il lavoro degli agricoltori locali.

Confezione di tonno in scatola con il marchio MSC che garantisce il rispetto dell’ambiente e degli animali.

Controllo delle indicazioni di provenienza di verdure biologiche prodotte da azienda idroponica.

Per

saperne di più

• www.masaf.gov.it

• www.crea.gov.it

• www.coldiretti.it

• www.confagricoltura.it

Play

1| Il cruciverba del settore primario

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo! 1 2 3 4 5 6

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

Orizzontali

3. Allevamento di pesci controllato

4. Prodotto della raccolta dei frutti

5. Elemento modificato geneticamente

6. Ovini

Verticali

1. Attività di cattura di pesci

2. Lungo cavo con molti ami

2| Anagrammi tecnologici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati all’agricoltura:

a. NOSERSE (strumento per rilevare dati)

b. POCAONIDRI (coltivazione senza terra)

c. CURA IL GRATO (coltivazione della terra)

d. LUTARAQUACCO (allevamento di organismi acquatici)

3| Memory di frutta e verdura

1. Mela

2. Insalata

3. Banana

4. Spinaci

5. Ciliegie

a. Frutta

b. Verdura

Lab

Fasi di lavoro

1. Osservazione e discussione

In piccoli gruppi, osserviamo immagini di agricoltura, allevamento e pesca (tradizionali e moderne).

Discutiamo tra di noi, con l’aiuto del docente, e poi scriviamo le differenze principali: attrezzi, macchine e strumenti usati, rapporto con la natura, quantità di lavoro umano, ecc.

2. Progettare una filiera sostenibile

Ogni gruppo sceglie un prodotto (per esempio: latte, pesce o grano) e disegna su un foglio il suo percorso dalla produzione al consumatore. Poi aggiunge accanto a ogni fase un’idea per renderla più ecologica (per esempio usare meno acqua, riciclare, evitare sprechi).

Agricoltura sostenibile... inclasse

In questo laboratorio scopirai come agricoltura, allevamento e pesca siano legati all’ambiente e come le tecnologie moderne aiutino a ridurre sprechi e inquinamento.

Attraverso semplici attività di osservazione e confronto, capirai che aiutare a produrre cibo in modo sostenibile è possibile, anche con piccoli gesti quotidiani.

Materiali e attrezzi

• Fogli A4 o cartoncini

• Matite, pennarelli, righelli

• Forbici, colla

• Immagini stampate o ritagli di riviste (campi, stalle, barche da pesca, prodotti agricoli)

Discipline

• Arte e immagine

• Tecnologia

• Scienze

• Educazione civica

Mungitura manuale.

Zappatura manuale.

3. La nostra idea “verde”

Mungitura automatica.

Zappatura con motozappa.

Realizza un semplice disegno o schema per rappresentare una tecnologia o una buona pratica sostenibile: per esempio un trattore a energia solare, una serra che raccoglie l’acqua piovana, una rete da pesca selettiva.

Autovalutazione

• Ho capito come le tecnologie possono aiutare a proteggere l’ambiente?

• In quale parte del laboratorio ho partecipato di più o ho dato un contributo personale?

• C’è qualcosa che potrei fare, nella vita di tutti i giorni, per sostenere una produzione più responsabile?

Agricoltura allevamento e pesca

L’essenziale

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Academy

Agricoltura: tecnologia, natura e futuro

Per intraprendere una carriera nei settori agricoltura, allevamento e pesca si possono scegliere Istituti tecnici o professionali a indirizzo agrario, agroalimentare o ambientale, e proseguire poi con un ITS Agrifood o Scienze agrarie, alimentari e ambientali all’Università. Le professioni tradizionali stanno cambiando: l’agricoltrice/ l’agricoltore e l’allevatrice/ l’allevatore 4.0 utilizzano droni, sensori e programmi informatici per gestire colture e stalle in modo efficiente. Accanto a loro lavorano tecniche/tecnici specializzate/i nell’agricoltura di precisione, che analizzano i dati dei satelliti e dei sensori per migliorare la produttività, e operatrici/operatori che gestiscono impianti di acquacoltura con sistemi automatici di controllo dell’acqua e dell’alimentazione. In questi settori, studentesse e studenti con curiosità, spirito innovativo e rispetto per la natura possono trovare molte opportunità per costruire il futuro dell’agricoltura sostenibile.

Il settore primario: agricoltura, allevamento e pesca Agricoltura, allevamento e pesca fanno parte del settore primario, che produce le materie prime necessarie per la vita quotidiana e per molte industrie. Queste attività, da sempre fondamentali per l’uomo, si sono evolute grazie alle tecnologie moderne, diventando più efficienti e rispettose dell’ambiente.

Un po’ di storia

L’agricoltura nacque circa 10000 anni fa con la rivoluzione neolitica, quando l’uomo imparò a coltivare la terra e ad allevare animali. Per secoli si lavorò con strumenti semplici, come aratri e zappe, fino all’arrivo, con la prima Rivoluzione industriale, della meccanizzazione agricola. Oggi viviamo l’epoca dell’Agricoltura 4.0, in cui sensori, droni e intelligenza artificiale permettono di coltivare e allevare in modo più preciso e sostenibile.

La produzione agroalimentare

Le attività del settore primario si dividono in:

• agricoltura tradizionale, basata su lavoro manuale e strumenti semplici;

• agricoltura meccanizzata, con macchine agricole e impianti automatici;

• agricoltura digitale, che usa GPS, sensori, robot e intelligenza artificiale.

Nell’agricoltura moderna, i trattori, le seminatrici e le mietitrebbie lavorano al posto dell’uomo nelle fasi di preparazione, semina e raccolta. L’irrigazione è controllata da impianti intelligenti che risparmiano acqua, mentre serre e colture idroponiche permettono di produrre anche fuori stagione. Negli allevamenti, robot di mungitura e collari con sensori monitorano la salute e l’alimentazione degli animali.

Nella pesca, invece, le tecniche moderne e l’acquacoltura consentono di produrre pesce in modo controllato e rispettoso degli ecosistemi marini.

Prodotti e utilizzi

Dai campi si ottengono cereali, frutta, verdura e leguminose, ma anche piante industriali come cotone, barbabietola e canna da zucchero.

Dagli allevamenti provengono latte, carne, uova, lana e miele, mentre la pesca e l’acquacoltura forniscono pesci, molluschi e crostacei.

Queste materie prime vengono poi trasformate in prodotti destinati all’alimentazione, all’industria e all’artigianato.

Agricoltura e ambiente

Le attività agricole e zootecniche devono oggi convivere in equilibrio con la tutela della natura. Per questo si sviluppano forme di agricoltura biologica e sostenibile, che riducono pesticidi e fertilizzanti, e di acquacoltura 4.0, che controlla il consumo d’acqua e l’inquinamento. Anche la pesca deve essere regolata per evitare il sovrasfruttamento e proteggere la biodiversità marina.

Tecnologie alimentari 10

Pensa un po’...

Sai come il latte diventa formaggio e la farina pane?

Quali macchine servono per produrre gli alimenti?

Come fanno le aziende alimentari a garantire che i prodotti siano buoni e sicuri per tutti?

CIBO per il pianeta

Dietro ogni alimento che consumiamo si nasconde una catena di processi tecnologici che trasformano le materie prime naturali in prodotti sicuri e di qualità.

Dal grano che diventa pane, al latte che si trasforma in formaggio, fino alle olive, che producono olio: ogni trasformazione richiede conoscenze scientifiche, strumenti adeguati e controlli accurati.

Oggi le industrie alimentari utilizzano macchinari sempre più precisi e tecnologie digitali che permettono di controllare ogni fase del processo produttivo, garantendo sicurezza, igiene e rispetto per l’ambiente.

INVESTIGATORI dell’alimentazione

Per una settimana tieni un diario fotografico di ciò che mangi o bevi. Per ogni alimento, osserva e annota le informazioni principali.

1. Guarda l’etichetta e scrivi: ingredienti principali, luogo di produzione e data di scadenza.

2. Scopri da dove proviene la materia prima principale (es. dove si coltiva il grano della pasta o il cacao del cioccolato).

3. Confronta due prodotti simili di marche diverse e spiega se noti differenze negli ingredienti o nei metodi di produzione indicati sull’etichetta.

4. Rappresenta in un disegno o in uno schema il “viaggio” del tuo alimento, dal luogo di origine fino alla tua tavola. Alla fine della settimana, presenta alla classe le tue considerazioni sui risultati della ricerca.

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa

concettuale

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere i principali processi di trasformazione alimentare e le tecnologie utilizzate nelle diverse filiere produttive.

• Comprendere l’importanza del controllo qualità e della sicurezza alimentare nei processi industriali.

• Analizzare l’impatto ambientale delle tecnologie alimentari e le soluzioni sostenibili per il futuro.

Competenze

• Saper descrivere il ciclo tecnologico completo di un alimento, dall’origine alla distribuzione.

• Essere in grado di valutare le scelte alimentari in base a criteri nutrizionali, ambientali ed etici.

• Utilizzare strumenti digitali per raccogliere informazioni e dati sui processi produttivi alimentari.

Produzione di alimenti

ALIMENTI E NUTRIENTI

• Carboidrati

• Proteine

• Grassi

• Vitamine, sali minerali e acqua

MATERIE PRIME

• dall’agricoltura

• dall’allevamento e dalla pesca

PROCESSI

DI TRASFORMAZIONE

• Fisici (cottura, essiccazione)

• Chimici (fermentazione)

• Biologici (maturazione)

FILIERE PRODUTTIVE

• Cerealicola

• Lattiero-casearia

• Olearia

• Conserviera

CONTROLLO QUALITÀ

• Analisi chimiche

• Test microbiologici

• Certificazioni

SOSTENIBILITÀ

• Riduzione sprechi

• Packaging eco-compatibile

• Prodotti da agricoltura biologica

LEZIONE IN POWERPOINT

1| Alimenti e nutrienti

Ogni giorno mangiamo diversi tipi di alimenti: pane, frutta, verdura, carne, latte, pasta, dolci, ecc. Questi alimenti ci servono per vivere, crescere e avere energia, ma le Scienze ci insegnano che non tutti contengono le stesse sostanze nutritive Gli alimenti sono infatti formati da nutrienti, cioè sostanze che il nostro corpo utilizza per svolgere le sue funzioni vitali. I principali nutrienti sono carboidrati, proteine, grassi, vitamine e sali minerali. A questi si aggiunge l’acqua, fondamentale per tutte le funzioni del nostro organismo.

Per capire quanta energia ci offre un alimento, si usa l’unità di misura chiamata caloria, che indica la quantità di energia che il corpo può ricavare da ciò che mangiamo. Un’alimentazione equilibrata deve contenere tutti i nutrienti nelle giuste quantità. Nessun alimento, da solo, può fornire tutto ciò di cui abbiamo bisogno: per questo è importante variare i cibi e seguire una dieta sana e bilanciata.

nel TEMPO

La rivoluzione neolitica

Circa diecimila anni fa, nel 10000 a.C. gli esseri umani iniziarono a coltivare la terra e a allevare animali, abbandonando gradualmente la vita nomade per diventare agricoltori e pastori.

Questa nuova organizzazione della vita portò anche alle prime trasformazioni degli alimenti: intorno all’8000 a.C. nacquero infatti le prime tecniche di fermentazione, che permisero di produrre pane e birra, mentre già nel 3000 a.C. in Mesopotamia si iniziava a produrre formaggi a partire dal latte.

Le grandi invenzioni dell’Ottocento

Per molti secoli le tecniche di conservazione e trasformazione del cibo rimasero artigianali, ma tutto cambiò con la rivoluzione industriale del XIX secolo. Le nuove macchine resero possibile lavorare grandi quantità di materie prime e produrre cibo su scala molto più ampia.

Nel 1810, l’inventore francese Nicolas Appert ideò il sistema di conservazione in scatola, che consentiva di mantenere gli alimenti commestibili per mesi. Qualche decennio dopo, nel 1864, Louis Pasteur scoprì la pastorizzazione, un metodo che elimina i batteri nocivi dal latte e da altri alimenti. Alla fine del secolo successivo, nel 1929, l’americano Clarence Birdseye mise a punto la surgelazione, permettendo di conservare a lungo i cibi senza alterarne le proprietà nutritive.

Il cibo del futuro

Nel XXI secolo, le innovazioni continuano a trasformare il modo in cui produciamo e consumiamo il cibo. Nel 2013 è stato presentato il primo hamburger di carne coltivata in laboratorio, ottenuto da cellule animali senza bisogno di allevare o uccidere animali. Oggi, le biotecnologie e l’intelligenza artificiale stanno dando vita a una nuova rivoluzione alimentare. Sensori intelligenti controllano in tempo reale la qualità dei prodotti, mentre algoritmi sofisticati ottimizzano i processi produttivi per ridurre gli sprechi e il consumo di energia.

Caloria: unità di misura dell’energia fornita dagli alimenti. Indica la quantità di calore necessaria per aumentare di 1 °C la temperatura di 1 g di acqua. Il suo multiplo è la chilocaloria (kcal), pari a 1000 calorie. Oggi si usa sempre più spesso anche il chilojoule (kJ), che equivale a circa 0,239 kcal.

I primi movimenti vegetariani moderni nacquero in Inghilterra nell’Ottocento, per motivi etici e di salute.

Il formaggio più antico del mondo è stato trovato in una tomba cinese di 3600 anni fa. Era ancora commestibile!

2| Valore energetico degli alimenti

Ogni alimento è una complessa miscela di macronutrienti (carboidrati, proteine, grassi) e micronutrienti (vitamine, minerali). Le tecnologie alimentari devono preservare questo equilibrio chimico durante tutti i processi di trasformazione. Vediamoli più da vicino.

a. Carboidrati: forniscono energia immediata (4 kcal/g) e si presentano in forme diverse: zuccheri semplici, amidi e fibre. Si trovano nei cereali, nei legumi e nella frutta; sono praticamente assenti nella carne e nel pesce. La cottura dell’amido lo rende più digeribile, mentre la fermentazione può trasformare gli zuccheri in acidi organici.

d. Vitamine: svolgono una funzione di regolazione biologica. Si distinguono in liposolubili (che si sciolgono nei grassi, come le vitamine A, D, E, K) e idrosolubili (che si sciolgono in acqua, B1, B2, PP, C). Si trovano soprattutto nella frutta e nella verdura.

b. Proteine: hanno funzione plastica e costruttiva. Forniscono energia per 4 kcal/g e sono costituite da aminoacidi essenziali che il nostro organismo non può produrre. Si trovano soprattutto nella carne, nel pesce, in uova e formaggi, nei legumi e nella frutta secca.

e. Sali minerali: regolano numerose funzioni del corpo. Si trovano negli alimenti e nell’acqua, sottoforma di composti chimici chiamati sali. Non apportano calorie e possono essere persi per dilavamento nell’acqua di cottura. Le tecnologie di cottura a vapore e sottovuoto permettono di preservarli meglio.

c. Grassi: i grassi (lipìdi) rappresentano la fonte energetica più concentrata (9 kcal/g) e di riserva. Veicolano le vitamine liposolubili (A, D, E, K). Alimenti ricchi di grassi sono l’olio di oliva, gli oli di semi, il burro e il grasso animale.

f. Acqua: anche se non fornisce energia o calorie, è indispensabile per la vita. Il nostro corpo è formato per più della metà da acqua, e tutte le funzioni vitali, come la digestione, la circolazione del sangue e la regolazione della temperatura, avvengono grazie alla sua presenza.

3| La piramide alimentare

Ogni persona ha bisogno di una certa quantità di energia per vivere, muoversi, studiare, crescere e mantenere in funzione tutti gli organi del corpo. Questa energia si misura in calorie e il suo totale giornaliero prende il nome di fabbisogno calorico. Per soddisfare il fabbisogno calorico in modo equilibrato, è importante seguire una dieta corretta, cioè un insieme di alimenti che fornisca tutti i nutrienti nelle giuste proporzioni. Mangiare troppo o troppo poco, o assumere sempre gli stessi cibi, può causare squilibri e problemi di salute.

La piramide alimentare

Per capire meglio come distribuire i vari cibi, gli esperti hanno creato la piramide alimentare, un modello grafico che mostra quali alimenti dovremmo consumare più spesso e quali solo occasionalmente.

Alla base della piramide ci sono i cibi che dovrebbero comparire ogni giorno nella nostra alimentazione, come frutta, verdura, cereali e acqua.

Nella parte centrale si trovano gli alimenti da consumare con moderazione, come latte, formaggi, carne, pesce e uova. Infine, in cima alla piramide, troviamo i dolci, gli snack salati e le bevande zuccherate, che vanno consumati solo di rado. Seguire la piramide alimentare aiuta a mantenere il giusto equilibrio tra energia e salute, evitando eccessi e carenze.

Glossario

Dieta mediterranea: modello di alimentazione tipico dei Paesi del Mediterraneo, basato su cibi semplici e naturali come frutta, verdura, cereali, legumi, pesce e olio d’oliva come principale fonte di grassi. È considerata una delle diete più sane al mondo, perché aiuta a mantenere il corpo in salute e riduce il rischio di molte malattie.

I principi della Piramide alimentare transculturale sono quelli della dieta mediterranea, integrata da cibi multietnici: elevata assunzione di verdura, legumi, frutta, noci e cerali integrali; consumo di pesce medio alto, ecc.

4| L’industria alimentare

CICLO TECNOLOGICO INDUSTRIALE DEGLI ALIMENTI

Materie prime

• Da agricoltura, allevamenti e pesca

Trasformazione industriale

• Utilizzo di tecnologie controllate per garantire qualità e sicurezza

Processi termici

• Pastorizzazione: elimina batteri patogeni (60–85 °C)

• Sterilizzazione: distrugge anche le spore batteriche (> 100 °C)

• Cottura industriale: forni, microonde, infrarossi con controllo automatico

Processi di separazione

• Centrifugazione

• Filtrazione

• Osmosi inversa

• Distillazione

• Evaporazione sottovuoto

Processi di conservazione

• Refrigerazione (0–4 °C)

• Surgelazione (–18 °C)

• Criogenia

• Essiccazione

Controllo qualità

• Sensori ottici, spettrometri, Metal detector e raggi X

Prodotto finale

• Sicuro, nutriente, appetibile e pronto al consumo

L’industria alimentare moderna utilizza complesse tecnologie per trasformare le materie prime, provenienti da agricoltura, allevamenti e pesca in prodotti sicuri, nutrienti e appetibili.

Ogni processo è attentamente controllato, per garantire qualità costante e sicurezza microbiologica.

Processi termici

I trattamenti termici sono fondamentali per eliminare microrganismi patogeni e prolungare la conservabilità. La pastorizzazione (60-85 °C) elimina i batteri patogeni preservando sapore e nutrienti, mentre la sterilizzazione (>100 °C) distrugge anche le spore batteriche, permettendo la conservazione a temperatura ambiente.

La cottura industriale utilizza forni a convezione di calore, a microonde e a infrarossi per ottenere risultati uniformi su grandi quantità. I sistemi di controllo automatico regolano temperatura, umidità e tempo per ogni specifico prodotto.

Processi di separazione

La centrifugazione separa componenti con densità diverse, come nella produzione di panna dal latte. La filtrazione rimuove particelle solide, mentre l’osmosi inversa concentra soluzioni eliminando l’acqua.

La distillazione separa liquidi con punti di ebollizione diversi, utilizzata nella produzione di alcol e nella concentrazione di aromi naturali. L’evaporazione sottovuoto permette di concentrare soluzioni a temperature più basse, preservando composti termolabili.

Processi di conservazione

La refrigerazione (0-4 °C) rallenta i processi di deterioramento, mentre la surgelazione (–18 °C) blocca quasi completamente l’attività microbica. Le tecnologie criogeniche utilizzano azoto liquido per surgelazioni ultrarapide che preservano meglio texture e nutrienti.

L’essiccazione rimuove l’acqua necessaria alla crescita microbica.

Controllo qualità

Oltre ai controlli a campione in laboratorio, sensori ottici controllano colore e dimensioni, mentre spettrometri analizzano la composizione chimica in tempo reale. Metal detector e raggi X identificano corpi estranei, garantendo la sicurezza del prodotto finale.

5| Filiere alimentari

Ogni alimento che arriva sulla nostra tavola ha fatto un lungo viaggio. Questo percorso si chiama filiera alimentare e comprende tutte le fasi che portano un prodotto dal campo al piatto.

La filiera alimentare rappresenta un vero e proprio viaggio: parte dalle risorse naturali, attraversa fasi di trasformazione e distribuzione, e termina con il consumo e lo smaltimento.

Ogni fase utilizza tecnologie, energia e conoscenze per produrre beni e servizi utili, cercando di ridurre l’impatto ambientale e garantire sicurezza e qualità.

Si inizia con la produzione: i contadini coltivano i cereali, gli ortaggi e la frutta, gli allevatori si prendono cura degli animali e i pescatori raccolgono il pesce. Queste materie prime vengono poi inviate alle aziende che si occupano della trasformazione, dove diventano prodotti più complessi come pasta, formaggi, pane, conserve o succhi di frutta.

Successivamente, entra in gioco la distribuzione: i prodotti vengono trasportati, conservati e infine venduti nei negozi, nei supermercati o nei mercati locali. Quando li acquistiamo e li consumiamo, partecipiamo anche noi all’ultima fase della filiera, quella del consumo.

Dopo il consumo, però, il viaggio non è ancora finito: gli imballaggi devono essere smaltiti o riciclati, e tutti possiamo contribuire riducendo gli sprechi e scegliendo prodotti con confezioni sostenibili.

Esistono filiere lunghe, con molti passaggi tra chi produce e chi consuma, e filiere corte, dove il produttore vende direttamente al cliente, come nei mercati contadini.

Le filiere alimentari moderne cercano di essere sempre più sostenibili, cioè rispettose dell’ambiente e delle persone, per garantire cibo sano oggi e per il futuro.

Catena del VALORE

Produttori delle materie prime  Trasformatori  Addetti alla logistica e distributori  Commercianti/Ristoratori  Consumatori  Riciclo

LA FILIERA AGROALIMENTARE

Produzione delle materie prime

• Agricoltura: coltivazione di cereali, frutta, verdura

• Allevamento: produzione di carne, latte, uova

• Pesca: raccolta delle risorse marine

 Uso di risorse naturali (suolo, acqua, energia)

Trasformazione industriale

• Processi termici, meccanici o di confezionamento

 Fattori di trasformazione: macchine, energia, competenze tecniche

Logistica e distribuzione

• Trasporto, stoccaggio e conservazione dei prodotti

• Controlli di qualità lungo tutta la catena

• Distribuzione ai punti vendita o ai mercati locali

 Attività di supporto

alla produzione: trasporti, comunicazione, gestione delle risorse

Consumo

• I prodotti arrivano nelle case dei consumatori

• Preparazione e consumo dei pasti

Smaltimento e riciclo

• Recupero degli imballaggi e gestione dei rifiuti

• Riduzione degli sprechi alimentari

 Inizio di un nuovo ciclo: economia circolare e sostenibilità

CICLO TECNOLOGICO DAL LATTE AL FORMAGGIO

Raccolta del latte

• Dalla mungitura al caseificio, dove si fa il formaggio

Standardizzazione del grasso

• Separazione in panna e latte scremato, poi rimescolato nelle giuste proporzioni

Omogeneizzazione

• I globuli di grasso vengono resi più piccoli per ottenere un latte uniforme e digeribile

Trattamenti termici

• Pastorizzazione: elimina batteri patogeni (circa 72 °C)

• Sterilizzazione: UHT distrugge anche le spore batteriche (fino a 150 °C)

Acidificazione e coagulazione

• Si aggiungono batteri buoni e caglio per far rapprendere il latte e formare la cagliata

Taglio e pressatura

• La cagliata viene tagliata in cubetti per eliminare il siero, poi pressata per formare una pasta compatta

Stagionatura

• Il formaggio riposa in ambienti freschi e umidi (10–15 °C) dove enzimi e microrganismi sviluppano aroma, gusto e consistenza

6| Filiera del latte

Il latte appena munto viene immediatamente refrigerato e trasportato in cisterne isotermiche. Sistemi di analisi rapida controllano composizione, carica batterica e presenza di residui prima dell’accettazione in caseificio.

Standardizzazione e trattamenti termici

Il latte che beviamo o usiamo per fare i formaggi deve essere prima lavorato per diventare sicuro e adatto alla trasformazione.

La prima fase si chiama standardizzazione del grasso: con delle macchine centrifughe il latte viene diviso in panna e latte scremato, poi le due parti vengono mescolate di nuovo nelle giuste quantità per ottenere un latte con sempre la stessa percentuale di grasso.

Subito dopo, il latte viene omogeneizzato, finché i piccoli globuli di grasso vengono resi più fini e ben distribuiti, così il latte risulta più uniforme e digeribile.

Per eliminare i batteri pericolosi, si usano i trattamenti termici. Nella pastorizzazione, il latte viene riscaldato a circa 72 °C per pochi secondi, così i batteri muoiono ma il sapore e i nutrienti restano quasi invariati. Nel trattamento UHT, invece, si raggiungono temperature molto più alte (fino a 150 °C) per pochissimo tempo, e il latte si può conservare anche fuori dal frigorifero per mesi.

Dal latte al formaggio

Per trasformare il latte in formaggio, si aggiungono batteri buoni che lo rendono un po’ acido. Poi si mette il caglio, una sostanza naturale che fa coagulare il latte, cioè lo trasforma in una massa densa chiamata cagliata.

La cagliata viene tagliata a cubetti per far uscire la parte liquida, detta siero, e poi pressata per formare una pasta compatta. È così che nascono le forme di formaggio.

La stagionatura

Dopo la pressatura, i formaggi vengono messi in locali freschi e umidi dove restano per settimane o mesi. Durante la stagionatura, microrganismi e enzimi modificano le proteine e i grassi del formaggio, creando il sapore, il profumo e la consistenza tipici di ogni varietà.

Formaggi freschi e formaggi stagionati

I formaggi freschi e i formaggi stagionati si distinguono soprattutto per il tempo di maturazione.

I formaggi freschi si consumano dopo pochi giorni dalla produzione, contengono molta acqua e hanno un sapore delicato e una consistenza morbida. Esempi comuni sono la mozzarella, la ricotta, la crescenza e lo stracchino. Sono più leggeri, con meno grassi e sale, ma si conservano solo per poco tempo e sempre in frigorifero.

I formaggi stagionati, invece, restano a maturare per mesi o anni. Durante la stagionatura perdono acqua, diventano più duri, profumati e sapidi. Ne fanno parte il Parmigiano Reggiano, il Pecorino, il Grana Padano e l’Emmental. Sono più ricchi di grassi e proteine, quindi più calorici, ma anche più nutrienti e ricchi di calcio. In una dieta equilibrata è bene alternare formaggi freschi e stagionati, consumandoli con moderazione e accompagnandoli sempre a verdure o cereali per un pasto sano e completo.

La panna

La panna è la parte più grassa del latte, che si separa naturalmente in superficie oppure con l’aiuto di centrifughe. Dopo la separazione, la panna viene pastorizzata. In seguito può essere omogeneizzata. La panna viene usata per preparare dolci, salse e formaggi, ma anche per produrre burro, attraverso la lavorazione meccanica che separa la parte grassa dal latticello.

Il burro

Il burro è un derivato del latte ottenuto dalla parte grassa, cioè dalla panna, che viene pastorizzata e resa più aromatica grazie a una breve maturazione, durante la quale può sviluppare un leggero sapore acido. Successivamente, la panna viene agitata energicamente (fase detta burattatura) fino a quando i globuli di grasso si uniscono formando piccoli granuli di burro e separandosi dal liquido, chiamato latticello.

I granuli vengono poi lavati, impastati e modellati per ottenere una massa compatta e omogenea. Il burro viene infine confezionato e conservato al freddo, pronto per la distribuzione e il consumo.

Lo yogurt

Lo yogurt è un derivato del latte ottenuto grazie all’azione di microrganismi buoni, i fermenti lattici, che trasformano parte del lattosio (lo zucchero del latte) in acido lattico. Il processo inizia con la pastorizzazione del latte. Dopo il raffreddamento, vengono aggiunti i fermenti lattici vivi, come Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus. Il latte viene poi mantenuto a una temperatura di circa 40–45 °C per alcune ore: in questo tempo i fermenti agiscono, fanno addensare il latte e gli danno il suo sapore leggermente acido. Quando la fermentazione è terminata, lo yogurt viene raffreddato per fermare l’attività dei fermenti e quindi confezionato in vasetti. A seconda del tipo di latte e degli ingredienti aggiunti, si ottengono yogurt interi, magri, cremosi o alla frutta. Lo yogurt è ricco di proteine, calcio e fermenti vivi che favoriscono il benessere dell’apparato digerente.

Tagliere di formaggi: li riconosci?

Sai distinguere quelli freschi da quelli stagionati?

La zangola è un antico strumento per la fabbricazione manuale del burro.

L’omogeneizzazione frantuma i globuli di grasso. V F

Il caglio è un enzima che coagula le proteine. V F

La panna è la parte meno grassa del latte. V F

CICLO TECNOLOGICO DELLA FILIERA DELLE CARNI

Allevamento

• Gli animali crescono in strutture controllate con alimentazione adeguata

Macellazione

• Stordimento controllato e verifiche veterinarie

Prima lavorazione

• Taglio e separazione delle carni

Trasformazione

• Salatura, affumicatura e produzione di salumi

Carne coltivata (filiera alternativa)

• Cellule fatte crescere in bioreattori

Packaging

• Confezionamento in atmosfera modificata

Catena del freddo

• Controllo costante di temperatura e umidità

Distribuzione

• Arrivo nei magazzini, negozi e supermercati

7| Filiera delle carni

La filiera delle carni deve affrontare sfide tecnologiche, ambientali ed etiche sempre più pressanti, a partire dal benessere degli animali, fino alla carne coltivata.

Allevamento e benessere animale

Negli allevamenti moderni si usano strumenti tecnologici per controllare la salute degli animali ogni giorno. L’alimentazione è studiata da tecnici specializzati, che preparano mangimi adatti all’età, al peso e alle esigenze di ciascun animale. Macchine automatiche distribuiscono le razioni giuste, così gli animali crescono in modo sano e controllato.

Macellazione e lavorazione

La macellazione segue regole precise per garantire sicurezza e benessere animale. Si usano sistemi di stordimento controllato, catene di lavorazione moderne e controlli veterinari costanti.

Durante la lavorazione, le carni possono essere tagliate, intenerite, salate, affumicate o trasformate in salumi: ogni procedura modifica il sapore, la consistenza e la durata del prodotto.

Carne coltivata: la nuova frontiera

La carne coltivata è una novità biotecnologica che potrebbe cambiare il futuro della filiera. Invece di allevare un animale intero, si prelevano alcune cellule e le si fanno crescere in speciali contenitori chiamati bioreattori. Qui le cellule ricevono nutrienti, ossigeno e la temperatura giusta per trasformarsi in piccoli muscoli. Materiali biodegradabili aiutano a dare forma al tessuto, creando un prodotto che somiglia sempre di più alla carne tradizionale.

Packaging e conservazione

Per mantenere la carne fresca più a lungo, si usa un tipo di confezionamento chiamato atmosfera modificata, che contiene gas come ossigeno, azoto e anidride carbonica. Queste confezioni mantengono il colore, limitano l’ossidazione e impediscono che la carne perda umidità.

La refrigerazione deve essere controllata in ogni fase: durante il trasporto, nei magazzini e nei negozi.

Sensori e sistemi wireless controllano costantemente temperatura e umidità, così la catena del freddo non viene interrotta.

8| Filiera dei prodotti ittici

La filiera del pesce unisce metodi di pesca tradizionali e nuove tecnologie. Il pesce è molto delicato e degrada in fretta, quindi deve essere pescato, conservato e lavorato con grande attenzione.

Pesca sostenibile e acquacoltura

Oggi la pesca cerca di essere più rispettosa dell’ambiente.

Si usano strumenti come sonar e GPS per trovare i banchi di pesce e per pescare solo nelle zone permesse. Le reti selettive aiutano a catturare solo le specie desiderate, evitando quelle protette.

Nei moderni impianti di acquacoltura si ricicla l’acqua grazie a sistemi chiamati RAS e sensori speciali controllano continuamente temperatura, ossigeno e qualità dell’acqua, così i pesci crescono in modo sano.

Conservazione a bordo

Subito dopo la pesca, il pesce deve essere raffreddato velocemente per rimanere fresco. Di solito si usa il ghiaccio o la refrigerazione meccanica, mantenendo una temperatura molto bassa (0–2 °C).

Alcuni pescherecci moderni usano sistemi di congelamento rapido a –60 °C. Questo tipo di congelamento forma cristalli di ghiaccio molto piccoli che non rovinano il pesce e mantengono meglio il sapore originale.

Lavorazione industriale

Nelle industrie il pesce viene lavorato con macchine veloci e precise. Ci sono macchinari che tagliano la testa, sfilettano e tolgono le spine. Telecamere e sistemi digitali controllano la qualità del prodotto.

Per conservare il pesce a lungo si usa la surgelazione IQF (Individual Quick Freezing), che congela ogni pezzo separatamente. In questo modo il pesce non si attacca e si prende solo la quantità necessaria.

Prodotti trasformati

Dal pesce si ottengono molti prodotti diversi: bastoncini di pesce, conserve, affumicati, surimi e altri alimenti pronti da cucinare.

Il surimi si ottiene da proteine di pesce lavorate, lavate e concentrate, che vengono poi modellate per ottenere una consistenza simile a quella del granchio o dei gamberi.

L’affumicatura è un processo che unisce asciugatura e aromatizzazione. Il fumo di legni come faggio o quercia dà al pesce un sapore speciale e aiuta a conservarlo più a lungo.

Il surimi è ottenuto da proteine di pesce lavorate, che vengono modellate e aromatizzate per avere aspetto e consistenza simili alla carne di granchio.

Il pesce va raffreddato subito dopo la pesca. V F

Il surimi è un pesce molto buono, simile al tonno. V F

L’affumicatura aiuta a conservare il pesce. V F

Subito dopo la pesca, il pesce deve essere raffreddato velocemente con il ghiaccio.

9| Filiera cerealicola

Dalla coltivazione alla farina

Nell’agricoltura moderna si usano tecnologie di precisione. La raccolta si esegue con le mietitrebbiatrici. Sensori interni controllano la qualità e l’umidità del grano. Il grano viene conservato nei silos, grandi contenitori che mantengono temperatura e umidità sotto controllo per

a. Panificazione industriale

La panificazione industriale usa macchine che svolgono tutte le fasi: dosano gli ingredienti, impastano, fanno lievitare e cuociono il pane. Sistemi di controllo regolano temperatura, umidità e tempi.

L’impasto di farina di grano tenero, acqua e sale viene lavorato da impastatrici meccaniche, che sviluppano il glutine e rendono l’impasto elastico. Queste macchine possono lavorare grandi quantità in modo uniforme.

La lievitazione avviene in celle speciali dove temperatura e umidità sono controllate, così i lieviti lavorano bene e l’impasto aumenta di volume in modo regolare. Infine, il pane viene cotto in forni industriali che mantengono la temperatura costante (circa 250 °C) e garantiscono una cottura uniforme di ogni pagnotta.

CICLO TECNOLOGICO DELLA PANIFICAZIONE

Macinazione del grano

• Si ottiene la farina

Impasto

evitare muffe e insetti. La produzione della farina avviene mediante molitura, che utilizza mulini a cilindri che schiacciano il chicco e separano la parte interna, la crusca e il germe.

Sistemi di setacciatura classificano le particelle per dimensione ottenendo farine con caratteristiche specifiche.

b. Produzione della pasta

La pasta industriale nasce da pochi ingredienti: semola di grano duro e acqua. Questi due elementi vengono mescolati fino a formare un impasto compatto e uniforme. Una volta ottenuto l’impasto, macchine speciali lo spingono attraverso le trafile, che lo modellano in forme diverse come spaghetti, penne o fusilli.

Dopo la formatura, la pasta viene portata nelle camere di essiccazione, dove temperatura e umidità sono controllate con precisione. Questa fase è fondamentale perché elimina l’acqua in eccesso e permette alla pasta di conservarsi a lungo.

Infine, la pasta essiccata viene raffreddata, controllata e confezionata automaticamente in pacchi pronti per la vendita.

CICLO TECNOLOGICO DELLA PASTA

Macinazione del grano duro

• Si ottiene la semola

• Farina + acqua + sale + lievito

• L’impasto cresce in celle con temperatura controllata

• L’impasto viene diviso e modellato

• Le pagnotte cuociono nei forni industriali poi sono raffreddate e imballate

Impasto

• Semola + acqua mescolate fino a ottenere una massa compatta

Estrusione

• La pasta prende forma (spaghetti, penne, tagliatelle)

• La pasta viene asciugata lentamente

• La pasta secca è imballata e pronta per la vendita

10| Filiera avicola: le uova

La filiera avicola riguarda la produzione di uova è una delle più organizzate del settore alimentare. Oggi si usano tecnologie moderne per garantire uova sicure, controllate e di buona qualità.

Allevamento moderno

Gli allevamenti avicoli moderni utilizzano sistemi automatizzati per alimentazione, abbeveraggio e raccolta uova. Sensori ambientali controllano temperatura, umidità e qualità dell’aria per ottimizzare il benessere animale e la produttività.

La selezione genetica ha prodotto razze specializzate: galline ovaiole che depongono oltre 300 uova all’anno, con guscio resistente e albume di alta qualità. Programmi di miglioramento genetico utilizzano marcatori molecolari per accelerare la selezione.

Raccolta e classificazione automatizzata

Le uova vengono raccolte automaticamente e portate ai centri di imballaggio. Qui una luce speciale permette di vedere l’interno dell’uovo senza romperlo, per controllare eventuali difetti.

Macchine classificatrici pesano le uova e le dividono per categoria (S, M, L, XL). Telecamere e sistemi digitali controllano che non ci siano crepe o imperfezioni.

Controlli sanitari

Ogni lotto di uova può essere tracciato dal produttore al supermercato tramite un codice sul guscio. Test microbiologici controllano la possibile presenza di Salmonella, mentre altre analisi verificano che non ci siano residui di farmaci. Durante trasporto e conservazione, le uova devono restare a temperatura costante.

Post-it

Come si legge il codice sull’uovo

Il codice stampato sul guscio serve a sapere come è stata allevata la gallina e da quale allevamento proviene l’uovo. È composto da 5 parti:

1. Tipodiallevamento(primo numero): 0 biologico, 1 all’aperto, 2 a terra, 3 in gabbia

2. Paesediproduzione: sigla come IT (Italia)

3. CodicedelComune: numero che indica il Comune dell’allevamento.

4. Provincia: due lettere, per esempio FC, MI, RM.

5. Codicedell’allevamento: numero che identifica l’allevamento preciso. Infine la data “ENTRO” indica la data entro la quale consumare l’uovo.

Allevamento intensivo di galline ovaiole.

11| Filiera dolciaria: gli zuccheri

La produzione di zucchero e dolcificanti rappresenta una delle filiere più antiche e tecnologicamente avanzate dell’industria alimentare.

La canna da zucchero

La canna da zucchero richiede climi tropicali e viene raccolta quando raggiunge la massima concentrazione di saccarosio. Sistemi di analisi rapida misurano il contenuto zuccherino direttamente in campo.

La canna viene frantumata in mulini che spremono il succo. Sistemi di pressione progressiva estraggono fino al 95% del saccarosio presente, mentre la fibra residua (bagassa) viene utilizzata come combustibile.

Dalle barbabietole e dalla canna da zucchero si ottengono prodotti purissimi attraverso processi complessi di estrazione e raffinazione.

La barbabietola da zucchero

La barbabietola da zucchero viene coltivata in rotazione con altri cereali per mantenere la fertilità del suolo. Raccoglitrici automatiche estirpano le radici, le puliscono e le caricano sui mezzi di trasporto in un’unica operazione. L’estrazione avviene per diffusione: fettucce sottili vengono immerse in acqua calda (70 °C) che estrae il saccarosio. Il succo grezzo contiene 12-15% di zucchero e numerose impurità.

Purificazione e cristallizzazione

Il succo ricavato viene pulito aggiungendo latte di calce e anidride carbonica: così le impurità si uniscono e possono essere tolte facilmente. I filtri-pressa separano le parti solide dal succo pulito. Poi il succo viene concentrato sotto vuoto fino a diventare uno sciroppo molto denso. Infine, nello stesso tipo di apparecchiature, lo sciroppo viene fatto raffreddare e addensare in modo controllato, così si formano cristalli di zucchero tutti della stessa dimensione.

Dolcificanti alternativi

L’industria sviluppa dolcificanti naturali e artificiali per rispondere alle esigenze di salute dei consumatori. La stevia, estratta dalle foglie di Stevia rebaudiana, è 300 volte più dolce dello zucchero senza calorie. Dolcificanti artificiali come aspartame e sucralosio vengono prodotti per sintesi chimica controllata. Rigorosi test di sicurezza verificano l’assenza di tossicità e la stabilità del prodotto.

Gli zuccheri-alcoli (sorbitolo, xilitolo) si ottengono per idrogenazione di zuccheri semplici. I dolcificanti hanno potere calorico ridotto e non causano carie dentali

Macchina che frantuma la canna da zucchero per estrarne il succo.

12| Filiera olearia: l’olio di oliva

L’olio extravergine d’oliva è uno dei prodotti più importanti della tradizione italiana. Viene ottenuto solo con processi meccanici a freddo, che permettono di mantenere intatto il gusto, il profumo e le proprietà nutritive dell’olio.

Coltivazione e raccolta

La coltivazione delle olive oggi unisce tradizione e innovazione. Gli oliveti vengono curati con potature regolari, a volte eseguite da macchine che rendono il lavoro più veloce. L’irrigazione è controllata in modo preciso per evitare sprechi d’acqua, mentre la raccolta avviene spesso con scuotitori pneumatici, strumenti che fanno vibrare i rami senza danneggiare i frutti.

Le olive vengono colte quando sono ancora verdi o hanno appena cambiato il colore: questo è il momento in cui garantiscono un olio più profumato e di qualità. È importante che la raccolta sia rapida, perché le olive non devono restare troppo tempo a terra o nei contenitori.

Estrazione meccanica a freddo

Una volta arrivate al frantoio, le olive vengono lavate e subito frantumate, così da ottenere una pasta omogenea. Durante tutta la lavorazione la temperatura deve rimanere sotto i 27 °C, perché il calore potrebbe rovinare gli aromi naturali dell’olio.

La pasta viene poi mescolata lentamente in una fase chiamata gramolatura, che permette alle piccole gocce d’olio di unirsi tra loro e separarsi più facilmente dal resto della polpa.

Separazione centrifuga

La separazione avviene grazie alle centrifughe, macchine che girano a velocità molto elevata e dividono l’olio dall’acqua e dalla sansa, la parte solida. Una seconda centrifuga elimina le ultime tracce d’acqua e, quando necessario, l’olio viene filtrato per renderlo più limpido e stabile.

Controllo qualità e classificazione

Per essere classificato “extravergine”, l’olio deve superare controlli molto severi. Le analisi chimiche verificano che l’acidità sia inferiore allo 0,8%. A questo si aggiunge il panel test, in cui assaggiatori esperti valutano il profumo, il sapore e l’eventuale presenza di difetti.

Conservazione e confezionamento

Dopo la produzione, l’olio deve essere conservato con grande attenzione perché è sensibile alla luce, al calore e all’ossigeno. Per questo viene tenuto in grandi serbatoi d’acciaio in cui l’aria è sostituita da azoto, un gas che lo protegge dall’ossidazione. Il confezionamento avviene in bottiglie di vetro scuro o in lattine, che lo difendono dalla luce. Il riempimento viene fatto spesso sottovuoto, così l’olio entra nel contenitore senza entrare in contatto con l’aria e mantiene intatte le sue caratteristiche fino al momento dell’apertura.

L’olio extravergine d’oliva è uno dei prodotti più importanti della tradizione italiana.

Frantoio per frantumare le olive.

mini TEST

L’olio extravergine d’oliva si ottiene solo da processi meccanici. V F

Durante la lavorazione l’olio deve restare sotto i 27 °C. V F

Le bottiglie trasparenti sono le più consigliate per l’olio. V F

CICLO TECNOLOGICO DELLA FILIERA VITIVINICOLA

Raccolta e selezione

• Le uve mature vengono raccolte e pulite eliminando foglie e acini rovinati

Pigiatura e ottenimento del mosto

• Gli acini vengono schiacciati delicatamente per far uscire il succo

Fermentazione

• I lieviti trasformano gli zuccheri del mosto in alcol; la temperatura è controllata

Separazione e chiarifica

• Il vino giovane viene separato dalle parti solide e reso più limpido

Affinamento

• Il vino riposa in contenitori in acciaio o in botte per sviluppare aromi e stabilità

Filtrazione e imbottigliamento

• Il vino viene filtrato, reso limpido e messo in bottiglia

13|Filiera vitivinicola

La produzione del vino unisce tradizione e tecnologia moderna. Ogni fase, dalla coltivazione dell’uva all’imbottigliamento, influenza il risultato finale e richiede controlli accurati.

Viticoltura di precisione

La viticoltura di oggi utilizza strumenti molto avanzati: sensori che misurano l’umidità del suolo, droni che fotografano i vigneti dall’alto e sistemi di irrigazione intelligente che danno acqua alle piante solo quando serve. In questo modo si controlla meglio la maturazione dell’uva, si evita lo spreco d’acqua e si ottiene un frutto più ricco di aromi.

Vendemmia e selezione

La vendemmia può essere fatta a mano oppure con macchine che scuotono le piante in modo delicato, raccogliendo solo gli acini maturi. Dopo la raccolta, l’uva viene selezionata con sistemi ottici e tavoli vibranti che eliminano foglie, raspi e acini danneggiati.

La qualità dell’uva è fondamentale, perché da essa dipende gran parte delle caratteristiche del vino.

Vinificazione controllata

La vinificazione inizia con una pigiatura molto delicata, pensata per rompere la buccia senza schiacciare i semi, che rilascerebbero sapori amari.

Il mosto ottenuto viene poi avviato alla fermentazione, un processo naturale in cui i lieviti trasformano gli zuccheri dell’uva in alcol. Nei moderni stabilimenti, la temperatura di fermentazione viene controllata automaticamente (25-30 °C), perché influisce sul colore, sui profumi e sulla struttura del vino.

Tecnologie di affinamento

Dopo la fermentazione, il vino può essere affinato in modi diversi. Le botti di rovere, per esempio, trasferiscono al vino aromi caratteristici e aiutano a rendere i tannini più morbidi. Esistono anche tecniche come la micro-ossigenazione, che permette di far evolvere il vino con piccolissime quantità di ossigeno aggiunto in modo controllato, simulando l’effetto dell’affinamento in botte. Prima dell’imbottigliamento, il vino viene chiarificato e filtrato con sistemi moderni che eliminano impurità e microrganismi senza alterarne il gusto.

Controllo qualità analitico

Strumenti automatici misurano alcol, acidità, pH e altri parametri fondamentali per la stabilità del vino.

Altre analisi più complesse permettono di individuare le sostanze aromatiche e i polifenoli, che influenzano colore e sapore.

Infine, un panel di degustatori professionisti assaggia il vino seguendo protocolli precisi: la valutazione sensoriale completa le analisi di laboratorio e determina la qualità complessiva del prodotto.

14| Filiera delle bevande

L’industria delle bevande unisce ricette tradizionali e tecnologie moderne per produrre acque minerali, bibite gassate, succhi di frutta e altre bevande. Il processo inizia sempre dal trattamento dell’acqua, che viene filtrata più volte per eliminare sedimenti, cloro e impurità.

L’acqua viene poi sterilizzata con l’ozono, un gas che uccide batteri e virus senza lasciare residui e che si trasforma naturalmente in ossigeno.

Produzione di bevande gassate

Per le bevande gassate, la fase più importante è la carbonatazione: l’acqua viene raffreddata e arricchita con anidride carbonica sotto pressione per ottenere la gasatura desiderata. In parallelo si prepara lo sciroppo che contiene zucchero, aromi e coloranti.

Tutti gli ingredienti vengono dosati e miscelati con grande precisione, così ogni contenuto delle bottiglie ha sempre lo stesso sapore.

Succhi di frutta e nettari

Per produrre succhi di frutta e nettari si parte dall’estrazione del succo, ottenuto con presse o centrifughe che separano il liquido dalla polpa. Successivamente il succo può essere chiarificato per eliminare le particelle in sospensione. Prima dell’imbottigliamento, i succhi vengono pastorizzati rapidamente ad alta temperatura per pochi secondi.

Bevande funzionali

Le bevande funzionali, come quelle con vitamine aggiunte o probiotici, richiedono tecnologie ancora più specifiche. Alcuni ingredienti sono molto delicati e vengono protetti tramite micro-incapsulazione, che li avvolge in piccole sfere capaci di conservarli fino al consumo. Altri ingredienti sensibili vengono aggiunti solo alla fine del processo, in ambienti sterili, attraverso miscelazioni asettiche che evitano ogni contaminazione.

Confezionamento innovativo

Il confezionamento gioca un ruolo fondamentale. Le bottiglie in PET multistrato sono leggere e trasparenti, ma allo stesso tempo bloccano il passaggio dei gas, preservando freschezza e gasatura.

Le lattine in alluminio, invece, sono rivestite internamente per evitare contatti diretti tra la bevanda e il metallo, mantenendo intatto il gusto. I moderni impianti di riempimento lavorano a altissima velocità, riempiendo e sigillando migliaia di contenitori ogni ora.

Macchina per l’imbottigliamento di acqua minerale.

Controllo qualità di un succo di frutta.

mini TEST

La carbonatazione è l’aggiunta di ossigeno all’acqua. V F

Le bevande funzionali possono contenere probiotici. V F

Le bottiglie in PET mantengono la gasatura delle bibite. V F

Green Corner

1| L’industria alimentare tra impatto ambientale e sostenibilità

L’industria alimentare sta affrontando una trasformazione epocale verso la sostenibilità ambientale.

Le nuove tecnologie permettono di ridurre sprechi, minimizzare l’impatto ambientale e sviluppare sistemi produttivi circolari che rispettano gli obiettivi dell’Agenda 2030.

Riduzione degli sprechi alimentari

Ogni anno nel mondo si sprecano 1,3 miliardi di tonnellate di cibo, pari a un terzo della produzione globale.

Le tecnologie digitali stanno rivoluzionando la gestione degli sprechi attraverso sistemi intelligenti di monitoraggio e previsione.

EDUCAZIONE CIVICA

Sensori IoT (Internet of Things) monitorano temperatura, umidità e qualità degli alimenti lungo tutta la filiera.

ALIMENTI SMART

1. Zuccherinascosti

Proviamo a riconoscere quanto zucchero contengono alcune bevande. Confronta due bibite (es. aranciata e tè freddo). Leggi l’etichetta e misura con un cucchiaino quanti grammi di zucchero corrispondono.

2. Sprecozero

Scegli un alimento che spesso avanza (es. pane). Scrivi tre idee per riutilizzarlo invece di buttarlo.

3. Indovina i nutrienti

Scegli tre alimenti (es. yogurt, pasta, mela). Scrivi per ciascuno quale nutriente prevale (carboidrati? proteine? vitamine?).

Algoritmi di Intelligenza Artificiale predicono la durata di conservazione (shelf-life residua) di un alimento, ottimizzando distribuzione e vendita prima del deterioramento.

Applicazioni mobile connettono produttori, distributori e consumatori per redistribuire eccedenze alimentari.

Piattaforme digitali permettono di donare cibo ancora buono a organizzazioni benefiche, riducendo sprechi e supportando chi ne ha bisogno.

Packaging sostenibile e innovativo

L’industria alimentare sta sviluppando packaging biodegradabili e compostabili per sostituire le plastiche tradizionali.

Biopolimeri derivati da scarti agricoli (bucce di pomodoro, gusci di crostacei) creano film protettivi completamente naturali.

Packaging attivo incorpora sostanze antimicrobiche naturali che prolungano la conservazione degli alimenti. Estratti di rosmarino, tè verde e altri antiossidanti naturali vengono integrati nei materiali

di confezionamento. Il Packaging intelligente cambia colore per indicare lo stato di freschezza del prodotto. Indicatori chimici reagiscono con i gas prodotti dal deterioramento, avvertendo visivamente il consumatore.

Proteine alternative sostenibili

La produzione di proteine alternative riduce significativamente l’impatto ambientale rispetto all’allevamento tradizionale.

Insetti commestibili richiedono 2000 volte meno acqua e producono 100 volte meno gas serra della carne bovina.

Proteine vegetali estratte da legumi, cereali e alghe vengono texturizzate per simulare carne e pesce.

Tecnologie di estrusione e gelificazione creano prodotti con texture e sapore simili agli originali animali.

Carne coltivata in laboratorio da cellule staminali potrebbe rivoluzionare l’industria alimentare. Bioreattori controllati producono tessuto muscolare identico alla carne tradizionale senza allevamento animale.

Sicurezza alimentare

Sicurezza alimentare significa garantire che il cibo che mangiamo sia sicuro, cioè privo di rischi per la salute.

È un insieme di regole, controlli e buone pratiche che accompagnano gli alimenti in ogni fase: dalla produzione, al trasporto, alla vendita, fino alla nostra tavola.

2| Educazione alimentare

L’educazione alimentare è un percorso che aiuta a conoscere meglio il cibo e a scegliere in modo più consapevole ciò che mangiano ogni giorno.

Nella preadolescenza (11-14 anni), il corpo cambia rapidamente e ha bisogno di energia e nutrienti di qualità. Per questo è importante imparare fin da ora a costruire abitudini sane, che potranno accompagnare anche nell’età adulta.

Un’alimentazione equilibrata non significa seguire una dieta rigida, ma variare i cibi, rispettare i pasti principali e capire il ruolo dei diversi nutrienti: carboidrati per l’energia, proteine per la crescita, frutta e verdura per vitamine e fibre, acqua per mantenersi idratati. È utile anche imparare a leggere le etichette, riconoscere gli zuccheri nascosti e capire perché certi alimenti, come snack e bevande zuccherate, vadano consumati con moderazione.

L’educazione alimentare riguarda però anche il comportamento: sedersi a tavola senza fretta, ascoltare i segnali di fame e sazietà, e adottare semplici regole di igiene come lavarsi le mani prima di mangiare o conservare correttamente gli alimenti.

Infine, un aspetto sempre più importante è la sostenibilità: capire da dove viene il cibo, evitare sprechi e fare scelte che rispettano l’ambiente.

Il Banco alimentare raccoglie alimenti donati da aziende, supermercati e privati e li redistribuisce gratuitamente a enti e associazioni che aiutano persone in difficoltà, evitando sprechi e sostenendo chi ha bisogno.

L’EFSA è l’Autorità europea per la sicurezza alimentare e studia i rischi legati agli alimenti.

Per saperne di più

• https://www.efsa.europa.eu/it • https://www.salute.gov.it/new/it/tema/ nutrizione/ • https://www.izsvenezie.it • https://creafuturo.crea.gov.it/

1| Il cruciverba dell’alimentazione

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo! 2 3 1 4 5

2| Anagrammi tecnologici

Orizzontali

3. Periodo di maturazione dei formaggi

4. Prodotto della raccolta dei frutti

5. Quello extravergine è molto pregiato

6. Dal campo alla tavola

Verticali

1. Modo equilibrato di alimentarsi

2. Hanno funzione di regolazione biologica

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati all’alimentazione:

a. MENTEFRAZIONE (processo chimico biologico)

b. TENURITIN (sostanze per vivere e crescere)

c. UOTRYG (derivato del latte)

d. AIOIRCE (misura dell’energia dagli alimenti)

3| Memory dell’alimentazione

1. Proteine

2. Carboidrati

3. Grassi

4. Vitamine

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

5. Sali minerali

a. Funzione energetica

b. Funzione bioregolatrice

c. Funzione plastica e costruttiva

d. Funzione energetica e di riserva

Fasi di lavoro

1. Osservazione dell’alimento

Dal campo... al piatto

In questo laboratorio scopriamo la filiera di un alimento.

Scegli un alimento semplice (come pane, yogurt, pasta, latte o frutta) e ricostruisci il percorso, dalla materia prima fino alla tavola.

L’ obiettivo è capire da dove viene il cibo e come le tecnologie alimentari ne permettono la produzione, il controllo e la distribuzione.

Materiali e attrezzi

• Scheda A4 o quaderno

• Matite/pennarelli

• Un alimento confezionato a scelta

• Etichetta da osservare

• Accesso a una breve ricerca (libro o internet, se consentito)

Discipline COINVOLTE

• Arte e immagine

• Tecnologia

• Scienze

• Educazione civica

Scegli un alimento semplice. Guarda l’etichetta e annota 3 informazioni:

• luogo di produzione,

• ingredienti principali,

• data di scadenza.

2. Ricostruzione della filiera

In base all’alimento scelto, individua le fasi principali della sua filiera, ispirandoti agli esempi del capitolo.

• Origine (agricoltura, allevamento o pesca).

• Trasformazione (per esempio pastorizzazione, molitura, fermentazione, essiccazione…).

• Confezionamento.

• Distribuzione.

• Consumo.

1. Mungitura.

2. Caseificio.

3. Supermercato  4. In tavola.

3. Mini-schema o disegno “Dal campo alla tavola”

Rappresenta in modo semplice un percorso a frecce. Per esempio: grano  farina  impasto  pane  supermercato  casa.

4. Sostenibilità

Scrivi una sola idea per rendere la filiera più sostenibile (ridurre imballaggi, comprare locale, evitare sprechi).

Autovalutazione

• Ho capito come funziona il viaggio del mio alimento dal campo alla tavola?

• Sono riuscito/a a identificare almeno 3 fasi della filiera?

• Ho trovato almeno una proposta per renderla più sostenibile?

Tecnologie alimentari

L’essenziale

Tecnologie alimentari

Le tecnologie alimentari studiano come si trasformano le materie prime – come latte, cereali, carne, frutta e verdura – in alimenti sicuri, buoni e pronti da consumare.

Alimenti e nutrienti

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Agroalimentare: studio, qualità e sostenibilità

Chi desidera lavorare nel settore agroalimentare può scegliere diversi percorsi di studio. Gli Istituti Tecnici Agrari o Chimici offrono una buona preparazione pratica e scientifica, mentre il Liceo Scientifico permette di sviluppare solide basi teoriche per proseguire all’università. Un’ottima opportunità è anche l’ITS Agri-food. In futuro è possibile svolgere professioni importanti e molto richieste. La tecnologa/il tecnologo alimentare lavora allo sviluppo di nuovi prodotti e al miglioramento dei processi produttivi. La responsabile/il responsabile qualità controlla che gli alimenti siano sicuri e rispettino tutte le regole. L’ingegnera/l’ingegnere alimentare si occupa invece degli impianti e delle linee di produzione. Un’altra figura sempre più richiesta è la consulente/il consulente per la sostenibilità, che aiuta le aziende a ridurre sprechi e impatti sull’ambiente.

Gli alimenti contengono nutrienti come carboidrati, proteine, grassi, vitamine, sali minerali e acqua. Ognuno di essi serve al nostro corpo per avere energia, crescere e rimanere in salute. La quantità di energia si misura in calorie, e per seguire un’alimentazione equilibrata è importante variare i cibi e rispettare le giuste proporzioni indicate dalla piramide alimentare.

Come si producono gli alimenti

Le materie prime provenienti da agricoltura, allevamenti e pesca vengono trasformate in un ciclo produttivo che include diversi processi.

I trattamenti termici, come pastorizzazione e sterilizzazione, eliminano i microrganismi pericolosi.

I processi di separazione (filtrazione, centrifugazione, osmosi inversa) dividono le componenti dei prodotti.

Durante tutto il percorso intervengono sensori, controlli, analisi chimiche e test microbiologici che garantiscono sicurezza e qualità del prodotto finale.

Tipi di filiere e prodotti

Ogni alimento segue una filiera specifica.

Il latte può diventare formaggio, yogurt, panna e burro attraverso coagulazione, taglio della cagliata, fermentazione e stagionatura. Il grano, dopo raccolta e molitura, diventa farina, poi pane e pasta. La carne richiede allevamento controllato, macellazione sicura e catena del freddo; il pesce deve essere raffreddato o surgelato subito dopo la pesca; la frutta diventa succhi, conserve o bevande. Esistono anche prodotti più moderni: bevande funzionali, dolcificanti alternativi, proteine vegetali o carne coltivata.

Tecnologie alimentari e ambiente

Produrre cibo richiede energia, acqua e trasporti. Per ridurre l’impatto ambientale si usano imballaggi biodegradabili, confezioni intelligenti che segnalano la freschezza, sistemi che riducono gli sprechi e filiere più corte. La sostenibilità è un obiettivo centrale: serve diminuire emissioni, consumi e rifiuti, e aumentare il riciclo e l’uso di energie pulite. Anche se i metodi cambiano, l’obiettivo rimane lo stesso: produrre alimenti sicuri, sani e sostenibili, riducendo sprechi e rispettando il pianeta.

Parte seconda TECNOLOGIE

Conservazione degli alimenti

Pensa un po’...

Perché il latte fresco dura solo pochi giorni mentre quello UHT può rimanere in dispensa per mesi?

Come fanno i surgelati a mantenere intatte le loro proprietà nutritive?

Sai cosa significano i codici e i simboli che leggi sulle etichette alimentari?

CALDO o freddo?

Quando apri il frigorifero di casa o al supermercato, ti trovi di fronte a una straordinaria varietà di alimenti che mantengono le loro caratteristiche nutritive e organolettiche per settimane o addirittura mesi. La conservazione degli alimenti rappresenta una delle più antiche sfide tecnologiche dell’umanità.

Dalle prime tecniche di essiccazione e salatura utilizzate dai nostri antenati, siamo arrivati oggi a sofisticati sistemi di refrigerazione, confezionamento sottovuoto e trattamenti termici che garantiscono sicurezza alimentare e qualità nutrizionale.

INVESTIGATORI

della conservazione

Raccogli dalla tua dispensa e dal frigorifero di casa almeno 5 prodotti alimentari diversi (per esempio latte fresco, latte UHT, yogurt, biscotti, marmellata, carne in scatola, verdure surgelate, pane). Per ciascun prodotto:

1. Osserva la confezione e annota il metodo di conservazione utilizzato.

2. Leggi la data di scadenza e calcola la durata di conservazione.

3. Identifica gli ingredienti e gli eventuali additivi presenti.

4. Confronta prodotti simili con metodi di conservazione diversi (per esempio latte fresco e UHT). Annota le differenze tra i vari metodi di conservazione e rifletti su vantaggi e svantaggi di ciascuna tecnologia.

Flipped Classroom

concettuale Mappa

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che

cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Comprendere i principi scientifici dei diversi metodi di conservazione degli alimenti e la loro applicazione tecnologica.

• Analizzare le informazioni presenti sulle etichette alimentari per effettuare scelte consapevoli e sicure.

Competenze

• Riconoscere e descrivere i principali processi di trasformazione e conservazione degli alimenti, individuando le diverse forme di energia coinvolte.

• Prevedere le possibili conseguenze delle scelte tecnologiche in ambito alimentare, riconoscendo opportunità e rischi per la salute e l’ambiente.

Conservazione degli alimenti

PREPARAZIONE DEGLI ALIMENTI

• Igiene e sicurezza

• Trasformazioni preliminari

• HACCP

METODI FISICI

LEZIONE IN POWERPOINT

• Refrigerazione e congelamento

• Trattamenti termici (pastorizzazione, sterilizzazione)

• Essiccazione e liofilizzazione

• Confezionamento (sottovuoto, atmosfera modificata)

METODI CHIMICI

• Additivi conservanti

• Processi biochimici (fermentazione)

• Nuove tecniche di conservazione

ETICHETTATURA

• Elenco degli ingredienti

• Allergeni

• Informazioni nutrizionali

• Date di scadenza

SOSTENIBILITÀ

• Riduzione sprechi

• Packaging eco-compatibile

• Efficienza energetica

1| Preparazione degli alimenti

Prima ancora di pensare conservare il cibo, bisogna lavorarlo in modo igienico e con le tecniche corrette, altrimenti si deteriora.

L’igiene alimentare si basa su regole precise che riguardano la pulizia degli ambienti e degli strumenti, la cura delle materie prime, la temperatura e l’umidità corrette, e la formazione degli addetti alla lavorazione del cibo.

Il controllo della temperatura è molto importante: nella “zona di pericolo”, tra 4 °C e 60 °C, i batteri si moltiplicano rapidamente, quindi gli alimenti devono rimanere sempre più freddi o più caldi di questo intervallo. Un altro elemento essenziale è il controllo microbiologico. Alcuni microrganismi pericolosi, come Salmonella, Listeria ed Escherichia coli, possono causare intossicazioni gravi.

Per questo si effettuano analisi sia sulle materie prime che sui prodotti finiti, in modo da garantire che il cibo sia sicuro e rispetti i limiti previsti dalla legge.

nel TEMPO

I primi metodi di conservazione

Fin dalla preistoria gli esseri umani hanno cercato modi per conservare il cibo, perché non sempre era facile trovare da mangiare. I primi metodi erano molto semplici e naturali: si lasciavano essiccare carne e pesce al sole o vicino al fuoco, oppure si usava il freddo dell’inverno. Con il tempo si scoprì che il sale aiutava a far durare gli alimenti più a lungo, perché impediva ai microrganismi di rovinarli.

Quando nacquero l’agricoltura e i primi villaggi, le tecniche divennero più organizzate. Le antiche civiltà conservavano cereali, olio e vino in grandi magazzini, e impararono a fermentare il latte per ottenere yogurt e formaggi più durevoli. Anche salamoie, affumicature e marmellate furono molto usate per evitare che il cibo si deteriorasse.

Le innovazioni scientifiche e tecnologiche

La vera rivoluzione arrivò però tra Settecento e Ottocento, quando la scienza iniziò a capire che erano i batteri a far deteriorare gli alimenti. Nel 1809 il cuoco e inventore francese Nicolas Appert sviluppò l’appertizzazione, un metodo che prevedeva di mettere il cibo in contenitori sigillati e riscaldarlo per eliminare i microrganismi, permettendo di conservarlo per molto tempo.

Qualche decennio dopo, nel 1864, Louis Pasteur scoprì la pastorizzazione, un riscaldamento più delicato che rende gli alimenti più sicuri senza alterarne troppo sapore e qualità.

Nel Novecento comparvero frigoriferi, congelatori e surgelatori, che cambiarono completamente il modo di conservare gli alimenti. In seguito arrivarono anche il sottovuoto, le atmosfere protettive e molti altri sistemi moderni.

Oggi la conservazione si basa su tecnologie avanzate che controllano temperatura, umidità e qualità dei prodotti.

L’obiettivo è sempre lo stesso di migliaia di anni fa: far durare il cibo più a lungo, evitare sprechi e mantenerlo sicuro per chi lo consuma.

Un addetto misura la temperatura del latte in fase di pastorizzazione in una vasca di un caseificio utilizzando un dispositivo elettronico.

Nell’antica Roma il sale era così importante per conservare carne e pesce che veniva usato come forma di pagamento ai soldati: da qui nasce la parola “salario”.

Il ricercatore Birdseye ebbe l’idea della surgelazione dai pescatori inuit del Canada: i pesci congelati rapidamente con il ghiaccio restavano freschi e buonissimi. Post-it

2| Trasformazione degli alimenti

CICLO TECNOLOGICO DEGLI ALIMENTI

Ricevimento e controllo materie prime

• Verifica ingredienti

Stoccaggio refrigerato

• Temperatura corretta per evitare la crescita di batteri

Preparazione in ambiente igienico

• Lavaggio, taglio e altre trasformazioni

Controlli microbiologici

• Si verificano eventuali contaminazioni

Confezionamento

• Il cibo viene confezionato ed etichettato in modo igienico

Il processo inizia con il ricevimento delle materie prime, che vengono controllate per verificarne freschezza, qualità e condizioni di trasporto. Poi gli ingredienti vengono stoccati di solito in celle frigorifere, per evitare la crescita dei batteri. La fase successiva è la preparazione in ambienti igienici, dove si svolgono operazioni come lavaggio, taglio, pulitura e altre trasformazioni preliminari. È fondamentale rispettare le regole del sistema HACCP, per controllare i punti più delicati in cui il cibo potrebbe contaminarsi. Prima del confezionamento, il prodotto viene sottoposto a controlli microbiologici. Infine, l’alimento viene confezionato in modo igienico e preparato per la distribuzione. In questo modo, ogni fase della produzione contribuisce a garantire alimenti sicuri, di qualità e pronti al consumo.

Glossario

HACCP: Hazard Analysis and Critical Control Points, sistema di controllo, messo a punto negli anni ‘60 per le missioni spaziali, che serve a garantire che gli alimenti siano sicuri durante tutta la loro produzione.

L’acronimo significa Analisi dei Pericoli e Punti Critici di Controllo e aiuta a identificare i momenti più delicati del processo in cui il cibo potrebbe contaminarsi, così da prevenire i rischi.

3| Metodi fisici di conservazione

I metodi fisici di conservazione sfruttano principi scientifici per modificare le condizioni ambientali e rallentare o bloccare i processi di deterioramento degli alimenti.

a. Refrigerazione, congelamento, surgelazione

La refrigerazione raffredda gli alimenti sopra gli 0 °C (di solito tra 0 e 4 °C). Rallenta la crescita dei batteri e mantiene il cibo fresco per pochi giorni. Il congelamento abbassa la temperatura sotto gli 0 °C (di solito –18 / –20 °C). L’acqua negli alimenti diventa ghiaccio lentamente. Conserva a lungo, ma può rovinare un po’ la consistenza.

La surgelazione è un congelamento “super veloce”, fatto a temperature molto basse (circa –40 °C). I cristalli di ghiaccio sono piccolissimi e il cibo mantiene meglio gusto, forma e qualità rispetto al congelamento normale.

c. Disidratazione ed essiccazione

La disidratazione è un metodo di conservazione che consiste nel togliere l’acqua dagli alimenti. Senza acqua i microrganismi non possono crescere, quindi il cibo dura molto più a lungo. Esistono vari modi per disidratare, a partire dall’essiccazione al sole, in forno o in appositi essiccatori.

La liofilizzazione è il metodo più avanzato. Prima si congela l’alimento, poi si elimina l’acqua facendola passare direttamente dal ghiaccio al vapore, grazie al vuoto. Questo processo, chiamato sublimazione, permette di ottenere un alimento leggero ma con quasi tutte le proprietà nutritive e il sapore originale ancora presenti.

Questi metodi non alterano la composizione chimica dell’alimento ma agiscono sui fattori che favoriscono la crescita microbica e le reazioni enzimatiche.

b. Trattamenti termici

I trattamenti termici utilizzano il calore per distruggere microrganismi patogeni e alterativi.

La pastorizzazione (60-85 °C per tempi variabili) elimina i microrganismi patogeni mantenendo le caratteristiche organolettiche dell’alimento.

La sterilizzazione (121 °C per 15-20 minuti) distrugge tutti i microrganismi, incluse le spore batteriche.

Il trattamento UHT (Ultra High Temperature) riscalda l’alimento a 135-150 °C per 2-5 secondi, ottenendo la sterilizzazione commerciale con un impatto minimo sulle proprietà nutritive e sensoriali.

d. Confezionamento avanzato

Comprende tecniche moderne, che permettono di conservare gli alimenti più a lungo senza usare conservanti. Il confezionamento sottovuoto rimuove l’aria dalla confezione, eliminando l’ossigeno necessario per molti processi di deterioramento.

Il confezionamento in atmosfera modificata (MAP) sostituisce l’aria con miscele di gas inerti (azoto, anidride carbonica) che rallentano l’ossidazione e la crescita microbica.

Sono tecniche molto usate nei supermercati per confezionare carne, pesce, insalate e prodotti da forno, garantendo qualità e maggior durata.

Al di là dei metodi di conservazione, i prodotti ultraprocessati sono cibi industriali con molti ingredienti e additivi.

Sono pratici e gustosi, ma se mangiati spesso possono essere poco salutari.

Infatti la lavorazione può migliorare sicurezza, qualità e disponibilità del cibo, ma è importante trovare un equilibrio e consumare alimenti trasformati in modo consapevole.

4| Metodi chimici

I metodi chimici di conservazione usano sostanze naturali o di sintesi per bloccare la crescita dei microrganismi e rallentare il deterioramento dei cibi. Spesso questi metodi vengono combinati con quelli fisici, come refrigerazione o disidratazione, per ottenere una conservazione più efficace. Vediamo quelli più comuni.

Additivi conservanti

Gli additivi alimentari sono sostanze aggiunte ai cibi per farli durare più a lungo, migliorarne l’aspetto o mantenerne il sapore. Ogni additivo è indicato da un codice che inizia con la lettera E, così da essere riconosciuto facilmente in etichetta. I conservanti più comuni sono:

ƽ acido sorbico (E200) e sorbati, che impediscono lo sviluppo di muffe e lieviti;

ƽ acido benzoico (E210) e benzoati, usati soprattutto nelle bevande e nei prodotti acidi;

ƽ nitriti (E249–E250) e nitrati (E251–E252), impiegati nei salumi per prevenire il botulismo;

ƽ anidride solforosa (E220) e solfiti, per vini, succhi e frutta secca. Alcuni conservanti (per esempio i solfiti) possono creare problemi in persone allergiche, ma consumare troppi alimenti ultraprocessati può portare a un eccesso di zuccheri, grassi e sale, più che a un problema legato agli additivi.

Controllo del pH

Il pH è un valore che indica se un alimento è acido, neutro o basico. La maggior parte dei batteri pericolosi non riesce a crescere quando il pH è molto basso (inferiore a 4,5).

Per abbassare il pH si possono aggiungere acidi naturali come l’acido acetico (aceto), citrico (limone) o lattico, oppure utilizzare la fermentazione, un processo naturale che produce acidi in modo spontaneo.

Processi fermentativi

La fermentazione utilizza microrganismi “buoni”, come batteri lattici o lieviti, che trasformano gli zuccheri in acidi o alcol.

mini TEST

Quale tra questi valori di pH è più favorevole alla conservazione degli alimenti?

a) pH 7,0 (neutro)

b) pH 3,5 (acido)

c) pH 8,5 (basico)

Oltre a conservare l’alimento, la fermentazione spesso ne migliora gusto e proprietà nutritive. Esempi di alimenti fermentati: yogurt, kefir, crauti, kimchi, pane e certi salumi.

Controllo dell’attività dell’acqua (aw)

I microrganismi hanno bisogno di acqua per vivere. L’attività dell’acqua (aw) indica quanta acqua libera è disponibile nel cibo.

ƽ Se l’aw è sotto 0,85, la maggior parte dei batteri non può crescere.

ƽ Se scende sotto 0,60, si bloccano anche muffe e lieviti.

Per ridurre l’attività dell’acqua si possono usare diversi metodi, come togliere fisicamente l’acqua (disidratazione), aggiungere sale o zucchero che la “legano”, oppure usare sostanze che assorbono umidità.

5| Nuove tecniche di conservazione

Negli ultimi anni scienziati e aziende alimentari hanno creato nuove tecnologie che permettono di conservare i cibi in modo più efficace, naturale e rispettoso dell’ambiente. Lo scopo è far durare gli alimenti più a lungo, mantenere vitamine e gusto, e ridurre l’uso di conservanti chimici. Ecco le innovazioni più importanti.

Conservazione ad alta pressione (HPP)

In questo metodo gli alimenti vengono “schiacciati” da una pressione altissima che elimina batteri e microbi senza bisogno di scaldare il prodotto. È usata per succhi, salse, piatti pronti e cibi freschi.

Con l’HPP (High Pressure Processing) i cibi mantengono meglio il loro sapore naturale e le vitamine rispetto ai metodi tradizionali.

Aria fredda e ionizzata

Alcune celle frigorifere usano aria arricchita con ozono o ioni negativi. Queste sostanze hanno un effetto disinfettante e riducono muffe e batteri sulla superficie degli alimenti. È molto usata per frutta e verdura appena raccolte.

Nanotecnologie per il confezionamento

Si stanno studiando confezioni “intelligenti” che non si limitano a contenere il cibo, ma lo proteggono attivamente.

Alcune rilasciano piccole quantità di sostanze naturali antimicrobiche, altre assorbono umidità o gas che fanno rovinare gli alimenti.

Alcuni materiali possono perfino cambiare colore quando il cibo non è più sicuro. Queste tecnologie sono ancora in fase di sviluppo, ma in futuro potrebbero diventare comuni.

Irradiazione alimentare

Alcuni prodotti, come spezie, erbe secche, patate e cipolle, possono essere trattati con raggi gamma o raggi X.

Questi raggi eliminano i microrganismi senza scaldare l’alimento. L’irradiamento è sicuro e usato da molti anni, ma deve essere indicato chiaramente in etichetta e viene applicato solo su alcuni prodotti.

Impulsi elettrici pulsati (PEF – Pulsed Electric Fields)

Con questa tecnologia il cibo viene attraversato da brevi impulsi elettrici molto forti che danneggiano le cellule dei batteri, impedendone la crescita. È particolarmente adatta per succhi di frutta e bevande vegetali, perché permette di conservarle mantenendo colore, sapore e vitamine.

Conservazione combinata

In questo metodo (Hurdle technology) si uniscono più tecniche insieme, per esempio refrigerazione + atmosfera modificata + acidificazione.

Ogni “ostacolo” rende più difficile la vita dei batteri, e la combinazione garantisce una conservazione migliore senza usare troppi additivi.

Trattamento a alta pressione HPP per aumentare la sicurezza dei succhi di frutta.

Glossario

Sicurezza alimentare: insieme di condizioni e misure necessarie durante la produzione, trasformazione, conservazione e distribuzione degli alimenti per garantire che siano sicuri, sani e adatti al consumo umano.

Cella frigorifera di un ristorante.

Glossario

Botulino: tossina molto pericolosa prodotta dal batterio Clostridium botulinum. Si sviluppa in alimenti conservati male, soprattutto in assenza di ossigeno (come conserve fatte in casa, salumi non controllati o prodotti in scatola danneggiati). Può causare il botulismo, una grave intossicazione alimentare che colpisce i nervi.

6| Etichettatura degli alimenti

La NutrInform Battery è un sistema di etichettatura nutrizionale italiano, rappresentato con l’icona di una batteria. Serve a aiutare i consumatori a capire quanta energia, grassi, zuccheri e sale apporta una singola porzione di alimento. È anche un’app scaricabile gratuitamente dagli Store sui telefoni cellulari e i tablet.

Le confezioni degli alimenti sono molto importanti perché ci aiutano a capire cosa stiamo comprando e a scegliere in modo più consapevole. Sulle etichette troviamo informazioni che devono essere chiare, corrette e facili da leggere, così da sapere esattamente che cosa contiene un prodotto e come consumarlo in sicurezza.

L’elenco degli ingredienti

Una delle parti più importanti è l’elenco degli ingredienti, che mostra tutto ciò che è presente nel prodotto, in ordine dalla quantità maggiore a quella minore.

In questo modo possiamo capire se un alimento contiene molto zucchero, grassi, additivi o altri ingredienti che vogliamo controllare. A volte vengono anche indicate le percentuali di alcuni ingredienti quando sono importanti per definire quel prodotto.

Gli allergeni

Le confezioni segnalano anche la presenza di allergeni, cioè alimenti che in alcune persone possono causare reazioni allergiche, come latte, uova, frutta a guscio o glutine. Questi allergeni devono essere evidenziati chiaramente nell’elenco degli ingredienti.

Glossario

Allergeni: sostanze che possono causare allergie o intolleranze alimentari, come glutine, latte, uova, frutta a guscio, che devono essere evidenziate in etichetta.

Dichiarazione nutrizionale

Fondamentale è anche la tabella nutrizionale, che indica le calorie (kcal/kJ) e la quantità di grassi, zuccheri, proteine, sale e altri nutrienti per 100 g o 100 ml di prodotto. Questa tabella serve per confrontare facilmente prodotti simili e scegliere quello più salutare.

Data di scadenza e altre informazioni

Importante è anche la data di scadenza, che può essere di due tipi:

ƽ “Da consumarsi entro”, che indica la data oltre la quale l’alimento non è più sicuro;

ƽ “Da consumarsi preferibilmente entro”, che riguarda invece la qualità: il prodotto può essere ancora sicuro, ma potrebbe aver perso gusto, colore o consistenza. Infine, le etichette includono altre informazioni utili, come la quantità netta del prodotto, il Paese di origine, le condizioni di conservazione, le istruzioni per l’uso e il nome dell’azienda che lo produce.

Etichetta di una confezione di grissini.

Gli allergeni devono essere evidenziati nell’elenco ingredienti. V F

“Da consumare entro” e “Da consumarsi preferibilmente entro” hanno lo stesso significato. V F

La dichiarazione nutrizionale è almeno riferita a 100 g di prodotto. V F

Green Corner

Esempio di indicazioni della NutrInform Battery

1| Sostenibilità nella conservazione e riduzione degli sprechi alimentari

La sostenibilità è una delle sfide più importanti del nostro tempo. Conservare bene i cibi non serve solo a farli durare di più, ma anche a ridurre gli sprechi, risparmiare risorse naturali e proteggere l’ambiente. Le nuove tecnologie aiutano molto in questo processo.

Riduzione degli sprechi alimentari

Ogni anno, circa un terzo della produzione alimentare mondiale viene sprecata lungo la filiera, dalla produzione al consumo.

Per evitare che gli alimenti vadano buttati, la tecnologia offre soluzioni moderne come:

ƽ Packaging intelligente: confezioni che cambiano colore o inviano segnali per mostrare se un alimento è ancora fresco.

ƽ Atmosfera modificata avanzata: miscele di gas studiate per ogni tipo di alimento che allungano la shelf-life (durata di conservazione) e riducono gli scarti.

ƽ Rivestimenti edibili: sottili pellicole che si possono mangiare perché sono fatte di sostanze naturali (proteine o polisaccaridi) e quindi proteggono il cibo senza creare rifiuti di plastica.

CONSERVAZIONE AL TOP mini LAB

EDUCAZIONE CIVICA

1. Confronto tra latte fresco e UHT

Assaggia latte fresco pastorizzato e latte UHT della stessa marca. Annota le differenze di sapore, colore e consistenza. Ricerca le differenze nei valori nutrizionali riportati in etichetta.

2. Analisi comparativa di etichette

Raccogli 3 prodotti della stessa categoria ( biscotti) di marche diverse. Confronta ingredienti, valori nutrizionali, prezzo al kg, certificazioni. Quale sceglieresti e perché?

3. Preparazione di yogurt casalingo

Scalda 500 ml di latte a 85 °C, raffredda a 45 °C, aggiungi 2 cucchiai di yogurt naturale, mantieni a 40-45 °C per 4-6 ore. Osserva la trasformazione e misura il pH iniziale e finale con cartine indicatrici.

2| Efficienza energetica

Conservare gli alimenti richiede energia, soprattutto per frigoriferi e impianti industriali. Per questo si stanno diffondendo soluzioni più efficienti, come:

ƽ Frigoriferi e impianti a inverter, che regolano automaticamente la potenza e consumano meno energia.

ƽ Materiali isolanti più moderni, che evitano la dispersione di freddo.

ƽ Sistemi di recupero del calore, che riutilizzano l’energia prodotta durante la refrigerazione invece di sprecarla.

Queste innovazioni aiutano a ridurre i consumi e l’impatto delle industrie alimentari sull’ambiente.

3| Packaging sostenibile

Oggi si lavora molto per creare confezioni che inquinino meno. Tra le soluzioni più usate e promosse troviamo:

ƽ Bioplastiche, cioè plastiche che derivano da fonti naturali e che possono biodegradarsi.

ƽ Riduzione del packaging, usando meno materiale possibile.

ƽ Materiali riciclabili, pensati per essere separati e riciclati con facilità.

4| Intelligenza Artificiale e tecnologie digitali

L’Intelligenza Artificiale sta cambiando anche il mondo della conservazione degli alimenti. Alcuni esempi:

ƽ Previsione della domanda, che permette alle aziende di produrre la giusta quantità di cibo evitando esuberi e sprechi.

ƽ Monitoraggio della catena del freddo con sensori IoT, che controllano temperatura e umidità durante il trasporto.

ƽ Stima della shelf-life, grazie a algoritmi che prevedono quanto durerà un alimento in base alle condizioni in cui è conservato.

5| Collegamenti all’Agenda 2030

Le tecnologie alimentari sostenibili contribuiscono direttamente al raggiungimento di diversi Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDG):

ƽ SDG 2 (Fame zero): migliorare la conservazione significa evitare che il cibo si rovini e vada buttato. Se sprechiamo meno, c’è più cibo disponibile per tutti, anche nelle zone dove l’accesso agli alimenti è difficile. Una migliore conservazione permette anche di trasportare gli alimenti lontano senza che si deteriorino.

ƽ SDG 3 (Salute e benessere): le nuove tecnologie proteggono il cibo dai batteri e dalle contaminazioni, quindi riducono il rischio di intossicazioni alimentari.

ƽ SDG 6 (Acqua pulita e igiene): i processi alimentari richiedono molta acqua. Tecnologie moderne permettono di consumarne meno, di riciclarla e di depurarla, riducendo gli sprechi e l’inquinamento.

ƽ SDG 12 (Consumo responsabile): ridurre sprechi, usare packaging riciclabili, scegliere prodotti locali o con una lunga shelf-life aiuta a rendere il nostro modo di produrre e consumare più sostenibile. Significa utilizzare meno risorse, creare meno rifiuti e rispettare di più l’ambiente.

ƽ SDG 13 (Azione per il clima): produzione, trasporto e conservazione del cibo generano emissioni. Tecnologie più efficienti aiutano a diminuire le emissioni di gas serra, contribuendo alla lotta contro il cambiamento climatico.

Per saperne di più

Per saperne di

più

• www.efsa.europa.eu/it

• www.salute.gov.it/new/it/tema/nutrizione/

• www.mim.gov.it/educazione-alimentare

• https://creafuturo.crea.gov.it/

• https://www.efsa.europa.eu/it • https://www.https://www.izsvenezie.it • https://www.salute.gov.it/new/it/sicurezzaalimentare-2/ • https://www.eufic.org/it/produzionealimentare/ • https://portale-etichettatura.lab-to. camcom.it/

Intelligenza Artificiale IA

test Play

1| Il cruciverba della conservazione

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

1 2 3 5

Orizzontali

4. Trattamento termico che elimina i patogeni

5. Trattamento termico a altissima temperatura

Verticali

1. Processo di rimozione dell’umidità

2. Metodo di conservazione a bassa temperatura

3. Antica tecnica di conservazione con cloruro di sodio

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

2| Anagrammi tecnologici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alla conservazione:

a. ZIONIELLOAFIZZI (processo di conservazione a freddo)

b. ZOLZERISTINAZIE (trattamento termico a alta temperatura)

c. MENZIONAREFTE (processo biochimico di conservazione)

d. DIVADATI (sostanze aggiunte agli alimenti)

e. TACUARETITHE (informazioni sul prodotto)

3| Memory di tecniche di conservazione

1. Pastorizzazione

2. Refrigerazione

3. UHT

4. Congelamento

5. Surgelazione

a. con il caldo

b. con il freddo

Lab

Fasi

di lavoro

1. Osservazione condivisa

Osserva l’immagine dell’etichetta della confezione generica. Sotto la guida del docente, individuate le varie parti: nome del prodotto, ingredienti, allergeni, dichiarazione nutrizionale, quantità netta, indicazioni di conservazione, paese d’origine e data di scadenza.

2. Analisi di una vera confezione

In piccoli gruppi scegliete una confezione alimentare portata da casa. Cercate sulle etichette le stesse informazioni viste nella prima fase: denominazione, ingredienti, allergeni, tabella nutrizionale, quantità netta, nome del produttore, paese di provenienza, data di scadenza.

Leggere e capire le etichette

In questo LAB impariamo a leggere correttamente le etichette alimentari, riconoscendo le informazioni obbligatorie, e a comprendere perché sono importanti per la sicurezza e per la scelta dei prodotti.

Materiali e

attrezzi

• Vecchi giornali

3. Confronto e discussione

• Rete metallica

• Fotocopia o proiezione dell’immagine dell’etichetta

• Legnetti, chiodi e martello

• 2 tavolette di legno

• Bacinella piena d’acqua

Confrontate l’etichetta reale con quella del modello.

Prendete nota di somiglianze e differenze.

Riflettete: quali informazioni aiutano a capire se un alimento è sano? Quali servono per la sicurezza? Quali per evitare sprechi?

• Frullatore (opzionale)

• Una confezione alimentare vera per ogni gruppo (biscotti, cereali, yogurt, succhi…)

4. Inventare un’etichetta per un prodotto immaginario

• Ferro da stiro (opzionale)

• Quaderno, penna, matite

Discipline COINVOLTE

• Tecnologia

• Matematica/Scienze

• Arte e immagine

• Inglese

Disegnate una confezione di un alimento con l’etichetta per un “prodotto inventato” (una merenda, una bevanda, un biscotto…). Confrontate poi in classe se l’etichetta è completa di tutte le informazioni.

Autovalutazione

1. Sono stato/a capace di riconoscere tutte le parti principali dell’etichetta?

2. Capisco perché le informazioni obbligatorie sono utili per la sicurezza e la salute?

3. Sono riuscito/a a creare un’etichetta completa e chiara per il mio prodotto inventato?

Conservazione degli alimenti

L’essenziale

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Le professioni nel mondo alimentare stanno cambiando grazie alle nuove tecnologie: la/il tecnologa/o alimentare, per esempio, progetta nuovi prodotti, controlla i processi di produzione e si assicura che il cibo sia sicuro e di qualità. Accanto a lei/lui lavora la responsabile/il responsabile HACCP, che controlla il rispetto delle norme di igiene e forma il personale nelle aziende alimentari. Un altro ruolo importante è quello della/del Quality Manager, che verifica la qualità dei prodotti e gestisce le certificazioni richieste dal mercato.  Academy

Conservare il cibo: tecnologie e qualità

Per lavorare nel settore delle tecnologie alimentari si possono scegliere gli Istituti tecnici o professionali con indirizzo agroalimentare, chimico o biotecnologico, e poi continuare con un ITS Agri-food, che offre percorsi pratici molto richiesti dalle aziende. Chi vuole proseguire può iscriversi all’università, scegliendo Scienze e Tecnologie Alimentari

Conservazione degli alimenti

La conservazione degli alimenti è un settore importante perché permette di mantenere il cibo sicuro, di buona qualità e più a lungo.

Preparazione

e sicurezza

La sicurezza alimentare inizia dalla preparazione degli alimenti. Il sistema HACCP, nato per le missioni spaziali, serve a individuare i punti critici in cui il cibo potrebbe contaminarsi e a stabilire controlli per mantenerlo sicuro. Le prime operazioni (come lavare, tagliare o cuocere leggermente un alimento) aiutano a ridurre i microbi presenti. È fondamentale anche controllare la temperatura: nella “zona di pericolo”, tra 4 °C e 60 °C, i batteri si moltiplicano molto rapidamente, quindi bisogna mantenere gli alimenti più freddi o più caldi di questo intervallo.

Metodi fisici di conservazione

I metodi fisici sfruttano freddo, calore o l’eliminazione dell’acqua per rallentare o bloccare i microrganismi.

• La refrigerazione rallenta la crescita dei batteri.

• Il congelamento li blocca quasi del tutto.

• La disidratazione elimina l’acqua libera, senza la quale i microbi non possono crescere.

• I trattamenti termici usano il calore per eliminare i microrganismi: sono la pastorizzazione, la sterilizzazione e il trattamento UHT

Metodi chimici di conservazione

I metodi chimici utilizzano sostanze naturali o additivi per impedire la crescita dei batteri.

Anche il pH è importante: i batteri crescono poco negli alimenti molto acidi. La fermentazione, che produce acidi in modo naturale, è un ottimo sistema di conservazione e dà origine a yogurt, kefir, crauti, pane e molti altri prodotti.

Etichettatura e informazioni per il consumatore

Le confezioni riportano informazioni essenziali stabilite dal Regolamento europeo: il nome del prodotto, gli ingredienti in ordine di quantità, gli allergeni evidenziati, le date di scadenza, la quantità, il produttore e la tabella nutrizionale.

Sostenibilità e nuove tecnologie

Oggi la sostenibilità è fondamentale. Esistono molte innovazioni che aiutano a ridurre gli sprechi e l’impatto ambientale: l’intelligenza artificiale aiuta a prevedere quanta produzione serve davvero, a controllare la catena del freddo e a calcolare meglio la shelf-life. Queste tecnologie contribuiscono agli Obiettivi dell’Agenda 2030, in particolare: ridurre la fame nel mondo, migliorare la salute, proteggere l’acqua, ridurre gli sprechi e limitare l’impatto sul clima.

12Tecnologia e ambiente

Pensa un po’...

Che cosa succederà al nostro pianeta se produciamo troppi rifiuti?

Perché è importante non sprecare le risorse naturali che usiamo ogni giorno?

In che modo le nostre scelte quotidiane possono aiutare l’ambiente a stare meglio?

La tutela dell’AMBIENTE

Il nostro pianeta sta cambiando velocemente: il clima è sempre più instabile, gli oceani sono pieni di plastica e in molte città l’aria è difficile da respirare.

A volte si dà la colpa alla tecnologia, ma proprio la tecnologia può darci una mano: sensori speciali controllano la qualità dell’aria, droni sorvegliano le foreste e programmi intelligenti organizzano meglio la raccolta dei rifiuti.

In questo capitolo scopriremo come la tecnologia può diventare un’alleata dell’ambiente grazie all’economia circolare, alle energie rinnovabili e alle soluzioni sostenibili. Impareremo a riconoscere i principali problemi ambientali e a immaginare idee per migliorare il futuro.

INVESTIGATORI dell’ambiente

A casa o a scuola, scegli un solo tema tra rifiuti, aria o acqua. Osserva l’ambiente intorno a te e scatta 2 o 3 foto per documentare la situazione (per esempio: un cestino dei rifiuti, un rubinetto che perde, una finestra aperta con il riscaldamento acceso, un dispositivo elettronico lasciato acceso). Poi rispondi a queste tre domande: Che cosa hai osservato? Qual è il possibile impatto sull’ambiente? Quale piccola azione concreta potrebbe migliorare la situazione?

Porta le tue osservazioni in classe: saranno il punto di partenza per discutere insieme come rendere la nostra scuola più sostenibile.

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa concettuale

Tecnologie per l’ambiente

PROBLEMI AMBIENTALI

• Riscaldamento globale

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

LEZIONE IN POWERPOINT

• Inquinamento (aria, acqua, suolo)

• Rischi naturali

ECONOMIA CIRCOLARE

• Gestione rifiuti (5R)

• Raccolta differenziata

• Riciclo e riuso

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere i principali problemi ambientali e le loro cause tecnologiche.

• Comprendere il funzionamento dell’economia circolare e della gestione dei rifiuti.

• Analizzare il ruolo delle tecnologie innovative nella protezione dell’ambiente.

Competenze

• Valutare le conseguenze ambientali delle scelte tecnologiche quotidiane.

• Progettare soluzioni sostenibili utilizzando principi di economia circolare.

• Utilizzare strumenti digitali per monitorare e migliorare l’impatto ambientale.

• Direttive europee

• Costituzione italiana

• Agenda 2030 NORMATIVA AMBIENTALE

SOLUZIONI TECNOLOGICHE

• Energie rinnovabili

• IoT e sensori

• Intelligenza Artificiale

1| Lo stato dell’ambiente

Il nostro pianeta sta vivendo un periodo di grandi cambiamenti. Per la prima volta nella storia, le attività umane stanno modificando gli equilibri naturali del clima, degli ecosistemi e dell’aria che respiriamo.

La Terra è un sistema in cui tutto è collegato. Se un equilibrio naturale viene alterato, gli effetti si propagano ovunque. Negli ultimi decenni la popolazione mondiale e il consumo di energia sono aumentati rapidamente, così come la produzione di plastica. Tutto ciò ha accelerato i problemi ambientali.

Cambiamenti climatici

La temperatura della Terra sta aumentando. Ciò provoca lo scioglimento dei ghiacciai, l’innalzamento dei mari e fenomeni estremi come siccità, alluvioni e tempeste più intense.

Perdita di biodiversità

Molte specie animali e vegetali rischiano di scomparire perché gli ambienti naturali vengono distrutti, inquinati o trasformati dall’uomo.

Fenomeni di inquinamento

Aria, acqua e suolo sono contaminati da sostanze inquinanti, plastiche e rifiuti prodotti dalle industrie e dalla vita quotidiana.

La tecnologia, che ha contribuito allo sviluppo umano, e indirettamente ha recato danno all’ambiente, oggi può aiutarci anche a proteggere il pianeta: vedremo come.

nel TEMPO…

Le conferenze e gli accordi per l’ambiente

L’inquinamento non è un problema recente: è iniziato a crescere con l’industrializzazione, quando fabbriche, auto e nuove tecnologie hanno aumentato l’uso di combustibili fossili e la produzione di rifiuti

Col tempo, gli scienziati hanno capito che questi cambiamenti stavano danneggiando l’aria, l’acqua e il clima della Terra. Per questo, molti paesi hanno iniziato a collaborare per proteggere l’ambiente, mediante riunioni periodiche.

1987 – Protocollo di Montreal

Accordo per eliminare i gas che distruggevano lo strato di ozono. È considerato un grande successo perché lo strato di ozono sta lentamente migliorando.

1992 – Conferenza di Rio

Nasce il concetto di sviluppo sostenibile: proteggere l’ambiente mentre si migliora la qualità della vita.

1997 – Protocollo di Kyoto

Primo accordo globale per ridurre i gas serra responsabili del riscaldamento globale.

2015 – Accordi di Parigi (COP21) e adozione dell’Agenda 2030

Quasi tutti i paesi del mondo si impegnano a limitare il riscaldamento globale sotto 1,5–2 °C. È l’accordo sul clima più importante della storia recente.

2023 – COP28 (Dubai)

Per la prima volta i paesi decidono di avviare la transizione dai combustibili fossili alle energie rinnovabili.

2025 – COP30 (Belém, Amazzonia)

La conferenza è dedicata alla protezione delle foreste, alla biodiversità e all’uso delle tecnologie satellitari per monitorare gli ecosistemi.

Glossario

Agenda 2030: piano d’azione globale delle Nazioni Unite adottato nel 2015.

Si concentra su 17 Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDGs) da raggiungere entro il 2030.

COP: acronimo di Conference of the Parties, cioè Conferenza delle Parti, grandi conferenze internazionali sul clima in cui i paesi del mondo si incontrano per decidere come ridurre l’inquinamento e contrastare i cambiamenti climatici.

Dal 1900 abbiamo perso circa il 70% delle specie animali selvatiche. La causa principale è la distruzione degli habitat.

Il 2024 è stato tra gli anni più caldi mai registrati. E gli ultimi dieci anni sono stati i più caldi di sempre. Post-it

2| Riscaldamento globale e cambiamenti climatici

Maggiore calore disperso nello spazio Gas serra

Minore calore trattenuto

Effetto serra naturale

Il Sole invia sulla Terra luce e calore. La superficie terrestre assorbe questa energia e si scalda. Parte del calore viene poi rimandata verso lo spazio, ma alcuni gas presenti nell’atmosfera lo trattengono e fanno aumentare la temperatura della Terra e dell’aria.

Terra

Le attività umane stanno aumentando i principali gas serra: CO2 (da combustibili fossili), CH4 (da allevamenti e discariche) e N2O (da fertilizzanti). Questi gas trattengono più calore nell’atmosfera e intensificano l’effetto serra. Sole

Minore calore disperso nello spazio

Il riscaldamento globale è il fenomeno di aumento delle temperature medie terrestri causato principalmente dalle attività umane. Comprendere i meccanismi scientifici che lo governano è fondamentale per sviluppare tecnologie efficaci di contrasto.

L’effetto serra naturale

L’effetto serra è un fenomeno naturale essenziale per la vita sulla Terra. Funziona come una coperta invisibile che mantiene il nostro pianeta abbastanza caldo da essere abitabile.

Ecco come funziona:

1. Il Sole invia energia verso la Terra sotto forma di radiazione solare;

2. La superficie terrestre assorbe questa energia e si riscalda;

3. La Terra emette calore verso lo spazio sotto forma di radiazione infrarossa;

4. I gas serra nell’atmosfera intrappolano parte di questo calore;

5. Il calore trattenuto riscalda l’atmosfera e la superficie terrestre.

Senza l’effetto serra naturale, la temperatura media della Terra sarebbe di circa –18 °C invece dei +15 °C attuali.

Il problema nasce quando le attività umane aumentano artificialmente la concentrazione di gas serra nell’atmosfera.

L’effetto serra potenziato

Le attività umane hanno intensificato l’effetto serra naturale aumentando la concentrazione di tre gas principali tra i principali gas serra di origine antropica, cioè generati dagli esseri umani:

ƽ anidride carbonica (CO2): è il gas serra più importante per quantità. Viene prodotto dalla combustione di carbone, petrolio e gas naturale per produrre energia, dal trasporto e dall’industria. La sua concentrazione nell’atmosfera è passata da circa 280 ppm (parti per milione) in epoca preindustriale a oltre 420 ppm oggi.

ƽ Metano (CH4): ha un potere riscaldante circa 28–34 volte superiore alla CO2. Viene prodotto dagli allevamenti intensivi, dalle discariche di rifiuti e dall’estrazione e dall’uso di combustibili fossili.

ƽ Protossido di azoto (N2O): ha un potere riscaldante circa 265 volte superiore alla CO2. Viene prodotto principalmente dall’uso di fertilizzanti in agricoltura.

La tecnologia ci offre strumenti sempre più precisi per misurare questi gas. Sensori laser possono rilevare concentrazioni di CO2 con precisione di poche parti per milione, mentre satelliti come il Sentinel-5P dell’ESA monitorano le emissioni di metano su scala globale.

Maggiore calore trattenuto

Effetto serra potenziato

Effetti dei cambiamenti climatici

Il riscaldamento globale non significa solo temperature più alte, ma soprattutto cambiamento del clima, con eventi meteorologici più intensi e imprevedibili.

1.

Ondate di calore

Temperature estreme che superano i 40 °C anche in zone temperate causano problemi alla salute e stress per le infrastrutture.

2.

Precipitazioni intense

Piogge torrenziali concentrate in brevi periodi, tempeste e cicloni provocano alluvioni, specialmente in aree urbane con molto cemento.

La tecnologia di monitoraggio ambientale si è evoluta enormemente. Stazioni meteorologiche automatiche inviano dati in tempo reale, radar Doppler tracciano le precipitazioni, modelli climatici globali elaborano previsioni sempre più accurate.

Tuttavia, frane e alluvioni continuano a susseguirsi, mostrando quanto il territorio italiano sia vulnerabile e quanto sia necessario migliorare la prevenzione e la gestione dei rischi ambientali.

Deforestazione

Le foreste sono i “polmoni” del pianeta: assorbono CO2 dall’atmosfera e producono ossigeno attraverso la fotosintesi. Ogni anno perdiamo circa 10 milioni di ettari di foreste, principalmente per fare spazio all’agricoltura e all’allevamento.

Oceani

Gli oceani assorbono circa il 30% della CO2 prodotta dalle attività umane, ma questo processo li sta rendendo più acidi, danneggiando coralli e organismi marini. Inoltre, l’aumento delle temperature sta causando lo scioglimento dei ghiacci polari e l’innalzamento del livello del mare

Perdita di biodiversità

La perdita di biodiversità è accelerata dalle attività umane. Specie che hanno impiegato milioni di anni per evolversi scompaiono in pochi decenni. La tecnologia ci aiuta a monitorare questo fenomeno: telecamere a infrarossi studiano gli animali notturni, analisi del DNA ambientale rilevano specie rare, app per smartphone permettono a tutti di contribuire al censimento della biodiversità.

3.

Siccità prolungate

Periodi senza pioggia che durano mesi causano crisi idriche e perdite agricole.

Radar Doppler, utile per prevedere temporali e alluvioni. Grazie all’effetto Doppler può capire dove si stanno formando nubifragi, come si muovono le nuvole e con che intensità sta piovendo.

TEST

I cambiamenti climatici sono causati anche dall’attività umana. V F

La perdita di biodiversità riguarda solo gli animali, non le piante. V F Il territorio italiano è particolarmente vulnerabile. V F

3| I diversi tipi di inquinamento

Mappa parziale della qualità dell’aria nella pianura padana: il colore rosso indica un livello insoddisfacente, per la forte presenza di PM10 e PM2,5.

Schema del ciclo delle piogge acide: i fumi industriali rilasciano NO2 (biossido di azoto) e SO3 (triossido di zolfo) che, reagendo con l’acqua H2O, formano HNO3 (acido nitrico) e H2SO4 (acido solforico). Le piogge acide ricadono su suolo, vegetazione e acque, danneggiando gli ecosistemi e uccidendo gli alberi.

Inquinamento di un fiume generato dall’abbandono di rifiuti di plastica.

Inquinare significa introdurre nell’ambiente sostanze o energie che alterano gli equilibri naturali e possono danneggiare la salute umana e degli ecosistemi. La tecnologia è spesso causa di inquinamento, ma può anche fornire soluzioni innovative per combatterlo.

Inquinamento dell’aria

L’aria che respiriamo contiene sempre più sostanze inquinanti prodotte dalle attività umane. I principali inquinanti atmosferici sono:

ƽ particolato (PM10 e PM2,5): particelle microscopiche sospese nell’aria, prodotte da traffico, industrie e riscaldamento. Le PM2.5 sono così piccole che possono penetrare nei polmoni e nel sangue.

ƽ Ossidi di azoto (NOx): prodotti principalmente dai motori dei veicoli, contribuiscono alla formazione dello smog fotochimico.

ƽ Anidride solforosa (SO2): emessa dalle centrali elettriche a carbone e dalle industrie, è la principale causa delle piogge acide.

ƽ Ozono troposferico (O3): si forma quando altri inquinanti reagiscono con la luce solare, causando irritazioni respiratorie.

Piogge acide

Le piogge acide si formano quando anidride solforosa e ossidi di azoto reagiscono con il vapore acqueo nell’atmosfera, formando acidi che ricadono al suolo con la pioggia. Questo fenomeno danneggia foreste, laghi, monumenti e edifici.

La tecnologia di monitoraggio dell’aria si basa su reti di sensori automatici che misurano continuamente la concentrazione degli inquinanti. Sensori laser, spettrometri e analizzatori chimici forniscono dati in tempo reale per produrre mappe della qualità dell’aria.

Inquinamento dell’acqua e plastica negli oceani

L’acqua è essenziale per la vita, ma le attività umane stanno compromettendo la qualità delle risorse idriche del pianeta.

ƽ Inquinamento chimico: industrie e agricoltura rilasciano sostanze tossiche come metalli pesanti, pesticidi e fertilizzanti che contaminano fiumi, laghi e falde acquifere.

ƽ Inquinamento biologico: scarichi urbani non trattati introducono batteri e virus patogeni nelle acque superficiali.

ƽ Inquinamento da plastica: ogni anno finiscono negli oceani 8 milioni di tonnellate di rifiuti plastici, formando enormi “isole” di spazzatura galleggiante. La plastica negli oceani si degrada lentamente formando microplastiche, particelle invisibili che entrano nella catena alimentare marina e arrivano fino ai nostri piatti. Nuove tecnologie aiutano a combattere l’inquinamento marino: sistemi galleggianti raccolgono la plastica sfruttando le correnti, sensori subacquei controllano la qualità dell’acqua e l’intelligenza artificiale analizza le immagini satellitari per seguire il movimento dei rifiuti negli oceani.

Inquinamento del suolo

Il suolo è un ecosistema complesso che ospita miliardi di microrganismi essenziali per la fertilità della terra. L’inquinamento del suolo compromette la produzione alimentare e la salute umana. I principali inquinanti del suolo sono:

ƽ pesticidi e fertilizzanti: l’agricoltura intensiva utilizza grandi quantità di sostanze chimiche che si accumulano nel terreno e nelle falde acquifere.

Altre forme di inquinamento

ƽ Metalli pesanti: industrie e traffico rilasciano piombo, mercurio, cadmio e altri metalli tossici che persistono nel suolo per decenni.

ƽ Rifiuti industriali: discariche abusive e sversamenti accidentali contaminano vaste aree di territorio. La tecnologia di bonifica dei suoli prevede il biorisanamento, con utilizzo di batteri e piante per degradare gli inquinanti e l’estrazione chimica con rimozione dei contaminanti attraverso solventi specifici.

Esistono altre forme di inquinamento, meno visibili ma ugualmente dannose per la salute e l’ambiente.

ƽ Inquinamento acustico: il rumore eccessivo prodotto da traffico, industrie e altre attività umane causa stress, disturbi del sonno e problemi cardiovascolari. Si misura in decibel (dB): una conversazione normale è di 60 dB, il traffico intenso raggiunge 80 dB, un concerto rock può superare 110 dB.

ƽ Inquinamento luminoso: l’eccesso di illuminazione artificiale notturna altera i ritmi biologici di uomini e animali, spreca energia e, tra l’altro, impedisce l’osservazione del cielo stellato.

ƽ Inquinamento indoor: l’aria degli ambienti chiusi (come case, scuole e uffici) può essere più inquinata di quella esterna, soprattutto se le stanze non vengono aerate regolarmente. Questo tipo di inquinamento può avere diverse cause, come la formaldeide, il radon e alcuni composti organici volatili (COV). La tecnologia offre soluzioni per tutti questi tipi di inquinamento: barriere acustiche intelligenti che si adattano automaticamente al livello di rumore, sistemi di illuminazione LED smart che regolano intensità e colore della luce in base ai ritmi naturali del nostro corpo e sensori indoor che monitorano la qualità dell’aria negli edifici attivando automaticamente la ventilazione quando necessario.

Biorisanamento del suolo. È un processo naturale in cui batteri e piante puliscono terreni da acque inquinati. I batteri ricevono ossigeno e nutrienti e degradano gli inquinanti trasformandoli in sostanze innocue, mentre le piante assorbono parte dei contaminanti con le radici. Lavorando insieme, microrganismi e vegetazione permettono all’ambiente di recuperare in modo graduale.

Glossario

Formaldeide: sostanza chimica presente in alcuni mobili e materiali da costruzione; può inquinare l’aria interna e irritare occhi e vie respiratorie.

Radon: gas radioattivo naturale che proviene dal sottosuolo e può accumularsi negli edifici, soprattutto nei piani bassi.

Vigili del fuoco in azione durante l’alluvione della Romagna del 2024. © Vigili del fuoco

4| Rischi naturali

Il territorio italiano è particolarmente esposto a rischi naturali a causa della sua posizione geografica e delle caratteristiche geologiche. La tecnologia moderna ci permette di prevedere, monitorare e gestire questi rischi in modo sempre più efficace.

Rischio idrogeologico

Il rischio idrogeologico comprende tutti i fenomeni legati all’azione delle acque superficiali e sotterranee che possono causare danni a persone e cose.

ƽ Frane: movimenti di masse rocciose o terrose lungo i versanti, causati da piogge intense, erosione, attività sismica o interventi umani inappropriati. In Italia oltre 7 milioni di persone vivono in aree a rischio frana.

ƽ Alluvioni: allagamenti causati dall’esondazione di fiumi e torrenti o da precipitazioni intense che superano la capacità di drenaggio del territorio. Il fenomeno è aggravato dalla cementificazione che impermeabilizza il suolo.

La tecnologia di monitoraggio idrogeologico dispone di pluviometri automatici, che misurano le precipitazioni in tempo reale; idrometri, per misurare il livello dei fiumi e inviare allarmi automatici; inclinometri, che rilevano i movimenti del terreno che precedono le frane.

Rischio sismico e vulcanico

L’Italia si trova in una zona di intensa attività geologica, all’incontro tra la placca africana e quella europea. Abbiamo quindi:

ƽ rischio sismico: in Italia tutto il territorio è classificato in zone sismiche, con pericolosità diversa. I terremoti più pericolosi si verificano lungo la dorsale appenninica e in Sicilia orientale. La magnitudo si misura con la scala Richter (energia rilasciata) e la scala Mercalli (effetti osservati).

ƽ Rischio vulcanico: in Italia sono attivi Vesuvio, Etna, Stromboli e Vulcano. Ogni vulcano ha caratteristiche diverse: l’Etna produce eruzioni effusive con colate di lava, il Vesuvio può generare eruzioni esplosive molto pericolose.

Veduta aerea della Solfatara di Pozzuoli, vicino a Napoli, in Italia. I Campi Flegrei sono una vasta area vulcanica attiva con una struttura detta “caldera”, cioè un’area ribassata di forma quasi circolare che si è formata per effetto di grandi eruzioni esplosive del passato. La caldera dei Campi Flegrei si estende a ovest di Napoli, da Monte di Procida a Posillipo, e comprende anche una parte sottomarina nel Golfo di Pozzuoli.

Frana in un tratto di strada.

Le tecnologie di monitoraggio comprendono vari strumenti:

ƽ sismografi: strumenti molto sensibili che registrano le onde sismiche prodotte dai terremoti. Analizzando i segnali raccolti, è possibile capire dove si trova l’epicentro e quanto è stato forte il sisma;

ƽ accelerometri: misurano quanto e quanto velocemente il suolo accelera e vibra durante un terremoto. Servono per valutare i danni possibili agli edifici e migliorare le norme di sicurezza;

ƽ termocamere: rilevano la temperatura da lontano, creando immagini termiche dei crateri vulcanici;

ƽ spettrometri: analizzano la composizione dei gas emessi dai vulcani, come anidride solforosa o vapore acqueo, per prevedere le eruzioni.

Adattamento climatico e sicurezza del territorio

I cambiamenti climatici stanno rendendo i fenomeni meteorologici estremi (come alluvioni, ondate di calore, mareggiate e temporali violenti) più frequenti e più intensi.

Per questo è sempre più importante adattare il territorio in modo che riesca a resistere meglio a questi eventi e a proteggere le persone. Per rendere città e paesaggi più sicuri, si utilizzano diverse soluzioni:

ƽ barriere mobili

Sono protezioni che possono sollevarsi, anche automaticamente, quando c’è una mareggiata o un’alta marea. Servono soprattutto nelle città costiere per evitare che l’acqua invada le strade.

ƽ Drenaggio urbano sostenibile

Sono sistemi che raccolgono, trattengono e fanno infiltrare l’acqua piovana nel terreno, riducendo il rischio di allagamenti. Comprendono pavimentazioni drenanti, vasche sotterranee e aiuole che assorbono l’acqua.

ƽ Edifici resilienti

Sono edifici costruiti o ristrutturati per resistere meglio a eventi estremi: hanno tetti rinforzati, finestre più sicure, materiali resistenti al vento e sistemi che proteggono dall’acqua.

ƽ Infrastrutture verdi Parchi, giardini, tetti verdi e alberature urbane aiutano a assorbire l’acqua piovana, abbassano la temperatura nelle città e rendono l’ambiente più vivibile. Sono un modo semplice e naturale per migliorare la sicurezza del territorio.

Sismografo al lavoro durante un terremoto.

L’ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale) è un ente pubblico di ricerca italiano che si occupa della protezione e della ricerca ambientale.

MOSE, sistema di barriere mobili che si sollevano dal fondale per proteggere Venezia dall’acqua alta e dalle mareggiate, impedendo al mare di entrare nella Laguna.

mini TEST

In Italia il rischio idrogeologico è poco importante. V F L’idrometro serve a misurare il livello dei fiumi. V F

La scala Mercalli misura l’energia rilasciata durante un terremoto. V F

5| La Protezione Civile

La Protezione Civile è il sistema nazionale che si occupa di prevedere, prevenire e gestire le emergenze naturali e non, come alluvioni, terremoti, incendi o incidenti industriali.

Non è un singolo ente: è una rete che comprende Vigili del Fuoco, Forze dell’Ordine, Regioni, Comuni, volontari e molti altri soggetti che collaborano per proteggere la popolazione.

Per comunicare il rischio in modo chiaro, la Protezione Civile usa quattro colori: verde, giallo, arancione, rosso. Questi livelli aiutano cittadini e autorità a capire rapidamente quanto è grave la situazione.

Le tecnologie utilizzate

Per funzionare in modo efficace, la Protezione Civile usa strumenti tecnologici molto avanzati:

ƽ Centro Funzionale Centrale

Qui vengono raccolti ed elaborati dati meteorologici, idrologici e geologici. I tecnici creano modelli e previsioni che permettono di capire se ci sarà un’alluvione, una frana o un’ondata di maltempo.

ƽ Rete di monitoraggio

Migliaia di sensori sul territorio misurano in tempo reale livello dei fiumi, piogge, vento, temperatura del suolo, movimenti del terreno e molti altri parametri. Sono fondamentali per individuare precocemente le situazioni di pericolo.

• Sistema di allertamento

Quando i dati indicano un rischio, vengono inviati avvisi automatici a Regioni, Comuni e servizi di soccorso, in modo che possano attivarsi rapidamente.

• Sistema IT-alert

Dal 2023, l’Italia dispone di un sistema che invia messaggi di emergenza direttamente sui telefoni cellulari presenti in una certa area.

È uno strumento molto utile per avvisare immediatamente la popolazione di un pericolo imminente.

6| Economia circolare

Al mondo si producono ogni giorno enormi quantità di oggetti: vestiti, telefoni, automobili, cibo confezionato. Per fare ciò si usano risorse preziose come metalli, acqua, energia e combustibili.

Il problema è che, nel modello economico tradizionale, la maggior parte di questi prodotti segue lo stesso percorso: vengono fabbricati, utilizzati per un certo tempo e poi buttati via. Questo modello si chiama “economia lineare” e genera tanti rifiuti, oltre a consumare materiali che non sono disponibili all’infinito.

Principi dell’economia circolare

L’economia circolare rappresenta un nuovo modello di sviluppo che mira a eliminare gli sprechi e a mantenere i materiali in uso il più a lungo possibile. È una rivoluzione che coinvolge tecnologia, design, produzione e comportamenti dei consumatori.

recuperare

Glossario

Blockchain: tecnologia che permette di registrare e tracciare ogni fase della vita di un prodotto, dalle materie prime al riciclo, garantendo informazioni sicure, trasparenti e molto difficili da alterare.

L’economia circolare parte dalle prime, che vengono utilizzate per proget tare oggetti attraverso un design sosteni bile, cioè pensando fin dall’inizio a oggetti che durino a lungo, che possano essere ri parati e riciclati.

Dopo la fase di produzione ne, i prodotti arrivano ai cittadini, che posso no usarli più volte, condivi derli, riutilizzarli o farli riparare invece di buttarli via.

Quando un oggetto non serve più, entra nella fase di raccolta differenziata e poi nella gestione dei rifiuti materiali e componenti vengono recu perati tramite riparazione, ring (cioè la rigenerazione di parti usate) e riciclo, così da tornare a essere nuove ma terie prime.

Solo una piccola parte diventa

La tecnologia digitale rafforza tutte queste fasi: la blockchain permette di seguire i materiali dalla produzione al riciclo; i sensori IoT dei prodotti durante l’uso; l’ efficiente la raccolta e il recupero dei materiali, mentre le piattaforme digitali facilitano la condivisione e il riuso, riducendo sprechi e allungando la vita degli oggetti.

Modello di Economia circolare: meno materie prime, meno rifiuti, meno emissioni.

Intelligenza Artificiale

7| Gestione dei rifiuti

Le “5R” dell’economia circolare mostrano l’ordine corretto per gestire i rifiuti: ridurre ciò che produciamo, riutilizzare gli oggetti, riciclare i materiali, recuperare energia dai rifiuti non riciclabili e smaltire solo l’ultima parte residua.

Raccolta dei rifiuti da un cestino a Roma. Sotto, cassonetti per la raccolta differenziata a Milano.

Che cos’è un rifiuto?

Secondo la legge italiana (Decreto Legislativo 152/2006), è considerato rifiuto “qualsiasi sostanza o oggetto di cui il detentore si disfi, abbia l’intenzione di disfarsi o l’obbligo di farlo”.

Questa definizione è importante perché stabilisce come quel materiale deve essere raccolto, trattato e smaltito. Nell’ottica dell’economia circolare, però, l’idea di rifiuto cambia: ciò che per qualcuno non serve più può diventare una risorsa per qualcun altro

Per esempio, alcuni materiali non sono veri e propri rifiuti ma sottoprodotti: derivano da un processo produttivo ma possono essere usati così come sono, senza ulteriori trattamenti.

È il caso della segatura che diventa pellet o degli scarti di frutta trasformati in compost.

Un materiale può anche diventare end of waste, cioè uscire dalla categoria dei rifiuti dopo un adeguato processo di recupero. Un semplice esempio è la carta riciclata, ma anche gli aggregati ottenuti dalle demolizioni e usati per costruire nuove strade.

La classificazione dei rifiuti e il codice CER

I rifiuti vengono classificati secondo criteri precisi per garantire una gestione corretta e sicura.

ƽ Classificazione per origine:

- Rifiuti urbani: prodotti dalle abitazioni e da attività commerciali;

- Rifiuti speciali: prodotti da attività industriali, artigianali, sanitarie.

ƽ Classificazione per pericolosità:

- Rifiuti non pericolosi: non contengono sostanze tossiche;

- Rifiuti pericolosi: contengono sostanze che possono danneggiare salute e ambiente.

ƽ Codice CER (Catalogo Europeo dei Rifiuti): ogni tipo di rifiuto ha un codice numerico a 6 cifre che ne identifica origine e caratteristiche. Esempi:

20 01 01: carta e cartone (rifiuti urbani)

16 01 03: pneumatici fuori uso

Raccolta e recupero dei rifiuti

Il processo di recupero dei materiali inizia con la raccolta dei rifiuti, che avviene attraverso i cassonetti, le isole ecologiche o il servizio porta a porta.

Una volta raccolti, i materiali vengono trasportati ai centri di selezione, dove macchinari e operatori provvedono alla separazione e allo smistamento in base al tipo di materiale, come plastica, carta, vetro o metalli.

Dopo la selezione, i materiali vengono puliti e preparati: possono essere lavati, triturati o compressi in modo da essere pronti per il trattamento successivo. Ogni categoria di rifiuto segue poi un processo di recupero specifico: la plastica viene fusa e trasformata in granuli,

il vetro viene frantumato e rifuso, la carta viene impastata e depurata, mentre i metalli sono separati e rifusi.

Il risultato di queste lavorazioni è la produzione di nuove materie prime, chiamate “materie prime seconde”, che possono essere utilizzate dall’industria per la creazione di nuovi prodotti.

Una volta immessi sul mercato, questi prodotti tornano nelle mani dei consumatori, dando vita a un ciclo che può ripetersi e che rappresenta uno dei principi fondamentali dell’economia circolare.

Come funziona la raccolta differenziata

La raccolta differenziata è il primo passo per avviare i materiali al riciclo. In Italia la media nazionale supera il 65%, ma ci sono grandi differenze tra regioni.

Per riciclarli più facilmente, nella raccolta differenziata i rifiuti vengono divisi in frazioni, cioè gruppi di materiali simili. Abbiamo:

ƽ carta e cartone: giornali, quaderni, riviste, scatole e tutti gli imballaggi di carta;

ƽ plastica: bottiglie, flaconi, vaschette e altri contenitori, ma solo quelli che sono veri imballaggi;

ƽ vetro: bottiglie, barattoli per conserve e vasetti di vetro;

ƽ metalli: lattine per bevande, scatolette del cibo, fogli d’alluminio puliti;

ƽ organico: tutti gli scarti alimentari della cucina e i residui del giardino, come foglie e sfalci;

ƽ indifferenziato: ciò che non può essere riciclato, come spugne, plastica non riciclabile o oggetti molto sporchi.

Tecnologie per migliorare la raccolta

Oggi la tecnologia aiuta molto la raccolta differenziata, rendendola più precisa e più comoda per tutti.

I contenitori intelligenti sono cassonetti dotati di sensori che misurano quanto sono pieni. Alcuni integrano anche sensori IoT avanzati, con reti 4G/GPS che permettono una localizzazione accurata e il monitoraggio da remoto dello stato del contenitore (compresa la possibilità di apertura automatica o controllata da remoto). Così il camion della raccolta passa solo quando serve, evitando sprechi di tempo e carburante o energia elettrica.

Le app per i cittadini mostrano dove si trovano i cassonetti, spiegano cosa si può buttare in ogni contenitore e ricordano i giorni di raccolta del porta a porta.

I sistemi di pesatura permettono di misurare la quantità di rifiuti prodotta da ogni famiglia. In alcune città chi differenzia meglio paga meno perché produce meno indifferenziato.

La tracciabilità RFID (Radio-Frequency Identification, identificazione a radiofrequenza) usa piccoli chip sui contenitori che permettono di riconoscere l’utente e registrare i conferimenti, permettendo di controllare la qualità della raccolta e premiare i comportamenti corretti.

L’Intelligenza Artificiale applicata negli impianti di trattamento consente una separazione ancora più precisa e automatica dei materiali.

CICLO TECNOLOGICO DELLA GESTIONE DEI RIFIUTI

Raccolta dei rifiuti

• I materiali vengono raccolti tramite cassonetti, isole ecologiche o servizi porta a porta

Trasporto al centro di selezione

• I rifiuti vengono portati negli impianti dove saranno separati

Selezione e smistamento

• Macchine e operatori dividono i materiali per tipologia (plastica, vetro, metalli, carta)

Pulizia e preparazione

• I materiali vengono lavati, triturati o compressi per essere pronti alla lavorazione

Trattamento e recupero

• Ogni materiale segue un processo specifico

Nuove materie prime

• Il materiale recuperato diventa “materia prima seconda”, cioè una nuova risorsa pronta per l’industria

Creazione di nuovi prodotti

• Con il materiale recuperato si producono nuovi prodotti, diversi da quelli di origine.

Intelligenza Artificiale IA

8| Smaltimento dei rifiuti

Impianto di trattamento rifiuti TMB

Discarica controllata a Messina.

Impianti di compostaggio e biogas.

Non tutti i rifiuti possono essere riciclati. Quando un materiale è troppo sporco, troppo danneggiato o non esistono tecnologie per recuperarlo, deve essere trattato con altri metodi. Per questo esistono diversi sistemi di smaltimento, ciascuno con una funzione specifica.

TMB – Trattamento Meccanico Biologico

Il TMB è un impianto che tratta il rifiuto indifferenziato

Qui i rifiuti vengono prima separati meccanicamente: macchinari come vagli, magneti e lettori ottici dividono la plastica, i metalli e altri materiali riciclabili che sono stati gettati per errore nell’indifferenziato. In questo modo si riesce a recuperare anche il 30% di materiali che altrimenti sarebbero stati persi.

La parte organica (resti di cibo, carta sporca, tessuti naturali) viene invece stabilizzata biologicamente. Significa che viene fatta fermentare e asciugare per ridurre odori, volume e rischi ambientali.

Il TMB è importante perché riduce la quantità di rifiuti che finisce in discarica.

Discarica controllata

La discarica è l’ultima opzione della gestione dei rifiuti. Qui vengono conferiti solo i materiali che non possono essere né riciclati, né recuperati, né bruciati in sicurezza.

Le discariche moderne sono molto diverse da quelle del passato. Il fondo viene impermeabilizzato con strati di argilla e teli speciali per evitare che i liquidi inquinanti (chiamati percolato) finiscano nel terreno. Il percolato viene raccolto e trattato nei depuratori delle acque.

Le discariche sono dotate anche di tubazioni per catturare il biogas, un gas prodotto dalla decomposizione dei rifiuti, che può essere usato per produrre energia.

Compostaggio e produzione di biogas

Oltre ai metodi tradizionali di smaltimento, una parte importante dei rifiuti organici (come scarti di cucina, residui vegetali, foglie e sfalci) può essere trattata attraverso il compostaggio.

Nel compostaggio, i rifiuti organici vengono accumulati e fatti decomporre naturalmente grazie al lavoro di batteri e microorganismi. Durante questo processo, i materiali si trasformano in compost, un terriccio ricco di nutrienti che può essere utilizzato in agricoltura e giardinaggio al posto dei fertilizzanti chimici.

In alcuni impianti, oltre al compost si produce anche biogas

Quando i rifiuti organici vengono fatti decomporre in ambienti chiusi e privi di ossigeno, i microorganismi generano un gas composto principalmente da metano, che può essere usato per produrre energia elettrica, calore o biocarburanti.

Questo sistema permette di trasformare i rifiuti organici in una risorsa utile e pulita, riducendo allo stesso tempo le emissioni e la quantità di rifiuti che finisce in discarica.

Termovalorizzatore

I termovalorizzatori bruciano i rifiuti non riciclabili per produrre energia elettrica e calore. Il calore generato dalla combustione viene usato per riscaldare acqua e produrre vapore, che a sua volta aziona una turbina in grado di generare elettricità.

Gli impianti moderni sono dotati di filtri avanzati che catturano la maggior parte delle sostanze inquinanti, riducendo notevolmente le emissioni in atmosfera. Inoltre, la combustione produce una quota di materiali residui (ceneri), che vengono ulteriormente trattati e in parte riutilizzati.

Schemadifunzionamentodiuntermovalorizzatore

VISUAL

rifiuti

Deposito rifiuti

Nello schema si vede il percorso completo: i rifiuti urbani arrivano con i camion e vengono scaricati in un grande deposito, dove un braccio meccanico li solleva e li inserisce nel forno. Qui i rifiuti bruciano a alte temperature producendo calore, che viene usato per riscaldare l’acqua all’interno di una caldaia, generando vapore. Il vapore mette in movimento una turbina collegata a un generatore, che produce elettricità. I fumi prodotti dalla combustione passano poi attraverso diversi filtri e sistemi di depurazione

Nuove tecnologie nei sistemi di smaltimento

(rappresentati da cilindri e camere filtranti), che trattengono le sostanze inquinanti. Alla fine esce un fumo depurato, (anidride carbonica CO2). Gli scarti solidi della combustione vengono raccolti e separati: alcune ceneri possono essere riutilizzate, mentre il resto viene smaltito. L’intero processo permette di ridurre il volume dei rifiuti e allo stesso tempo produrre energia utile per la città. In alcuni casi il calore viene utilizzato anche per il teleriscaldamento di interi quartieri.

La tecnologia sta migliorando tutti questi processi, rendendoli più efficienti e meno inquinanti.

ƽ L’Intelligenza Artificiale viene utilizzata per riconoscere i materiali sui nastri trasportatori e separare meglio ciò che può essere riciclato.

ƽ I sistemi di robotica usano bracci meccanici veloci e precisi per spostare i rifiuti al posto giusto.

ƽ Il monitoraggio ambientale con sensori permette di controllare in tempo reale emissioni, odori e qualità dell’aria attorno agli impianti, garantendo maggiore sicurezza e trasparenza.

Un chilo di rifiuti può produrre circa 0,5 kWh di energia elettrica, abbastanza per tenere accesa una lampadina da 50 watt per 10 ore.

Turbina

Scarti

Intelligenza Artificiale IA

Green Corner

1. App ActNow

ActNow è l’app ufficiale delle Nazioni Unite che aiuta a ridurre il proprio impatto ambientale, suggerendo azioni quotidiane semplici (come risparmiare energia, ridurre i rifiuti o scegliere trasporti sostenibili) e permettendo di monitorare i propri progressi.

Scaricala, provala e... buon divertimento!

2. Agenda 2030 e Ambiente

Scegli uno degli obiettivi dell’Agenda 2030 legati all’ambiente e descrivi in tre righe un piccolo cambiamento che potresti fare nella tua vita quotidiana per contribuire a raggiungerlo.

Scrivi anche perché questo cambiamento è utile per il pianeta.

1| Ambiente e sostenibilità

Negli ultimi anni le attività umane hanno messo sotto pressione gli equilibri ambientali, causando inquinamento, perdita di biodiversità e cambiamenti climatici.

La sostenibilità è l’idea di usare le risorse della Terra senza sprecarle e senza danneggiarla, così da garantire benessere sia alle persone di oggi sia a quelle che verranno domani. Significa fare scelte responsabili, ridurre i rifiuti, risparmiare energia e proteggere la natura. Lavorare per un mondo più sostenibile non è solo compito dei governi: ognuno di noi può contribuire con piccoli gesti quotidiani. Vediamo come.

a| Obiettivi ambientali dell’Unione Europea

Il Parlamento europeo ha stabilito traguardi precisi per rendere l’Europa più sostenibile. Entro il 2030 vuole ridurre del 55% le emissioni di gas serra rispetto al 1990, riciclare il 70% degli imballaggi, raccogliere separatamente il 90% delle bottiglie di plastica e raggiungere una quota significativa di energia da fonti rinnovabili.

Entro il 2035, l’obiettivo è riciclare il 65% dei rifiuti urbani, ridurre al 10% quelli destinati alla discarica e recuperare il 55% dei rifiuti da costruzione.

Entro il 2050, l’Unione Europea si è posta un obiettivo molto ambizioso: diventare climaticamente neutra, cioè non produrre più emissioni di gas serra di quante l’ambiente sia in grado di assorbire. Questo traguardo fa parte della green economy e del Green Deal europeo e richiede energie rinnovabili, tecnologie pulite, città più sostenibili e una forte riduzione dei rifiuti.

b| Tecnologie per monitorare i progressi

Per verificare che gli obiettivi vengano rispettati, l’UE utilizza sistemi digitali: banche dati che raccolgono informazioni da tutti i paesi, indicatori online che mostrano i risultati in tempo reale e piattaforme per inviare i dati ambientali. L’Intelligenza Artificiale aiuta a fare analisi e previsioni per migliorare le politiche future.

c| Tracciabilità dei rifiuti

Tracciare i rifiuti è fondamentale per evitare smaltimenti illegali. In Italia si usano diversi strumenti: il registro cronologico, dove aziende e impianti segnano i rifiuti prodotti; il formulario di identificazione, che accompagna ogni trasporto; e il MUD, una dichiarazione annuale inviata alle autorità.

Oggi la tecnologia facilita tutto questo grazie a QR code, RFID, GPS, blockchain e perfino satelliti che individuano discariche abusive.

• www.mase.gov.it

• www.isprambiente.gov.it

• www.protezionecivile.gov.it

• unric.org/it/agisci-adesso-actnow/ Per saperne di più

d| Energie rinnovabili e transizione ecologica

La transizione dalle fonti fossili alle energie rinnovabili è il pilastro della lotta ai cambiamenti climatici. Le tecnologie per la produzione di energia pulita stanno diventando sempre più efficienti ed economiche.

Intelligenza Artificiale IA EDUCAZIONE

2| Cittadini responsabili

La tecnologia da sola non basta per risolvere i problemi ambientali. Serve anche un cambiamento nei comportamenti individuali e collettivi. Ogni cittadino può contribuire alla sostenibilità attraverso scelte consapevoli nella vita quotidiana. Vediamo 10 azioni utili.

1.

Muoviti

Camminare o andare in bici riduce le emissioni e è anche più sano. Per distanze più lunghe si possono usare autobus e treni o condividere l’auto con altre persone.

5.

Risparmia energia

È importante consumare meno elettricità: usa lampadine LED, elettrodomestici efficienti, lava i vestiti con acqua fredda e non usare l’asciugatrice.

9.

Specie locali

Se hai un giardino o anche solo qualche pianta sul balcone, scegli specie locali. Aiutano insetti, uccelli e altri animali a trovare cibo e riparo. Evita piante invasive e pesticidi.

Non sprecare cibo

Quando buttiamo via il cibo, sprechiamo anche tutta l’energia usata per produrlo e trasportarlo. Compra solo ciò che ti serve e usa gli avanzi.

6.

2. Le rinnovabili!

3.

Più vegetali

Una dieta con più frutta, verdura, legumi e cereali e meno carne ha un impatto ambientale molto più basso.

7.

Informati su come viene prodotta l’elettricità che usi in casa. Molte compagnie offrono energia da fonti rinnovabili come vento e sole.

Meglio in treno

Gli aerei consumano molto carburante e producono molte emissioni. Quando puoi, scegli il treno o partecipa a incontri online.

4.

Riduci, riusa...

Ogni oggetto richiede energia e materiali per essere prodotto. Compra solo ciò che serve, scegli l’usato, ripara gli oggetti rotti e ricicla correttamente.

8.

Auto elettrica

Un modello elettrico può ridurre l’inquinamento, anche se la produzione delle batterie ha ancora un impatto sull’ambiente. Anche un’auto ibrida permette di inquinare meno.

10.

Ambiente pulito

Usa i cestini, ricicla correttamente e partecipa quando puoi a giornate di pulizia del territorio. Rifiuti abbandonati inquinano il suolo e l’acqua, danneggiando persone, animali e piante.

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1| Il cruciverba dell’ambiente

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo! 1 2 3 4 5 6

Orizzontali

1. Trasformare i rifiuti in nuovi materiali

4. Natura e luoghi in cui viviamo

5. Conferenze per il clima

6. I suoi ossidi sono nocivi

Verticali

2. In molti luoghi è inquinata

3. Terriccio ottenuto dai rifiuti organici

2| Anagrammi tecnologici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati all’ambiente:

a. CARILCIRE (recuperare materie prime)

b. TEFETTO FRASE (riscaldamento dell’atmosfera)

c. MINANTIONEQU (contaminazione dell’ambiente)

d. BENTAMEI (spazio in cui viviamo)

3| Memory dell’inquinamento

1. Particolato

2. Pesticidi

3. Microplastiche

4. Ossidi di azoto

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

5. Metalli pesanti

a Aria

b. Acqua

c. Suolo

Dentro un RAEE

I RAEE sono rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche, che devono essere raccolti e riciclati in modo speciale perché contengono materiali recuperabili e sostanze potenzialmente pericolose.

In questo LAB analizziamo un piccolo oggetto elettronico non più funzionante (es. telecomando, mouse, caricatore rotto) per capire che cosa contiene un RAEE, quali materiali si possono recuperare e perché è importante smaltirlo correttamente.

Materiali e attrezzi

• Un piccolo dispositivo elettronico rotto e già destinato al riciclo (mouse, telecomando, tastierina, cuffiette rotte, caricatore).

• Quaderno e matite.

Non è necessario aprire il dispositivo: l’analisi è esterna e sicura.

Discipline COINVOLTE

• Arte e immagine

• Tecnologia

• Scienze

• Educazione civica

Fasi di lavoro

1. Osserva il tuo dispositivo RAEE

Guardalo da fuori e identifica le sue parti principali (pulsanti, cavo, batteria, schermo, scocca).

2. Disegna il dispositivo

Disegnalo, anche in modo schematico, sul quaderno e segnala con frecce le parti che riconosci.

3. Ipotesi (guidata)

Anche senza aprirlo, prova a immaginare quali materiali contiene (plastica, metallo, vetro, circuiti…), basandoti sul peso, sulla forma e sulle tue conoscenze.

4. Ricerca di informazioni

Cerca informazioni nel web o nel libretto delle istruzioni sugli aspetti che riguardano il tuo dispositivo RAEE: smontaggio, recupero di metalli preziosi, separazione delle plastiche, trattamento di sostanze pericolose.

5. Individua un rischio

Indica quale parte potrebbe contenere sostanze pericolose (es. batterie, schermi…) e perché è importante non gettare questi rifiuti nell’indifferenziato.

6. Proponi un’idea sostenibile

Suggerisci come evitare di creare un futuro RAEE (riparazione, riutilizzo, acquisti più responsabili).

7. Presentazione alla classe

Presenta in classe il tuo dispositivo e ciò che hai scoperto con la tua investigazione su di esso.

Autovalutazione

• Ho identificato correttamente le parti principali del dispositivo?

• Ho spiegato quali materiali potrebbero essere recuperati in un impianto RAEE?

• La mia proposta sostenibile è semplice, chiara e realizzabile?

Tecnologie per l’ambiente

L’essenziale

Tecnologia e ambiente

L’ambiente è l’insieme di aria, acqua, suolo, piante e animali. Negli ultimi decenni le attività umane hanno causato molti problemi. Per questo oggi è fondamentale la sostenibilità, cioè usare le risorse senza sprecarle e senza danneggiare la natura.

I principali problemi ambientali

AUDIOLETTURA

ORIENTAMENTO

Academy

Ambiente: green jobs e sostenibilità

Se ti interessa il benessere dell’ambiente, puoi scegliere percorsi che portano ai green jobs, i lavori dedicati alla sostenibilità. Sono adatti il Liceo Scientifico, per chi ama scienza e ambiente, gli Istituti Tecnici e alcuni Professionali, ma anche l’ITS For life

Questi studi preparano a lavori come tecnica/tecnicodelriciclo, analista ambientale,operatrice/ operatore degli impianti di compostaggio, esperta/esperto di energie rinnovabili o addetta/ addetto al monitoraggio dell’aria e dell’acqua. Se ti piace proteggere la natura e usare la tecnologia per migliorare il pianeta, questo percorso potrebbe essere il più adatto a te.

Oggi l’ambiente affronta grandi sfide. Il riscaldamento globale sta aumentando la temperatura media della Terra, provocando lo scioglimento dei ghiacciai, l’innalzamento del livello dei mari e fenomeni meteorologici estremi, come alluvioni e ondate di calore. Anche la biodiversità è in pericolo: molte specie rischiano di scomparire perché i loro habitat vengono distrutti o inquinati. Un altro problema riguarda l’inquinamento dell’aria, dell’acqua e del suolo, causato da traffico, industrie, agricoltura intensiva e rifiuti plastici che finiscono nei mari e nei fiumi.

Effetto serra e cambiamenti climatici

L’effetto serra è un fenomeno naturale che mantiene la Terra abbastanza calda da ospitare la vita. Il problema nasce quando le attività umane aumentano troppo i gas serra, come anidride carbonica, metano e protossido di azoto, potenziando l’effetto serra e causando un riscaldamento anomalo.

Sensori, satelliti, stazioni meteo e modelli climatici ci aiutano a studiare e a proteggere l’ambiente. In Italia la Protezione Civile controlla il territorio e avvisa i cittadini in caso di frane, alluvioni o terremoti.

Economia circolare

Il nostro attuale sistema economico segue spesso un modello lineare: estrarre–produrre–usare–buttare. Questo porta a sprechi e a un forte consumo di risorse. L’economia circolare propone un nuovo modello basato su ridurre, riutilizzare, riciclare e recuperare.

Gestione e riciclo dei rifiuti

La raccolta differenziata è il primo passo per riciclare correttamente. I materiali vengono separati in carta, plastica, vetro, metalli, organico e indifferenziato. Dopo la raccolta, i rifiuti vengono trasportati ai centri di selezione, puliti e lavorati per diventare nuove risorse.

Non tutto può essere riciclato, perciò esistono altri sistemi di smaltimento, come il TMB, il compostaggio, le discariche controllate e i termovalorizzatori, che producono energia bruciando i rifiuti non riciclabili.

Cittadini responsabili

Tutti possiamo aiutare il pianeta: risparmiare energia, usare meno plastica, spostarci a piedi o in bici e non sprecare cibo sono azioni semplici che rendono il futuro più sostenibile.

Oggi possiamo usare app come ActNow per monitorare i nostri progressi e diventare cittadini più consapevoli.

13 Energia

Pensa un po’...

Hai mai pensato a quante forme di energia esistono?

Cosa succede quando premi l’interruttore della luce e si accende la lampadina?

Da dove arriva l’elettricità che alimenta gli elettrodomestici di casa?

ENERGY is power!

Ogni mattina ti svegli e accendi la luce, fai colazione con elettrodomestici vari, controlli il cellulare e vai a scuola a piedi, in bici, in autobus o in macchina. Durante la giornata usi il computer, ascolti musica, guardi la televisione. Tutte queste azioni hanno qualcosa in comune: richiedono energia.

L’energia è il motore invisibile della nostra civiltà. Senza di essa non potremmo illuminare le nostre case, far funzionare le fabbriche, viaggiare o comunicare. Ogni oggetto tecnologico che usiamo ha bisogno di energia per funzionare, e questa energia deve essere prodotta da qualche parte, trasformata e trasportata fino a noi.

INVESTIGATORI dell’energia

Prima di iniziare il nostro viaggio nel mondo dell’energia, diventiamo degli investigatori energetici. Per almeno tre giorni consecutivi, osserva e annota. A casa: quanti elettrodomestici usi ogni giorno e per quanto tempo; quali luci rimangono accese inutilmente; se ci sono dispositivi in standby (spia rossa accesa).

A scuola: quante luci sono accese nelle aule vuote; se i computer vengono spenti completamente; quali sprechi energetici noti negli spazi comuni. Condividi le tue osservazioni in classe: quali sono gli sprechi più comuni che avete individuato?

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa concettuale

Energia

FORME DI ENERGIA

• Meccanica

• Elettrica

• Luminosa

• Termica

• Chimica

• Nucleare

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere le diverse forme di energia e le loro trasformazioni nella vita quotidiana.

• Distinguere le fonti energetiche rinnovabili da quelle non rinnovabili e valutarne vantaggi e svantaggi.

• Comprendere il funzionamento delle principali centrali elettriche e il percorso dell’energia dalla produzione al consumo.

Competenze

• Saper valutare le conseguenze ambientali ed economiche delle scelte energetiche.

• Utilizzare consapevolmente l’energia elettrica adottando comportamenti responsabili per ridurre gli sprechi.

• Progettare semplici soluzioni per il risparmio energetico utilizzando principi scientifici e tecnologici.

LEZIONE IN POWERPOINT

FONTI DI ENERGIA

• Rinnovabili (sole, vento)

• Non rinnovabili (petrolio, carbone, gas)

PRODUZIONE ELETTRICA

• Centrali elettriche

DISTRIBUZIONE E CONSUMO

• Rete elettrica

• Case

• Industrie

• REPowerEU

• Risparmio energetico

• Sicurezza SOSTENIBILITÀ E SICUREZZA

1| Che cos’è l’energia

L’energia è la capacità di compiere un lavoro o di produrre un cambiamento Forme di energia sono presenti ovunque intorno a noi, anche se spesso non le vediamo direttamente.

Possiamo però osservarne gli effetti: quando accendiamo una lampadina, l’energia elettrica si trasforma in energia luminosa; quando pedaliamo in bicicletta, l’energia chimica dei nostri muscoli si trasforma in energia meccanica, ecc.

L’energia nella vita di tutti i giorni

Guardiamo una giornata qualunque dal punto di vista dell’energia. La sveglia che suona, il tostapane che scalda il pane, lo smartphone che si accende: tutto funziona grazie all’elettricità.

Il nostro corpo, dopo la colazione, trasforma l’energia chimica del cibo in forza per muoverci e concentrarci.

Per raggiungere la scuola, l’autobus utilizza l’energia del carburante, mentre chi cammina o va in bici impiega direttamente l’energia prodotta dal proprio organismo.

L’energia che utilizziamo ogni giorno arriva da lontano: l’energia elettrica viene prodotta nelle centrali, trasportata su grandi linee e infine distribuita alle case e agli edifici.

Ma produrre energia non è senza conseguenze: può creare problemi ambientali e rischi per la sicurezza. Per questo il primo passo è risparmiarla, usando solo l’energia davvero necessaria.

nel TEMPO

Le tappe dell’energia nella storia

La storia dell’energia accompagna l’evoluzione dell’umanità. Dopo aver imparato a controllare il fuoco, gli esseri umani hanno iniziato a sfruttare la forza degli animali, del vento e dell’acqua per lavorare i campi, navigare e far funzionare i mulini.

Tra Medioevo ed età moderna sono nate invenzioni che hanno segnato vere svolte tecnologiche: dalla polvere da sparo ai mulini a vento europei, fino alle prime macchine idrauliche

Ma è nel Seicento che avviene uno dei passaggi decisivi: la macchina a vapore di Papin, perfezionata nel Settecento dallo scozzese James Watt. L’energia del vapore ha avviato la rivoluzione industriale, portando alla nascita delle prime locomotive e dei primi motori moderni.

Nell’Ottocento nascono l’elettricità e i motori moderni: la pila di Volta, il motore elettrico di Faraday, la dinamo di Siemens e la lampadina di Edison trasformano il modo di produrre e usare l’energia.

Alla fine dell’Ottocento compaiono i motori a benzina e Diesel, mentre nel Novecento arrivano l’aeroplano dei fratelli Wright. Nel 1942 Enrico Fermi realizza la prima reazione nucleare controllata, aprendo l’era dell’energia nucleare (e purtroppo della bomba atomica).

Da allora l’energia continua a evolversi, fino alle tecnologie rinnovabili che usiamo oggi per un futuro più sostenibile.

Glossario

Energia: deriva dal greco enérgeia, formata da en (“dentro”) e érgon (“lavoro, azione”). Il significato originale era quindi “forza in azione”, un’idea che è rimasta anche nella definizione scientifica moderna.

Nel 1801 Napoleone volle provare di persona la pila di Volta, rimanendo affascinato dalla “magia” dell’elettricità.

Un fulmine contiene abbastanza energia da alimentare una casa per mesi… ma non sappiamo ancora catturarla. Post-it

2| Le forme dell’energia

L’energia si presenta in diverse forme, ognuna con caratteristiche specifiche. Conoscere queste forme ci aiuta a capire come funzionano gli oggetti tecnologici che usiamo ogni giorno.

1. 2.

Energia meccanica

È l’energia del movimento e della posizione (o potenziale). Una palla che rotola ha energia meccanica, così come un peso sollevato in alto. Negli oggetti tecnologici la troviamo nelle ruote che girano, nei motori che si muovono, nelle molle che si comprimono.

3.

Energia elettrica

È la forma di energia più utilizzata nella tecnologia moderna. Scorre attraverso i fili elettrici e alimenta praticamente tutti i dispositivi che usiamo: computer, smartphone, elettrodomestici, sistemi di illuminazione.

Energia termica

È l’energia legata al calore. La sentiamo quando tocchiamo una superficie calda o quando ci scaldiamo al sole. Nei dispositivi tecnologici può essere utile (nei forni, nei riscaldamenti) o dannosa (surriscaldamento dei computer).

4.

Energia chimica

È immagazzinata nelle sostanze e si libera durante le reazioni chimiche. La troviamo nelle batterie dei nostri dispositivi, nel carburante delle auto, nel cibo che mangiamo.

5.

Energia luminosa

È l’energia trasportata dalla luce. Il Sole ce ne fornisce enormi quantità ogni giorno, e noi la utilizziamo per vedere e, sempre più spesso, per produrre elettricità con i pannelli solari fotovoltaici.

6.

Energia nucleare

È contenuta nel nucleo degli atomi. Quando viene liberata, produce enormi quantità di energia: una piccola quantità di materiale nucleare può produrre tanta energia quanto tonnellate di carbone.

3| Le trasformazioni dell’energia

Come si trasforma l’energia

Una delle caratteristiche più importanti dell’energia è che può trasformarsi da una forma all’altra. Questa capacità di trasformazione è alla base di tutto il funzionamento della tecnologia moderna. Consideriamo alcuni esempi di trasformazioni energetiche che avvengono ogni giorno intorno a noi:

ƽ dal calore al movimento: nelle centrali termoelettriche, il calore prodotto bruciando carbone o gas fa bollire l’acqua, creando vapore che fa girare delle turbine. Il movimento delle turbine viene poi trasformato in energia elettrica.

ƽ Dall’elettricità alla luce: nelle lampadine LED, l’energia elettrica viene trasformata direttamente in energia luminosa con pochissimi sprechi. Nelle vecchie lampadine a incandescenza, invece, la maggior parte dell’energia elettrica si trasformava in calore (spreco) e solo una piccola parte in luce.

ƽ Dal movimento all’elettricità: nelle dinamo delle biciclette o negli alternatori delle auto, il movimento meccanico viene trasformato in energia elettrica. Questo principio è utilizzato anche nelle centrali eoliche, dove il vento fa girare le pale e produce elettricità.

ƽ Dal Sole all’elettricità: nei pannelli fotovoltaici, l’energia luminosa del sole viene trasformata direttamente in energia elettrica attraverso un processo chiamato effetto fotovoltaico.

Un principio fondamentale è che l’energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma. Tuttavia, durante ogni trasformazione, una parte dell’energia si disperde sotto forma di calore.

Per questo motivo è importante utilizzare tecnologie efficienti che minimizzino questi sprechi.

Il sistema energetico

Il sistema energetico è l’insieme di tutte le attività che permettono di produrre, trasportare e utilizzare l’energia

Tutto inizia nelle fonti di energia, che possono essere rinnovabili (Sole, vento, acqua, biomasse) o non rinnovabili (carbone, petrolio, gas).

Le centrali trasformano queste fonti in energia elettrica, che poi viaggia su lunghi cavi dell’alta tensione fino ai centri abitati. Da lì viene distribuita alle case, alle scuole, agli uffici e agli impianti industriali. Il sistema energetico deve garantire energia sicura, continua e affidabile, ma anche il più possibile pulita.

Per questo oggi si punta a usare più rinnovabili, a ridurre gli sprechi e a progettare tecnologie che consumano meno.

Poiché l’Italia produce meno energia di quanta ne consumi, una parte viene importata da altri Paesi. Risparmiare energia non è solo una scelta personale: è un passo importante per proteggere il clima e costruire un futuro più sostenibile.

CICLO TECNOLOGICO DEL SISTEMA ENERGETICO

Fonti di energia

• Risorse naturali rinnovabili e non

Produzione / Centrali

• Le fonti vengono trasformate in elettricità o calore

Trasmissione a alta tensione

• L’energia elettrica viaggia su grandi linee a lunga distanza

Distribuzione a bassa tensione

• L’elettricità arriva a case, scuole e industrie

Utilizzo finale

• L’elettricità viene usata nella vita quotidiana

Il cibo contiene energia chimica. V F

L’acqua in caduta ha energia potenziale. V F

L’energia elettrica non può essere trasformata. V F

Il vento è una forma di energia termica. V F

4| Le fonti di energia

Per produrre l’energia che utilizziamo ogni giorno, dobbiamo attingere a diverse fonti energetiche. Queste fonti

Lefontidienergiarinnovabili

Fonti rinnovabili

si dividono in due grandi categorie: rinnovabili e non rinnovabili.

Biomasse

Le fonti rinnovabili sono quelle che si rigenerano naturalmente in tempi brevi e non si esauriscono con l’uso. Sono considerate sostenibili perché non compromettono la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri bisogni energetici.

ƽ Energia solare: il Sole è la fonte di energia più abbondante disponibile sulla Terra. Ogni giorno, il sole fornisce al nostro pianeta una quantità di energia pari a migliaia di volte il consumo energetico mondiale. Possiamo sfruttarla in due modi principali, con Pannelli fotovoltaici, che trasformano direttamente la luce solare in elettricità, e pannelli solari termici, che utilizzano il calore del Sole per riscaldare l’acqua.

ƽ Energia eolica: il vento è causato dal riscaldamento non uniforme della superficie terrestre da parte del sole. Le moderne turbine eoliche possono convertire l’energia del vento in elettricità con grande efficienza. Un singolo aerogeneratore moderno può produrre elettricità per centinaia di famiglie, anche se il vento non è costante in tutte le regioni e varia in base alle stagioni.

VISUAL

ƽ Energia idroelettrica: sfrutta la forza dell’acqua che scorre. L’acqua accumulata in un bacino artificiale (diga) possiede energia potenziale che si trasforma in energia cinetica quando l’acqua scende attraverso le turbine. L’Italia produce circa il 18% della sua elettricità da fonte idroelettrica.

ƽ Energia geotermica: utilizza il calore naturale presente nel sottosuolo terrestre. In alcune zone, questo calore è così intenso da poter essere utilizzato per produrre vapore e generare elettricità. L’Islanda, per esempio, soddisfa gran parte del suo fabbisogno energetico con l’energia geotermica.

ƽ Biomasse: comprendono tutti i materiali organici che possono essere utilizzati per produrre energia: legno, scarti agricoli, rifiuti organici. Quando vengono bruciati o trasformati in biocarburanti, rilasciano l’energia solare che avevano accumulato durante la crescita.

Le fonti rinnovabili sono al centro del progetto europeo di transizione energetica.

Energia idroelettrica

Energia eolica

Energia solare

Energia geotermica

Lefontidienergianonrinnovabili

Fonti non rinnovabili

Le fonti non rinnovabili sono risorse che impiegano milioni di anni per formarsi e che si consumano molto più velocemente di quanto la natura possa ricrearle. Per questo, una volta esaurite, non saranno più disponibili per le generazioni future.

Combustibili fossili

Carbone, petrolio e gas naturale provengono da antiche piante e organismi sepolti sotto terra o sotto il mare, trasformati dalla pressione e dal calore della crosta terrestre. Bruciandoli otteniamo energia, ma rilasciamo nell’atmosfera grandi quantità di gas serra, principali responsabili del cambiamento climatico.

ƽ Carbone: è la fonte fossile più antica e abbondante. Ha un alto potere calorifico, ma produce molta CO2, polveri sottili e sostanze inquinanti come ossidi di zolfo.

ƽ Petrolio: oltre ai carburanti (benzina, gasolio, cherosene) è alla base della petrolchimica, da cui derivano plastiche, solventi, farmaci, fibre sintetiche e fertilizzanti.

La sua estrazione può causare sversamenti e gravi danni agli ecosistemi marini.

ƽ Gas naturale: composto soprattutto da metano, brucia in modo più pulito rispetto agli altri fossili. Tuttavia, le perdite di metano durante l’estrazione e il trasporto sono molto pericolose, perché il metano è un gas serra molto potente.

Uranio

Nelle centrali nucleari l’uranio viene “spaccato” (fissione) generando enormi quantità di energia senza emettere CO durante il funzionamento. Tuttavia, la gestione delle scorie radioattive, che rimangono pericolose per migliaia di anni, richiede sistemi molto complessi di sicurezza. Inoltre le centrali nucleari sono costose da costruire e da smantellare. Oltre a inquinare, le fonti non rinnovabili dipendono da giacimenti concentrati in pochi Paesi, creando problemi di disponibilità e di sicurezza energetica. Per questo motivo il mondo sta puntando sempre di più su energie rinnovabili.

Carbone Piattaforma offshore

Gas naturale

Petrolio

Uranio

5| Produzione di energia elettrica

Pale di una turbina a vapore.

Fonte di energia

• Fonte primaria: combustibili, acqua, vento, sole o calore del suolo

Produzione di calore o movimento

• La fonte viene trasformata in vapore, acqua in movimento o rotazione delle pale

Turbina

• Il vapore, l’acqua o il vento fanno girare la turbina

Generatore

• La turbina fa ruotare il generatore (alternatore) che produce elettricità

Trasformatore

• La tensione dell’elettricità viene aumentata per il trasporto

Trasmissione e distribuzione

• L’energia viaggia sulle linee a alta tensione, poi viene abbassata e inviata alle abitazioni

L’energia elettrica è la forma di energia più versatile e utilizzata nella società moderna. Non esiste in natura in forma utilizzabile, quindi deve essere prodotta trasformando altre forme di energia.

Ciò avviene nelle centrali elettriche, impianti industriali progettati per convertire diverse fonti energetiche in elettricità.

Esistono due grandi categorie di centrali elettriche:

ƽ centrali che utilizzano fonti rinnovabili: sfruttano energia solare, eolica, idroelettrica, geotermica o da biomasse;

ƽ centrali che utilizzano fonti non rinnovabili: bruciano combustibili fossili o utilizzano energia nucleare.

Ciclo tecnologico di una centrale elettrica

Il funzionamento è simile in quasi tutti i tipi di centrali.

Si comincia da una fonte di energia, che può essere un combustibile fossile, la biomassa, l’acqua di un fiume, il vento, il calore del sottosuolo o la radiazione solare.

La fonte viene poi trasformata in calore o movimento: per esempio, nelle centrali termiche si produce vapore caldo, nelle centrali idroelettriche l’acqua in movimento scende lungo le condotte, mentre nelle centrali eoliche il vento fa girare le pale.

In tutti i casi, il calore o il movimento mettono in rotazione una turbina, una macchina composta da grandi pale metalliche.

La turbina è collegata a un generatore elettrico, che trasforma l’energia meccanica della rotazione in energia elettrica.

Una volta prodotta, l’elettricità passa attraverso i trasformatori, che ne aumentano la tensione per permettere il viaggio lungo le linee dell’alta tensione senza dispersioni.

Infine l’energia raggiunge le aree abitate, dove la tensione viene nuovamente abbassata, con un altro trasformatore, prima di arrivare nelle abitazioni e negli edifici dove viene utilizzata ogni giorno.

CICLO TECNOLOGICO DI UNA CENTRALE ELETTRICA

Modello di funzionamento di una generica centrale elettrica. 1. Fonte di energia; 2. Turbina; 3. Generatore (Alternatore); 4. Trasformatore; 5. Linea a alta tensione.

1. Centrale idroelettrica

Le centrali idroelettriche sfruttano la forza dell’acqua per produrre elettricità. Sono tra le più antiche forme di produzione elettrica e ancora oggi rappresentano una fonte importante di energia pulita. In una centrale idroelettrica tutto comincia con una diga, che sbarra il corso di un fiume e forma un grande bacino artificiale. L’acqua raccolta in alto possiede energia potenziale, cioè energia di posizione. Quando viene lasciata scorrere lungo le condotte forzate, questa energia si trasforma in energia cinetica, perché l’acqua prende velocità. Il flusso d’acqua in movimento colpisce le turbine idrauliche e le fa girare. Le turbine sono collegate ai generatori elettrici, che trasformano la rotazione in energia elettrica pronta per essere immessa nella rete. Le centrali mareomotrici sfruttano il movimento delle maree per produrre elettricità. Sono ancora poco diffuse ma rappresentano una tecnologia promettente per i paesi con coste adatte.

Vantaggi

• Non producono inquinamento atmosferico

• Hanno una vita molto lunga (oltre 100 anni)

• Possono regolare rapidamente la produzione in base alla domanda

• I bacini possono essere utilizzati anche per altri scopi (irrigazione, turismo)

Centraleidroelettrica

Diga di centrale idroelettrica. L'idroelettrico contribuisce al fabbisogno nazionale di energia con il 18% del totale.

Svantaggi

• Modificano l’ecosistema del fiume

• Possono causare lo spostamento di comunità locali

• Dipendono dalla disponibilità di acqua (risentono di eventuali periodi di siccità)

Pale eoliche sulla terraferma e in mare. In Italia, l’energia eolica copre circa il 7% del fabbisogno elettrico nazionale.

Vantaggi

• Non produce emissioni inquinanti durante il funzionamento

• Il vento è gratuito e inesauribile

• Basso impatto sul territorio (si può coltivare tra le turbine)

• Costi di produzione sempre più competitivi

2. Centrale eolica

Le centrali eoliche, o parchi eolici, utilizzano la forza del vento per produrre elettricità. Sono composte da aerogeneratori (turbine eoliche) che catturano l’energia cinetica del vento e la trasformano in energia elettrica. Il vento soffia sulle pale della turbina, di solito tre, e le fa girare lentamente. Le pale sono collegate a un rotore, che compie circa 20–30 giri al minuto. Poiché questa velocità non è sufficiente per produrre elettricità, un moltiplicatore di giri aumenta la rotazione e la trasmette al generatore elettrico, che trasforma il movimento in energia elettrica. Infine un trasformatore regola la tensione dell’elettricità prodotta, rendendola adatta a essere immessa nella rete e distribuita alle abitazioni. Gli impianti eolici possono essere:

ƽ onshore: sulla terraferma, più economici ma con maggiore impatto visivo

ƽ Offshore: in mare, più costosi ma con venti più costanti e meno impatto visivo

Svantaggi

• Produzione intermittente (dipende dal vento)

• Impatto visivo sul paesaggio

• Rumore delle pale in rotazione

• Possibili interferenze con uccelli migratori

3. Centrale solare

Le centrali solari sfruttano l’energia del Sole per produrre elettricità e si dividono in fotovoltaiche e termodinamiche, due tecnologie molto diverse fra loro.

ƽ Le centrali fotovoltaiche usano grandi distese di pannelli formati da celle di silicio. Quando la luce del Sole colpisce queste celle, i fotoni trasferiscono energia agli elettroni del silicio, che iniziano a muoversi: questo movimento genera una corrente elettrica. È un processo diretto, senza parti in movimento, e funziona anche con luce non particolarmente intensa.

ƽ Le centrali solari termodinamiche, invece, non trasformano la luce in elettricità ma la concentrano. Enormi specchi orientabili inseguono il Sole e convogliano i raggi in un unico punto, producendo calore molto intenso. Questo calore riscalda un fluido che genera vapore, il quale fa girare una turbina collegata a un generatore, proprio come in una centrale termoelettrica tradizionale.

Vantaggi

• Fonte inesauribile e gratuita

• Nessuna emissione durante il funzionamento

• Costi in continua diminuzione

• Possibilità di installazione su tetti e superfici inutilizzate

Centralefotovoltaica

Centrale solare a specchi. In Italia, l’energia solare copre circa il 12% del fabbisogno elettrico nazionale.

Svantaggi

• Produzione solo durante le ore del giorno

• Efficienza ridotta con tempo nuvoloso

• Necessità di grandi superfici per impianti di potenza elevata

• Costi di smaltimento dei pannelli a fine vita

Centrale a biomassa. In Italia, l’energia da biomasse copre circa il 5% del fabbisogno elettrico nazionale.

Vantaggi

• Utilizzano scarti che altrimenti sarebbero rifiuti

• Bilancio neutro di CO2 (le piante assorbono CO2 durante la crescita)

• Contribuiscono alla gestione sostenibile dei rifiuti organici, a produzione programmabile

Centraleabiomasse

4. Centrale a biomasse

Le centrali a biomasse producono energia utilizzando materiali organici, cioè sostanze che provengono da piante, animali o rifiuti biodegradabili.

ƽ Le biomasse solide (come legna, pellet, paglia e scarti vegetali) vengono bruciate in caldaie speciali. Il calore prodotto serve a trasformare l’acqua in vapore, proprio come nelle centrali termoelettriche tradizionali. Il vapore mette in movimento le turbine, che a loro volta azionano un generatore elettrico.

ƽ Il biogas, invece, non si brucia direttamente: viene prodotto dalla fermentazione dei rifiuti organici in grandi contenitori chiusi, dove i batteri trasformano gli scarti in un gas ricco di metano. Questo gas viene poi utilizzato per alimentare motori o turbine.

ƽ I biocarburanti come biodiesel e bioetanolo si ottengono da colture energetiche (mais, colza, canna da zucchero). Possono essere usati al posto dei carburanti fossili nei motori o nelle centrali.

Svantaggi

• Emissioni di particolato durante la combustione

• Competizione con la produzione alimentare per le colture energetiche

• Necessità di grandi quantità di biomasse

• Costi di trasporto delle materie prime

VISUAL

5. Centrale geotermica

Le centrali geotermiche sfruttano il calore naturale che si trova nel sottosuolo della Terra: man mano che si scava in profondità, la temperatura aumenta di circa 3 °C ogni 100 metri.

In aree geologiche adatte, questo calore può essere utilizzato per generare elettricità.

Si inizia perforando pozzi molto profondi fino a raggiungere rocce molto calde o acqua/vapore a alta temperatura.

L’acqua calda o il vapore che emerge viene portato in superficie, e il vapore viene usato per far girare le turbine collegate a generatori elettrici.

Dopo che l’acqua ha ceduto il suo calore, spesso viene reiniettata nel sottosuolo, per mantenere nel tempo la risorsa e ridurre l’impatto sull’ambiente.

L’Italia è il quinto produttore mondiale di energia geotermica, con impianti concentrati principalmente a Larderello, in Toscana.

Vantaggi

• Produzione continua 24 ore su 24

• Nessuna emissione di gas serra

• Piccolo impatto sul territorio

• Indipendenza dalle condizioni meteorologiche

Centralegeotermica

Centrale geotermica di Larderello: grandi tubazioni distribuiscono il vapore. In Italia il geotermico rappresenta il 2% circa del fabbisogno nazionale.

Svantaggi

• Disponibile solo in zone geologicamente adatte

• Possibili emissioni di gas dal sottosuolo

• Rischio di microsismi indotti

• Alti costi iniziali di perforazione

VISUAL

6|Energia da fonti fossili e nucleare

Piattaforma petrolifera offshore per l’estrazione del petrolio dal fondo del mare. Qui il greggio viene pompato da profondi giacimenti sottomarini e inviato a navi o oleodotti per il trasporto.

La fissione nucleare è un processo in cui il nucleo di un atomo pesante, come l’uranio-235, viene spezzato in due parti più piccole. Questo provoca la liberazione di molto calore e di nuovi neutroni, che possono colpire altri nuclei e far continuare la reazione. È questo calore che, nelle centrali nucleari, viene usato per produrre elettricità.

I combustibili fossili

Abbiamo visto che le fonti non rinnovabili sono quelle che si sono formate in milioni di anni e che l’uomo consuma molto più velocemente di quanto la natura possa ricrearle. Le principali sono i combustibili fossili: gas naturale, carbone e petrolio.

Tutti derivano da antiche piante e organismi che, in assenza di ossigeno, si sono accumulati sul fondo di paludi e mari. Nel corso del tempo, pressione e calore li hanno trasformati in sostanze ricche di energia.

Gas naturale

Il gas naturale è formato soprattutto da metano, un gas che si trova in profondità, spesso vicino ai giacimenti di petrolio. Viene usato per il riscaldamento, la cucina e in molte centrali termoelettriche. È più “pulito” del carbone e del petrolio, ma bruciandolo si produce comunque anidride carbonica, un gas serra. Inoltre, se il metano fuoriesce nell’atmosfera senza essere bruciato, è ancora più dannoso perché trattiene molto calore e aumenta l'effetto serra.

Carbone

Il carbone è una roccia nera ricca di carbonio, formata da antiche foreste compresse sotto il terreno per milioni di anni. Esistono diversi tipi di carbone, dalla torba all’antracite, che è la più ricca di carbonio. Per molto tempo è stato la principale fonte di energia per industrie, treni e riscaldamento. Oggi si usa meno, soprattutto perché è il combustibile che produce più CO2 e grandi quantità di sostanze inquinanti come ossidi di zolfo, ossidi di azoto e polveri sottili. Anche l’estrazione nelle miniere può essere pericolosa e danneggia l’ambiente.

Petrolio

Il petrolio è un liquido scuro formato da una miscela di idrocarburi. Si è creato dai resti di microrganismi marini sepolti sul fondo di antichi oceani. Dopo l’estrazione, viene raffinato per ottenere benzina, diesel, cherosene per gli aerei, oli lubrificanti, bitume per l'asfalto stradale e molte materie plastiche. È quindi presente in tantissimi oggetti della nostra vita quotidiana. Bruciare petrolio produce gas serra e inquinanti, e le attività di estrazione e trasporto possono causare gravi danni ambientali, come le maree nere.

L'energia nucleare

L’energia nucleare non è una fonte fossile, perché non deriva da organismi vissuti milioni di anni fa, ma dal nucleo degli atomi (soprattutto dall’uranio). Non produce CO2 durante il funzionamento delle centrali, ma genera scorie radioattive che devono essere conservate in sicurezza per migliaia di anni. L'Italia ha scelto di rinunciare all’uso del nucleare, dopo due referendum, nel 1987 e nel 2011, ma importa parte dell’elettricità prodotta in centrali nucleari di altri Paesi europei.

1. Centrale termoelettrica

Le centrali termoelettriche bruciano combustibili fossili come carbone, gas naturale o olio combustibile per produrre elettricità.

Il calore della combustione trasforma l’acqua in vapore a alta pressione, che fa girare le turbine collegate a un generatore. Una volta raffreddato e condensato, il vapore torna acqua e il ciclo può ricominciare.

Nelle centrali più moderne vengono utilizzate diverse tecnologie per ridurre l’impatto sull’ambiente.

I filtri trattengono le particelle solide prodotte dalla combustione, mentre i sistemi di desolforazione eliminano gran parte degli ossidi di zolfo, responsabili delle piogge acide.

I catalizzatori riducono invece gli ossidi di azoto, inquinanti dannosi per l’aria delle città. Sono ancora in fase di sviluppo e sperimentazione anche sistemi di cattura e stoccaggio della CO2, che cercano di trattenere l’anidride carbonica prima che venga rilasciata nell’atmosfera.

Centrale termoelettrica. In Italia, l’energia da combustibili fossili copre ancora circa il 45% del fabbisogno elettrico nazionale.

• Produzione programmabile e regolabile

• Tecnologia consolidata e affidabile

• Possibilità di utilizzare diversi combustibili

• Costi di costruzione relativamente bassi Vantaggi

Centraletermoelettrica

• Emissioni di CO2 e altri inquinanti

• Contributo negativo al cambiamento climatico

• Dipendenza da combustibili importati

• Produzione di ceneri e scorie

Svantaggi VISUAL

Centrale termonucleare. Eventi come Chernobyl (1986) e Fukushima (2011) hanno mostrato i possibili rischi. L’energia nucleare produce circa il 10% dell’elettricità mondiale.

Vantaggi

• Produzione di enormi quantità di energia con poco combustibile

• Nessuna emissione di gas serra durante il funzionamento

• Produzione continua e programmabile

• Indipendenza dalle condizioni meteo

Centralenucleare

Nocciolo del reattore

Reattore Generatore di vapore

2. Centrale termonucleare

Le centrali nucleari producono elettricità sfruttando l’enorme energia contenuta nel nucleo degli atomi. Il loro funzionamento si basa sulla fissione nucleare, un processo in cui il nucleo di un atomo pesante, come l’uranio-235, viene spezzato liberando una grande quantità di calore.

All’interno del reattore si trovano le barre di combustibile, che contengono uranio arricchito. Quando i neutroni colpiscono i nuclei di uranio, questi si dividono in due parti più leggere: durante la fissione vengono liberati calore e nuovi neutroni. I neutroni appena prodotti possono colpire altri nuclei, dando origine a una reazione a catena, che però viene regolata con precisione per evitare che diventi troppo veloce.

Il calore generato nel reattore viene usato per trasformare l’acqua in vapore a alta pressione, che mette in movimento le turbine collegate ai generatori elettrici. È così che l’energia del nucleo degli atomi viene trasformata in elettricità utilizzabile nella rete.

Svantaggi

• Produzione di scorie radioattive pericolose per migliaia di anni

• Rischi di incidenti con conseguenze gravi

• Costi molto elevati di costruzione e smantellamento

• Tempi lunghi per la costruzione (10-15 anni)

VISUAL

7| Dalle centrali alle case

Dopo la produzione nelle centrali, per far sì che l’elettricità si sposti su grandi distanze senza grandi perdite, la sua tensione viene innalzata grazie a trasformatori. Quindi l’elettricità percorre gli elettrodotti a alta tensione, visibili come grandi tralicci nei paesaggi.

Quando si avvicina alle città o ai paesi, la tensione viene abbassata in una prima fase di distribuzione locale, poi ancora ridotta fino ai valori che possiamo usare nelle nostre case (normalmente 230 Volt).

Infine, arriva nella presa di casa e possiamo accendere la luce, usare il computer e gli elettrodomestici o ricaricare lo smartphone.

Il sistema elettrico italiano

L’Italia ha un sistema elettrico complesso e ben interconnesso anche con altri Paesi (come Francia, Svizzera, Austria, Slovenia).

La lunghezza totale delle linee è di decine di migliaia di chilometri.

La rete è gestita principalmente da Terna, che controlla che produzione e consumo siano sempre in equilibrio, perché se ci fosse troppa o troppo poca elettricità, gli apparecchi non funzionerebbero bene.

Le Comunità Energetiche Rinnovabili (CER)

Una delle innovazioni più interessanti nel settore energetico sono le comunità energetiche.

Gruppi di cittadini, imprese o enti locali che installano impianti rinnovabili (come pannelli solari o piccoli impianti eolici) e condividono l’energia prodotta tra di loro.

In questo modo si possono ottenere tariffe più basse, più autonomia energetica, e un positivo impatto sull’ambiente.

Le comunità energetiche rappresentano un modello di transizione energetica dal basso, che coinvolge direttamente i cittadini nella produzione di energia pulita.

L'efficienza energetica

Efficienza energetica significa usare meno energia per ottenere lo stesso risultato. È un po’ come avere una lampadina che illumina quanto prima, ma consumando di meno, oppure una casa che resta calda d’inverno senza sprecare calore.

Nel Rapporto Annuale Efficienza Energetica di ENEA si spiega che migliorare l’efficienza serve a ridurre gli sprechi, risparmiare soldi e inquinare meno, perché ogni volta che consumiamo energia produciamo anche emissioni di gas serra.

Grazie a nuove tecnologie più moderne, come elettrodomestici di classe energetica elevata, edifici ben isolati o lampadine LED, possiamo svolgere le stesse attività usando molta meno energia. Secondo il rapporto, tutta l’economia italiana sta diventando più efficiente: industria, trasporti, servizi e abitazioni hanno ridotto i consumi pur continuando a funzionare. L’efficienza energetica è quindi un modo intelligente per consumare meglio, non solo per consumare meno, e aiuta sia l’ambiente sia il nostro futuro.

1| Energia e ambiente

Green Corner

EDUCAZIONE CIVICA

ENERGIA

PER TUTTI

1. Trasformazioni dell'energia

mini LAB

Per riconoscere le trasformazioni dell’energia usa una dinamo o una torcia a manovella: il movimento si trasforma in ..........................;

Usa una girandola davanti a un ventilatore: l'aria del ventilatore si trasforma in ................ .

2. Caccia agli sprechi

Impariamo a ridurre i consumi energetici quotidiani: fai un giro in aula o a casa e individua sprechi (luci accese, standby, finestre aperte, ecc.).

Proponi 3 soluzioni per eliminarli.

3. Chi consuma di più?

Per capire che gli oggetti consumano energia in modo diverso, osserva alcuni oggetti (lampadina, phon, caricatore, ventilatore), leggi il loro wattaggio sull'etichetta e costruisci una classifica dal meno al più energivoro.

Per

saperne di più

• www.enea.it

• www.kdzenergy.eu

• https://commission.europa.eu/ topics/energy/repowereu_it

• www.mase.gov.it/portale/energia-1

L’energia è al centro delle sfide ambientali del nostro tempo. Le scelte che facciamo oggi in campo energetico determineranno il futuro del nostro pianeta e delle prossime generazioni.

Emergono due idee fondamentali. La prima è che l’energia è indispensabile: ci permette di illuminare le case, far funzionare la scuola, usare Internet, cucinare, spostarci con autobus, treni e automobili. Senza energia, quasi nulla di ciò che usiamo ogni giorno potrebbe funzionare.

La seconda è che tutta questa energia ha un impatto sull’ambiente, soprattutto quando viene prodotta con fonti inquinanti come carbone, petrolio e gas.

Negli ultimi decenni abbiamo capito che non possiamo continuare a consumare energia senza pensare alle conseguenze. È necessario trovare un modo per soddisfare i bisogni di oggi senza danneggiare il pianeta e lasciando risorse anche alle nuove generazioni.

a| Impatti ambientali del consumo energetico

ƽ Emissioni di CO2: la produzione di energia da combustibili fossili è la principale causa delle emissioni di gas serra.

ƽ Inquinamento atmosferico: le centrali termoelettriche emettono particolato, ossidi di azoto e zolfo.

ƽ Consumo di risorse: estrazione di combustibili fossili e materiali per le tecnologie energetiche.

ƽ Impatti sui territori: modifiche al paesaggio per dighe, centrali, elettrodotti.

ƽ Costi economici: bollette energetiche sempre più care; costi sanitari dell’inquinamento; costi dei danni climatici (alluvioni, siccità, eventi estremi).

ƽ Dipendenza energetica dall’estero.

b| Energia sostenibile

L’energia sostenibile è quella prodotta in modo da non inquinare, non sprecare risorse naturali e non danneggiare l’ambiente. Le fonti rinnovabili sono al centro di questo cambiamento: il Sole, il vento, l’acqua e il calore della Terra possono fornire energia pulita e inesauribile. Per questo vediamo sempre più pannelli solari sui tetti, turbine eoliche nelle campagne e piccoli impianti idroelettrici lungo i torrenti.

Ma per costruire un futuro davvero sostenibile non basta cambiare la fonte: bisogna anche rendere il sistema energetico più intelligente ed efficiente, imparando a consumare meno e meglio.

c| Smart grid

In passato l’energia viaggiava solo in un senso: dalla centrale alla casa. Oggi, grazie alle smart grid, la rete elettrica può funzionare in modo molto più moderno e flessibile.

Infatti, le smart grid (reti elettriche intelligenti) consentono di:

• collegare fra loro chi produce e chi consuma energia;

• controllare in tempo reale quanta energia serve;

• scegliere automaticamente la fonte migliore (solare, eolica o tradizionale);

• far sì che ogni persona possa produrre energia in casa e condividerla con altre persone.

È come se la rete elettrica diventasse capace di “ragionare”: decide quale energia utilizzare, come distribuirla e come risparmiare. Le smart grid aiutano a ridurre gli sprechi e rendono possibile che l’energia sia sostenibile e alla portata di tutti.

2| Come risparmiare energia

Risparmiare energia non significa rinunciare al comfort: basta usare in modo intelligente ciò che abbiamo. A casa, a scuola o in ufficio, piccoli gesti possono fare una grande differenza.

a|Illuminazione

Una delle prime cose da fare è sostituire le vecchie lampadine con quelle LED, che consumano fino all’80% in meno. È importante anche spegnere le luci quando non servono e approfittare il più possibile della luce naturale, aprendo tende e finestre durante il giorno.

b|Riscaldamento e raffrescamento

Gran parte dell’energia si spreca per scaldare o raffreddare gli ambienti. Impostare il termostato su 19-20 °C in inverno e 26 °C in estate permette di consumare molto meno senza rinunciare al comfort. Utile è anche isolare bene la casa e ricordarsi di chiudere porte e finestre quando il riscaldamento o il condizionatore sono accesi. In estate, quando possibile, si può preferire il ventilatore, che consuma molto meno del condizionatore.

c|Elettrodomestici

Quando si acquistano nuovi apparecchi conviene scegliere quelli ad alta efficienza energetica (classe A o B). Per risparmiare, è utile usare lavatrice e lavastoviglie a pieno carico, attivare i programmi eco e staccare i dispositivi dallo standby, perché consumano energia anche quando sembrano spenti.

d|Dispositivi elettronici

Computer, TV e smartphone sono sempre accesi, ma si può risparmiare energia impostando la luminosità più bassa, attivando la modalità risparmio energetico e spegnendo del tutto i dispositivi invece di lasciarli in standby. Anche la ricarica va gestita bene: meglio ricaricare solo quando serve.

e|Case intelligenti: un aiuto per consumare meno Oggi esistono tecnologie chiamate smart home, che rendono la casa più efficiente. I termostati intelligenti regolano automaticamente la temperatura in base a quando siamo presenti. I sensori di movimento accendono le luci solo quando serve, mentre i timer permettono di programmare elettrodomestici e impianti.

I contatori intelligenti mostrano in tempo reale quanta energia stiamo usando, e molte app analizzano i nostri consumi e ci segnalano eventuali sprechi. In questo modo possiamo controllare la casa anche da lontano, direttamente dallo smartphone.

Alcuni dei 20 consigli dell'ENEA per il risparmio energetico negli edifici.

test Play

1| Il cruciverba dell’energia

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

Orizzontali

3. Combustibile fossile liquido

5. Macchina che trasforma l'energia cinetica in energia meccanica

Verticali

1. Energia che viene dal sole

2. Energia ottenuta dalla fissione dell’atomo

4. Energia prodotta dal vento

2| Anagrammi tecnologici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati all'energia:

a. LAROSE (fonte di energia rinnovabile)

b. BONRACE (combustibile fossile nero)

c. TOVEN (forza che muove le pale eoliche)

d. BITUNAR (fa girare i generatori elettrici)

e. TERMOGECIA (energia dal calore della Terra)

3| Memory delle fonti rinnovabili e non

Rinnovabili

Sole

Petrolio

Metano

b. Non rinnovabili

Vento

Carbone

Fasi di lavoro

1. Esplorazione dell’ambiente

Nel piccolo gruppo, scegliete un ambiente (aula, corridoio, laboratorio). Osservate insieme da dove arriva l’energia e dove viene usata: lampade, prese, computer, schermi, finestre, termosifoni, caricabatterie… Ogni membro del gruppo fotografa o annota due punti energia.

2. Disegno della pianta

Mettete in comune le osservazioni, misurate l'ambiente e disegnate sul cartoncino una pianta semplificata e in scala 1:20 dell’ambiente: muri, porte, finestre e i mobili principali.

L’obiettivo è creare una base chiara su cui lavorare insieme.

La mappa dell’energia invisibile

In questo laboratorio lavoriamo in piccoli gruppi per creare una grande mappa che rappresenta come l’energia entra, si trasforma e viene utilizzata in un ambiente reale (aula, laboratorio o spazio comune). Ogni gruppo sarà responsabile di una parte dell’indagine e del progetto finale.

Materiali e attrezzi

• Cartellone o cartoncino grande (A3 o A2), matite e pennarelli, foglietti post-it, righello, nastro adesivo

• Eventuale foto dell’ambiente scattata dal gruppo

3. I “nodi energetici”

Create piccoli cartellini o post-it.

Ogni gruppo deve inserirne almeno cinque, uno per ogni punto energia. Su ciascun cartellino indicate:

• quale forma di energia entra (elettrica, luminosa, termica);

• in quale forma si trasforma (luce, calore, movimento).

Attaccate i post-it nel punto esatto della mappa.

4. Idee per migliorare l’efficienza

Discussione nel gruppo: dove avvengono sprechi? Che cosa potremmo migliorare?

Scegliete tre idee comuni per rendere l’ambiente più efficiente (lampadine migliori, spegnere standby, sfruttare luce naturale…).

Scrivete le proposte in un riquadro sul cartoncino.

5. Rifinitura creativa

• Tecnologia

• Scienze

• Arte e immagine

• Inglese Discipline COINVOLTE

Decorate la mappa con icone, simboli, frecce e piccoli disegni. Ogni membro del gruppo aggiunge un tocco personale, ma il risultato deve essere coerente e chiaro.

Autovalutazione

1. Abbiamo collaborato in modo efficace, dividendo i compiti?

2. La nostra mappa mostra chiaramente le forme e le trasformazioni dell’energia?

3. Le nostre proposte per migliorare l’efficienza sono realistiche e utili?

L’essenziale

Energia

L’energia è la capacità di compiere un lavoro o di produrre un cambiamento. L’energia è il motore invisibile della nostra civiltà: ci permette di illuminare le case, usare computer e smartphone, cucinare, muoverci e far funzionare scuole, fabbriche e trasporti.

Forme e trasformazioni dell’energia

Energia: rinnovabili e professioni del futuro

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Se trovi interessante il settore dell’energia puoi orientarti su un Istituto Tecnico Tecnologico o un Liceo scientifico, e dopo il diploma frequentare l’ITS Power Academy che offre corsi brevi e molto richiesti dalle aziende. Le professioni più importanti riguardano i green jobs, in particolare le energie rinnovabili: chi lavora come tecnica/ tecnico del fotovoltaico installa e controlla i pannelli solari, mentre la/il tecnica/o eolica/o si occupa delle turbine del vento. Un ruolo importante è anche quello della/ dell'energy manager, che aiuta scuole, aziende e comuni a ridurre gli sprechi. Cresce infine la figura delle/degli esperte/i di smart grid, che rendono più moderne e intelligenti le reti elettriche.

L’energia può assumere forme diverse (meccanica, elettrica, luminosa, termica, chimica e nucleare) e passare da una forma all’altra. Un principio fondamentale è che l’energia non si crea né si distrugge, ma durante ogni trasformazione una parte si disperde sotto forma di calore. Per questo servono tecnologie efficienti, che limitino gli sprechi.

Fonti energetiche

Le fonti di energia possono essere rinnovabili (come Sole, vento, acqua, biomasse e calore della Terra) oppure non rinnovabili, cioè risorse che impiegano milioni di anni a formarsi, come gas naturale, carbone e petrolio.

Le fonti fossili producono molta energia, ma causano inquinamento, emissioni di CO2 e dipendenza da Paesi esteri.

L’energia nucleare non emette CO2 ma genera scorie radioattive da gestire per millenni.

Come si produce l’energia elettrica

L’elettricità viene prodotta nelle centrali elettriche, che possono essere idroelettriche, eoliche, solari, a biomasse, geotermiche, termoelettriche o nucleari.

In quasi tutte le centrali il principio è simile: una fonte energetica (acqua, vento, calore, combustibili…) mette in moto una turbina, collegata a un generatore che produce elettricità.

Questa viene poi trasportata a lunga distanza attraverso le linee a alta tensione e distribuita alle case tramite trasformatori e cabine locali.

Energia e sostenibilità

Le centrali a combustibili fossili emettono CO 2 e altri inquinanti, mentre impianti e infrastrutture modificano il paesaggio. Per questo motivo oggi si punta su fonti rinnovabili, tecnologie più efficienti e reti più intelligenti.

Le smart grid consentono di collegare chi produce e chi consuma energia, scegliere automaticamente la fonte migliore e ridurre gli sprechi.

Efficienza e risparmio energetico

Essere efficienti significa usare meno energia per ottenere lo stesso risultato.

Elettrodomestici moderni, lampadine LED, edifici ben isolati e gestione intelligente degli impianti permettono di ridurre i consumi, le emissioni e le spese.

Anche ogni cittadino può contribuire con comportamenti responsabili e semplici azioni quotidiane.

Elettricità ed elettronica

Pensa un po’...

Quante volte, in una sola giornata, accendi una luce o usi un dispositivo elettronico?

Quali oggetti elettronici usi più spesso nella tua gior-

Ti sei mai chiesto perché i dispositivi elettronici usano tensioni molto più basse rispetto alla corrente della presa di casa?

ELETTRONI al lavoro

Ogni volta che accendi una lampada, premi un interruttore o colleghi un caricatore, stai utilizzando la corrente elettrica. È una forma di energia invisibile, ma indispensabile, che scorre nei circuiti e permette a moltissimi sistemi di funzionare.

In questo capitolo scopriremo che cos’è realmente la corrente, come si muove all’interno di un circuito e quali componenti rendono possibile il controllo dell’elettricità. Impareremo anche come funzionano i circuiti elettronici e come utilizzare l’energia elettrica in modo sicuro, responsabile e consapevole.

INVESTIGATORI dell’elettricità

Prima di iniziare lo studio teorico, diventa un investigatore dell’elettricità! Esplora la tua casa e fotografa 5 dispositivi elettrici diversi. Per ciascuno, cerca di capire se funziona con corrente continua (con le pile) o a corrente alternata (come la presa di casa). Se non lo sai, non preoccuparti: annota semplicemente “da scoprire” e tornerai su questa attività alla fine del capitolo. Crea una tabella con tre colonne: “Oggetto”, “Tipo di corrente” e “Note”. Questa indagine ti aiuterà a collegare la teoria scientifica con la realtà tecnologica che ti circonda ogni giorno.

Flipped Classroom

VIDEO INTRODUTTIVO

Elettricità ed elettronica

CORRENTE ELETTRICA

• Flusso di elettroni

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Comprendere i concetti fondamentali dell’elettricità: corrente, tensione, intensità e resistenza.

• Riconoscere i principali componenti dei circuiti elettronici e la loro funzione.

• Applicare le regole di sicurezza elettrica nella vita quotidiana e nelle attività pratiche.

Competenze

• Utilizzare il linguaggio tecnico specifico dell’elettricità e dell’elettronica.

• Analizzare semplici sistemi tecnologici elettrici ed elettronici presenti nell’ambiente quotidiano.

• Comprendere il funzionamento essenziale dei circuiti elettrici e interpretare semplici schemi.

LEZIONE IN POWERPOINT

• Corrente continua (DC) e alternata (AC)

GRANDEZZE ELETTRICHE

• Intensità (I), tensione (V), resistenza (R)

• Legge di Ohm

• Collegamenti in serie

• Collegamenti in parallelo CIRCUITI ELETTRICI

EFFETTI E APPLICAZIONI

• Termico, luminoso, meccanico, chimico...

• Lampade, elettrodomestici, elettronica

MACCHINE ELETTRICHE

• Dinamo, alternatore, trasformatore

• Motore elettrico

• Pila e accumulatore

ELETTRONICA

• Componenti attivi

• Componenti passivi

• Circuiti integrati

SICUREZZA E SOSTENIBILITÀ

1| La corrente elettrica

L’elettricità è una forma di energia che deriva dal movimento ordinato di particelle cariche chiamate elettroni

Quando gli elettroni si muovono in modo ordinato attraverso un materiale conduttore, come un filo di rame, si genera quella che chiamiamo corrente elettrica.

Possiamo immaginare la corrente elettrica come un fiume di elettroni che scorre attraverso i fili.

Proprio come l’acqua di un fiume ha bisogno di una pendenza per scorrere, gli elettroni hanno bisogno di una differenza di potenziale, chiamata tensione, per muoversi da un punto all’altro.

Esistono due tipi principali di corrente elettrica:

ƽ corrente continua (DC): gli elettroni si muovono sempre nella stessa direzione, come l’acqua che scorre in un fiume. È la corrente fornita dalle pile, dalle batterie e dagli alimentatori.

ƽ Corrente alternata (AC): gli elettroni cambiano direzione molte volte al secondo, come un movimento avanti e indietro. È la corrente che arriva nelle prese di casa e usata da lampade e elettrodomestici.

nel TEMPO

Fenomeni elettrici naturali

Già nel VI secolo a.C. il filosofo Talete di Mileto aveva osservato che l’ambra, se strofinata, attirava piccoli frammenti: era un semplice fenomeno elettrostatico, ma nessuno sapeva spiegarlo.

Bisogna arrivare al 1600 perché lo studio dell’elettricità diventi più preciso: lo scienziato inglese William Gilbert, nel suo libro De magnete, descrisse con metodo scientifico i fenomeni elettrici e magnetici, ponendo le basi della disciplina.

Nel Settecento l’elettricità incuriosiva scienziati e pubblico. Benjamin Franklin studiò l’elettricità dei temporali e dimostrò che i fulmini erano scariche elettriche naturali. Da queste osservazioni inventò il parafulmine, usato ancora oggi per proteggere gli edifici.

Dall’elettricità animale alla pila di Volta

Nello stesso periodo, il medico bolognese Luigi Galvani osservò che le zampe di una rana si contraevano se toccate con metalli diversi. Pensò a una “elettricità animale”, un’idea che fece nascere nuove ricerche, come quelle di Alessandro Volta. Nel 1799 costruì la prima pila, un generatore capace di produrre corrente continua. Volta dimostrò che le contrazioni osservate da Galvani erano provocate non da un’elettricità interna all’animale, ma da una corrente creata dai metalli. La pila aprì una nuova era: per la prima volta si poteva produrre elettricità in modo controllato.

Elettricità nella vita quotidiana ed elettronica

Nell’Ottocento comparvero nuovi modelli di pila, come quella a secco di Leclanché. Le batterie iniziarono a essere utilizzate per alimentare telegrafi, telefoni e sistemi di illuminazione, preparando il terreno alla diffusione dell’elettricità nella vita quotidiana.

L’elettronica nacque più tardi, nella seconda metà dell’Ottocento, quando vennero studiati diodi e valvole termoioniche. Il vero salto avvenne negli anni Cinquanta del Novecento con il transistor e il microchip.

Glossario

Corrente elettrica: flusso ordinato di elettroni che si muovono in un materiale conduttore. Può essere continua quando gli elettroni scorrono sempre nella stessa direzione (come nelle pile e nelle batterie) oppure alternata se gli elettroni cambiano direzione molte volte al secondo, come nella corrente delle prese di casa.

Aristotele (IV secolo a.C.) notò che l’attrito poteva produrre scintille e che il ferro possedeva proprietà magnetiche.

Post-it

Franklin dimostrò che i fulmini sono scariche elettriche naturali facendo volare un aquilone durante un temporale e osservando che il filo metallico si elettrizzava.

2| Le grandezze elettriche

Per capire come funziona l’elettricità dobbiamo conoscere tre grandezze molto importanti: tensione, intensità della corrente e resistenza. Possiamo immaginarle come tre

Legge di Ohm Descrizione

La tensione è uguale al prodotto dell’intensità di corrente (I) per la resistenza (R)

L’intensità aumenta se la tensione è più alta e diminuisce se la resistenza è più grande

La resistenza è maggiore quando a una certa tensione passa poca corrente, e più piccola quando l’intensità è alta

mini TEST

In un circuito elettrico la tensione fornita dalla pila è di 12 volt.

La resistenza totale del circuito è di 3 ohm.

Calcola l’intensità della corrente (I) che scorre nel circuito usando la legge di Ohm:

V = I × R

Scrivi poi la risposta in ampere (A).

“forze” che lavorano insieme in un circuito. Se cambia una di loro, cambiano anche le altre. Per questo diciamo che sono collegate tra loro.

ƽ Tensione (V): è la “spinta” che mette in movimento gli elettroni dentro un filo. Si misura in volt (V). Possiamo immaginarla come la pressione dell’acqua in un tubo: più è alta, più l’acqua (o gli elettroni) si muovono con forza.

ƽ Intensità (I): è la quantità di elettroni che passa in un punto del circuito ogni secondo. Si misura in ampere (A). Nell’analogia dell’acqua, è come la quantità di acqua che scorre dentro il tubo.

ƽ Resistenza (R): è l’ostacolo che un materiale offre al passaggio della corrente. Si misura in ohm (Ω). È come quando un tubo dell’acqua è più stretto o rugoso: l’acqua fa più fatica a passare.

La legge di Ohm

Queste tre grandezze sono collegate dalla legge di Ohm, che si esprime così:

V = I x R

Significa che la tensione è il risultato della corrente che passa nel circuito e della resistenza che incontra. Se aumenta la tensione, a parità di resistenza, aumenta la corrente; se aumenta la resistenza, a parità di tensione, la corrente diminuisce.

Altre grandezze elettriche

Esistono altre grandezze che ci aiutano a capire meglio come funziona un circuito e a leggere correttamente i dati dei dispositivi elettrici e a usarli in modo più consapevole.

• Potenza elettrica: indica quanta energia elettrica viene trasformata in un istante. Si calcola moltiplicando la tensione per la corrente:

P = V × I

Si misura in watt (W) e serve per capire “quanto forte” o “quanto consuma” un apparecchio. Per esempio, una lampadina da 60 W consuma 60 watt quando è accesa.

• Lavoro elettrico (L): è l’energia totale usata o prodotta in un certo periodo di tempo. Per calcolarlo, basta moltiplicare la potenza per il tempo di funzionamento:

L = P × t

Si può misurare in joule (J), wattora (Wh) o chilowattora (kWh), cioè 1000 watt usati per un’ora: è l’unità che compare sul contatore.

Effetto Joule

Quando la corrente passa in un filo o in un conduttore, una parte dell’energia elettrica si trasforma in calore (effetto Joule).

La formula che descrive il calore prodotto è:

Q = I² × R × t

È l’effetto che spiega il riscaldamento delle stufe elettriche, dei tostapa-

3| I circuiti elettrici

Un circuito elettrico è un percorso chiuso che permette alla corrente di scorrere da un polo all’altro di un generatore (pila, batteria, alimentatore).

Come leggere uno schema elettrico

Per funzionare, un circuito deve sempre essere chiuso: se c’è un’interruzione, la corrente non può passare.

Gli schemi elettrici utilizzano simboli standardizzati per rappresentare i componenti e le loro connessioni. Imparare a leggere questi simboli è fondamentale per comprendere il funzionamento dei circuiti. I simboli principali che useremo sono:

ƽ pila: due linee parallele di lunghezza diversa (+ e -):

ƽ resistenza: rettangolo;

ƽ lampadina: cerchio con una X all’interno;

ƽ interruttore: linea spezzata che può aprirsi o chiudersi;

ƽ filo elettrico: linea continua.

di circuito

1.

Circuito semplice

Il circuito più semplice è formato da una pila, una lampadina, un filo conduttore e un interruttore. Se l’interruttore è chiuso, il circuito è completo, la corrente scorre e si accende la lampadina. Quando è aperto, il circuito è interrotto e la lampadina si spegne.

2.

Circuito in serie

I componenti sono collegati uno dopo l’altro, formando un unico percorso per la corrente. Se un componente si guasta, tutto il circuito smette di funzionare, come accade con le vecchie luci dell’albero di Natale. L’intensità è la stessa in tutti i punti, ma la tensione si divide tra i componenti.

VISUAL

Circuito in parallelo

I componenti sono collegati su percorsi separati. Le luci di casa sono collegate in parallelo: se una lampadina si brucia, le altre continuano a funzionare. La tensione è la stessa per tutti i componenti, ma l’intensità si divide tra i diversi rami. 3.

4| Le macchine elettriche

Le macchine elettriche sono dispositivi che permettono di trasformare una qualsiasi forma di energia in elettricità, oppure di compiere il processo inverso, cioè trasformare l’energia elettrica in altre forme di energia, come

Turbina idraulica e alternatore.

Nella parte inferiore dell’immagine si vede la turbina (in blu), formata da pale che ruotano grazie alla spinta dell’acqua. La rotazione viene trasmessa verso l’alto all’alternatore (in giallo), il grande anello con le bobine (in rame) che trasformano l’energia meccanica della turbina in energia elettrica.

Schema di trasformatore. La sua parte essenziale è formata da un nucleo di ferro a forma di anello e da due avvolgimenti di filo di rame.

Avvolgimento sinistro (primario): è collegato alla sorgente elettrica. La corrente che lo attraversa crea il campo magnetico nel nucleo.

Avvolgimento destro (secondario): riceve il campo magnetico e produce la corrente in uscita. Se,come in questo caso, il secondario ha più spire del primario, la tensione aumenta (trasformatore elevatore) e viceversa.

quella meccanica o termica. Macchine elettriche sono presenti ovunque: nelle centrali elettriche, nei mezzi di trasporto, negli elettrodomestici e in moltissimi apparecchi quotidiani.

Turbina

La turbina è una macchina che sfrutta l’energia contenuta in un fluido in movimento (come acqua, aria o vapore) per produrre energia meccanica.

Nelle turbine a vapore delle centrali termoelettriche, l’acqua viene riscaldata bruciando combustibili come gas, carbone o biomasse: il vapore a alta pressione che si forma viene indirizzato contro le pale della turbina e le fa ruotare velocemente. In questo modo l’energia del fluido si trasforma in movimento rotatorio.

Le turbine sono fondamentali nella produzione di energia elettrica: quasi sempre sono collegate a un alternatore, che trasforma il movimento in elettricità. Esistono anche turbine idrauliche, come quelle delle centrali idroelettriche, e turbine eoliche, mosse dal vento.

Alternatore

L’alternatore è la macchina che converte l’energia meccanica prodotta dalla turbina in energia elettrica. Il suo funzionamento si basa sul principio dell’induzione elettromagnetica: quando la parte mobile dell’alternatore ruota all’interno di un campo magnetico, nelle sue bobine si genera una corrente elettrica.

L’ alternatore produce corrente alternata (CA), che è il tipo di corrente utilizzata nella rete elettrica nazionale. Per questo motivo è il generatore di riferimento negli impianti di produzione dell’energia. Alternatori più piccoli sono presenti anche nei motori delle automobili: mentre il motore termico gira, gli alternatori producono corrente per alimentare fari, sistemi elettronici e ricaricare la batteria.

Trasformatore

Il trasformatore è un dispositivo che modifica il valore della tensione elettrica. L’elettricità prodotta dagli alternatori ha una tensione che viene aumentata dai trasformatori per ridurre le perdite nel trasporto. I trasformatori delle stazioni elettriche “innalzano” la tensione prima del trasporto, mentre altri trasformatori, posti vicino ai centri abitati, la “abbassano” di nuovo rendendola adatta all’uso domestico.

Quasi tutti gli apparecchi elettronici che utilizziamo ogni giorno funzionano con tensioni molto più basse di quella che arriva nelle prese di casa.

Per questo motivo i caricabatterie di telefoni e laptop, così come gli alimentatori di computer e televisori, contengono un piccolo trasformatore che rende l’energia elettrica sicura e compatibile con i circuiti interni.

Dinamo

La dinamo è un generatore elettrico che trasforma l’energia meccanica in energia elettrica. Anche il suo funzionamento si basa sull’induzione elettromagnetica: quando una bobina di filo conduttore ruota all’interno di un campo magnetico, si genera una corrente. La dinamo genera corrente continua (CC), e in passato è stata molto utilizzata prima della diffusione degli alternatori. Le dinamo venivano impiegate, per esempio, per alimentare le luci delle biciclette o nei primi impianti elettrici. Oggi sono state quasi completamente sostituite dagli alternatori, più efficienti e adatti alla produzione di corrente alternata.

Motore elettrico

Il motore elettrico compie il processo inverso rispetto a un generatore: trasforma l’energia elettrica in energia meccanica. È uno dei dispositivi più diffusi nella vita quotidiana, perché permette di mettere in movimento oggetti e macchine semplicemente utilizzando la corrente. Al suo interno si trovano uno statore, che genera un campo magnetico, e un rotore, che può girare.

Quando la corrente attraversa le bobine del motore, si crea un campo magnetico che interagisce con quello dello statore e mette in rotazione il rotore. Questa rotazione viene poi trasmessa a ventole, ruote, pompe o qualsiasi altro dispositivo meccanico. I motori elettrici sono presenti negli elettrodomestici, negli impianti industriali, nei mezzi di trasporto e sono il cuore delle moderne auto elettriche.

Pila e accumulatori

La pila è uno dei dispositivi più semplici per produrre energia elettrica. Al suo interno avviene una reazione chimica che libera elettroni e genera una differenza di potenziale tra i due poli, positivo e negativo Nelle pile a secco, l’involucro di zinco funziona come elettrodo negativo, mentre al centro si trova il bastoncino di grafite che costituisce l’elettrodo positivo. Tra le due parti si trovano la pasta di diossido di manganese e l’elettrolita, sostanze chimiche che permettono la reazione da cui si genera la corrente elettrica. Collegando un utilizzatore, come una torcia o un telecomando, gli elettroni iniziano a muoversi nel circuito e la pila fornisce corrente.

Quando le sostanze chimiche al suo interno si consumano, la pila si esaurisce e smette di produrre energia. Le pile a secco sono molto pratiche perché forniscono energia anche lontano dalla rete elettrica, ma devono essere smaltite correttamente: contengono metalli e sostanze chimiche nocive per l’ambiente.

Gli accumulatori sono batterie ricaricabili, funzionano in modo simile alle pile, ma con una differenza fondamentale: la reazione chimica che avviene al loro interno può essere invertita.

Quando li colleghiamo a un caricatore, l’energia elettrica fornita dall’esterno ripristina le sostanze chimiche consumate e la batteria può tornare a funzionare come nuova. Questo processo può ripetersi molte volte, rendendo gli accumulatori una scelta più economica.

Dinamo della bicicletta.

La testina rotante superiore viene trascinata dalla ruota della bicicletta e fa girare l’asse centrale. L’avvolgimento di rame (bobina) ruota all’interno del nucleo di ferro: il movimento della bobina nel campo magnetico genera corrente elettrica, che alimenta le luci della bicicletta secondo il principio dell’induzione elettromagnetica.

Sezione di un motore elettrico. In primo piano si vede il rotore, la parte cilindrica che ruota, formato da lamelle di ferro e da avvolgimenti di rame. Attorno a esso, ad anello, si trova lo statore, la parte fissa che genera il campo magnetico. Quando la corrente attraversa lo statore, il campo magnetico mette in rotazione il rotore, producendo il movimento che viene trasmesso all’albero motore.

Involucro di zinco

Elettrolite

Pasta di diossido di manganese

Elettrodo di carbone

Struttura interna di una pila a secco.

5| Effetti e utilizzi dell’elettricità

L’elettricità, quando attraversa un materiale o un dispositivo, può produrre diversi effetti, ognuno dei quali trova applicazioni importanti nella vita quotidiana e nella tec-

nologia moderna. Conoscere questi effetti significa capire come funziona gran parte degli oggetti che usiamo ogni giorno.

Effetto luminoso

Uno degli effetti più visibili è l’effetto luminoso. Quando la corrente attraversa particolari materiali, essi possono produrre luce. È ciò che accade nelle lampadine a incandescenza, dove il filo interno diventa incandescente, o nelle moderne lampade a LED, che trasformano direttamente l’energia elettrica in luce in modo molto più efficiente. L’illuminazione elettrica ci permette di svolgere attività anche di notte o in ambienti chiusi.

Effetto termico

Un altro effetto importante è l’effetto termico. Quando la corrente passa attraverso un conduttore, una parte dell’energia si trasforma in calore. Questo fenomeno viene sfruttato in molti apparecchi domestici come stufe elettriche, phon, ferri da stiro, forni e tostapane Il calore prodotto dalla corrente può diventare pericoloso se non viene controllato: cavi troppo sottili o apparecchi difettosi possono surriscaldarsi e provocare incendi.

Effetto magnetico

L’elettricità produce anche effetti magnetici. Quando una corrente scorre in un filo, genera attorno a esso un campo magnetico Questo principio è alla base di elettromagneti, motori e generatori. Negli elettromagneti il magnetismo può essere “acceso” e “spento” a comando, rendendoli utili in tantissimi dispositivi elettronici. Gli effetti magnetici sono essenziali anche nei trasformatori e nei motori elettrici, che funzionano proprio grazie all’interazione tra corrente e campi magnetici.

Effetto chimico

Un ulteriore fenomeno legato all’elettricità è l’effetto chimico. Quando una corrente attraversa una soluzione di sostanze chimiche, può provocare reazioni, come nelle pile e negli accumulatori. Questo processo, detto elettrolisi, è utilizzato per rivestire metalli, purificare il rame, produrre sostanze come il cloro e l’idrogeno e permettere il funzionamento delle batterie.

Effetto fisiologico

È l’azione che l’elettricità esercita sul corpo umano. Anche piccole correnti possono provocare contrazioni muscolari involontarie, mentre correnti più intense possono essere molto pericolose.

Lo stesso effetto, però, se controllato, diventa utile: apparecchi medici come i defibrillatori, gli elettrostimolatori e alcuni strumenti diagnostici funzionano proprio grazie a impulsi elettrici mirati.

6| L’impianto elettrico domestico

L’impianto elettrico domestico è il sistema che permette all’elettricità di circolare in modo sicuro all’interno di una casa, portando energia a lampade, prese, elettrodo-

Dal contatore agli apparecchi utilizzatori

mestici e dispositivi. Anche se non lo vediamo, è composto da molti elementi che collaborano per distribuire la corrente in modo ordinato e protetto.

L’energia entra nell’abitazione attraverso il contatore, che misura quanta elettricità consumiamo. Da lì, la corrente arriva al quadro elettrico, un pannello che contiene interruttori e dispositivi di protezione. Il quadro è il “cuore” dell’impianto: da qui partono i vari circuiti che raggiungono tutte le stanze della casa.

Ogni circuito è formato da cavi che portano la corrente alle prese e ai punti luce. I cavi sono di tre tipi: la fase, che trasporta l’energia; il neutro, che chiude il circuito; e il conduttore di terra, un filo di sicurezza collegato a un dispersore nel terreno.

La messa a terra è fondamentale perché evita che parti metalliche degli apparecchi diventino pericolose in caso di guasti.

Interruttori magnetotermico e salvavita

Per proteggere le persone e l’impianto, nel quadro elettrico ci sono due dispositivi essenziali. Il magnetotermico interrompe il circuito se la corrente è troppo alta, per evitare cortocircuiti e surriscaldamenti. Il salvavita (interruttore differenziale) invece interviene quando una parte della corrente “sfugge” verso terra, per esempio se una persona tocca un filo scoperto: in questo caso si spegne immediatamente, proteggendo dalle scosse elettriche.

Grazie a questi sistemi, l’impianto domestico funziona ogni giorno in modo affidabile, permettendoci di usare l’energia elettrica in modo comodo e sicuro.

Sicurezza

Contatore. Nel display verde si trovano tante informazioni utili, tra le quali un numero che corrisponde al consumo in KWh.

L’elettricità è una risorsa preziosa, ma può essere pericolosa se non viene usata con attenzione. Per questo esistono norme e comportamenti da seguire. Una regola fondamentale è non toccare mai prese, spine o cavi con le mani bagnate, perché l’acqua è un buon conduttore di corrente. È altrettanto importante non avvicinare apparecchi elettrici a rubinetti e lavandini: asciugacapelli, radio e altri dispositivi non devono essere usati vicino all’acqua.

Anche le prese multiple devono essere utilizzate con cautela. Collegare troppi apparecchi alla stessa presa può causare surriscaldamenti o addirittura incendi. I cavi non vanno mai tirati, schiacciati o riparati con nastro adesivo: se un filo appare rovinato, deve essere sostituito da un adulto o da un tecnico. Lo stesso vale per le lampadine: quando si sostituiscono, bisogna sempre togliere la corrente e lasciare raffreddare il portalampada Infine, l’impianto elettrico della casa deve essere realizzato e controllato da tecnici qualificati che verifichino la conformità alle norme di sicurezza. Ogni impianto moderno deve avere un certificato che attesta la sua conformità alle regole e alle protezioni previste dalla legge.

7| Gli elettrodomestici

Gli elettrodomestici sono apparecchi che utilizzano l’energia elettrica per svolgere attività necessarie nella vita quotidiana, come conservare il cibo, lavare, riscaldare o raffreddare.

Ogni elettrodomestico trasforma l’elettricità in un’altra forma di energia: il frigorifero sottrae calore agli alimenti, il phon produce aria calda, l’aspirapolvere utilizza un

Termostato

Comandi

motore per aspirare polvere, mentre il forno a microonde riscalda gli alimenti tramite onde elettromagnetiche. Su ogni apparecchio sono indicati dati tecnici importanti, come la potenza in watt (W) e la classe energetica, che aiutano a capire quanta energia consumerà e quanto è efficiente. Per usarli in modo sicuro è importante rispettare le relative regole di sicurezza.

Vaschetta detersivo

Evaporatore

Serpentina interna

Cestello

Tamburo

Condensatore

Serpentina postariore

Compressore

1.

Frigorifero

Che cos’è

È un elettrodomestico che conserva gli alimenti a bassa temperatura per rallentare la crescita dei batteri.

Come funziona

Utilizza un circuito di refrigerazione composto da compressore, gas refrigerante e scambiatore di calore. Il compressore comprime il gas che, evaporando, sottrae calore all’interno del frigorifero.

Consumo medio

Tra 100 e 200 kWh all’anno per i modelli recenti. Temperatura interna consigliata

4 °C per il vano frigo; –18 °C per il freezer.

Sicurezza e uso corretto

– Non inserire cibi caldi.

– Aprire lo sportello solo per il tempo necessario.

– Tenere pulite le guarnizioni.

Resistenza

2.

Lavatrice

Che cos’è

Motore e cinghia

Pompa di scarico

È un elettrodomestico che lava i tessuti sfruttando acqua, detersivo e movimento del cestello.

Come funziona

Il motore fa ruotare il cestello, mentre resistenze elettriche riscaldano l’acqua. I programmi regolano temperatura, numero di giri e durata del lavaggio.

Consumo medio

1–2 kWh per un lavaggio a 40 °C; circa 50 litri d’acqua.

Velocità della centrifuga

Da 800 a 1400 giri/minuto.

Sicurezza e uso corretto

– Non sovraccaricare il cestello.

– Usare la quantità di detersivo adeguata.

– Pulire periodicamente il filtro.

Cavità di cottura

Piatto girevole

3.

Guida d’onda

Forno a microonde

Che cos’è

Magnetron

Forno che cuoce e riscalda i cibi tramite onde elettromagnetiche a alta frequenza.

Come funziona

Il magnetron produce microonde che fanno vibrare le molecole d’acqua presenti negli alimenti, generando calore dall’interno.

Potenza media

700–1000 W.

Uso tipico

Riscaldare cibi e bevande, scongelare, cuocere pietanze semplici.

Sicurezza e uso corretto

– Non inserire oggetti metallici.

– Usare solo contenitori adatti.

– Tenere pulita la cavità interna.

5.

Condizionatore

Che cos’è

È un elettrodomestico che raffredda (o riscalda) gli ambienti modificando la temperatura e l’umidità dell’aria.

Come funziona

Utilizza lo stesso principio del frigorifero: un gas refrigerante assorbe calore dall’ambiente interno e lo scarica all’esterno grazie al compressore. I modelli “inverter” regolano la potenza in modo più efficiente.

Consumo medio

0,6–1,5 kWh per ora in base alla potenza.

Funzioni principali

Raffreddamento, deumidificazione, riscaldamento (pompa di calore), ventilazione.

Sicurezza e uso corretto

– Pulire i filtri regolarmente.

– Impostare temperature moderate (circa 26 °C in estate).

– Tenere porte e finestre chiuse durante l’uso.

Bocchetta Ugello Resistenza

4.

Motore Ventola Interruttore

Asciugacapelli (Phon)

Che cos’è

È un apparecchio che asciuga i capelli emettendo un flusso d’aria calda.

Come funziona

Una resistenza elettrica riscalda l’aria, mentre una ventola la spinge verso l’esterno. La temperatura e la velocità dell’aria sono regolabili.

Potenza media

Da 1200 a 2200 W.

Funzioni comuni

Aria calda, aria fredda, diffusore, getto concentrato. Sicurezza e uso corretto

– Non usare vicino all’acqua.

– Evitare contatti con la pelle per non scottarsi.

– Pulire la griglia posteriore per evitare surriscaldamenti.

Unità interna

Filtro aria

Evaporatore

Compressore Condensatore

8| L’elettronica

Elettricità ed elettronica

L’elettricità e l’elettronica sono due campi collegati tra loro, ma con scopi molto diversi.

L’elettricità si occupa soprattutto della produzione, trasmissione e utilizzo dell’energia elettrica. È ciò che permette di far funzionare elettrodomestici, lampadine, motori e impianti industriali. In questo caso le correnti e le potenze in gioco sono abbastanza grandi: la corrente serve a far muovere, riscaldare o illuminare.

Componenti passivi

Resistenza (o resistore): limita il flusso della corrente elettrica.

Viene identificata da bande colorate che indicano il suo valore in ohm

Condensatore: immagazzina temporaneamente energia elettrica, come piccole batterie che si caricano e scaricano rapidamente

Induttore: si oppone alle variazioni di corrente, e è utilizzato principalmente nei circuiti a alta frequenza

Microchip, circuito integrato con due file di piedini per essere montato su una scheda elettronica.

Componenti attivi

Diodo: permette alla corrente di passare solo in una direzione, come le valvole unidirezionali

LED (Light Emitting Diode): diodo speciale che emette luce quando attraversato dalla corrente

Transistor: può amplificare segnali o funzionare come interruttore elettronico

L’elettronica, invece, lavora con correnti piccole, spesso debolissime, che non servono a muovere macchine ma a controllare, elaborare e trasmettere informazioni È l’elettronica che fa funzionare i telefoni, i computer, i telecomandi, le console di gioco, le radio e i circuiti di controllo degli elettrodomestici.

Possiamo quindi affermare che l’elettricità “trasporta energia”, mentre l’elettronica “trasporta informazioni”.

Il ruolo dei semiconduttori

Alla base dell’elettronica moderna ci sono i semiconduttori, materiali che non sono né buoni conduttori (come i metalli) né isolanti (come la plastica), ma si trovano nel mezzo. Il più importante è il silicio, presente anche nella sabbia e molto abbondante in natura.

Il comportamento elettrico dei semiconduttori può essere modificato con un processo chiamato “drogaggio”: si aggiungono minuscole quantità di altri elementi chimici (come fosforo o boro) per far sì che il silicio conduca più facilmente elettroni o “lacune”, cioè cariche positive. Grazie a questa tecnica si possono costruire componenti che controllano con grande precisione il passaggio della corrente, aprendo la strada a tutto ciò che oggi chiamiamo elettronica.

I componenti elettronici di base

I circuiti elettronici sono costruiti utilizzando diversi tipi di componenti, ognuno con una funzione specifica.

Componenti passivi (non amplificano il segnale):

ƽ resistenze: limitano il flusso della corrente elettrica. Sono identificate da bande colorate che indicano il loro valore in ohm.

ƽ Condensatori: immagazzinano temporaneamente energia elettrica, come piccole batterie che si caricano e scaricano rapidamente.

ƽ Induttori: si oppongono alle variazioni di corrente, utilizzati principalmente nei circuiti a alta frequenza.

Componenti attivi (possono amplificare o controllare il segnale):

ƽ diodi: permettono alla corrente di passare solo in una direzione, come valvole unidirezionali.

ƽ LED (Light Emitting Diode): diodi speciali che emettono luce quando attraversati dalla corrente.

ƽ Transistor: possono amplificare segnali o funzionare come interruttori elettronici.

Grazie a questi componenti possiamo costruire qualsiasi dispositivo elettronico moderno: smartphone, tablet, robot, sistemi di controllo, sensori, computer e persino automobili elettriche.

Circuiti elettronici: la base dell’informatica

Un circuito elettronico è un insieme di componenti collegati tra loro per svolgere una funzione precisa: accendere una luce, amplificare un segnale, far suonare un altoparlante o eseguire un calcolo. All’interno di un circuito possono esserci resistenze, condensatori, diodi, transistor e molti altri elementi che regolano il passaggio della corrente.

Quando diversi circuiti vengono combinati per creare funzioni più complesse, otteniamo schede elettroniche come quelle presenti nei telefoni, nei computer, nelle automobili e negli elettrodomestici più moderni. Ogni scheda contiene decine o migliaia di componenti che lavorano insieme come una squadra.

Il ruolo dei transistor

Il vero salto verso l’informatica è arrivato con il transistor. Questo piccolo componente può comportarsi come un interruttore che si apre e si chiude molto velocemente, oppure come un amplificatore che rende un segnale più forte. La sua capacità di controllare la corrente lo rende perfetto per rappresentare i due valori fondamentali dell’informatica: 0 e 1, cioè la logica binaria.

ƽ 0 = circuito aperto (niente corrente)

ƽ 1 = circuito chiuso (passa la corrente)

Da questa semplice idea nasce tutto il mondo digitale.

Circuiti integrati (microchip)

Quando molti transistor vengono inseriti in un unico minuscolo pezzo di silicio, si ottiene un circuito integrato, chiamato anche microchip. Al suo interno possono esserci migliaia, milioni o addirittura miliardi di transistor, tutti collegati in modo complesso ma ordinato. I microchip svolgono una grande varietà di funzioni:

• gestiscono la memoria dei dispositivi;

• controllano schermi, microfoni, sensori, motori e antenne;

• elaborano dati e istruzioni nei computer e negli smartphone.

Ogni volta che premi un tasto, tocchi un’icona o scatti una foto, è un microchip che interpreta il comando e lo trasforma in un’azione.

La logica digitale

I microchip funzionano grazie alla logica digitale, un sistema basato su operazioni che combinano 0 e 1, proprio come le operazioni matematiche combinano numeri. Le porte logiche (AND, OR, NOT, ecc.) sono i mattoni fondamentali dei circuiti digitali: mettono in relazione segnali elettrici e producono un risultato che diventa l’ingresso per altre porte. Combinando migliaia di queste operazioni, un microprocessore può:

• eseguire calcoli,

• elaborare immagini,

• gestire programmi,

• prendere decisioni secondo istruzioni precise.

Il computer non è altro che un insieme organizzato di circuiti elettronici e il microprocessore è il suo “cervello”: riceve dati, li elabora e invia i risultati agli altri componenti.

CICLO TECNOLOGICO DEL MICROCHIP

Progettazione

• Gli ingegneri progettano il circuito del chip al computer, usando programmi speciali

Preparazione

del wafer

• Si parte da un cristallo di silicio, che viene tagliato in dischi molto sottili chiamati wafer

Fotolitografia

• Sul wafer si “imprime” il disegno del circuito usando luce, maschere e materiali sensibili

Costruzione degli strati

• Il wafer viene inciso, pulito e rivestito molte volte per creare i minuscoli componenti e i collegamenti del chip

Taglio e test

• Il wafer viene tagliato in singoli microchip, che vengono controllati, incapsulati e preparati per l’uso

Wafer di silicio con microchip.

Il silicio è un semiconduttore. V F

Le resistenze sono componenti attivi. V F

I LED sono diodi che emettono luce. V F

Green Corner

EDUCAZIONE CIVICA

1| Elettricità ed elettronica tra sostenibilità e innovazione

L’elettricità e l’elettronica sono al centro della nostra vita: grazie a esse viviamo in ambienti più comodi, sicuri ed efficienti. Tutta questa tecnologia richiede energia e materiali speciali, e per questo oggi diventa importante imparare a usarla con attenzione, limitando gli sprechi e scegliendo soluzioni più sostenibili.

a| La produzione di energia elettrica e i suoi effetti

L’elettricità che utilizziamo deve essere prodotta, trasportata e distribuita. Quando proviene da combustibili fossili, comporta emissioni e inquinamento; le fonti rinnovabili invece sono più pulite, ma richiedono impianti e materiali specifici.

Per questo motivo, il risparmio energetico resta il modo più efficace per ridurre l’impatto ambientale complessivo.

b| Elettrodomestici ed etichette energetiche

Una parte rilevante dei consumi domestici deriva dagli elettrodomestici. La scelta di apparecchi efficienti è facilitata dalle etichette energetiche, che mostrano la classe di efficienza dalla A alla G e il consumo annuo. Un modello in classe A consuma molto meno di uno in classe F, contribuendo a ridurre sia la spesa sia l’impatto ambientale. Anche l’uso quotidiano influisce molto: impostare temperature corrette, usare i programmi “eco”, non lasciare gli apparecchi in standby e preferire lampade LED sono scelte semplici e immediate per diminuire il consumo di elettricità.

c| La sostenibilità nell’elettronica

SMART HOUSE

1. Quanto consuma?

mini LAB

Cerca sull’etichetta di un piccolo elettrodomestico quanti watt utilizza e confrontalo con un altro oggetto della casa. Concludi in una frase quale dei due consuma di più e come potresti usarlo per risparmiare energia.

2. Legge di Ohm in pratica

Una lampadina è collegata a una pila che fornisce una tensione di 6 volt. Nel circuito scorre una corrente di 2 ampere. Usando la legge di Ohm, scopri qual è la resistenza della lampadina.

3. I componenti elettronici

Smonta un vecchio apparecchio elettronico (con l’aiuto di un adulto) e osserva il circuito stampato. Cerca di identificare resistenze (cilindretti con bande colorate), condensatori (spesso cilindrici o a disco) e chip (quadratini neri con molte zampe metalliche).

Oltre all’elettricità che utilizziamo negli impianti domestici, esiste l’enorme mondo dell’elettronica: microchip, sensori, circuiti integrati, schede e processori.

La loro produzione richiede molta energia, acqua purissima e materiali come silicio, rame e litio. Per rendere l’elettronica più rispettosa dell’ambiente, le aziende stanno sviluppando chip più efficienti, dispositivi progettati per durare più a lungo e materiali più facilmente riciclabili.

Anche le scelte dei consumatori sono importanti: mantenere i dispositivi in buone condizioni, aggiornarli invece di sostituirli e utilizzarli il più a lungo possibile riduce l’impatto complessivo.

d| L’Intelligenza Artificiale per ridurre gli sprechi

L’Intelligenza Artificiale (IA) sta cambiando il modo in cui utilizziamo l’energia. Molti elettrodomestici moderni includono sistemi intelligenti capaci di adattare automaticamente i consumi, scegliendo i programmi più efficienti e regolando potenza e temperatura solo quando necessario.

Anche nelle fabbriche l’IA aiuta a ridurre errori, sprechi di materiali ed energia. È vero che i data center che ospitano i sistemi di IA consumano molta elettricità, ma sempre più spesso vengono alimentati con fonti rinnovabili e progettati per essere efficienti al massimo.

2| La domotica

La domotica è l’insieme delle tecnologie che permettono di controllare in modo automatico e intelligente gli impianti e gli apparecchi presenti in una casa. Grazie a sensori, microprocessori e reti wireless, l’abitazione diventa “smart”: può regolare luci, temperatura, sicurezza e consumi anche quando non siamo presenti.

Dispositivi intelligenti nella vita quotidiana

Oggi la domotica è molto diffusa, spesso anche senza che ce ne rendiamo conto.

Termostati programmabili, lampadine smart, prese controllabili da smartphone, elettrodomestici connessi, assistenti vocali e videocamere Wi-Fi sono esempi di dispositivi che usiamo sempre più spesso.

Questi apparecchi dialogano tra loro e con l’utente, regolano la potenza in base alle necessità reali e possono essere controllati a distanza tramite app o comandi vocali.

Domotica e risparmio energetico

Uno dei vantaggi più importanti della domotica è la capacità di ridurre gli sprechi di energia.

I sistemi intelligenti regolano automaticamente l’illuminazione, abbassano il riscaldamento quando non ci sono persone in casa, adattano la potenza degli elettrodomestici e ottimizzano l’uso dei climatizzatori.

Questo significa minori consumi, bollette più leggere e un impatto ambientale ridotto. Per esempio, un termostato smart può imparare le abitudini degli abitanti e impostare la temperatura ideale solo quando serve, evitando inutili sprechi.

L’Intelligenza Artificiale nella casa intelligente

L’Intelligenza Artificiale rende la domotica più efficiente.

Grazie all’IA, i dispositivi possono analizzare i dati della casa (temperatura, luce naturale, presenze o orari) e prendere decisioni autonome per migliorare comfort ed efficienza.

Un’illuminazione intelligente può scegliere automaticamente la luminosità ideale, mentre un frigorifero smart può ottimizzare il suo ciclo di raffreddamento per consumare meno energia.

Anche negli impianti fotovoltaici domestici l’IA aiuta a decidere quando immagazzinare energia nelle batterie o quando utilizzarla per gli elettrodomestici più energivori.

Per saperne di più

• www.arera.it

• www.enea.it • www.conrad.it • https://energy.ec.europa.eu/index_en

Intelligenza Artificiale IA

test Play

1| Il cruciverba dell’elettricità e dell’elettronica

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

Anagrammi tecnici

Orizzontali

1. Particella carica negativamente

4. Vi si inserisce la spina

5. Componente elettronico attivo

6. Macchina elettrica

Verticali

2. Generatore di elettricità

3. Uno degli effetti della corrente elettrica

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati all’elettricità e all’elettronica:

a. RICUCITO (percorso della corrente)

b. ERBA TATI (generatore portatile)

c. TORRENTE URTI (apre e chiude il circuito)

d. STRANO TRIS (componente elettronico attivo)

3| Memory delle proprietà dei componenti elettronici

1. Condensatore

2. Transistor

3. Resistenza

4. Induttore

5. Diodo

Componenti attivi

Componenti passivi

Lab

Fasi di lavoro

1. Osserva gli oggetti

Scegli tre oggetti elettrici diversi presenti in casa o a scuola. Accendili uno alla volta per pochi secondi e osserva che cosa accade: fanno luce? Producono calore? Si muovono? Hanno parti magnetiche? Collega ogni fenomeno a uno degli effetti studiati nel capitolo.

2. Riconosci il tipo di energia trasformata

Per ciascun oggetto individua quale trasformazione avviene: per esempio, la lampadina trasforma energia elettrica in luce, il phon in calore e movimento, un caricatore in energia elettrica a bassa tensione (trasformatore).

Elettricità nella vita quotidiana

In questo LAB osserveremo alcuni semplici dispositivi elettrici e identificheremo quali sono gli effetti dell’elettricità (luminoso, termico, magnetico o meccanico).

Materiali e attrezzi

• Una lampadina LED o una torcia

• Un caricatore del telefono

• Un piccolo elettrodomestico (phon o ventilatore portatile)

• Una busta metallica sottile (per verificare attrazione magnetica)

• Foglio e matite colorate

Discipline COINVOLTE

• Arte e immagine

• Tecnologia

• Scienze

• Educazione civica

3. Disegna il tuo schema elettrico

Su un foglio crea tre piccoli riquadri, uno per ogni oggetto scelto.

In ciascun riquadro disegna: – l’oggetto osservato

– la forma di energia in ingresso e quella in uscita

– una freccia colorata per rappresentare il flusso dell’elettricità.

Usa colori diversi per i vari effetti (giallo per luce, rosso per calore, blu per movimento, ecc.).

4. Riflessione sul consumo energetico

Leggi sull’etichetta tecnica dell’oggetto (se presente) la potenza in watt.

Confronta i valori: quale dei tre oggetti consuma di più?

Quale di meno?

Scrivi due righe su come potresti ridurre gli sprechi nell’uso quotidiano.

Autovalutazione

• So riconoscere almeno due effetti dell’elettricità presenti negli oggetti che uso ogni giorno?

• Ho rappresentato correttamente la trasformazione dell’energia nei miei schemi?

• Ho capito quale dei miei oggetti consuma di più e come posso usarlo in modo più responsabile?

Elettricità ed elettronica

L’essenziale

Elettricità ed elettronica

L’elettricità è una forma di energia invisibile ma indispensabile: ogni volta che accendiamo una lampada, ricarichiamo un telefono o utilizziamo un elettrodomestico, stiamo sfruttando il movimento ordinato degli elettroni nei circuiti. L’elettronica, invece, permette di controllare piccole correnti per elaborare segnali e informazioni: è ciò che fa funzionare computer, smartphone, console e moltissimi dispositivi della vita quotidiana. Che cos’è la corrente elettrica

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Academy

Elettricità ed elettronica: studi e mestieri

Se ti interessa il mondo dell’elettricità e dell’elettronica, puoi scegliere percorsi come il Liceo Scientifico, gli Istituti Tecnici del settore elettrico-elettronico o alcuni Professionali. Dopo il diploma puoi continuare con l’ITS Power, molto richiesto dalle aziende del settore energetico e tecnologico. Questi studi portano a lavori importanti e attuali. Ci sono tecniche e tecnici degli impianti elettrici che installano e fanno manutenzione a reti e dispositivi, progettiste e progettisti elettronici che realizzano circuiti e sensori, specialiste e specialisti dell’automazione che si occupano di robot e sistemi intelligenti, ed esperte ed esperti di energie rinnovabili che lavorano con pannelli solari, impianti e batterie.

La corrente nasce dal movimento degli elettroni in un materiale conduttore. Può essere continua, come quella delle pile, oppure alternata, come quella che arriva nelle prese di casa. Per muoversi, gli elettroni hanno bisogno di una “spinta”, chiamata tensione. L’intensità della corrente e la resistenza del materiale completano le grandezze fondamentali che permettono di descrivere come funziona un circuito.

Circuiti e componenti

Un circuito è un percorso chiuso in cui la corrente può scorrere

Nei circuiti semplici troviamo pile, interruttori, lampadine e resistenze; in quelli più complessi ci sono collegamenti in serie o in parallelo

Macchine elettriche

Molte macchine trasformano l’energia elettrica in altre forme o viceversa. La turbina e l’alternatore permettono di produrre elettricità nelle centrali; il trasformatore modifica la tensione per trasportare l’energia a distanza; il motore elettrico sfrutta il magnetismo per mettere in movimento ventole, ruote e pompe. Anche pile e accumulatori sono fondamentali: rendono portatili telefoni, giocattoli e piccoli dispositivi.

Effetti dell’elettricità

Quando attraversa un materiale, l’elettricità può produrre luce, calore, magnetismo o reazioni chimiche. L’effetto fisiologico può essere pericoloso per l’essere umano.

Dall’elettricità all’elettronica

I semiconduttori, come il silicio, permettono di creare diodi, e transistor. I transistor sono minuscoli interruttori che rappresentano 0 e 1, la base del linguaggio digitale. Molti transistor insieme formano i microchip, che fanno funzionare computer, telefoni, robot e tutti i dispositivi intelligenti.

Domotica e innovazione

Oggi molte case sono “smart”: sensori, lampadine intelligenti, termostati programmabili e assistenti vocali regolano automaticamente luci, temperatura e consumi.

La domotica, insieme all’intelligenza artificiale, aiuta a evitare sprechi, migliorare il comfort e utilizzare l’energia in modo più efficiente.

15 Ambiente costruito

Pensa un po’...

Che cosa vedi intorno a te che non è stato costruito o modificato dall’intervento dell'uomo?

In che modo edifici, strade e impianti modificano l’ambiente naturale?

Come si costruisce un ponte che deve sopportare il peso di migliaia di automobili?

EDILIZIA sostenibile

Ogni giorno utilizziamo edifici e infrastrutture senza pensarci: strade, ponti, case, scuole. Eppure dietro ogni costruzione c’è un lavoro complesso che unisce materiali, tecnologie e progettazione. Dalle prime capanne ai moderni grattacieli, le tecniche costruttive sono cambiate profondamente. Oggi l’Intelligenza Artificiale, la stampa 3D e i materiali innovativi stanno trasformando il modo di costruire, mentre la sostenibilità ci ricorda che ogni opera deve rispettare l’ambiente e il futuro del pianeta.

INVESTIGATORI delle costruzioni

Durante il tragitto da casa a scuola osserva con attenzione ciò che ti circonda. Prova a riconoscere le diverse tipologie di edifici e costruzioni che incontri: case, negozi, palazzi, parcheggi, piccoli capannoni, ponti o sottopassaggi. Annota sul quaderno cosa vedi, come è fatto e che uso ha. Al termine del percorso scegli due costruzioni che ti hanno colpito e descrivile in poche righe, spiegando perché le hai notate. Condividi poi con la classe le tue osservazioni.

VIDEO INTRODUTTIVO

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere l'evoluzione storica delle tecniche costruttive e dei materiali edilizi.

• Comprendere i principi di funzionamento dei sistemi costruttivi e delle strutture portanti.

• Analizzare le proprietà dei materiali da costruzione e il loro impatto ambientale.

Competenze

• Saper classificare edifici e infrastrutture in base alle loro caratteristiche strutturali e funzionali.

• Essere in grado di comprendere e valutare la sostenibilità di scelte costruttive e materiali edilizi.

Ambiente costruito

STORIA ED EVOLUZIONE

LEZIONE IN POWERPOINT

• Tecniche antiche (pietra, legno, terra)

• Rivoluzione industriale (ferro, cemento)

• Era digitale (BIM, stampa 3D, IoT)

TIPOLOGIE EDILIZIE

• Tipologie edilizie (residenziali, industriali, pubbliche)

MATERIALI E STRUTTURE

• Materiali (laterizi, cemento armato, acciaio, legno)

• Elementi strutturali (fondazioni, pilastri, travi, solai)

TECNOLOGIE DIGITALI

• BIM e progettazione

• Sensori e monitoraggio

SOSTENIBILITÀ

• Bioedilizia

• Efficienza energetica

• Certificazioni ambientali

1| Il sistema edilizio

Il sistema edilizio è l’insieme organizzato di opere, materiali e tecniche che permettono di realizzare edifici e infrastrutture, sia pubbliche (strade, ponti, ferrovie, scuole) sia private (case, negozi, fabbriche). Comprende tutti gli elementi che rendono possibile la costruzione e il funzionamento di un’opera: materiali, strutture, impianti e sistemi tecnologici. Oggi il sistema edilizio è sempre più attento all’impatto ambientale e utilizza soluzioni innovative (nuovi materiali, tecnologie digitali e sistemi energetici efficienti) per costruire in modo più sicuro, confortevole e sostenibile e rispettoso dell’ambiente.

nel TEMPO…

La casa nella preistoria

Fin dalle prime comunità umane, intorno al 10000 a.C., le persone costruivano case con ciò che trovavano nei dintorni: legno, pietra, argilla e paglia. Erano abitazioni semplici, ma rappresentavano un grande passo avanti perché permettevano alle famiglie di vivere stabilmente in un luogo.

Le prime civiltà

Con la nascita delle prime civiltà le tecniche costruttive migliorarono molto. In Egitto, intorno al 2500 a.C., vennero realizzate le piramidi: enormi strutture in pietra costruite con una precisione sorprendente.

I Romani

La vera rivoluzione arrivò con i Romani. Verso il 100 d.C. iniziarono a usare un materiale nuovo: il calcestruzzo. Grazie a esso costruirono edifici grandiosi come il Pantheon, con la sua enorme cupola che ancora oggi stupisce visitatori da tutto il mondo.

Medioevo e Rinascimento

Nel Medioevo (circa dal 1200), nelle città europee si costruirono cattedrali gotiche, riconoscibili per le alte volte e i grandi rosoni colorati. Poi, nel Rinascimento, l’architettura tornò a ispirarsi alla matematica e alle proporzioni perfette. Nel 1436, a Firenze, Brunelleschi completò la cupola di Santa Maria del Fiore, un capolavoro che cambiò la storia dell’ingegneria.

La Rivoluzione industriale

Una nuova svolta arrivò con la Rivoluzione Industriale, nell’Ottocento. Nel 1885 fu costruito a Chicago il primo grattacielo, grazie all'uso dell’acciaio e degli ascensori. Pochi anni dopo, nel 1889, la Torre Eiffel dimostrò quanto il ferro permettesse di costruire edifici altissimi e leggeri.

Dal Novecento a oggi

Nel Novecento, soprattutto dopo il 1930, si diffuse il cemento armato, una combinazione di calcestruzzo e acciaio che rese le costruzioni moderne più solide e versatili.

Oggi, dal 2000 in poi, siamo nell’era digitale: grazie al BIM, alla stampa 3D e ai sensori IoT, possiamo progettare edifici complessi in 3D, costruire più velocemente e controllare la sicurezza degli edifici in tempo reale.

Edilizia: l'insieme delle tecniche e delle attività relative alla costruzione di edifici e infrastrutture.

Costruita per l’Esposizione universale, la Torre Eiffel doveva durare solo 20 anni. Fu salvata perché diventò utile come torre per le telecomunicazioni.

Post-it

Oggi alcune aziende riescono a stampare in 3D le pareti di una casa in meno di un giorno, usando speciali cementi fluidi.

2| Tipologie edilizie

Le costruzioni non sono tutte uguali: cambiano forma, dimensioni e materiali in base alla funzione che devono svolgere.

1.

Edilizia residenziale

Comprende tutte le abitazioni: case singole, villini, palazzi e condomìni. Questi edifici sono progettati per offrire spazi confortevoli, protetti e adatti alla vita delle persone e delle famiglie.

3.

Edilizia commerciale

Edifici dove si svolgono attività economiche: negozi, supermercati, ristoranti e centri commerciali. Qui gli spazi sono organizzati per facilitare gli spostamenti dei clienti, l’esposizione dei prodotti e il lavoro degli addetti.

Per questo si parla di tipologie edilizie, cioè grandi categorie che raggruppano gli edifici e le opere che vengono costruite a seconda del loro uso.

2.

Edilizia pubblica

Edifici destinati ai servizi pubblici, come scuole, ospedali, poste, uffici comunali ecc. Sono costruzioni utilizzate dalla comunità e devono essere accessibili, funzionali e con norme di sicurezza più severe, perché accolgono molte persone ogni giorno.

4.

Edilizia produttiva e industriale

Include fabbriche, capannoni, aziende agricole, laboratori e stabilimenti. Questi edifici devono contenere macchinari, impianti e linee produttive; sono grandi, con ampi spazi interni e strutture robuste.

5. 6.

Edilizia per la cultura e il tempo libero

Musei, biblioteche, teatri, cinema, palestre, piscine, e stadi. Queste strutture sono pensate per accogliere molte persone in sicurezza e per garantire buona visibilità, acustica e comfort ambientale.

Edilizia religiosa

Chiese, moschee, templi e sinagoghe. Queste costruzioni rappresentano l’identità e la storia delle comunità che le hanno realizzate. Le loro forme, dimensioni e decorazioni riflettono credenze, tradizioni e stili architettonici di epoche diverse.

3| Sistemi costruttivi

Nel corso del tempo sono stati sviluppati diversi modi di costruire gli edifici, ciascuno con caratteristiche, punti di forza e limiti.

Muratura portante

Il sistema più antico è la muratura portante: in questo caso i muri non hanno solo la funzione di dividere gli ambienti, ma sostengono anche tutto il peso dell’edificio. Sono realizzati con materiali pesanti e resistenti come mattoni, pietra o blocchi di calcestruzzo. Le costruzioni in muratura sono semplici da realizzare, garantiscono un buon isolamento termico e costi complessivamente contenuti. Tuttavia impongono alcuni limiti: la forma interna della casa dipende dalla posizione dei muri portanti e non permette grandi libertà progettuali, e l’altezza massima raggiungibile rimane modesta.

Telaio in cemento armato

Un sistema molto diffuso oggi è la struttura a telaio in cemento armato. In questo caso l’edificio è sostenuto da un insieme di pilastri e travi che formano una vera e propria gabbia resistente. I muri non sono più portanti, ma diventano semplici tamponamenti che possono essere spostati e ripensati con maggiore libertà. Questo permette di progettare edifici più alti e con spazi interni molto flessibili. Le strutture in cemento armato richiedono costi più elevati e un isolamento termico aggiuntivo per ottenere un buon comfort abitativo.

Struttura in acciaio

Un’evoluzione simile è rappresentata dalla struttura in acciaio, utilizzata per edifici industriali e grandi costruzioni come i grattacieli. I profili metallici coprono grandi distanze con elementi molto più leggeri rispetto al cemento. Questo rende il montaggio rapido e spesso prefabbricato. L’acciaio, però, deve essere protetto con cura dalla corrosione e dal calore, che potrebbe comprometterne la resistenza.

Strutture in legno

Negli ultimi anni si sta diffondendo di nuovo, e sempre di più, la struttura in legno, grazie a tecnologie innovative come il legno lamellare e il CLT, pannello di legno molto resistente, formato da strati incrociati, in grado di sostituire cemento e acciaio in molte costruzioni. Il legno, materiale naturale e rinnovabile, consente di costruire edifici anche di diversi piani con ottime prestazioni sismiche. La sua leggerezza e la sostenibilità sono ammirevoli, ma occorre proteggerlo adeguatamente dall’umidità e dal fuoco per garantirne la durata nel tempo.

Progettazione antisismica

In Italia gli edifici devono essere progettati per resistere ai terremoti. Si usano quindi strutture duttili, capaci di deformarsi senza rompersi e sistemi di isolamento che riducono le vibrazioni trasmesse dal terreno: alcune parti possono danneggiarsi, ma gli elementi fondamentali, come i pilastri, devono restare integri per evitare il crollo.

Post-it

Il grattacielo in legno più alto del mondo si trova in Norvegia e è alto 85 metri. Il legno utilizzato può immagazzinare fino a 1700 tonnellate di CO2, contribuendo a ridurre l'effetto serra.

Edificio in costruzione con telaio in cemento armato.

Edifici in costruzione con strutture in acciaio e facciate in vetro.

4| Materiali da costruzione

I materiali da costruzione sono il cuore di ogni edificio: da essi dipendono l'aspetto estetico, la resistenza della struttura, la durata nel tempo, il comfort degli ambienti

Glossario

Calcestruzzo armato: detto anche cemento armato, è un materiale composito, formato da calcestruzzo e barre di acciaio che lavorano insieme per resistere a tutti i tipi di sollecitazioni.

Operai edili gettano e livellano il calcestruzzo su una soletta di copertura armata con tondini d’acciaio, distribuendolo in modo uniforme.

e anche l’impatto sull’ambiente. Possiamo classificarli in grandi famiglie tradizionali, ciascuna con caratteristiche e impieghi ben precisi.

Laterizi

I laterizi sono materiali da costruzione ottenuti dalla cottura dell’argilla, un materiale naturale che diventa molto resistente quando viene portato a alte temperature nei forni.

Grazie alla loro durabilità e alla facilità di lavorazione, sono tra i materiali più usati fin dall’antichità.

Esistono molte tipologie di laterizi: il mattone pieno, compatto e pesante, è ideale per muri portanti perché sopporta bene carichi elevati; i blocchi forati, invece, contengono cavità interne che li rendono più leggeri e migliorano l’isolamento termico e acustico.

Le forme e le dimensioni dei fori non sono casuali: aiutano a intrappolare aria, un ottimo isolante naturale. I laterizi vengono utilizzati soprattutto per costruire muri esterni, tramezzi interni e tamponamenti nelle strutture a telaio.

Un altro vantaggio è la loro capacità di regolare l’umidità, assorbendo e rilasciando vapore, contribuendo così al comfort abitativo.

Leganti

I leganti sono materiali che, mescolati con acqua, reagiscono chimicamente indurendosi e diventando capaci di tenere uniti altri materiali. Un edificio non potrebbe essere costruito senza leganti: essi permettono di collegare i laterizi, modellare le superfici e creare strutture resistenti e stabili.

ƽ Cemento

Il legante principale è il cemento, una polvere ricavata dalla cottura di calcare e argilla a circa 1450 °C. Quando viene mescolato con acqua si attiva una reazione chiamata idratazione, che lo fa indurire trasformandolo in una massa solida e compatta.

Se al cemento aggiungiamo sabbia, ghiaia e acqua otteniamo il calcestruzzo, materiale fondamentale per pilastri, travi e fondazioni grazie alla sua resistenza alla compressione.

Il calcestruzzo, da solo, è molto resistente alla compressione (cioè quando viene schiacciato), ma è debole alla trazione (quando viene tirato o piegato). L’acciaio, al contrario, è molto resistente proprio alla trazione. Per questo, nelle strutture moderne si uniscono i due materiali: calcestruzzo + tondini di acciaio formano il cemento armato, un materiale composito che sfrutta i vantaggi di entrambi.

Il calcestruzzo porta i carichi verticali senza schiacciarsi e protegge l’acciaio dalla corrosione; i tondini di acciaio, inseriti all’interno, assorbono le tensioni e impediscono che la struttura si spezzi o si fessuri quando viene sollecitata.

Mattoni pieni.

Mattoni forati.

Il risultato è un materiale molto resistente, usato per pilastri, travi, solai, fondazioni e praticamente in tutte le costruzioni moderne.

ƽ Calce

La calce si ottiene dalla cottura del calcare, una roccia ricca di carbonato di calcio (CaCO3). Dopo la cottura si ottiene ossido di calcio, che mescolato con acqua diventa idrossido di calcio, la calce usata in edilizia per intonaci e malte.

Usata da secoli, ha proprietà diverse dal cemento: è più morbida, traspirante e permette ai muri di “respirare”, per questo è ancora utilizzata negli intonaci tradizionali e nei restauri.

ƽ Gesso

Il gesso si ricava dalla pietra di gesso, chiamata gesso naturale o selenite, una roccia composta principalmente da solfato di calcio idrato

La roccia viene frantumata, cotta e poi macinata per ottenere la polvere di gesso utilizzata in edilizia. Mescolato con acqua forma una pasta che indurisce rapidamente. Si usa per intonaci interni, stucchi e lavori di finitura. Una volta asciutto si può lisciare e dipingere facilmente, ma teme l’umidità e quindi non è adatto agli esterni o agli ambienti umidi.

Inerti

Gli inerti sono materiali granulari come sabbia, ghiaia e pietrisco

Si chiamano così perché non reagiscono chimicamente con acqua o leganti, ma entrano nella composizione di malte e calcestruzzi.

La sabbia, con grani molto piccoli, si usa per malte e intonaci, rendendo la miscela lavorabile e compatta.

La ghiaia e il pietrisco, con granulometrie più grandi, vengono inseriti nel calcestruzzo per aumentarne la resistenza meccanica: gli inerti infatti costituiscono la “struttura” interna del calcestruzzo, mentre il cemento funziona da collante che li lega insieme.

Sono materiali abbondanti, poco costosi e indispensabili per tutte le costruzioni.

Legno, vetro e metalli

Il legno è un materiale naturale, leggero e resistente. Isola bene dal freddo e dal caldo e oggi viene usato anche per strutture molto solide e sostenibili.

Il vetro permette alla luce di entrare negli edifici. Esistono vetri stratificati per la sicurezza, vetri temperati molto resistenti e vetri isolanti e fotovoltaici che migliorano l’efficienza energetica delle finestre.

I metalli garantiscono stabilità, durabilità e la possibilità di realizzare strutture complesse e leggere. L’acciaio è il metallo più utilizzato per travi, pilastri e armature del cemento armato grazie alla sua grande resistenza. L’alluminio è usato per serramenti leggeri e il rame soprattutto per coperture e impianti.

Nuovi materiali

La ricerca scientifica sta portando alla nascita di materiali capaci di migliorare sicurezza, comfort e sostenibilità degli edifici. Questi nuovi materiali non sostituiscono del tutto quelli tradizionali, ma li affiancano offrendo prestazioni superiori.

Cumuli di ghiaia e sabbia in un deposito di materiali per l'edilizia.

mini TEST

I laterizi si ottengono dalla cottura dell’argilla. V F

I blocchi forati sono più pesanti dei mattoni pieni. V F

L’alluminio è un metallo leggero adatto ai serramenti. V F

Miscelazione della malta in un secchio.

5| Edifici in cemento armato

Il telaio in cemento armato è ancora oggi il sistema costruttivo più comune nella piccola edilizia residenziale: lo troviamo nella maggior parte delle villette, dei condomini e degli edifici di pochi piani. Nonostante le tecnologie innovative e le nuove norme sull’efficienza energetica, questo sistema rimane molto diffuso perché offre affidabilità, permette una progettazione flessibile degli spazi e si adatta facilmente alle esigenze delle case moderne.

CICLO TECNOLOGICO DELLE COSTRUZIONI IN C.A.

Analisi del terreno

• Si studiano le caratteristiche del suolo per capire come fondare l’edificio in sicurezza

Progettazione

• Si definisce sia la parte resistente (fondazioni, pilastri, travi) sia la distribuzione degli ambienti e l’aspetto dell’edificio

Fondazioni e telaio

• Si costruiscono le fondazioni e la “gabbia” dell’edificio formata da pilastri e travi in cemento armato

Solai e chiusure

• Si realizzano i solai che separano i piani, poi i muri esterni e interni che dividono e chiudono gli spazi

Impianti e isolamento

• Vengono installati impianto elettrico, idrico e termico, e si applicano i materiali per migliorare l’efficienza energetica

Finiture e collaudo

• Si completano pavimenti, intonaci e infissi, e infine si verificano sicurezza e funzionalità dell’edificio prima della consegna

Gli elementi strutturali

Fondazioni

Sono la base dell'edificio e trasmettono tutti i carichi al terreno. Possono essere superficiali (plinti, travi di fondazione) o profonde (pali).

Pilastri

Sostengono i carichi verticali e li trasmettono alle fondazioni. Lavorano principalmente a compressione, ma devono anche resistere ai carichi orizzontali (vento, sisma).

Travi

Sostengono i carichi dei solai e li trasmettono ai pilastri. Lavorano principalmente a flessione. La loro dimensione dipende dalla luce da coprire e dai carichi da sostenere.

Solai

Sono gli elementi orizzontali che costituiscono i pavimenti e i soffitti. Oltre a sostenere i carichi verticali, hanno anche la funzione di collegare le strutture verticali, aumentando la rigidezza dell'edificio.

Edificioincementoarmato

Con tegole curve

Tetto

Solaio Trave Armatura in ferro

6| Attrezzi e macchine per l'edilizia

Nel cantiere edile si usano molti strumenti diversi, dai più tradizionali attrezzi manuali alle macchine moderne che velocizzano il lavoro. Ogni strumento ha una funzione specifica e contribuisce alla costruzione in modo preciso e sicuro. Conoscere i principali attrezzi e macchinari significa capire meglio come nasce un edificio e quali competenze richiede il lavoro in cantiere.

ATTREZZI

Cazzuola

Descrizione

È lo strumento tipico del muratore: serve per raccogliere, stendere e modellare la malta.

Spatola e frattazzo

Aiutano a lisciare intonaci e malte sulle superfici, ottenendo pareti regolari.

Livella a bolla

Permette di controllare che muri e superfici siano perfettamente orizzontali o verticali.

Filo a piombo

Serve per verificare la verticalità dei muri durante la costruzione.

MACCHINE

Metro e squadra

Sono indispensabili per misurare e tracciare linee precise.

Martello da carpentiere

Usato per piantare chiodi, assemblare casseforme e piccoli lavori di legno.

Seghetto e tronchese

Permettono di tagliare legno, piccoli tondini o altri elementi più piccoli.

Betoniera

Descrizione

Mescola automaticamente sabbia, cemento, acqua e ghiaia producendo il calcestruzzo.

Gru a torre

Serve per sollevare materiali pesanti come travi, pallet di mattoni o attrezzature.

Escavatore

Scava il terreno per realizzare fondazioni, trincee o movimenti di terra.

Martello demolitore (elettrico o pneumatico)

Utilizzato per rompere calcestruzzo o demolire parti di edifici.

Ponteggi

Non è una macchina, ma una struttura essenziale che permette ai lavoratori di operare in quota in sicurezza.

Sicurezza

Nel cantiere ogni operazione deve rispettare norme di sicurezza precise. I lavoratori indossano dispositivi di protezione individuale come casco, guanti e scarpe antinfortunistiche.

Le macchine devono essere usate solo da personale formato, e le aree pericolose devono essere segnalate chiaramente.

La sicurezza è fondamentale perché permette di lavorare senza rischi e di completare l’edificio in condizioni controllate.

7| Le infrastrutture

Le infrastrutture sono l’insieme delle opere e dei sistemi che permettono a una comunità di funzionare. Rappresentano la base dei trasporti, della comunicazione, della distribuzione delle risorse e dei servizi essenziali.

Scavi per mettere in opera tubazioni per il teleriscaldamento.

Prima di essere realizzate, richiedono una progettazione molto accurata che tiene conto del territorio, della sicurezza, dell’ambiente e delle necessità delle persone che le utilizzeranno.

Reti idriche e fognarie

Tra le infrastrutture più importanti ci sono quelle che gestiscono l’acqua. Gli acquedotti portano acqua potabile da sorgenti, pozzi o invasi fino alle case, alle scuole e agli edifici pubblici.

Le fognature, invece, raccolgono l’acqua usata e la trasportano agli impianti di depurazione, dove viene trattata prima di essere restituita alla natura. Una rete idrica efficiente è fondamentale per l’igiene e la salute della popolazione.

Strade e autostrade

Le strade collegano abitazioni, scuole, servizi, città e piccoli centri. Consentono di spostarsi ogni giorno con auto, autobus, bici o a piedi.

Le autostrade, progettate per traffici più intensi e a lunga percorrenza, permettono di attraversare regioni e Paesi in tempi brevi.

Una rete stradale ben progettata rende possibili il commercio, i trasporti e la vita quotidiana.

Ponti e viadotti

I ponti e i viadotti completano la rete stradale superando fiumi, vallate o altre infrastrutture. I viadotti, più lunghi e articolati, garantiscono collegamenti anche in territori complessi. Queste opere devono essere solide, sicure e durevoli, e spesso rappresentano vere sfide ingegneristiche.

Ferrovie

Le ferrovie permettono ai treni di spostare persone e merci in modo rapido ed ecologico. Collegano città vicine e lontane, facilitano i viaggi e riducono l’impatto ambientale rispetto al trasporto su gomma. Le linee a alta velocità hanno reso possibile percorrere lunghe distanze in tempi molto ridotti, cambiando le abitudini di mobilità.

Porti e aeroporti

Per gli spostamenti internazionali e per il commercio mondiale servono porti e aeroporti. I porti accolgono navi da trasporto e passeggeri e sono punti strategici per lo scambio di merci. Gli aeroporti permettono di raggiungere in poche ore città e Paesi lontani, rendendo più semplici viaggi, scambi commerciali e comunicazioni globali.

Reti elettriche

La rete elettrica è una delle infrastrutture più delicate. Trasporta l’energia prodotta nelle centrali fino agli edifici pubblici, alle abitazioni e alle industrie.

Stazione ferroviaria dell'alta velocità a Reggio Emilia.

Aeroporto di Heathrow, presso Londra.

Infrastrutture digitali

Accanto alle opere fisiche esistono le infrastrutture digitali, oggi indispensabili quanto strade e ponti.

Internet è una rete mondiale di server, cavi in fibra ottica e antenne che collega tra loro miliardi di dispositivi, permettendo di comunicare, studiare, lavorare e divertirsi a distanza.

Le reti telefoniche, sia mobili sia fisse, rendono possibile telefonare e inviare messaggi ovunque ci si trovi. Senza queste reti non potremmo utilizzare servizi quotidiani come la didattica online, la messaggistica, i navigatori o lo streaming.

Ponte Morandi a Genova crollato nel 2018 anche per carenza di manutenzione.

Manutenzione e monitoraggio delle infrastrutture

Una volta costruite, le infrastrutture non sono “finite per sempre”: devono essere controllate e curate con continuità per rimanere sicure e funzionanti. In un Paese come l’Italia, dove molte opere hanno diversi decenni di vita e sono esposte a rischi naturali come terremoti, frane e alluvioni, la manutenzione è una parte essenziale dell’ingegneria civile.

ƽ La manutenzione può essere ordinaria, fatta di piccole riparazioni e controlli regolari, o straordinaria, necessaria quando servono interventi più importanti o adeguamenti alle nuove norme. Sempre più diffusa è la manutenzione predittiva, che si basa sui dati raccolti da sensori e sistemi intelligenti per intervenire prima che si verifichi un guasto, riducendo costi, disservizi e rischi.

ƽ Il monitoraggio è diventato uno strumento indispensabile: sensori che misurano vibrazioni, deformazioni, temperatura, qualità dell’aria o livello dei fiumi permettono di “ascoltare” in tempo reale lo stato di salute delle opere. Droni, georadar e tecniche non distruttive consentono di eseguire ispezioni precise anche in punti difficili da raggiungere, aumentando la sicurezza degli operatori.

Prevenzione del dissesto idrogeologico

Un ruolo fondamentale riguarda anche la prevenzione del dissesto idrogeologico, che attraverso reti di sensori, sistemi di allerta e opere di difesa del territorio protegge infrastrutture e centri abitati da frane e alluvioni. Le nuove tecnologie digitali, come i Digital Twin, permettono di creare modelli virtuali delle infrastrutture per analizzare il loro comportamento, simulare scenari critici e migliorare la gestione nel tempo.

CICLO

TECNOLOGICO DELLE INFRASTRUTTURE

Analisi del territorio

• Si osservano le caratteristiche della zona: forme del paesaggio, altitudini, presenza di fiumi, strade e centri abitati

Studio del terreno

• Geologi e ingegneri analizzano la natura del suolo e delle rocce per capire se sono adatti a sostenere l’infrastruttura

Valutazione ambientale e dei vincoli

• Si studia l’impatto dell’opera su ambiente, paesaggio e su eventuali aree archeologiche da proteggere

Analisi dei flussi e delle esigenze

• Si valutano traffico, numero di utenti e bisogni della popolazione per stabilire dove e come realizzare l’opera

Progettazione tecnica

• Si definiscono tracciato, dimensioni delle strutture, materiali e impianti necessari per il funzionamento

Sicurezza e monitoraggio

• Si pianificano sistemi per controllare l’infrastruttura durante la costruzione e dopo l’apertura, garantendo sicurezza e manutenzione nel tempo

Green Corner

EDUCAZIONE CIVICA

1| Costruire in modo sostenibile

L'edilizia è responsabile di circa il 40% del consumo energetico mondiale e del 36% delle emissioni di CO2. Per questo motivo, costruire in modo sostenibile è diventata una necessità urgente per contrastare i cambiamenti climatici e preservare le risorse del pianeta.

Principi della bioedilizia

L’edilizia sta attraversando una fase di grande trasformazione. Le tecnologie più recenti stanno cambiando il modo in cui progettiamo e realizziamo gli edifici, rendendo le costruzioni più sicure, efficienti e rispettose dell’ambiente. L’innovazione riguarda i materiali, i metodi costruttivi e, sempre di più, gli strumenti digitali che accompagnano tutte le fasi del progetto, dalla prima idea fino alla gestione dell’edificio una volta terminato. In particolare, la bioedilizia si basa su alcuni principi fondamentali:

1. Uso di materiali ecocompatibili, naturali e rinnovabili: legno, paglia, terra cruda, sughero;

2. Efficienza energetica: riduzione dei consumi per riscaldamento e raffrescamento;

3. Integrazione con l'ambiente: rispetto del paesaggio e della biodiversità;

4. Salubrità degli ambienti: materiali non tossici e buona qualità dell'aria;

5. Gestione sostenibile dell'acqua: raccolta, riuso, depurazione naturale.

EDILIZIA

DI QUARTIERE

1. Infrastrutture del quartiere

Osserva e annota quante infrastrutture e tecnologie di servizio riesci a riconoscere nel tuo quartiere: strade, ponti, fermate degli autobus, tombini dell’acqua, cabine elettriche, antenne telefoniche.

Tornato in classe disegna una piccola mappa, scoprendo quanto siano presenti nella vita quotidiana. Poi scegline una e illustra alla classe le sue funzionalità.

2. Sensori al lavoro

Pensa agli oggetti e ai dispositivi che contengono semplici sensori (lampade che si accendono con il movimento, rubinetti automatici, termometri digitali ecc.).

Rifletti su come sensori simili possano essere usati nell'edilizia, nei ponti o nelle gallerie per controllare lo stato di salute delle strutture.

2| Certificazioni energetiche

Le certificazioni energetiche classificano gli edifici in base ai loro consumi. Il documento oggi fondamentale è l’Attestato di Prestazione Energetica (APE), che misura quanta energia consuma un edificio per essere riscaldato, raffrescato o per produrre acqua calda. Secondo la direttiva europea del 2026 abbiamo classi che vanno da A a G, ma il significato cambia:

• Classe A = emissioni “0”

Significa che un edificio in classe A deve avere emissioni operative pari a zero, cioè non deve produrre CO2 durante il suo uso normale (riscaldamento, raffrescamento, acqua calda). È il livello più alto e corrisponde agli edifici a emissioni nulle, basati su rinnovabili, isolamento molto elevato e impianti a altissima efficienza.

• Classe G = le peggiori prestazioni

La classe G identifica il 15% degli edifici più energivori del Paese. Sono quelli che consumano di più, disperdono molto calore e producono più emissioni. Sono gli edifici che la direttiva punta progressivamente a riqualificare.

In mezzo ci saranno le classi B, C, D, E e F, distribuite in modo più uniforme: ogni classe corrisponderà a uno “scaglione” di prestazione, rendendo la certificazione più comprensibile e confrontabile in tutta Europa.

3| Edilizia digitale

Una delle rivoluzioni più profonde dell’edilizia è quella digitale. Il BIM, acronimo di Building Information Modeling, permette di creare un modello digitale completo dell’edificio.

Non si tratta solo di un disegno in 3D, ma di una vera e propria “banca dati” che contiene informazioni su materiali, impianti, costi e manutenzione. Tutti i progettisti lavorano sullo stesso modello, riducendo errori e incompatibilità. Prima di costruire, è possibile “camminare” virtualmente nell’edificio per verificarne la funzionalità e simulare consumi energetici o comportamento strutturale.

Anche la stampa 3D sta cambiando il modo di costruire. Stampanti di grandi dimensioni possono realizzare pareti, moduli o addirittura piccole case, depositando strati di calcestruzzo o materiali naturali

Questo metodo permette di costruire in poco tempo, riducendo sprechi e ottenendo forme creative difficili da realizzare con tecniche tradizionali. È una soluzione particolarmente interessante per abitazioni d’emergenza dopo catastrofi o per edifici sperimentali.

Sensori, IoT e domotica

Un altro fronte in forte crescita riguarda i sensori che monitorano lo stato degli edifici in tempo reale.

Con la tecnologia IoT (Internet of Things) è possibile controllare vibrazioni, deformazioni, temperatura e qualità dell’aria.

Questi dati aiutano a prevenire guasti e a programmare interventi di manutenzione prima che si verifichino problemi, aumentando sicurezza e durata delle strutture.

Nelle abitazioni, invece, si stanno diffondendo sempre di più i sistemi di domotica, che regolano automaticamente luce, temperatura, sicurezza e consumi.

Gli ambienti diventano confortevoli e personalizzabili, e molte operazioni possono essere controllate tramite smartphone o assistenti vocali.

Tecnologie come la realtà virtuale e aumentata aiutano i progettisti a presentare i progetti e gli operai a installare gli impianti con maggiore chiarezza e precisione.

Intelligenza Artificiale nell'edilizia

L’Intelligenza Artificiale sta trasformando anche il mondo dell’edilizia. Grazie all’IA è possibile progettare edifici più efficienti, controllare meglio i cantieri e mantenere sicure le infrastrutture.

I software intelligenti analizzano grandi quantità di dati per proporre soluzioni più precise, ottimizzare materiali e consumi energetici e prevedere eventuali problemi strutturali.

Nei cantieri, l’IA aiuta a pianificare tempi e costi, riconoscere situazioni pericolose e coordinare macchinari automatici.

Le infrastrutture già costruite possono essere monitorate da sensori collegati a sistemi che “imparano” e segnalano in anticipo guasti o anomalie.

In questo modo l’Intelligenza Artificiale contribuisce a rendere l’edilizia più sicura, sostenibile e moderna.

Glossario

BIM (Building Information Modeling): metodo di progettazione e gestione degli edifici basato su un modello digitale 3D “intelligente”, che contiene anche informazioni tecniche (materiali, misure, costi, tempi, prestazioni energetiche, manutenzione). Il BIM permette a progettisti e imprese di lavorare in modo coordinato, riducendo errori e imprevisti lungo tutto il ciclo di vita dell’opera (dalla progettazione alla gestione).

Stampante 3D al lavoro per costruire una casa, depositando strati di calcestruzzo.

• www.ance.it

• www.edilportale.com

• www.mit.gov.it

• www.efficienzaenergetica.enea.it

Intelligenza Artificiale IA

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1| Il cruciverba dell’edilizia

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo! 1 2 4 3 5

Orizzontali

1. Metodologia di progettazione digitale

3. Materiale formato da cemento, sabbia, ghiaia e acqua

4. Elemento verticale che sostiene le travi Verticali

2 Sistema costruttivo con muri che sostengono l'edificio

5. Elemento strutturale orizzontale che sostiene i carichi

2| Anagrammi tecnologici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati all'edilizia:

a. LAZZE STRUCCO (formato da cemento, sabbia, ghiaia e acqua)

b. OIALOS (struttura orizzontale della casa)

c. DANEZOFOIA (base dell'edificio)

d. FRANE URTI TRUST (lo sono strade, ponti, ferrovie)

e. BEATE RINO (macchina per fare il calcestruzzo)

3| Memory dei materiali da costruzione

1. Cemento

2. Ghiaia

3. Mattoni

4. Calce

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

5. Sabbia

a. Laterizi

b. Leganti

c Inerti

Lab

Fasi di lavoro

1. Osservazioneeprogettazione

Ogni gruppo osserva le immagini di ponti e ne identifica le forme principali: arco, trave, traliccio. Su un foglio disegna un piccolo progetto del proprio ponte indicando lunghezza (circa 25–30 cm), forma scelta e punti di appoggio.

2. Costruzionedeglielementistrutturali

Si costruiscono le parti del ponte usando solo carta e cartoncino. Si può:

• piegare la carta a forma di trave a “U” o a “V” per renderla più rigida;

• arrotolare la carta per creare tubi resistenti;

• costruire un arco sagomando il cartoncino;

• ritagliare “triangoli” per formare un piccolo traliccio.

Costruire un ponte

In questo laboratorio sperimentiamo in pratica come la forma di una struttura, in questo caso un ponte, influenzi la sua resistenza. Il lavoro è a piccoli gruppi.

Materiali e attrezzi

• Fogli A4 di carta

• Cartoncino e cartone

• Nastro adesivo

• Forbici

• Pennarelli

• Piccole monete o gomme da usare come pesi

Discipline

• Arte e immagine

• Tecnologia

• Scienze

• Matematica

3. Assemblaggio della struttura

Le parti costruite vengono unite con nastro adesivo. Si fissa il ponte tra due banchi o su due scatole, controllando che sia stabile e in equilibrio prima della prova di carico.

4. Test di resistenza

A turno ogni gruppo aggiunge piccoli pesi al centro del ponte: una moneta alla volta. Si osserva quando iniziano a comparire deformazioni o cedimenti. Un/una componente del gruppo annota il numero di pesi sostenuti e la forma della struttura.

5. Confronto e dibattito

I gruppi discutono quali forme sono risultate più stabili e perché. Si verifica che l’arco lavora in compressione, il traliccio distribuisce meglio i carichi, le travi devono essere irrigidite.

Autovalutazione

1. Ho collaborato con il mio gruppo?

2. La struttura ha retto più del previsto?

3. Quale forma del ponte ha funzionato meglio e perché?

Ambiente costruito

L’essenziale

Edilizia e costruzioni

L’ambiente costruito comprende tutti gli edifici e le infrastrutture che utilizziamo ogni giorno: case, scuole, strade, ponti, reti idriche e digitali. Queste opere nascono dall’unione di materiali, tecniche, progettazione e nuove tecnologie che permettono di costruire in modo sicuro, funzionale e rispettoso dell’ambiente.

Tipologie edilizie

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Edilizia: costruire con tecnica e digitale

Le costruzioni si dividono in grandi categorie in base al loro uso: edifici residenziali (case, condomìni), commerciali (negozi e centri commerciali), pubblici (scuole, ospedali), industriali (capannoni, fabbriche), culturali e sportivi (musei, teatri, palestre), religiosi

Ogni tipologia ha funzioni, forme e spazi progettati per rispondere a esigenze diverse.

Sistemi costruttivi

L’Istituto Tecnico Tecnologico, con l’indirizzo Costruzioni, Ambiente e Territorio, è la strada più diretta per diventare tecniche e tecnici dell’edilizia. Anche gli indirizzi di Elettronica, Elettrotecnica e Informatica sono utili, perché oggi gli edifici usano impianti intelligenti e sistemi digitali. Dopo il diploma è possibile continuare all’università, scegliendo Architettura o Ingegneria Civile, oppure entrare negli ITS Built, che formano tecniche e tecnici specializzati molto richiesti dalle aziende. Nel settore lavorano donne e uomini, con professioni diverse e importanti. La/il geometra si occupa di rilievi e progettazione, l’ingegnera/l’ingegnere civile calcola e verifica la sicurezza di edifici e ponti, mentre le progettiste/i progettisti digitali usano il BIM anche per creare modelli 3D degli edifici. Ci sono anche esperte ed esperti di sostenibilità, che studiano materiali ecologici e soluzioni per costruire in modo più rispettoso dell’ambiente.

Gli edifici possono essere costruiti in modi diversi: muratura portante, telaio in cemento armato, strutture in acciaio e strutture in legno.

Materiali da costruzione

I materiali sono il “cuore” dell’edificio e si dividono in:

• Laterizi (mattoni e blocchi in argilla cotta)

• Leganti (cemento, calce, gesso)

• Inerti (sabbia, ghiaia, pietrisco)

Edifici in cemento armato

La maggior parte delle case moderne utilizza il telaio in cemento armato. Le fasi principali sono: analisi del terreno, progettazione, realizzazione delle fondazioni, montaggio del telaio con pilastri e travi, costruzione dei solai, chiusure verticali, impianti, isolamento e finiture.

Attrezzi e macchine del cantiere

In un cantiere si usano sia attrezzi tradizionali (cazzuola, frattazzo, livella, martello, seghetto) sia macchine moderne (betoniera, gru, escavatore, martellone). La sicurezza è fondamentale: caschi, guanti, scarpe e corretta segnalazione evitano incidenti e garantiscono un ambiente di lavoro protetto.

Infrastrutture

Le infrastrutture permettono alla società di funzionare: strade, ponti, ferrovie, porti, aeroporti, acquedotti, reti elettriche e infrastrutture digitali. La loro progettazione richiede attenzione a territorio, ambiente, sicurezza e bisogni della popolazione.

Edilizia sostenibile e certificazioni

L’edilizia deve ridurre consumi ed emissioni. La bioedilizia usa materiali naturali, riduce gli sprechi e rispetta il paesaggio. Le certificazioni energetiche (APE) classificano gli edifici dalla classe A (emissioni 0) alla G (peggiori prestazioni).

Lo scopo è costruire edifici più efficienti e riqualificare quelli più vecchi.

Abitazione e territorio

Pensa un po’...

Perché la tua camera ha quella forma e quelle dimensioni specifiche?

Conosci i nomi di tutti i mobili della tua casa?

Sai come arrivano l'elettricità e l'acqua nella tua abitazione?

CASA dolce casa

Ogni mattina ti svegli nella tua camera, fai colazione in cucina ed esci di casa per andare a scuola. Dietro a queste cose normalissime si nasconde un sistema tecnologico complesso.

La tua abitazione non è solo un riparo: è fatta di spazi progettati, impianti e materiali scelti con attenzione. Anche il tuo quartiere è il risultato di scelte urbanistiche che influenzano la qualità della vita. Casa e città mostrano come la tecnologia risponda ai bisogni fondamentali delle persone: sicurezza, comfort, socialità e rispetto dell’ambiente. Dalla progettazione di una stanza alla pianificazione urbana, ogni scelta ha effetti sulla nostra vita quotidiana e sull’ambiente che ci circonda.

INVESTIGATORI della casa

Prendi un quaderno e una matita. Cammina lentamente per la tua casa e annota:

• quante stanze ci sono e qual è la loro funzione principale (disegna una pianta);

• dove si trovano le prese elettriche e i punti luce;

• da dove arriva l'acqua (rubinetti, doccia, lavatrice);

• quali materiali riconosci (legno, ceramica, metallo, plastica).

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa concettuale

Abitazione e territorio

ABITAZIONE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere i diversi tipi di abitazione e comprendere l'organizzazione degli spazi abitativi in relazione alle funzioni e al comfort.

• Analizzare i principali impianti tecnologici domestici e il loro funzionamento integrato nell'abitazione.

• Comprendere i principi dell'urbanistica e della pianificazione territoriale per lo sviluppo sostenibile delle città.

Competenze

• Progettare semplici spazi abitativi utilizzando il disegno tecnico e valutando criteri di funzionalità ed ergonomia.

• Valutare soluzioni abitative e urbanistiche in base a criteri di sostenibilità, accessibilità e qualità della vita.

LEZIONE IN POWERPOINT

• Sistema tecnologico complesso

• Protezione, comfort, salubrità, funzionalità e sicurezza

TIPOLOGIE DELLE ABITAZIONI

• Casa unifamiliare, a schiera, condominio, abitazioni collettive, edilizia sociale, case tradizionali

UNITÀ ABITATIVA

• Zona giorno, zona notte, zona servizi, spazi di collegamento

ARREDAMENTO

• Soggiorno, cucina, camera da letto, bagno

IMPIANTI TECNICI

• Impianto elettrico

• Idrico

• Riscaldamento/raffrescamento

• Gas

URBANISTICA E TERRITORIO

• Organizzazione della città e PRG

• Smart home e smart city SOSTENIBILITÀ

1|L'abitazione

L'abitazione non è un semplice riparo: è un sistema tecnologico complesso progettato per soddisfare i bisogni fondamentali degli esseri umani della moderna società tecnologica. La casa è infatti l'insieme di spazi, impianti, materiali e tecnologie che garantiscono sicurezza, comfort e funzionalità. L'abitazione deve rispondere a diverse esigenze:

ƽ protezione: da condizioni atmosferiche, rumore, intrusioni;

ƽ comfort termico: mantenimento di temperature adeguate in ogni stagione;

ƽ salubrità: qualità dell'aria, illuminazione naturale, controllo dell'umidità;

ƽ funzionalità: organizzazione razionale degli spazi per le diverse attività quotidiane;

ƽ sicurezza: prevenzione di incendi, fughe di gas, incidenti domestici.

L'abitazione moderna integra numerose tecnologie: dall'isolamento termico ai sistemi di ventilazione, dagli impianti elettrici alla domotica. Ogni elemento è progettato per funzionare in armonia con gli altri, creando un ambiente che risponde alle esigenze degli abitanti.

nel TEMPO…

Evoluzione storica dell'abitare umano

Preistoria (fino al 3000 a.C.)

Leprimeabitazionieranorifuginaturali:grotte,riparisottoroccia,capannedi ramiefoglie.L'uomoimparòpoiacostruireleprimestrutturestabiliusando legno,pietreeargilla.

Antichità (3000 a.C. - 500 d.C.)

Nasconoleprimecittàorganizzate.IRomanisviluppanotecnologieinnovative: acquedottiperl'acquacorrente,termeperl'igiene,sistemidiriscaldamentoa pavimento(ipocausto),insulae(condomini)perospitarelapopolazioneurbana.

Medioevo (500 - 1500)

Leabitazionisidifferenzianoperclassesociale:castelliperinobili,caseagraticcioperimercanti,capannepericontadini.Nasconoiprimiregolamentiedilizinellecittàmedievali.

Rivoluzione industriale (1750 - 1900)

L'urbanizzazioneaumenta.Nasconoiquartierioperai,spessosovraffollatie insalubri.Sisviluppanonuovimateriali:ferro,acciaio,vetro.Arrivanoleprime retididistribuzionedelgasperl'illuminazione.

XX secolo

Elettricità,acquacorrenteefognaturediventanostandard.Sicostruiscono grattacieligrazieall'acciaioeagliascensori.L'architetturamodernaprivilegia funzionalitàeigiene.DopolaSecondaGuerraMondialesisviluppal'edilizia sociale di massa.

XXI secolo - Smart cities

Leabitazionidiventano"intelligenti"graziealladomoticaeall'Internetdelle Cose(IoT).Lacittàsitrasformain smart city,ecosistemidigitaliintegrati,con sensoripermonitoraretraffico,inquinamento,consumienergetici. L'obiettivoèlasostenibilitàelaresilienzaaicambiamenticlimatici.

Glossario

Abitazione: sistema tecnologicointegratodispazi, strutture e impianti destinato allaresidenzaumana.

Le prime case prefabbricate in legno risalgono agli anni ’40. Venivano spedite in pezzi e montate in poche ore.

Sensori,termostatiintelligenti eassistentivocalioggisono capacidiregolaretemperatura, luci e consumi in autonomia. Post-it

2| Tipologie delle abitazioni

Le abitazioni si classificano in base a diversi criteri: il numero di famiglie che ospitano, la modalità di costruzione, la destinazione d'uso, l'impatto ambientale.

1.

Casa unifamiliare isolata

Ospita un solo nucleo familiare e è completamente indipendente. Offre molta privacy ma richiede più territorio e maggior impegno energetico per abitante. Le versioni moderne includono isolamento avanzato, pannelli solari e sistemi di recupero dell’acqua piovana.

3.

Condominio

Edificio che contiene più appartamenti indipendenti. Ottimizza l’uso del territorio e permette di condividere ascensore, riscaldamento, spazi comuni e sistemi di sicurezza. Richiede però una gestione coordinata e attenzione all’isolamento acustico.

5.

Edilizia sociale

Garantisce abitazioni a persone o famiglie con reddito limitato. Utilizza tecnologie standardizzate per contenere i costi, mantenendo comunque livelli di comfort e qualità adeguati.

In ogni parte del mondo, ogni tipologia risponde a esigenze specifiche e utilizza tecnologie appropriate.

2.

Case a schiera

Sono abitazioni unifamiliari collegate tra loro lungo uno o due lati. Occupano meno suolo rispetto alla villetta isolata e mantengono buona efficienza energetica grazie alle pareti condivise. Offrono comunque autonomia e un piccolo spazio privato esterno.

4.

Abitazioni collettive moderne

Ospitano molte famiglie in strutture complesse, dotate di impianti centralizzati e spazi condivisi. Dal punto di vista tecnologico richiedono sistemi avanzati di sicurezza, antincendio, vie di fuga e una manutenzione coordinata delle parti comuni.

6.

Case tradizionali

Sono legate alla cultura e al clima di un territorio. Per esempio, la baita alpina è costruita in legno e pietra per resistere al freddo; la casa rurale italiana usa materiali locali come mattoni o tufo.

3| L'unità abitativa

L'appartamento

L'appartamento è l'unità base dell'abitazione collettiva. La sua progettazione deve ottimizzare lo spazio disponibile, garantire funzionalità e comfort, rispettare le normative di sicurezza e accessibilità.

Zona notte

Includecameredalettoeserviziigienici. Privilegialaprivacy,l'isolamentoacustico, ilcontrollodellaluce.Lecameredevono garantiresuperficieminimaperpersonae altezzaadeguataperilricambiod'aria.

Ogni ambiente ha caratteristiche tecniche specifiche legate alla sua funzione. La distribuzione degli ambienti in un appartamento segue principi funzionali consolidati.

VISUAL

Zona servizi

Comprendebagni,ripostigli, lavanderia.Concentragliimpianti idrauliciperottimizzarecostie manutenzione.Richiedeventilazione meccanicaeimpermeabilizzazione.

Spazi di collegamento

Sonocorridoi,ingressi,scaleinterne. Devonogarantirepercorsisicurie accessibili,conlarghezzeminime normate.L'ingressofiltrailrapporto tra interno ed esterno.

Zona giorno

Comprendesoggiorno,cucinaesaladapranzo. Richiedeampispazi,buonailluminazionenaturale, collegamentidiretticonl'esterno(balconi,terrazzi). Lacucinanecessitadiimpiantispecifici:elettrico potenziato,idraulico,gas,ventilazioneforzata.

Post-it

Ilmonolocale,èun’abitazionedipiccole dimensionicompostadaununicoambiente chesvolgepiùfunzioni.Èpensatoperuna oduepersoneerappresentaunasoluzione abitativaessenzialeedeconomica,tipicadelle areeurbane.

4| L'arredamento

L’arredamento di un appartamento non serve solo a “riempire gli spazi”: è ciò che rende una casa funzionale, comoda e adatta alle esigenze di chi ci vive. Ogni stanza ha mobili pensati per svolgere attività specifiche, ma tutti gli arredi condividono alcune caratteristiche essenziali: devono essere pratici, sicuri, facili da usare e adatti alle dimensioni dell’ambiente.

Ergonomia domestica e accessibilità

L'ergonomia domestica studia l'adattamento degli spazi alle caratteristiche fisiche e alle capacità degli abitanti. Gli elementi caratteristici dell'ergonomia sono:

ƽ Antropometria: dimensioni del corpo umano in diverse posizioni e movimenti. Determina altezze di piani di lavoro, profondità di armadi, larghezze di passaggio.

È lo spazio dedicato alla vita quotidiana e alla socialità. Qui troviamo il divano, progettato per offrire comfort. Il tavolino e il mobile TV completano l’area relax, mentre librerie e scaffali aiutano a organizzare libri e oggetti.

I mobili della zona giorno devono essere robusti e facili da pulire, perché vengono usati spesso.

Un soggiorno misura in genere tra 18 e 30 m², con una forma rettangolare o quadrata, per organizzare bene gli arredi. Le misure dei mobili sono:

• Divano: da 180 a 220 cm di larghezza per un divano a 3 posti; profondità 85–95 cm;

• Tavolino: 100–120 cm di lunghezza, 50–60 cm di larghezza, altezza 40–45 cm;

• Mobile TV: larghezza 120–180 cm, profondità 40–50 cm, altezza 50–60 cm;

• Librerie/scaffali: larghezza 60–100 cm per modulo, profondità 25–35 cm, altezza fino a 200–220 cm.

Mobili di arredo

La cucina è uno degli ambienti più tecnici della casa. Misura in genere 10-15 m² ma può essere più grande nelle case con zona giorno open space. Gli elementi principali sono i mobili contenitori, i piani di lavoro, il lavello e gli elettrodomestici integrati. Gli arredi devono essere resistenti al calore, all’umidità e ai detergenti. Gli spazi sono progettati per facilitare la preparazione dei pasti: ogni oggetto deve essere a portata di mano, e i percorsi tra fornelli, lavello e frigorifero devono essere comodi e sicuri.

• Moduli base con piano di lavoro: profondità 60 cm, altezza 85–90 cm, larghezza dei moduli 45–60–90 cm;

• Pensili: profondità 30–35 cm, altezza 60–96 cm, larghezza 30–90 cm;

• Lavello: larghezza 80–120 cm (a una o due vasche);

• Piano cottura: larghezza standard 60 cm; modelli più grandi 75–90 cm;

• Elettrodomestici: dimensioni varie, da catalogo.

SOGGIORNO

Mobili di arredo

CUCINA

ƽ Raggiungibilità: tutti gli elementi di uso frequente devono essere accessibili senza sforzi eccessivi. L'altezza ottimale per interruttori e prese è 90-110 cm da terra.

ƽ Sicurezza: prevenzione di cadute, urti, tagli. Pavimenti antiscivolo, spigoli arrotondati, illuminazione di sicurezza, maniglioni di sostegno.

Un buon progetto ergonomico rende la casa più comoda, inclusiva e facile da utilizzare per persone di tutte le età.

CAMERA DA LETTO

BAGNO

Accessibilità universale

L'accessibilità universale progetta spazi utilizzabili da persone con diverse abilità:

ƽ Eliminazione delle barriere architettoniche: rampe al posto di gradini, porte larghe almeno 80 cm, bagni accessibili.

ƽ Tecnologie di supporto: controllo vocale, sensori di movimento, sistemi di allarme visivi e sonori.

ƽ Flessibilità: spazi modificabili nel tempo.

Mobili di arredo

La camera da letto è pensata per il riposo. Il letto è l’arredo principale e deve garantire comfort e sostegno. Accanto a esso ci sono solitamente i comodini, utili per gli oggetti che servono prima di dormire, e l’armadio, che deve offrire abbastanza spazio per riporre vestiti e biancheria. Gli arredi della zona notte privilegiano materiali caldi e colori rilassanti. Le dimensioni standard per la camera da letto matrimoniale sono tra 14 e 18 m², mentre una camera singola si aggira tra 9 e 12 m². Le misure approssimative degli elementi principali sono:

• Letto matrimoniale: 160 × 190/200 cm;

• Letto singolo: 80–90 × 190/200 cm;

• Comodini: larghezza 40–50 cm, profondità 30–40 cm;

• Armadio: profondità standard 55–60 cm; larghezza da 180 a 300 cm per armadi a più ante; altezza 220–260 cm;

• Cassettiera (se presente): larghezza 80–120 cm, profondità 40–50 cm, altezza 80–100 cm.

Mobili di arredo

Il bagno è l’ambiente dedicato all’igiene personale e al benessere quotidiano. Deve essere pratico, sicuro e facile da pulire. Gli elementi principali sono il lavabo, i sanitari, la doccia o la vasca, oltre ai mobili contenitori che servono per riporre asciugamani e prodotti per la cura della persona. Le superfici devono resistere all’umidità e ai detergenti, mentre gli spazi sono progettati per garantire comfort e facilità di movimento. Un bagno misura solitamente tra 4 e 6 m².

Le misure approssimative degli elementi principali sono:

• Lavabo: larghezza 60–80 cm, profondità 45–50 cm; i modelli a colonna o sospesi sono più compatti.

• WC: lunghezza 50–55 cm, larghezza 35–40 cm;

• Bidet: dimensioni simili al WC (circa 55 × 35 cm);

• Doccia: piatto standard 70 × 90 cm o 80 × 120 cm. Nelle versioni più comode 90 × 120 cm o 100 × 140 cm;

• Vasca da bagno: 160–180 cm di lunghezza, 70–80 cm di larghezza.

5| Impianti tecnici

Gli impianti tecnologici sono il "sistema nervoso" dell'abitazione moderna. Distribuiscono energia, acqua, aria e informazioni, garantendo funzionalità, comfort e sicurezza. La loro progettazione integrata è fondamentale per l'efficienza e la sostenibilità dell'edificio.

CICLO TECNOLOGICO

DELL'IMPIANTO ELETTRICO

Contatore

Quadro elettrico

Linee di distribuzione

Prese e punti luce

Ritorno al generatore

• salvavita, interruttori

Utilizzo apparecchi

Impianto

Rete

Oggi la transizione energetica ha un ruolo sempre più centrale anche negli impianti domestici. L’uso di energie rinnovabili, come i pannelli solari, le pompe di calore e i sistemi di accumulo, sta cambiando il modo in cui le abitazioni producono e utilizzano l’energia.

elettrico

Prese elettriche

Contatore

Impianto elettrico

Pannelli fotovoltaici

Lampade

L’impianto elettrico porta l’energia in tutta la casa e permette di usare luci, prese ed elettrodomestici in modo sicuro.

ƽ Il contatore misura i consumi, mentre il quadro elettrico protegge l’impianto grazie agli interruttori che si disattivano se c’è un guasto.

ƽ I cavi scorrono dentro tubi nascosti nei muri e collegano prese, interruttori e punti luce. Ogni ambiente ha esigenze diverse: la cucina richiede più prese per gli elettrodomestici, il bagno deve essere ben protetto dall’umidità, le camere e il soggiorno hanno punti luce e prese per i dispositivi quotidiani.

ƽ La sicurezza è garantita dall’impianto di terra e dal salvavita, che interrompe la corrente in caso di problemi. Per risparmiare energia è utile scegliere lampade LED e apparecchi efficienti, oppure usare sistemi che regolano automaticamente luci e consumi. Gli impianti più recenti sono dotati di pannelli fotovoltaici e sistemi di accumulo dell'energia elettrica, che contribuiscono notevolmente al risparmio energetico.

Questi sistemi permettono di ridurre i consumi, integrare fonti pulite e rendere la casa più autonoma e meno impattante sull’ambiente.

La pompa di calore, in particolare, è una delle tecnologie che più influisce sulla classe energetica di un edificio: grazie alla sua elevata efficienza, aumenta le prestazioni

Impianto idraulico

Acqua potabile

Acquedotto

dell’impianto di riscaldamento e raffrescamento e contribuisce in modo significativo a migliorare l’indice energetico complessivo dell’abitazione.

Anche la gestione intelligente dei consumi, resa possibile dalla domotica, favorisce una casa più sostenibile e orientata al futuro.

CICLO TECNOLOGICO DELL'IMPIANTO IDRICO

Contatore

Impianto idrico

Pannelli solari

Sanitari

Arrivo acqua

Contatore e valvola

Distribuzione

• tubi caldo/freddo

Punti d'uso

• rubinetti, docce, WC

Scarico

VISUAL

L’impianto idrico (o idrosanitario) porta l’acqua potabile in tutta la casa e permette di scaricare correttamente le acque usate. Deve garantire igiene, comfort e un uso sicuro dell’acqua, soprattutto in cucina e nei bagni.

ƽ L’acqua arriva dall’acquedotto e passa attraverso contatori e valvole che regolano la pressione e permettono di interrompere il flusso in caso di lavori o emergenze.

ƽ Le tubazioni dell’acqua fredda e calda scorrono dentro pareti e pavimenti e raggiungono rubinetti, lavandini, docce, WC ed elettrodomestici come lavatrice e lavastoviglie.

ƽ Le tubazioni di scarico, più grandi, portano via le acque reflue verso la rete fognaria. Ogni bagno e ogni cucina sono progettati per avere i punti di acqua e scarico nella posizione corretta e con le giuste protezioni contro perdite e umidità.

La sicurezza e il corretto funzionamento dipendono dalla qualità dei materiali, dalla giusta pressione dell’acqua e dalla presenza di sifoni che impediscono il ritorno dei cattivi odori. L’efficienza dell’impianto migliora con rubinetti a risparmio idrico.

Fognatura

CICLO TECNOLOGICO DELL'IMPIANTO DI RISCALDAMENTO

Generatore

• caldaia, pompa di calore

Distribuzione

• tubi

Terminali

• radiatori, pavimenti radianti

Regolazione

• termostato, valvole

Ritorno al generatore

Impianto di riscaldamento

Split per aria condizionata

Riscaldamento stanze

Contatore gas

Contatore elettrico

Caldaia a gas

VISUAL

Split perariacondizionata

Caloriferi con aria calda

Impianto di riscaldamento, ventilazione, climatizzazione

L’impianto di riscaldamento, ventilazione e climatizzazione mantiene la casa alla temperatura giusta durante tutto l’anno, assicura un buon ricambio d’aria e contribuisce al comfort e alla salute degli ambienti interni. È un sistema composto da parti diverse che lavorano insieme per garantire calore in inverno, aria fresca in estate e aria pulita in ogni stagione.

ƽ Il riscaldamento può funzionare in modi diversi. Nelle case più moderne è sempre più diffusa la pompa di calore, che preleva energia dall’aria o dal terreno e la trasferisce all’interno con grande efficienza. In altri edifici può esserci una caldaia a gas o teleriscaldamento.

ƽ Il calore viene distribuito tramite radiatori, pavimenti radianti o ventilconvettori. Un impianto ben progettato permette di mantenere una temperatura uniforme e di ridurre i consumi energetici, influendo in modo diretto sulla classe energetica della casa.

ƽ La ventilazione è fondamentale per la qualità dell’aria. Nelle abitazioni recenti, dove gli infissi sono molto isolanti, può essere presente la ventilazione meccanica controllata (VMC), che rinnova costantemente l’aria interna filtrandola e recuperando parte del calore dell’aria in uscita. Ciò riduce umidità, muffe e allergeni, migliorando il benessere e l’efficienza del riscaldamento.

ƽ La climatizzazione estiva mantiene la casa fresca nei periodi caldi. Anche in questo caso la pompa di calore può funzionare in modalità raffrescamento, oppure si possono usare split e sistemi canalizzati che distribuiscono aria fredda nelle varie stanze.

VISUAL  Impianto del gas

Scaldabagno a gas

Contatore gas

Caldaia a gas Fornelli a gas

Impianto di utilizzo del gas

L’impianto del gas porta combustibile sicuro e controllato agli apparecchi che ne hanno bisogno, come la caldaia, il piano cottura e, in alcune abitazioni, lo scaldabagno o il forno. Il suo funzionamento corretto è fondamentale per garantire comfort, efficienza e, soprattutto, sicurezza.

ƽ Il gas arriva in casa tramite la rete di distribuzione o da un serbatoio esterno, passando attraverso il contatore, che misura i consumi, e una valvola che permette di interrompere l’erogazione in caso di emergenza.

ƽ Da qui partono le tubazioni che raggiungono gli apparecchi: possono essere in rame, acciaio o materiali idonei certificati e devono essere posate in modo da evitare urti, schiacciamenti e ristagni.

ƽ Gli apparecchi a gas devono avere un adeguato tiraggio dei fumi, che possono essere espulsi tramite canne fumarie. Ciò evita l’accumulo di prodotti della combustione negli ambienti e garantisce un funzionamento efficiente. Per cucine e bagni è importante la presenza di adeguate prese d’aria o sistemi di ventilazione che assicurino il ricambio. La sicurezza dell’impianto dipende soprattutto da una buona tenuta delle tubazioni e dei raccordi. Gli apparecchi moderni dispongono di valvole di blocco, sensori di fiamma e sistemi che interrompono l’erogazione del gas in caso di anomalie. Caldaie a condensazione, piani cottura a alta efficienza e una manutenzione regolare contribuiscono a utilizzare meno combustibile e a produrre meno emissioni.

CICLO TECNOLOGICO DELL'IMPIANTO DEL GAS

Arrivo gas

Contatore e valvola

Apparecchi

• caldaia, cucina

Ventilazione Scarico fumi

Utilizzo

Tubazioni

6| Urbanistica e territorio

L’urbanistica è la disciplina che studia e progetta l’organizzazione delle città e del territorio

Il suo compito è rendere gli spazi urbani funzionali, sicuri e piacevoli da vivere, tenendo conto dei bisogni delle

Grattacieli moderni e spazi verdi nel quartiere di Porta Nuova a Milano.

persone, della tutela dell’ambiente e dello sviluppo economico. Una buona urbanistica aiuta a costruire città sostenibili e capaci di affrontare le sfide future.

Come si organizza la città

Una città è un sistema complesso fatto di zone diverse che devono funzionare insieme

ƽ Le aree residenziali sono gli spazi della città dove si trovano le abitazioni. Possono essere formate da case singole, villette, piccoli condomìni o grandi palazzi: nelle zone meno popolate le case sono più distanziate e spesso circondate dal verde, mentre nei quartieri più densi gli edifici sono più vicini e alti. Qui si concentrano i servizi utili alla vita quotidiana, come scuole, negozi e spazi di incontro.

ƽ Le aree produttive sono invece dedicate al lavoro industriale, artigianale o logistico. In queste zone si trovano capannoni, magazzini, laboratori e infrastrutture di trasporto. Sono progettate per ridurre l’impatto sulle abitazioni, per questo spesso si trovano ai margini della città o in zone ben servite da strade e vie di comunicazione.

ƽ Le aree commerciali ospitano negozi, supermercati, centri commerciali, mercati e servizi utili ai cittadini. Sono zone molto frequentate, pensate per essere facilmente raggiungibili e collegate al trasporto pubblico. Qui si acquista ciò che serve, si incontrano persone, si passeggia tra vetrine e piazze.

ƽ Le aree direzionali comprendono uffici, sedi di istituzioni, banche e servizi amministrativi. In questi quartieri gli edifici sono spesso moderni, con servizi pensati per chi si muove per lavoro, come parcheggi, fermate del trasporto pubblico e percorsi pedonali sicuri.

Densità urbana e qualità della vita

La densità urbana, cioè il numero di persone che vivono in una certa area della città, è un elemento importante per la qualità della vita.

ƽ Nelle zone a alta densità tutto è più vicino e raggiungibile a piedi, ma allo stesso tempo si può creare rumore, traffico e una sensazione di affollamento.

ƽ Al contrario, nelle zone a bassa densità le case sono più distanziate, ci sono più spazi verdi e l’ambiente è più tranquillo. Spesso però si devono percorrere distanze maggiori per raggiungere i servizi, muovendosi in auto o con i mezzi pubblici.

ƽ Oggi si cerca sempre più di progettare quartieri “misti”, che combinano abitazioni, negozi, spazi verdi, scuole e luoghi di lavoro in un’unica area. In un quartiere misto molte attività quotidiane possono svolgersi a piedi o in bicicletta, riducendo il traffico e migliorando la qualità dell’aria.

Centro storico di Milano, con la Piazza del Duomo.

La forma della città

Ogni città ha una sua struttura. Il centro storico è la parte più antica, ricca di memoria e architettura.

Intorno si sviluppano i quartieri più moderni, progettati in modo più ordinato, e le periferie, spesso nate per rispondere velocemente alla crescita della popolazione.

Nelle grandi aree metropolitane i confini comunali non bastano più a rappresentare l’espansione urbana, che coinvolge più comuni vicini.

Servizi pubblici e qualità della vita

Una città funziona davvero solo se offre servizi accessibili a tutti.

Scuole, ospedali, uffici amministrativi, strutture sportive e spazi sociali devono essere distribuiti in modo equilibrato.

In Italia la legge stabilisce quante aree verdi, quanti parcheggi e quante strutture scolastiche devono essere presenti per ogni abitante.

Oggi si parla molto di “città dei 15 minuti”: un modello che vuole tutti i servizi essenziali raggiungibili a piedi o in bicicletta in un quarto d’ora, per ridurre traffico e migliorare la qualità della vita.

Strumenti urbanistici e gestione del territorio

Per organizzare e controllare lo sviluppo delle città esistono diversi strumenti urbanistici, che guidano le trasformazioni del territorio nel tempo. Il più importante è il Piano Urbanistico Comunale (PUC, spesso chiamato anche Piano Regolatore Generale - PRG). È il documento con cui un Comune decide come usare le diverse zone: dove costruire case, dove collocare i servizi, dove mantenere il verde e quali aree proteggere.

Accanto a questo esistono altri strumenti più specifici, come i piani di recupero per i centri storici, i piani di sviluppo per le nuove aree urbanizzate o i piani paesaggistici per tutelare gli ambienti naturali. Questi piani servono a gestire il territorio in modo ordinato, evitando costruzioni disordinate e proteggendo ambiente e paesaggio. La gestione del territorio non riguarda solo dove si costruisce, ma anche come si mantengono le infrastrutture, come si proteggono le zone naturali e come si prevengono i rischi ambientali, come frane e alluvioni.

CICLO TECNOLOGICO DELLA PROGETTAZIONE URBANISTICA

Progettazione urbanistica

• Osservazione di com’è fatto il territorio: case, strade, servizi, problemi

Raccolta dei bisogni

• Ascoltare cosa serve ai cittadini: sicurezza, verde, collegamenti, servizi

Idee di progetto

• Immaginare soluzioni: nuove aree, percorsi, edifici, spazi pubblici

Verifica della sostenibilità

• Controllare che le idee siano sicure, ecologiche e utili a tutti

Approvazione

• Il Comune valuta e autorizza il progetto

Realizzazione

• Si costruiscono o risistemano strade, parchi, servizi, edifici

Controllo e manutenzione

• Si verifica nel tempo se tutto funziona bene e si fanno eventuali migliorie

Piano Regolatore Generale (PRG): strumento urbanistico che definisce l'assetto e l'organizzazione del territorio comunale.

Dettaglio del PRG del centro di Roma.

Green Corner

1| Smart home e smart city

Le abitazioni intelligenti rappresentano il nuovo passo dell’edilizia verso un futuro più efficiente e rispettoso dell’ambiente.

Le case moderne sono progettate per consumare meno energia, offrire maggiore comfort e contribuire alla qualità della vita di chi le abita. Al tempo stesso anche le città stanno cambiando, diventando più verdi, più resilienti e più attente al benessere delle persone.

Case che imparano e si adattano

Nelle i sensori hanno un ruolo fondamentale: sono come gli “occhi e le orecchie” della casa.

SMARTCITY

1. Disegna la tua stanza

mini LAB

Osservalatuacameraedisegnaunapiccolapiantavistadall’alto.Indicadovesi trovanoporta,finestraemobiliprincipali. Provaacapireseglispazisonocomodi: riuscirestiamuovertifacilmente?

Puoitrovareunadisposizionedeimobili piùfunzionale?

2. Zona giorno o zona notte?

Ritagliadaungiornaleocercaonline immaginidistanze(cucina,bagno,camera,soggiorno).Incollalesuunfoglio dividendolein“Zonagiorno”,“Zonanotte”e“Zonaservizi”.Spiegaperchélehai messeinquelgruppo.

3. Il verde nella mia città

Pensa al percorso tra casa e scuola: quanteareeverdiincontri?Disegnauna mappasemplicedeltragittoesegnaalberi,aiuole,parchiospaziombreggiati. Rifletti:basterebberoperrinfrescarela zonainestate?

Misurano temperatura, umidità, qualità dell’aria e quantità di luce, così gli impianti possono regolare automaticamente riscaldamento, ventilazione e illuminazione.

Altri sensori riconoscono la presenza delle persone e attivano solo ciò che serve, evitando sprechi. I sensori di sicurezza avvertono in caso di fumo, gas o allagamenti, proteggendo gli abitanti.

IA nelle nostre case

L’Intelligenza Artificiale permette alla casa di imparare le abitudini delle persone, capire quando le stanze vengono usate e anticipare i cambiamenti del meteo. In questo modo regola gli impianti nel momento più opportuno e riduce i consumi senza diminuire il comfort.

Se l’abitazione produce energia con pannelli solari o la conserva in batterie, può decidere quando usarla, quando accumularla o quando restituirla alla rete elettrica.

Materiali che rispettano l’ambiente

Per costruire edifici sostenibili è importante scegliere materiali che abbiano un basso impatto ambientale.

Oggi si usano sempre più spesso materiali naturali come legno certificato, fibra di legno, sughero, canapa e lana di pecora, che isolano bene e sono riciclabili.

Anche la terra cruda, il calcestruzzo riciclato, l’acciaio da recupero e vernici speciali che riflettono il calore aiutano a ridurre i consumi energetici. Vetri che si scuriscono da soli o materiali che accumulano calore rendono gli ambienti interni più stabili e confortevoli.

Città resilienti e più verdi

Le città devono affrontare sfide come ondate di calore, piogge intense e inquinamento. Per questo si stanno sviluppando nuovi modi di gestire l’ambiente urbano.

Tetti verdi, pareti vegetali e pavimentazioni drenanti aiutano a assorbire l’acqua piovana e a rinfrescare gli spazi. I giardini della pioggia migliorano il drenaggio, mentre le aree alberate riducono il calore estivo e rendono l’aria più pulita.

I sistemi di allerta basati su sensori e modelli meteorologici permettono alle città di prepararsi a eventi estremi, mentre i materiali riflettenti e i corridoi verdi migliorano la ventilazione e riducono le temperature nelle strade.

Mobilità sostenibile per città più vivibili

Una parte importante dell’inquinamento urbano è causata dagli spostamenti quotidiani. Per ridurre traffico ed emissioni molte città stanno potenziando metropolitane, tram e autobus elettrici. Le piste ciclabili permettono di muoversi in modo sicuro senza usare l’auto, mentre monopattini e biciclette elettriche rendono più rapidi gli spostamenti brevi.

Anche l’auto elettrica sta diventando più diffusa grazie alle colonnine di ricarica e ai servizi di car sharing

In alcune città la ricarica proviene da energia rinnovabile, rendendo il sistema ancora più pulito.

Il valore del verde urbano

Il verde urbano è essenziale per la salute dell’ambiente e delle persone. Gli alberi assorbono anidride carbonica, filtrano l’aria e producono ossigeno. Parchi e giardini rinfrescano l’ambiente e trattengono l’acqua piovana, riducendo il rischio di allagamenti. I grandi parchi offrono

Smart city

spazi per muoversi, giocare e stare all’aria aperta, mentre i piccoli giardini di quartiere sono luoghi vicini alle case dove gli abitanti possono incontrarsi e rilassarsi.

Le alberature lungo le strade proteggono dal sole e rendono le passeggiate più piacevoli. Negli ultimi anni si stanno diffondendo anche tetti verdi e pareti vegetali, che portano la natura sugli edifici quando lo spazio a terra non è sufficiente.

Verso la smart city

Grazie all’urbanistica, alle tecnologie digitali e alla crescente attenzione all’ambiente, le città stanno diventando luoghi più sicuri, più accoglienti e più sostenibili: vere e proprie smart city.

Una buona progettazione permette di muoversi facilmente, respirare aria più pulita, trovare servizi vicini e vivere in edifici confortevoli. La città del futuro sarà un ambiente capace di affrontare le sfide climatiche, migliorare la qualità della vita e offrire nuove opportunità per chi la abita.

test Play

1|

Il cruciverba di abitazione e territorio

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

Orizzontali

4. Sistema tecnologico integrato di spazi, strutture e impianti destinato alla residenza umana

5. Interruttore differenziale che scatta automaticamente quando rileva dispersioni di corrente verso terra, proteggendo dalle scosse elettriche

Verticali

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo! 1 2 4 3 5

1. Rapporto tra energia utile prodotta ed energia primaria consumata, espresso in percentuale

2. Organizzazione e collegamento degli spazi interni di un'abitazione attraverso corridoi, disimpegni e aperture

2| Anagrammi tecnologici

3. Piano urbanistico generale che definisce l'organizzazione complessiva di un'area di sviluppo

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alla casa:

a. TRAMAPPANETO (spazio abitativo)

b. DICOTOMA (automazione domestica)

c. IMPARLANTEI (rappresentazione tecnica)

d. OBIETENSILS (rispettoso dell'ambiente)

e. ALINERIZIS (capacità di adattamento)

3| Memory dei mobili e delle stanze della casa

1. Comodino

2. Bidet

3. Fornelli

4. Divano

5. Armadio

a. Zona giorno

b Zona notte

c. Zona servizi

Lab

Fasi di lavoro

1. Caratteristiche dell'appartamento da progettare

Superficiemassima:100m².Devecontenere:ingresso,cucina,soggiorno,ripostiglio(2-3m²),1bagno,1cameradalettosingola(oa2letti),1 camera matrimoniale.

2. Scala del disegno

Puoiscegliere:

• 1:20(1cm=20cmreali)

• 1:25(1cm=25cmreali;piùfacilepermobili)

Esempio:unlettoda160cmdiventa:

• 8cmascala1:20

• 6,4cmascala1:25.

Progettare un appartamento

In questo LAB progettiamo un appartamento funzionale, seguendo i principi studiati nel capitolo: distribuzione degli spazi, ergonomia, misure reali dei mobili e corretto uso delle scale. Imparerai a leggere e produrre una planimetria, rispettando la superficie massima di 100 m

Esempiodiappartamentoarredato.L'usodelcoloredefiniscemeglio gliambienti.Nellecamerec'èunacabinaarmadio.Quièinserito ancheunlocalelavanderia:riesciaindividuarlo?

3. Organizzazione degli spazi

attrezzi

Materiali e

• FogliodadisegnoA3oA2

• MatiteHBe2H,gomma,rigae squadre

• Cartamillimetrata(facoltativa)

• OppuresoftwareCAD:Tinkercad oAutoCADLT

• Schedaconmisuredeimobili

Discipline COINVOLTE

• Arteeimmagine

• Tecnologia

• Matematica

• Informatica

Ispiratiaicriteridescrittinelcapitolo,posizionandolazonagiornovicinoall’ingresso,lazonanotteinposizionepiùtranquillaeriservata. Collocabagnoecucinaviciniperridurreletubazioni(zonaservizi). Definiscilaformadell’appartamentoeledimensioniprincipali.

4. Disegno della pianta

Disegnailperimetroesterno,poitraccialeparetiinterne(spessoreconsigliato10cm).Aggiungiporte(larghezzaminima80cm)efinestre. Inseriscidisimpegno/ingressocomespaziodicollegamento.

5. Versione digitale (opzionale)

RiproducilatuapiantaconTinkercad(facile,intuitivo)oAutoCADLT (peripiùesperti).Ricrealestanzeeimportaodisegnaimobiliinscala, usandosemplicifiguregeometriche.

Autovalutazione

1. Horispettatolascalaelemisurerealideimobili?

2.Glispazisonofunzionaliecoerenticonzonagiorno,notteeservizi?

3. L’appartamentorientranei100m²erispettaergonomiaeaccessibilità?

Abitazioneeterritorio

L’essenziale

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Perlavorarenelsettoredellacasa edellacittàsipossonoseguire diversipercorsi:gliIstituti Tecnici, soprattutto Costruzioni,Ambiente e Territorio o Elettronica ed Elettrotecnica,gliITS Academy –ITS Build,cheformanotecniche etecnicispecializzati,epoile universitàdiArchitettura e Ingegneria. Leprofessionipiùimportanti riguardanolaprogettazione, letecnologieelasostenibilità. L’architetta/l’architettoprogetta edificiespaziurbani;l’ingegnera/ l’ingegnere edile si occupa delle struttureedegliimpianti;la/il designer di interniorganizzagli spazidellacasa; l’esperta/l’esperto in domotica installa sistemi intelligentiperrenderegliedifici piùefficienti.Èunsettoreinforte crescita,doveservonocompetenze tecniche,creativitàeattenzione all’ambiente.  Academy

Casa e città: progettare il futuro

Abitazione e territorio

L’abitazione non è solo un riparo, ma un vero sistema tecnologico composto da spazi, impianti e materiali progettati per offrire sicurezza, comfort e funzionalità. Una casa deve proteggere dal clima e dai rumori, garantire una temperatura piacevole, una buona qualità dell’aria, spazi organizzati e sicurezza contro incendi e incidenti domestici.

Tipi di abitazioni

Esistono diverse tipologie: case unifamiliari, case a schiera, condomini, abitazioni collettive, edilizia sociale e case tradizionali. Ogni tipologia risponde a bisogni diversi, dal massimo della privacy alla condivisione di spazi e impianti.

Gli spazi dell’appartamento

L’appartamento è organizzato in tre zone principali (p. 245) :

• Zona giorno: soggiorno, sala da pranzo e cucina, con spazi luminosi e collegamenti con l’esterno.

• Zona notte: camere da letto, progettate per privacy e silenzio.

• Zona servizi: bagni, ripostigli, lavanderia, dove si concentrano gli impianti. Corridoi e ingressi collegano tutte le stanze.

Arredare in modo funzionale

L’arredamento rende la casa comoda e facile da usare. Ogni stanza ha mobili con misure e funzioni precise. Si applicano i principi dell’ergonomia domestica: spazi adatti al corpo umano, sicurezza, accessibilità e facilità d’uso.

Gli impianti tecnici

• Impianto elettrico: porta energia a luci e prese, con protezioni come salvavita e messa a terra.

• Impianto idrico: distribuisce acqua potabile e scarica le acque reflue.

• Riscaldamento e climatizzazione: mantengono la temperatura ideale e ricambiano l’aria; includono caldaie, pompe di calore, radiatori e ventilazione meccanica.

• Impianto del gas: alimenta caldaie e piani cottura, con tubazioni sicure e sistemi anti-perdite.

L’uso di energie rinnovabili (pannelli solari, pompe di calore) migliora efficienza e sostenibilità.

Che cos’è l’urbanistica

L’urbanistica studia e organizza la struttura delle città, divisa in zone residenziali (abitazioni e servizi vicini), produttive (industrie e laboratori), commerciali (negozi e supermercati), direzionali (uffici e istituzioni).

Smart home e smart city

Le nuove abitazioni usano sensori, domotica e intelligenza artificiale per regolare temperatura, illuminazione e consumi energetici. Le città adottano tetti verdi, pareti vegetali, sistemi di drenaggio, mobilità elettrica e trasporti più sostenibili.

17 Trasporti e logistica

Pensa un po’...

Pensa un po’...

Come fa un pacco ordinato online ad arrivare a casa tua in pochi giorni?

Perché alcuni mezzi di trasporto inquinano più di altri?

Come fanno gli aerei a volare nonostante il loro peso?

DALLA RUOTA all'astronave

Ogni mattina, molto presto, inizia una frenetica danza di movimentazione che coinvolge milioni di persone e merci in tutto il mondo. Il latte che bevi a colazione ha viaggiato dalla fattoria al supermercato e tu stesso ti sposti da casa a scuola utilizzando uno dei tanti sistemi di trasporto disponibili.

Logistica e trasporti rappresentano il sistema circolatorio della nostra società: permettono alle persone di spostarsi, alle merci di raggiungere i consumatori e alle idee di diffondersi.

Senza i trasporti, le nostre città sarebbero isole isolate e la vita moderna come la conosciamo non esisterebbe.

INVESTIGATORI dei trasporti

Per una settimana, tieni un diario dei tuoi spostamenti annotando:

1. Mezzo di trasporto utilizzato.

2. Distanza percorsa (stimata).

3. Tempo impiegato.

4. Numero di persone trasportate (oltre a te).

5. Eventuale trasporto di oggetti o merci.

Raccogli anche informazioni sui trasporti che osservi intorno a te: autobus, camion, treni, aerei che vedi passare. Alla fine della settimana, confronta i tuoi dati con quelli dei compagni per creare una mappa della mobilità della vostra zona.

Flipped Classroom

VIDEO INTRODUTTIVO

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la tua mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere e classificare i diversi sistemi di trasporto analizzando le loro caratteristiche tecniche e funzionali.

• Comprendere il funzionamento delle reti logistiche e l’importanza dell’ottimizzazione dei flussi di merci e persone.

• Valutare l’impatto ambientale dei trasporti e identificare soluzioni per una mobilità più sostenibile.

Competenze

• Saper progettare semplici percorsi di trasporto considerando efficienza, costi e sostenibilità ambientale.

• Sviluppare consapevolezza critica sui problemi della mobilità urbana e proporre soluzioni innovative.

Trasporti e logistica

LEZIONE IN POWERPOINT

CLASSIFICAZIONE DEI TRASPORTI

• Via terra (strade, ferrovie)

• Via acqua (mari, fiumi, laghi)

• Via aria (aeroporti, rotte aeree)

EDUCAZIONE E SICUREZZA STRADALE

• Pedoni

• Ciclisti

• Segnaletica

LOGISTICA

• Catena logistica

• Magazzino automatico

• Ottimizzazione flussi

MOBILITÀ SOSTENIBILE

• Veicoli elettrici

• Trasporto pubblico intelligente

• Economia circolare

1|Trasporti e logistica

I mezzi di trasporto sono tutti i veicoli che servono per spostare persone o merci: automobili, autobus, treni, navi, aerei, biciclette.

Per funzionare, questi mezzi hanno bisogno di infrastrutture, cioè strade, ferrovie, porti, aeroporti e stazioni che collegano i diversi luoghi.

La logistica è invece l’organizzazione dei trasporti: stabilisce come, quando e dove far viaggiare le merci nel modo più veloce, sicuro ed economico possibile.

È come il “cervello” del sistema dei trasporti: coordina tutto per far arrivare ogni cosa nel posto giusto, al momento giusto.

Capire come funzionano trasporti, infrastrutture e logistica aiuta a comprendere l’importanza di un mondo sempre più connesso e sostenibile.

Glossario

Infrastrutture: opere e servizi che permettono il funzionamento dei trasporti.

Logistica: attività di organizzazione e coordinamento per trasportare e consegnare prodotti nel modo più efficiente, rapido e sicuro possibile.

In Mesopotamia e in Egitto

Tutto ebbe inizio circa 3500 anni prima di Cristo, quando in Mesopotamia venne inventata la ruota, una delle più grandi innovazioni della storia. Grazie a essa fu possibile costruire i primi carri, che resero più facile lo spostamento di persone e merci.

Pochi secoli dopo, intorno al 2500 a.C., gli Egizi realizzarono le prime imbarcazioni a vela, che permisero di navigare lungo il Nilo e sui mari vicini, aprendo la strada ai commerci marittimi.

La Rivoluzione industriale

Molti millenni più tardi, durante il XVIII secolo, la rivoluzione industriale cambiò radicalmente i trasporti con l’invenzione della macchina a vapore. Nascevano così le ferrovie e la navigazione a vapore, che collegarono città e continenti come mai prima. Nel XIX secolo, il progresso proseguì rapidamente:

• nel 1825 entrò in funzione in Inghilterra una ferrovia per passeggeri;

• nel 1885, in Germania, fu costruita la prima automobile a motore;

• nel 1903, negli Stati Uniti, i fratelli Wright effettuarono il primo volo motorizzato della storia.

Da allora, i mezzi di trasporto si sono evoluti in modo sorprendente. Nel 1957 venne lanciato il primo satellite artificiale, segnando l’inizio dell’era spaziale, e nel XX secolo il motore a combustione interna rese possibile la diffusione su larga scala dell’automobile e dell’aviazione.

I trasporti oggi

Oggi siamo nel pieno di una nuova rivoluzione dei trasporti. I veicoli elettrici stanno progressivamente sostituendo quelli a combustione, i sistemi di guida autonoma promettono maggiore sicurezza, e si sperimentano nuove forme di mobilità, come i droni per il trasporto di merci e persone.

Le sfide del futuro riguardano soprattutto la riduzione dell’inquinamento, la gestione del traffico nelle città e il collegamento efficiente tra aree lontane del pianeta. L’intelligenza artificiale e l’analisi dei big data stanno diventando strumenti essenziali per rendere i trasporti più rapidi, sicuri e sostenibili.

Il servizio di consegna pacchi a domicilio in Italia fu introdotto nel 1881 dalle Regie Poste.

di pacchi di varia dimensione.

Ogni giorno, in Italia, vengono consegnati circa 3 milioni

2| Classificazione dei trasporti

I sistemi di trasporto si possono classificare secondo diversi criteri.

Il più comune è quello basato sull’ambiente in cui si muovono i veicoli: terra, acqua e aria. Ogni modalità ha caratteristiche specifiche che la rendono più adatta a determinati tipi di trasporto.

Classificazione per modalità

ƽ Trasporto terrestre: include tutti i veicoli che si muovono su strade, ferrovie o altri percorsi terrestri. È il più diffuso per brevi e medie distanze e per il trasporto urbano.

ƽ Trasporto acquatico: utilizza fiumi, laghi, mari e oceani. È molto efficiente per il trasporto di grandi quantità di merci su lunghe distanze, ma generalmente più lento.

ƽ Trasporto aereo: il più veloce per lunghe distanze, ma anche il più costoso e con maggiore impatto ambientale per unità trasportata. Per i passeggeri, tuttavia, talvolta l’aereo è più conveniente del treno.

Criteri di scelta

Quando dobbiamo scegliere come trasportare persone o merci, consideriamo diversi fattori:

ƽ Distanza: per brevi distanze preferiamo mezzi flessibili come l’automobile, per lunghe distanze mezzi più efficienti come treni o aerei.

ƽ Velocità richiesta: se abbiamo fretta scegliamo l’aereo, se il tempo non è un problema possiamo usare la nave.

ƽ Costo: il trasporto aereo è generalmente il più costoso, quello marittimo il più economico per grandi quantità.

ƽ Tipo di carico: merci fragili richiedono trasporti più delicati, merci pesanti mezzi con grande capacità di carico.

ƽ Impatto ambientale: vanno favoriti mezzi elettrici o con minori emissioni per unità trasportata.

La combinazione di più mezzi di trasporto (intermodalità) spesso rappresenta la soluzione ottimale, permettendo di sfruttare i vantaggi di ciascuna modalità.

Trasporto terrestre

Automobile, autobus, treno, camion, bicicletta

Strade e ferrovie

Trasporto acquatico Nave, traghetto, chiatta, aliscafo Mari, fiumi, laghi

Spostamenti flessibili, capillari, rapidi su brevi e medie distanze

+ Flessibile e diffuso

− Traffico e inquinamento

Trasporto aereo Aereo di linea, cargo, elicottero, drone Aria e rotte aeree

Ideale per grandi quantità di merci e lunghi tragitti

Altissima velocità, adatto a merci urgenti o passeggeri su lunghe distanze

+ Economico per merci

− Lento, dipende dalle condizioni meteo

Trasporto intermodale

Treno + camion, nave + aereo

Combinazione di più ambienti

Utilizza più mezzi per lo stesso viaggio

+ Molto veloce

− Costoso e con forte impatto ambientale

+ Efficiente e sostenibile

− Richiede infrastrutture complesse

3| Trasporti via terra

Il trasporto terrestre è il più utilizzato nella vita quotidiana. Include sia il trasporto su strada (automobili, autobus, camion, motocicli) sia quello su rotaia (treni, metropolitane, tram).

Trasporto su strada

Le strade rappresentano la rete di trasporto più capillare. Permettono di raggiungere praticamente ogni punto del territorio, offrendo la massima flessibilità negli spostamenti. I veicoli stradali si differenziano per:

ƽ Capacità: dalle motociclette che trasportano 1-2 persone agli autobus che possono trasportarne oltre 100.

ƽ Utilizzo: veicoli privati per uso personale, veicoli commerciali per trasporto merci, mezzi pubblici per trasporto collettivo.

ƽ Alimentazione: motori a benzina, diesel, elettrici, ibridi, a gas. Ogni tipo ha vantaggi e svantaggi in termini di prestazioni, costi e impatto ambientale.

Trasporto su rotaia

I treni viaggiano su binari fissi ma offrono vantaggi importanti: possono trasportare molte persone o grandi quantità di merci, consumano meno energia per unità trasportata e producono meno inquinamento.

ƽ Treni regionali: collegano città vicine, con fermate frequenti.

ƽ Treni a alta velocità: raggiungono oltre 300 km/h, collegano città lontane in tempi competitivi con l’aereo.

ƽ Treni merci: trasportano container, automobili, materie prime su lunghe distanze.

Sistemi di propulsione

L’evoluzione dei sistemi di propulsione sta trasformando il trasporto terrestre:

ƽ Motori a combustione interna: bruciano benzina o gasolio (diesel) per produrre movimento. Sono efficienti ma producono emissioni inquinanti.

ƽ Motori elettrici: utilizzano energia elettrica immagazzinata in batterie. Non producono emissioni locali ma il processo di produzione dell'elettricità nelle centrali potrebbe produrre molte emissioni.

Il primo semaforo della storia fu installato a Londra nel 1868 e funzionava a gas. Esplose dopo poche settimane ferendo il poliziotto che lo azionava!

ƽ Sistemi ibridi: combinano motore a combustione e motore elettrico per ottimizzare consumi ed emissioni. Le infrastrutture stradali e ferroviarie richiedono manutenzione costante e investimenti continui per garantire sicurezza ed efficienza. I sistemi di controllo del traffico utilizzano sempre più tecnologie digitali per ottimizzare i flussi e ridurre i tempi di percorrenza.

Bicicletta

La bicicletta è un mezzo di trasporto su terra che permette di spostarsi in modo rapido e autonomo su brevi distanze. Utilizza la forza muscolare o l’energia elettrica, nel caso della bici a pedalata assistita. Le bici elettriche moderne regolano automaticamente la spinta del motore in base allo sforzo del ciclista.

È un mezzo ecologico, non produce emissioni e favorisce la salute. Le bici elettriche hanno un impatto maggiore per le batterie.

Bicicletta:strutturaecomponenti principali

Punto di appoggio del ciclista, garantisce comfort e postura corretta.

Telaio

Ruote

Permettono il movimento e mantengono l’equilibrio; gli pneumatici aderiscono al suolo.

Struttura portante della bici, collega tutte

Manubrio e freni

Il manubrio serve per dirigere la bicicletta e mantenere il controllo. I freni permettono di rallentare o fermarsi in sicurezza.

Catena

Trasmette il movimento dai pedali alla ruota posteriore, mettendo in moto la bici.

CICLO TECNOLOGICO

DELLA BICICLETTA

Progettazione

• Studio della geometria del telaio e dei materiali per comfort e sicurezza

Produzione

• Costruzione del telaio e montaggio dei componenti

Distribuzione e uso

• Venduta nei negozi o online; usata per spostamenti urbani o sportivi

Manutenzione

• Controllo di freni, catena, gomme e batteria (se elettrica)

Riciclo o smaltimento

• Telaio e parti metalliche riciclabili; batterie raccolte separatamente.

Pedali

Trasferiscono la forza delle gambe alla catena per muovere le ruote.

Sella

Monopattino elettrico

Il monopattino elettrico è un mezzo di trasporto leggero e pratico, sempre più diffuso nelle città. È pensato per brevi spostamenti e permette di muoversi in modo rapido, silenzioso e senza inquinare.

La sua struttura è formata da un telaio in alluminio o acciaio, che sostiene tutte le parti principali. Sulla parte inferiore del telaio si trova la pedana, dove il conducente appoggia i piedi durante la guida. Nella parte anteriore è montato il manubrio, che serve per dirigere il monopattino e contiene anche i comandi di accelerazione e di frenata.

Le ruote sono due, una davanti e una dietro, e possono essere di dimensioni diverse a seconda del modello. Il cuore del monopattino è il motore elettrico, che trasforma l’energia della batteria in movimento. Il motore è generalmente collocato nella ruota posteriore o nel mozzo anteriore. La batteria, spesso agli ioni di litio, è ricaricabile e può essere rimossa o collegata a una presa elettrica per la ricarica.

La velocità media di un monopattino elettrico per uso urbano varia tra i 20 e i 25 km/h, mentre l’autonomia può andare da 15 a 40 chilometri a seconda della capacità della batteria e del peso del conducente.

Per motivi di sicurezza, i monopattini sono dotati di freni (a disco o elettrici), luci anteriori e posteriori e spesso di campanello. È importante indossare sempre il casco e rispettare le regole della circolazione.

Ciclomotore e scooter

Il ciclomotore è un piccolo veicolo a due ruote, simile alla motocicletta ma meno potente. È progettato per brevi spostamenti e può essere guidato a partire dai 14 anni con il patentino. La sua struttura comprende un telaio che sostiene il motore, le ruote e la carrozzeria, che protegge le parti interne. Il motore, a benzina o elettrico, permette di raggiungere una velocità massima di circa 45 km/h. È dotato di ruote più piccole rispetto a una moto, di sella per una o due persone, di freni, fari e specchietti retrovisori per garantire la sicurezza durante la guida. Lo scooter, più veloce e comodo, ha carrozzeria chiusa, pedana piatta per i piedi e motore anche oltre i 50 cm3. È un mezzo economico, pratico e facile da parcheggiare, molto usato nei centri urbani. Se elettrico, contribuisce anche a ridurre l’inquinamento e il rumore nelle città.

Monopattino elettrico: struttura e componenti principali

VISUAL

Manubrio

Serve per dirigere il monopattino e controllare acceleratore e freno.

Pedana

Superficie su cui il conducente appoggia i piedi.

Motore

elettrico

Fornisce la forza necessaria al movimento. È spesso inserito nella ruota posteriore.

Batteria

Accumula l’energia elettrica che alimenta il motore.

mini TEST

Il monopattino elettrico utilizza un motore a scoppio. V F

Ciclomotore e scooter sono la stessa cosa. V F

Il ciclomotore ha un motore di piccola cilindrata. V F

Automobile elettrica

L’automobile elettrica trasporta persone su brevi e medie distanze in modo autonomo e veloce.

La fonte di energia e il sistema di propulsione sono costituiti da un motore elettrico alimentato da batteria ricaricabile al litio.

Automobile elettrica: struttura e componenti principali

Carrozzeria

Rivestimento esterno che protegge e dà forma al mezzo.

È un veicolo a basso impatto ambientale e alta sostenibilità: ha zero emissioni durante l’uso, ma la produzione delle batterie ha un discreto impatto ambientale.

I modelli più recenti recuperano energia in frenata (frenata rigenerativa).

CICLO TECNOLOGICO DELL'AUTOMOBILE ELETTRICA

Progettazione

• Ingegneri studiano design e efficienza energetica

Produzione

Motore elettrico

Trasforma l’energia elettrica in movimento.

Ruote

Permettono al veicolo di muoversi e restare in equilibrio.

Batteria

Abitacolo

Spazio interno dove si trovano conducente e passeggeri.

Accumula e fornisce l’energia necessaria al motore.

Catena

• Assemblaggio con materiali leggeri e riciclabili

Distribuzione e uso

• Vendita tramite concessionarie e car sharing

Manutenzione

• Controlli elettronici e sostituzione batterie

Riciclo o smaltimento

• Le batterie vengono recuperate e rigenerate

Autocarro

L’autocarro, o camion, è un mezzo di trasporto terrestre progettato per il trasporto di merci su strada.

È formato da una cabina di guida, dove si trova l’autista, e da un cassone posteriore che serve a contenere i carichi. Alcuni autocarri hanno il cassone fisso, altri ribaltabile o dotato di gru per facilitare lo scarico.

Il motore, molto potente, è quasi sempre diesel e permette di trasportare pesi elevati anche su lunghe distanze.

Il veicolo è sostenuto da ruote grandi e robuste, spesso doppie nella parte posteriore per garantire stabilità.

L’autocarro è usato in molti settori: dall’edilizia alla distribuzione di merci nei centri abitati.

È un elemento essenziale della catena logistica, poiché collega le fabbriche, i magazzini e i punti vendita.

Treno

Il treno è un mezzo di trasporto ferroviario formato da una locomotiva, che fornisce la forza motrice, e da una o più carrozze o vagoni destinati al trasporto di persone o merci. Si muove su binari e può raggiungere velocità elevate grazie al motore elettrico o diesel. I treni moderni utilizzano spesso l’energia elettrica fornita da una linea aerea, più pulita e silenziosa. Ogni treno è guidato da un macchinista e controllato da sistemi di sicurezza e segnalazione che regolano la circolazione sui binari.

È un mezzo comodo, sicuro e sostenibile, ideale per i lunghi spostamenti e per il trasporto di grandi quantità di merci, contribuendo a ridurre l’inquinamento stradale.

Autocarro: struttura e componenti principali

Cabina di guida

Vi si trovano il sedile del conducente, il volante e i comandi. Può ospitare uno o due posti.

Cassone di carico

VISUAL

Parte posteriore ampia e scoperta (o chiusa, nei furgoni), utilizzata per trasportare merci o materiali.

Ruote

Quelle posteriori sono spesso doppie, per sostenere il peso del carico e garantire stabilità.

mini TEST

L’automobile elettrica utilizza un motore a scoppio. V F

L’autocarro fa parte dei mezzi di trasporto pubblici. V F Il treno è un mezzo di trasporto che viaggia su rotaie. V F

Treni alla Stazione Centrale di Milano.

4| Trasporti via acqua

Il trasporto via acqua è il più antico sistema di trasporto a lunga distanza dell’umanità. Ancora oggi rappresenta il modo più economico per trasportare grandi quantità di merci tra continenti diversi.

Tipologie di navigazione

ƽ Navigazione marittima: utilizza mari e oceani per collegare porti di paesi diversi. Le grandi navi portacontainer trasportano la maggior parte delle merci che viaggiano tra continenti.

ƽ Navigazione fluviale: sfrutta fiumi navigabili per trasportare merci e persone all’interno dei continenti. Fiumi come il Reno in Europa o il Mississippi in America sono importanti vie di trasporto.

ƽ Navigazione lacustre: utilizza laghi di grandi dimensioni. È importante in regioni come i Grandi Laghi nordamericani.

Tipi di imbarcazioni

Le navi moderne sono specializzate per diversi tipi di trasporto:

ƽ Navi portacontainer: trasportano merci in container standardizzati, facilitando il carico e scarico nei porti.

Il porto

Gru Macchinari per sollevare e spostare i container.

Navi cargo portacontainer

Imbarcazioni utilizzate per il trasporto di merci.

ƽ Petroliere: progettate per trasportare petrolio e altri liquidi in grandi quantità.

ƽ Navi passeggeri: dai traghetti per brevi tratte alle grandi navi da crociera.

ƽ Navi da carico secco: trasportano cereali, minerali, carbone e altre merci sfuse.

Tecnologie navali moderne

Le navi moderne utilizzano tecnologie avanzate per navigazione, sicurezza ed efficienza:

ƽ Sistemi GPS: permettono di conoscere la posizione esatta in ogni momento.

ƽ Radar: rilevano altri veicoli e ostacoli anche in condizioni di scarsa visibilità.

ƽ Sistemi di propulsione efficienti: motori diesel ottimizzati, vele moderne per sfruttare il vento.

ƽ Automazione: molte operazioni sono controllate da computer per migliorare sicurezza ed efficienza.

I porti moderni sono complessi sistemi logistici con gru automatizzate, magazzini robotizzati e sistemi informatici per gestire il flusso di merci. La containerizzazione ha rivoluzionato il trasporto marittimo, standardizzando le operazioni di carico e scarico.

Torre di controllo

Edificio da cui si gestiscono le operazioni portuali e il traffico marittimo.

Magazzini e piazzali

Spazi per lo stoccaggio e l’organizzazione dei container.

Container

Grandi casse metalliche per il trasporto delle merci.

Faro e boe

Strutture che aiutano la navigazione e l’attracco in sicurezza.

Nave portcontainer

La nave portacontainer trasporta grandi quantità di merci racchiuse in container, collegando i porti dei diversi continenti.

La sua struttura comprende lo scafo, che sostiene il carico; il ponte, dove si trovano i comandi; e la stiva, dove sono impilati i container.

Il motore diesel marino muove l’elica, mentre il timone serve per la direzione.

I radar e i sistemi elettronici aiutano nella navigazione.

Oggi molte navi usano carburanti alternativi, come il gas naturale liquefatto (GNL), per ridurre emissioni e inquinamento marino.

La nave portacontainer

Ponte

Container

Grande cassa metallica standard per trasportare merci.

Superficie superiore dove si trovano i comandi e il personale di bordo.

Post-it

Le navi più grandi possono trasportare oltre 20000 container, veri giganti del mare che rendono possibile il commercio tra i continenti.

Stiva

Spazio interno, spesso coperta dal ponte, dove vengono sistemati i container o le merci.

Elica e timone

L’elica spinge la nave in avanti grazie alla forza del motore, mentre il timone permette di cambiare direzione durante la navigazione.

Catena del VALORE

Motore

Fornisce l’energia necessaria al movimento della nave.

Scafo

Parte principale della nave che galleggia e sostiene tutto il carico.

VISUAL

5| Trasporti via aria

Il trasporto aereo è il più giovane tra i sistemi di trasporto, ma ha rivoluzionato i viaggi a lunga distanza. Comprendere come volano gli aerei ci aiuta a apprezzare questa straordinaria conquista tecnologica.

I principi del volo

Perché un aereo riesce a volare nonostante il suo peso? La risposta sta in quattro forze fondamentali:

ƽ Portanza: è la forza che sostiene l’aereo in volo. Si genera quando l’aria scorre più velocemente sopra l’ala che sotto, creando una differenza di pressione.

ƽ Peso: è la forza di gravità che attira l’aereo verso il basso. Per volare, la portanza deve essere maggiore del peso.

ƽ Spinta: è la forza che spinge l’aereo in avanti, generata dai motori (a elica, a reazione o a razzo).

ƽ Resistenza: è la forza che si oppone al movimento dell’aereo nell’aria. Per mantenere la velocità, la spinta deve superare la resistenza.

Tipi di aeromobili

Gli aeromobili si classificano in base a varie caratteristiche:

ƽ Aerei commerciali: trasportano passeggeri su rotte regolari. Dai piccoli aerei regionali ai grandi wide-body per voli intercontinentali.

Aeroporto commerciale

Eliporto

Autobus e veicoli di servizio

Sulla strada frontale, collegano il terminal con gli aerei e con l’esterno.

Terminal passeggeri

È l’edificio principale, con vetrate e più piani, dove si trovano biglietterie, sale d’attesa e imbarco.

ƽ Aerei cargo: specializzati nel trasporto merci, con grandi portelloni per facilitare il carico.

ƽ Elicotteri: possono decollare e atterrare verticalmente, utili per raggiungere luoghi difficili.

ƽ Droni: aeromobili senza pilota, sempre più utilizzati per consegne, sorveglianza e ricerca.

Infrastrutture aeroportuali

Gli aeroporti sono complessi sistemi che gestiscono il traffico aereo:

ƽ Piste: devono essere abbastanza lunghe e resistenti per permettere decollo e atterraggio di aerei pesanti.

ƽ Terminal: edifici dove i passeggeri effettuano check-in, controlli di sicurezza e attendono i voli.

ƽ Torre di controllo: coordina i movimenti degli aerei per garantire la sicurezza.

ƽ Sistemi di navigazione: radar, radio e sistemi satellitari guidano gli aerei durante il volo.

Il controllo del traffico aereo utilizza sistemi informatici avanzati per gestire migliaia di voli simultanei in sicurezza. L’intelligenza artificiale aiuta a ottimizzare le rotte e ridurre i ritardi.

VISUAL

Due piazzole con elicotteri.

Pista di decollo e atterraggio

È lo spazio dove gli aerei decollano e atterrano.

Aerei

Uno parcheggiato vicino al terminal, uno in fase di decollo.

Torre di controllo

Struttura alta con finestrature panoramiche, da cui si gestisce il traffico aereo.

Aeroplano

L’aereo è il mezzo di trasporto più veloce per viaggiare su lunghe distanze, collegando in poche ore città e continenti.

È formato da una fusoliera, che contiene la cabina di pilotaggio e lo spazio per i passeggeri e i bagagli, da ali che permettono di volare, da motori che forniscono la spinta e da una coda che serve per mantenere l’equilibrio. I materiali con cui è costruito, come alluminio, titanio e fibre di carbonio, sono leggeri ma molto resistenti.

La forza motrice è fornita da motori a reazione, che usano un carburante speciale chiamato cherosene

Gli aerei sono dotati di sistemi di sicurezza molto avanzati, come radar, computer di bordo, cinture, uscite di emergenza e controlli costanti. Poiché produce emissioni di CO2, il trasporto aereo ha un forte impatto sull’ambiente. Per ridurlo, si stanno sperimentando motori elettrici e a idrogeno, che renderanno i voli del futuro più sostenibili.

L’aeroplano: struttura e componenti principali

VISUAL

Ali

Generano la forza di sostentamento che mantiene in volo l'aeroplano.

Dirigono e stabilizzano il

Genera

Da qui i piloti controllano l'aeroplano.

Elicottero

L’elicottero è un mezzo di trasporto aereo capace di decollare e atterrare verticalmente, senza bisogno di una pista. Per questo può raggiungere anche zone difficili, come montagne, isole o aree di emergenza.

La sua struttura comprende la fusoliera, che contiene la cabina per piloti e passeggeri, e il rotore principale, formato da grandi pale che girano rapidamente e permettono di sollevarsi in aria. Nella parte posteriore si trova il rotore di coda, che serve a mantenere l’equilibrio e a orientare il movimento.

Il motore, a turbina o a pistoni, fornisce l’energia necessaria a far ruotare le pale. L’elicottero può volare in avanti, indietro o restare fermo in aria, fatto che lo rende molto utile per soccorsi, trasporti speciali e controlli aerei.

Quale mezzo di trasporto sceglieresti per spedire 1000 tonnellate di grano dall’Italia all’Africa?

a. Aereo

b. Nave

c. Camion

d. Treno

Motore a reazione

la spinta che muove l'aeroplano.

Timone e stabilizzatori

volo.

Cabina

6| Educazione e sicurezza stradale

Studiare i mezzi di trasporto non significa solo conoscerne la struttura o il funzionamento tecnico.

Significa anche capire come muoversi in sicurezza quando li utilizziamo o quando ci troviamo sulla strada insieme a altri utenti.

La strada, infatti, è uno spazio condiviso, dove pedoni, ciclisti, automobilisti, motociclisti e mezzi pubblici devono convivere rispettando regole comuni.

Queste regole servono a proteggere tutti e a rendere la circolazione più ordinata e sicura.

L’ educazione stradale ha proprio questo scopo: insegnare comportamenti corretti e responsabili, sia a chi guida sia a chi cammina.

Anche a scuola dobbiamo imparare a conoscere i segnali stradali, le norme di sicurezza e i pericoli più comuni.

Il pedone

In questo modo, ciascuno può contribuire a ridurre gli incidenti e a rendere l’ambiente urbano più vivibile. Oggi la sicurezza stradale è anche una questione tecnologica. Molti mezzi moderni dispongono di sensori, frenata automatica e sistemi di avviso che aiutano a prevenire gli incidenti. Ma la tecnologia da sola non basta: serve soprattutto attenzione, rispetto e responsabilità da parte di ogni utente della strada.

La sicurezza stradale è un impegno collettivo. Imparare a muoversi con prudenza, sia a piedi sia su due o quattro ruote, significa rispettare la propria vita e quella degli altri. Anche un gesto semplice, come aspettare che il semaforo diventi verde, o mettere il casco o allacciarsi le cinture prima di partire, è un piccolo atto di cittadinanza responsabile.

La segnaletica

Un ruolo importante è svolto dai segnali stradali, che ci aiutano a orientarsi e a capire come comportarsi. I triangoli rossi indicano pericoli, i cerchi blu obblighi, i cerchi con bordo rosso divieti, mentre i rettangoli azzurri forniscono indicazioni utili. Riconoscerli e rispettarli è un primo passo verso la sicurezza.

È l’utente più vulnerabile: non ha protezioni e dipende dalla prudenza propria e altrui. Camminare sul marciapiede, attraversare solo sulle strisce pedonali e rispettare i semafori sono regole semplici ma fondamentali. Oggi, però, uno dei rischi maggiori è la distrazione: guardare il telefono o ascoltare musica a alto volume può ridurre l’attenzione e generare pericoli.

Il ciclista

Anche i ciclisti devono rispettare le regole della strada. Indossare il casco, segnalare le svolte con il braccio, tenere la destra e usare le luci di notte sono abitudini che salvano vite. In molte città sono nate piste ciclabili dedicate, che rendono gli spostamenti più sicuri e incoraggiano una mobilità sostenibile.

7| La logistica

La logistica è la scienza che studia come far arrivare ciò che serve nel posto giusto, al momento giusto, nelle condizioni giuste e al costo minore

È una parte fondamentale dell’economia moderna, perché permette a tutto ciò che usiamo ogni giorno, dagli alimenti ai vestiti, dagli smartphone ai libri, di arrivare nei negozi e nelle case in modo rapido ed efficiente.

La catena logistica

Una catena logistica comprende tutte le fasi che portano un prodotto dal produttore al consumatore.

Si parte dall’approvvigionamento, cioè l’acquisto delle materie prime dai fornitori. Poi c’è la produzione, che trasforma queste materie nei prodotti finiti che usiamo.

I prodotti sono conservati nei magazzini, pronti per essere distribuiti.

Nella fase di distribuzione, i mezzi di trasporto li portano nei negozi oppure direttamente ai clienti. Infine, nella fase di vendita, il prodotto arriva nelle mani del consumatore finale.

Il magazzino automatico

Nei magazzini moderni, la tecnologia ha rivoluzionato tutto: invece di lavorare solo con la forza delle braccia, molte operazioni sono automatizzate.

Robot spostano pacchi da uno scaffale all’altro, sistemi con codici a barre tengono sempre traccia di ogni singolo prodotto, mentre software avanzati coordinano le attività, controllano spazi, tempi e costi.

In alcuni magazzini, anche la fase di picking (preparazione degli ordini) è affidata a bracci robotici che scelgono e impacchettano in modo preciso gli articoli destinati alla spedizione.

Altri magazzini utilizzano droni per spostare piccoli pacchi e per controllare le scorte sugli scaffali.

Innovazioni tecnologiche per la logistica

Le tecnologie più recenti stanno trasformando la logistica in modo ancora più straordinario.

Per esempio, con l’Internet delle Cose (IoT), gli oggetti possono “parlare” tra loro: sensori intelligenti monitorano la posizione, la temperatura e le condizioni delle merci durante il trasporto.

L’Intelligenza Artificiale (IA) analizza enormi quantità di dati per prevedere quanta domanda ci sarà in futuro, per pianificare i percorsi più veloci per i camion oppure per ottimizzare come sono disposti i pacchi nei magazzini.

Grazie a queste innovazioni la logistica diventa ogni giorno più precisa, veloce e sostenibile.

L’ e-commerce (acquisti online) ha reso la logistica ancora più importante: ogni volta che ordini un prodotto, parte una vera e propria “avventura” tecnologica che lo fa arrivare fino alla tua porta.

La parola “logistica” viene dal greco antico e indicava la scienza dei calcoli e della gestione. In guerra, serviva per trasportare i rifornimenti e le truppe, e solo dopo è diventata fondamentale per le aziende moderne.

CATENA LOGISTICA

Fornitori

• Aziende o produttori che forniscono le materie prime o i componenti necessari per realizzare un prodotto

Produzione

• Trasformazione delle materie prime in prodotti finiti attraverso lavorazioni e assemblaggi

Magazzino centrale

• Luogo dove i prodotti vengono conservati e organizzati in attesa di essere distribuiti

Criteri di distribuzione

• Regole e strategie che stabiliscono come, dove e quando i prodotti devono essere spediti

Punti vendita

• Negozi, supermercati o piattaforme online dove i prodotti sono disponibili per l’acquisto

Clienti

• I consumatori finali, cioè le persone o le aziende che acquistano e utilizzano il prodotto

Intelligenza Artificiale IA

Green Corner

1| Mobilità sostenibile e innovazione tecnologica

Il settore dei trasporti è fondamentale per la vita quotidiana: ci permette di andare a scuola, viaggiare, lavorare e ricevere merci da tutto il mondo.

Tuttavia, i mezzi di trasporto tradizionali producono una grande quantità di emissioni di anidride carbonica (CO2), uno dei principali gas responsabili del cambiamento climatico.

Oggi circa un quarto delle emissioni globali proviene proprio dai trasporti. Rendere questo settore più sostenibile è quindi una delle sfide più importanti per il futuro del pianeta.

a| Veicoli elettrici e nuove forme di energia

IDEE... IN MOVIMENTO

EDUCAZIONE CIVICA

1. Analizzailtuotragittocasa–scuola: calcola quanti chilometri percorri ogni giorno e rifletti su come potresti ridurre le emissioni (a piedi, in bici o con mezzi pubblici).

2. Realizzauncartellone o una mappa digitale che rappresenti una città sostenibile con piste ciclabili, colonnine di ricarica e trasporti elettrici.

3. Esperimentosullefontirinnovabili: costruisci in gruppo un modellino di veicolo che si muove con energia solare o eolica (per esempio con un piccolo pannello solare o una piccola ventola).

4. Giocodisimulazione: organizza in classe una “gara sostenibile” per pianificare la consegna di un pacco nel modo più ecologico possibile, scegliendo mezzi e percorsi.

Le auto elettriche rappresentano una delle soluzioni più promettenti. Non producono emissioni durante la guida e possono utilizzare energia proveniente da fonti rinnovabili, come il sole o il vento.

Le batterie al litio, che immagazzinano l’energia necessaria al motore, stanno diventando sempre più efficienti, leggere e meno costose, grazie ai progressi della ricerca.

Anche i mezzi pubblici, come autobus e furgoni per le consegne, stanno adottando la propulsione elettrica, riducendo rumore e inquinamento nelle città.

b| Trasporto pubblico intelligente

Un’ altra direzione di cambiamento è il trasporto pubblico intelligente. Nelle città moderne si diffondono autobus elettrici, servizi di bike-sharing e applicazioni digitali che aiutano le persone a scegliere i percorsi più veloci e a combinare diversi mezzi (bus, metro, bici, treno).

Questi sistemi riducono l’uso dell’auto privata e migliorano la qualità dell’aria. Un esempio concreto è l’introduzione di fermate “smart”, che mostrano in tempo reale l’arrivo dei mezzi e segnalano eventuali ritardi.

c|Carburanti alternativi

Per aerei e navi, che consumano molta energia, la ricerca si concentra su carburanti alternativi.

I biocarburanti prodotti da alghe o scarti vegetali, l’idrogeno verde e i carburanti sintetici permettono di ridurre le emissioni rispetto ai combustibili fossili tradizionali. Alcune compagnie aeree stanno già sperimentando voli con biocarburanti misti, mentre alcune navi moderne usano gas naturale liquefatto (GNL), che inquina meno del gasolio marino.

d|Logistica verde e intelligenza artificiale

Anche la logistica, cioè la gestione dei trasporti e delle merci, sta diventando più sostenibile.

Le aziende cercano di ottimizzare i percorsi dei camion e di raggruppare le consegne per ridurre il numero di viaggi.

Si parla spesso di “ultimo miglio”, cioè la parte finale della consegna, che può essere fatta con furgoni elettrici, biciclette cargo o droni. L’uso dell’Intelligenza Artificiale (IA) aiuta a migliorare ancora di più questi processi: algoritmi di machine learning analizzano i flussi di traffico, riducono i consumi e persino prevedono quando un mezzo avrà bisogno di manutenzione, evitando guasti e sprechi di energia.

2| Economia circolare e certificazioni

La mobilità sostenibile non riguarda solo i carburanti, ma anche i materiali con cui i veicoli vengono costruiti.

L’economia circolare promuove il riciclo dei componenti, la condivisione dei mezzi (car sharing, scooter sharing) e la progettazione di veicoli più durevoli e riparabili. Inoltre, molte aziende ottengono certificazioni ambientali come la ISO 14001, che garantisce una gestione attenta delle risorse e il rispetto di standard ecologici. Questi sistemi aiutano le imprese a migliorare e a rendere più trasparente il proprio impegno per l’ambiente.

3| Gli obiettivi dell’Agenda 2030

L’Agenda 2030 dell’ONU è un grande programma internazionale che raccoglie 17 Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDGs), pensati per migliorare la qualità della vita sul pianeta entro il 2030.

Purtroppo, molti di questi obiettivi sono ormai iraggiungibili per il 2030.

Tra questi obiettivi, diversi riguardano direttamente la mobilità sostenibile, cioè il modo in cui ci muoviamo, trasportiamo merci e costruiamo le nostre città.

La mobilità è infatti collegata a molti aspetti fondamentali:

ƽ l’ambiente, perché i trasporti tradizionali emettono grandi quantità di gas serra;

ƽ la salute, perché l’inquinamento atmosferico influisce sulla qualità dell’aria;

ƽ l’equità sociale, perché tutti dovrebbero poter spostarsi in modo sicuro, comodo e accessibile, anche senza possedere un’auto.

Gli obiettivi più vicini al tema dei trasporti sono:

• Obiettivo 7 – Energia pulita e accessibile

Promuove l’uso di fonti rinnovabili e di tecnologie efficienti anche nel settore dei trasporti, come i veicoli elet-

trici o a idrogeno.

• Obiettivo 11 – Città e comunità sostenibili

Incoraggia la creazione di sistemi di trasporto pubblico moderni, piste ciclabili, zone pedonali e infrastrutture sicure per tutti.

• Obiettivo 13 – Lotta contro il cambiamento climatico

Invita i Paesi a ridurre le emissioni e a investire in soluzioni di mobilità a basse emissioni di carbonio.

Molti Paesi stanno già agendo in questa direzione. Le città europee promuovono la mobilità dolce con piste ciclabili, car sharing elettrico e autobus a zero emissioni.

In Italia, per esempio, si stanno potenziando le linee ferroviarie a alta velocità e i progetti di elettrificazione delle tratte locali.

Alcuni comuni sperimentano anche zone a traffico limitato o bonus per chi usa la bici.

In futuro, l’obiettivo dell’ONU è creare un sistema di trasporti che sia più verde, sicuro e inclusivo, dove ogni cittadino possa spostarsi facilmente senza inquinare e senza rischi. La mobilità sostenibile, quindi, non è solo una questione tecnologica, ma anche un dovere civile e ambientale, perché riguarda il modo in cui scegliamo di vivere e di prenderci cura del nostro pianeta.

Post-it

I droni, chiamati anche aeromobili a pilotaggio remoto, sono piccoli velivoli senza pilota a bordo, controllati da terra con un telecomando o un computer. Nati per usi militari, oggi vengono impiegati in molti campi civili, soprattutto per attività legate alla sostenibilità e alla protezione dell’ambiente.

Grazie alle loro dimensioni ridotte, i droni possono raggiungere zone difficili o pericolose e svolgere compiti utili in modo rapido ed ecologico. Nella logistica, per esempio, servono per consegnare piccoli pacchi o farmaci senza produrre emissioni e riducendo il traffico cittadino. Alcune città stanno sperimentando droni elettrici alimentati da batterie ricaricabili. I droni dimostrano come la tecnologia, se usata con responsabilità, possa aiutare a costruire un mondo più sicuro, pulito e

Per

saperne di più

• https://www.mase.gov.it/portale/web/guest/ mobilità-sostenibile-1

• https://www.isprambiente.gov.it/it/servizi/ mobilita-sostenibile?

Intelligenza Artificiale IA

Play test

1| Il cruciverba dei trasporti

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI 2 3 4 6

2| Anagrammi tecnologici

Orizzontali

2. Va in strada su rotaia in città

5. Veicolo che vola grazie alla portanza

6. Nave per il trasporto di merci

Verticali

1. Mezzo su rotaia per passeggeri e merci

3. Luogo di decollo e atterraggio

4. Mezzo a pedali ecologico

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati ai trasporti:

a. SHACCANTIMI (persona che guida un treno)

b. TOPONIAMTON (mezzo di trasporto su strada a due ruote)

c. LIGATISCO

(organizzazione dei flussi di merci)

d. UOTA (mezzo di trasporto su gomma)

e. NIVAZIOGEAN

(spostamento via mare o fiume)

3| Memory dei tipi di mezzo di trasporto

1. Monopattino

2. Treno

3. Elicottero

4. Drone

5. Nave

a. Mezzo per vie di terra

b. Mezzo per vie di acqua

c. Mezzo per vie aeree

Lab

Fasidilavoro

1. Osserva la realtà

Riflettiamo sugli spostamenti quotidiani (casa–scuola, tempo libero) e individiuamo problemi come traffico, inquinamento o mancanza di piste ciclabili.

2. Immagina soluzioni sostenibili

In piccoli gruppi, progettiamo un quartiere o una mini-città ideale con trasporti ecologici: bici, bus elettrici, stazioni di ricarica, aree pedonali e spazi verdi.

3. Rappresenta graficamente

Sicurezza

• Utilizza forbici a punta arrotondata e maneggia la colla con cura.

La mobilità sostenibile nella mia città

Proviamo a comprendere come la scelta dei mezzi di trasporto influenzi l’ambiente e proporre soluzioni per una mobilità urbana più sostenibile

Progettiamo quindi un quartiere o una città che si muove in modo sostenibile.

Materiali

e attrezzi

• Fogli A3 o cartoncini riciclati

• Pennarelli, matite colorate, righelli

• Vecchie riviste o immagini stampate

• Colla, forbici

• (Facoltativo) Computer o tablet

Discipline COINVOLTE

• Tecnologia

• Educazione civica

• Scienze

• Arte e immagine

Realizziamo una mappa illustrata o un plastico bidimensionale che mostri come i diversi mezzi si integrano. Ogni gruppo aggiunge etichette o simboli standard.

4. Condividi e spiega

Ogni gruppo presenta il proprio progetto spiegando:

- come funziona il sistema di trasporti progettato;

- in che modo riduce le emissioni; - quali vantaggi offre ai cittadini.

4.Riflessione finale

Confronto tra le diverse soluzioni: quali idee sono più realistiche?

Quali potrebbero essere applicate davvero nel proprio quartiere?

• Mantieni il piano di lavoro ordinato e libero da oggetti inutili.

• Non correre o spostarti bruscamente con materiali taglienti in mano.

• In caso di uso di dispositivi digitali, rispetta le regole di comportamento online e tutela i dati personali.

1. Ho partecipato attivamente alla progettazione del lavoro di gruppo?

2. La mia città sostenibile tiene conto dell’ambiente e dei bisogni delle persone?

3. Ho contribuito con idee utili o soluzioni creative per ridurre l’inquinamento?

4. Ho rispettato i compagni e seguito le regole di sicurezza durante il laboratorio?  Autovalutazione

Trasporti e logistica

L’essenziale

Il sistema dei trasporti

I mezzi di trasporto rappresentano una delle conquiste tecnologiche più importanti dell’umanità e costituiscono la base del funzionamento della società moderna.

I trasporti si sono evoluti nel tempo: dalle prime forme di locomozione umana e animale fino alle moderne tecnologie di movimentazione, digitali e sostenibili.

Classificazione

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Academy

Trasporti e logistica: mobilità e futuro

Chi è interessata/o ai mezzi di trasporto, ai viaggi o all’organizzazione delle merci può scegliere scuole e percorsi di studio come un Istituto tecnico o professionale con indirizzo in Trasporti e logistica, oppure, dopo il diploma, proseguire in un ITS Academy (come ITS Motion), dove si imparano sul campo le tecnologie più moderne legate alla mobilità e ai sistemi di trasporto. Nel settore dei trasporti e della logistica esistono molti mestieri diversi:

• Responsabile della logistica (donna/ uomo): organizza e controlla il movimento delle merci, scegliendo i percorsi più veloci e sostenibili.

• Pilota o tecnica/tecnico di volo: si occupa della guida e della manutenzione degli aerei, seguendo rigide regole di sicurezza.

• Esperta/esperto in mobilità sostenibile: progetta soluzioni per ridurre l’inquinamento, come veicoli elettrici e trasporti intelligenti.

Queste professioni richiedono competenze tecniche, ma anche spirito di squadra, responsabilità e attenzione all’ambiente.

I trasporti si possono classificare in tre modalità principali: terrestre, acquatica e aerea.

Ogni sistema di trasporto ha caratteristiche specifiche che lo rendono più adatto a determinati utilizzi.

Il trasporto terrestre, con le sue reti stradali e ferroviarie, offre la massima flessibilità e capillarità.

Il trasporto via acqua rimane il più economico per grandi quantità di merci su lunghe distanze.

Il trasporto aereo garantisce la massima velocità per persone e merci di alto valore.

L'evoluzione tecnologica

I motori e i sistemi di propulsione stanno attraversando una rivoluzione tecnologica importante.

I motori elettrici stanno sostituendo quelli a combustione interna per ridurre l’impatto ambientale.

I sistemi ibridi rappresentano una soluzione di transizione che combina efficienza e sostenibilità.

L’idrogeno e i carburanti sintetici aprono nuove possibilità per il trasporto pesante e a lunga distanza.

La logistica

La logistica moderna utilizza tecnologie digitali avanzate per ottimizzare i flussi di merci e persone.

I magazzini automatizzati, i sistemi di tracciamento e gli algoritmi di ottimizzazione permettono di gestire catene di distribuzione sempre più complesse ed efficienti.

L’intelligenza artificiale aiuta a prevedere la domanda, ottimizzare i percorsi e ridurre gli sprechi.

Trasporti e sostenibilità

La sostenibilità ambientale è diventata un criterio fondamentale nella progettazione dei sistemi di trasporto.

La mobilità elettrica, il trasporto pubblico intelligente e l’ottimizzazione logistica contribuiscono a ridurre le emissioni di anidride carbonica e l’inquinamento atmosferico.

L’economia circolare promuove il riutilizzo dei materiali e la condivisione dei mezzi di trasporto.

Parte seconda

Sistemi produttivi

Pensa un po’...

Come fa una fabbrica di automobili a produrre centinaia di auto al giorno con la stessa qualità?

Perché alcuni prodotti costano molto meno di altri apparentemente simili?

Come fanno i robot a svolgere compiti così complessi senza sbagliare?

Un robot per amico

Ogni giorno usiamo oggetti che non nascono per caso: lo smartphone, i vestiti, il cibo confezionato. Tutti questi prodotti sono realizzati grazie a sistemi produttivi, cioè organizzazioni formate da persone, macchine, materiali e informazioni che trasformano le materie prime in oggetti utili.

In passato si produceva tutto nelle botteghe artigiane, dove pochi lavoratori facevano ogni pezzo a mano. Oggi, invece, molte fabbriche usano macchine automatiche e robot che rendono il lavoro più veloce, preciso ed efficiente. L’automazione sta cambiando il modo di produrre e permette di creare oggetti di qualità riducendo sprechi ed errori.

INVESTIGATORI dei sistemi produttivi

Osserviamo insieme come funziona un sistema produttivo partendo da un esempio concreto che tutti conosciamo: la produzione del pane. Visita un panificio artigianale del tuo quartiere (o osserva un video online) e annota: quali materie prime vengono utilizzate? Che tipo di macchine sono presenti? Quante persone lavorano e che ruoli hanno? Quanto tempo serve per produrre un pane? Come viene controllata la qualità del prodotto? Cosa avviene invece in un panificio industriale? Informati: quali differenze noti? Il confronto ti aiuterà a capire meglio l'evoluzione dei sistemi produttivi.

VIDEO INTRODUTTIVO

concettuale

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la tua mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere e descrivere i principali sistemi produttivi e le loro caratteristiche distintive.

• Comprendere il funzionamento delle macchine automatiche e dei robot industriali.

• Analizzare l'impatto dell'automazione sulla società e sull'ambiente di lavoro.

Competenze

• Saper classificare diversi tipi di produzione in base alle loro caratteristiche tecnologiche.

• Essere in grado di progettare semplici sequenze automatiche per risolvere problemi pratici.

• Valutare criticamente vantaggi e svantaggi dell'automazione nei processi produttivi.

Sistemi produttivi

ATTIVITÀ PRODUTTIVE

• Materie prime

• Macchine e impianti

• Manodopera

• Informazioni

PRINCIPI DI MECCANICA

• Le macchine semplici

• I motori

• Il motore a quattro tempi

IMPIANTI INDUSTRIALI

• Macchine utensili

• Macchine di assemblaggio

• Sistemi di controllo

AUTOMAZIONE e ROBOTICA

LEZIONE IN POWERPOINT

• Robot industriali

• Intelligenza artificiale

AUTOMAZIONE e SOSTENIBILITÀ

• Industria 4.0

• Transizione 5.0

1| Le attività produttive

Un sistema produttivo è un insieme di elementi che lavorano insieme per trasformare le materie prime in prodotti finiti. Tutte le parti devono essere ben organizzate e funzionare in modo coordinato. I quattro elementi fondamentali della produzione sono:

ƽ Materie prime: sono i materiali da cui tutto ha origine: legno, cotone, minerali o componenti già semi-lavorati che serviranno per creare nuovi prodotti.

ƽ Macchine e impianti: sono gli strumenti tecnologici che permettono di lavorare velocemente e con precisione. Possono essere macchine semplici, complesse o robot molto avanzati.

ƽ Manodopera: sono le risorse umane, cioè le persone che partecipano al processo produttivo: operai, tecnici, ingegneri. Anche con molta automazione, il ruolo umano resta indispensabile.

ƽ Informazioni: sono tutti i dati e le istruzioni che guidano la produzione: progetti, ordini, controlli qualità. Senza informazioni chiare, il sistema non può funzionare.

nel TEMPO…

Evoluzione dei sistemi produttivi

L’evoluzione dei sistemi produttivi è stata guidata dalle grandi invenzioni: dal vapore all’elettricità, dai computer all’intelligenza artificiale. Ogni rivoluzione ha cambiato il modo di lavorare e ha reso le fabbriche sempre più moderne, efficienti e, oggi, anche più attente all’ambiente. Nel corso della storia, il modo di produrre oggetti è cambiato profondamente grazie alle "rivoluzioni industriali".

Prima rivoluzione industriale (1780–1870)

Con l’invenzione della macchina a vapore, le fabbriche iniziano a usare macchinari che funzionano senza la forza dell’uomo o degli animali. La produzione diventa più veloce e si diffondono le prime industrie tessili e metallurgiche.

Seconda rivoluzione industriale (1870–1970)

Arrivano l’elettricità e la catena di montaggio. Le fabbriche diventano più grandi e organizzate, e ogni operaio svolge un compito preciso. Questo sistema permette di produrre tanti oggetti uguali in poco tempo.

Terza rivoluzione industriale (1970–2010)

Si diffondono i computer e le prime forme di automazione. Le macchine iniziano a essere controllate dall’elettronica e i robot compaiono nelle fabbriche, migliorando la precisione e riducendo gli errori.

Quarta rivoluzione industriale (2010–oggi)

Nasce l’Industria 4.0, in cui le macchine sono collegate a Internet e possono “dialogare” tra loro. Si usano sensori, robot avanzati, stampe 3D, Intelligenza Artificiale e sistemi che raccolgono dati in tempo reale per rendere la produzione più intelligente, veloce ed efficiente.

Verso la Transizione 5.0

Oggi si parla anche di Transizione 5.0, che unisce tecnologia e sostenibilità. L’obiettivo è creare fabbriche che consumano meno energia, riducono gli sprechi e rispettano di più l’ambiente, utilizzando comunque robot, digitale e Intelligenza Artificiale.

Glossario

Macchina utensile: macchina che lavora i materiali per asportazione di truciolo o deformazione.

Nel 1739 un inventore creò una papera meccanica che muoveva le ali e “mangiava”. Era così realistica che molti pensavano fosse viva.

Post-it

In Cina, il robot umanoide Agibot A2 ha percorso 106 km senza aiuto umano, attraversando strade e terreni diversi.

2| Principi di Meccanica

La meccanica è la parte della fisica che studia come gli oggetti stanno in equilibrio, si muovono e interagiscono con le forze. Anche se la definizione ci può sembrare complicata, in realtà la meccanica la incontriamo ogni

“Datemi un punto d’appoggio e solleverò il mondo” è una frase attribuita a Archimede di Siracusa (287 a.C.)

Modello di applicazione della leva.

1.

Leva di primo genere

In questo tipo di leva il fulcro si trova tra la forza che dobbiamo vincere (resistenza o carico) e la forza che applichiamo (potenza). La leva è vantaggiosa solo se il braccio della potenza è più lungo di quello della resistenza; se sono uguali, non cambia lo sforzo. Esempi: forbici, tenaglie, bilancia, grimaldelli, altalena a bilico.

giorno, per esempio quando solleviamo lo zaino, spostiamo una sedia o pedaliamo in bicicletta.

Possiamo dividere la meccanica in tre grandi parti: Statica, Cinematica e Dinamica.

ƽ Statica. La statica studia l’equilibrio. Una sedia che non cade, un ponte che sostiene le auto o un libro che resta sul tavolo: tutti questi oggetti sono in equilibrio perché le forze su di essi si bilanciano.

ƽ Cinematica. Descrive come un oggetto si muove: lentamente o velocemente, in curva o in linea retta.

ƽ Dinamica: spiega perché un oggetto si muove, cioè quali forze lo fanno accelerare o frenare. Quando calciamo un pallone, gli diamo una forza che lo fa partire, mentre l’attrito dell’erba e dell’aria lo fa rallentare fino a fermarsi.

Le macchine semplici

Le macchine semplici sono strumenti che usano le forze in modo più vantaggioso. Servono a sollevare, spostare o tagliare con meno fatica.

1| Leva

Una leva è formata da un’asta rigida che ruota attorno a un punto fisso, il fulcro. Ne usiamo ogni giorno senza rendercene conto.

Le leve sono di tre tipi:

2.

Leva di secondo genere

In questo caso la resistenza si trova tra il fulcro e la potenza. Queste leve sono sempre vantaggiose, perché il braccio della potenza è sempre più lungo di quello della resistenza. Esempi: apribottiglie, remo, pedale della bicicletta, carriola, schiaccianoci, apriscatole a leva.

3.

Leva di terzo genere

In questo caso è la potenza a trovarsi tra fulcro e resistenza. Si tratta di leve svantaggiose, perché il braccio della potenza è più corto di quello della resistenza: serve più forza per ottenere lo stesso effetto. Esempi: molle da camino, canna da pesca, pinzette, pinze per il ghiaccio, il nostro avambraccio.

2| Piano inclinato

Il piano inclinato è una superficie liscia e inclinata che permette di spostare un carico pesante con meno sforzo, evitando di sollevarlo in verticale. Si pensa che gli antichi Egizi usassero lunghi piani inclinati per trascinare i blocchi di pietra durante la costruzione delle piramidi. Oggi lo ritroviamo nelle rampe per superare dislivelli, come nelle strade, nei marciapiedi o negli edifici accessibili alle persone con disabilità. Il piano inclinato non riduce il lavoro totale da compiere, ma diminuisce la forza necessaria, distribuendola su un percorso più lungo.

3| Vite

La vite è un cilindro dotato di una spirale chiamata filetto. Quando viene avvitata in un foro con lo stesso filetto, la vite trasforma il moto rotatorio (girare) in moto lineare (avanzare).

Questa caratteristica la rende molto utile come organo di collegamento (per unire due pezzi) o come meccanismo di regolazione, per sollevare o abbassare parti di una macchina.

In realtà una vite è un piano inclinato avvolto su sé stesso, quindi permette di applicare molta forza con movimenti relativamente piccoli.

4| Cuneo

Il cuneo è uno strumento dalla forma appuntita e allungata, utilizzato per tagliare, dividere o bloccare altri oggetti.

Di solito ha la forma di un prisma con una punta triangolare che, quando viene spinta contro un materiale, lo fa aprire e separare.

La sua efficacia dipende sia dalla forza applicata, sia dal tipo di materiale che deve tagliare. Esempi di cuneo sono l’ascia, il coltello e il chiodo: tutti sfruttano una punta che concentra la forza in uno spazio molto piccolo, rendendo il taglio più facile.

5| Carrucola

La carrucola è composta da una ruota con una scanalatura lungo il bordo, collegata a un asse. Una corda passa nella scanalatura: tirando la corda, la ruota gira e il carico si solleva.

La carrucola semplice serve a cambiare la direzione della forza (tiri verso il basso e il carico sale).

Le carrucole multiple o i paranchi riducono anche la forza necessaria per sollevare un peso, funzionando come una leva che moltiplica lo sforzo. Per questo le carrucole vengono usate nei porti, nei cantieri e perfino nei teatri, per muovere scenografie pesanti.

6| Verricello/Argano

Il verricello è formato da un tamburo cilindrico che ruota attorno a un asse orizzontale, avvolgendo una corda, una catena o un cavo. Quando il tamburo gira, il cavo si avvolge o si svolge, permettendo di sollevare, abbassare o trainare carichi pesanti con meno fatica. È molto usato nei cantieri, nei porti e nei veicoli fuoristrada.

Un dispositivo simile è l’argano, che funziona allo stesso modo ma ha il tamburo disposto in verticale: per questo è ideale per trascinare pesi su un piano o su una salita.

Meccanismo interno di un orologio, composto da ingranaggi, molle e ruote dentate perfettamente sincronizzate.

Catena di trasmissione che collega ruote dentate: il sistema è molto usato in biciclette, moto e macchine industriali.

Il sistema biella-manovella della locomotiva a vapore trasforma il movimento avanti-indietro dei pistoni in un movimento rotatorio che fa girare le ruote.

Schema del funzionamento interno di un motore a combustione interna, con pistoni, valvole e camere di scoppio mostrati in sezione.

Le macchine complesse

Quando più macchine semplici si combinano, nascono le macchine complesse. Molte macchine complesse servono soprattutto a trasmettere o trasformare il moto, cioè a cambiare il modo in cui si muove un oggetto. Le principali macchine complesse sono le seguenti.

1|Ruote dentate

Le ruote dentate sono ingranaggi che servono a:

• aumentare o diminuire la velocità;

• cambiare direzione;

• trasmettere forza da un asse all’altro.

Nella bicicletta gli ingranaggi permettono di “cambiare marcia”: in salita serve più forza e meno velocità, in pianura il contrario.

2|Cinghie e catene

Trasmettono il movimento da una ruota all’altra.

La catena della bicicletta è l’esempio più semplice.

3|Biella-manovella

Il sistema biella manovella trasforma un movimento rettilineo in rotatorio, o viceversa. È il sistema che fa girare le ruote di un treno a vapore o che muove i pistoni dei motori.

I motori

Un motore trasforma una forma di energia (chimica, elettrica o termica) in energia meccanica, cioè movimento. È una macchina complessa, che contiene molti sistemi che lavorano insieme:

ƽ macchine semplici come leve, viti e ingranaggi, che regolano i movimenti interni;

ƽ organi di trasmissione come alberi, pulegge e catene, che portano il movimento alle ruote o a altre parti della macchina;

ƽ sistemi di controllo come valvole, sensori e centraline elettroniche, che assicurano un funzionamento sicuro e preciso.

Tipi principali di motore

Esistono diversi tipi di motore:

ƽ motore a combustione interna: usa l’energia chimica della benzina o del gasolio. I pistoni si muovono avanti e indietro e, grazie al sistema biella-manovella, il movimento diventa rotatorio e fa girare le ruote di auto e moto.

ƽ Motore elettrico: sfrutta l’energia elettrica per far girare un albero. È silenzioso, non produce gas di scarico e è usato negli elettrodomestici e nelle auto elettriche.

ƽ Motore a vapore: utilizza la forza del vapore per muovere i pistoni. È stato fondamentale nella prima rivoluzione industriale per treni e macchinari; oggi è presente soprattutto nelle centrali termoelettriche e nucleari.

Il motore a 4 tempi

Il motore a quattro tempi è uno dei sistemi più diffusi per trasformare l’energia chimica del carburante in movimento meccanico. È utilizzato nella maggior parte delle automobili e delle moto moderne grazie alla sua efficienza, affidabilità e capacità di funzionare in modo regolare. Si chiama “a quattro tempi” perché il suo funzionamento è suddiviso in quattro fasi successive, ognuna delle quali

1.

Aspirazione

La valvola di aspirazione si apre e il pistone scende verso il basso, richiamando nel cilindro la miscela di aria e carburante. In questa fase si forma la carica fresca che alimenterà la combustione.

2.

compie un’azione precisa all’interno del cilindro. All’interno del motore si trova un pistone che scorre su e giù, collegato all’albero motore tramite una biella Nella parte superiore del cilindro si trovano due valvole: una per aspirare la miscela aria-carburante e una per scaricare i gas bruciati. Una candela produce la scintilla che avvia la combustione.

Compressione

Entrambe le valvole sono chiuse e il pistone risale, comprimendo la miscela in uno spazio molto ridotto. La compressione aumenta la temperatura e la pressione, rendendo la miscela più reattiva.

3.

Scoppio/Espansione

La candela produce una scintilla, che accende la miscela compressa. L’esplosione spinge con forza il pistone verso il basso, generando il colpo utile, cioè l’energia meccanica che metterà in rotazione l’albero motore.

4.

Scarico

La valvola di scarico si apre e il pistone risale, espellendo all’esterno i gas bruciati attraverso il condotto di scarico. Una volta completata l’espulsione, il ciclo ricomincia da capo.

Dalle macchine semplici agli impianti industriali

Tutte le macchine complesse, non solo i motori, per funzionare devono integrare diverse funzioni fondamentali, che possiamo riassumere così:

ƽ funzione motrice (Fm): è la parte che fornisce l’energia al sistema, come un motore, un pedale o un pistone.

ƽ Funzione di trasmissione e trasformazione (Ft): trasferisce l’energia prodotta e la adatta allo scopo della macchina attraverso elementi come cinghie, pulegge, ingranaggi, alberi e catene.

ƽ Funzione operatrice (Fo): è la parte finale che svolge il lavoro vero e proprio, come la lama di una sega, la punta di un trapano o le ruote di un veicolo. Queste tre funzioni devono collaborare in modo armonico affinché una macchina possa svolgere il suo compito in modo efficace.

Ciò avviene anche negli impianti industriali, dove molte macchine non lavorano più isolate, ma sono collegate fra loro tramite nastri trasportatori, catene di montaggio, robot, sensori e centraline elettroniche. Insieme formano un vero e proprio sistema produttivo, capace di realizzare oggetti in serie, spostarli, controllarne la qualità e prepararli per il confezionamento e la distribuzione.

Un tecnico programma al computer una macchina CNC, controllando le operazioni di taglio automatizzato in fabbrica.

3| Gli impianti industriali

LE MACCHINE NELLA

PRODUZIONE INDUSTRIALE

Materiali grezzi

• Magazzini automatizzati, sistemi di identificazione (barcode, RFID)

Stoccaggio e selezione

• Scaffalature automatizzate, carrelli elevatori, robot di movimentazione

Lavorazioni primarie

• Tornio, fresa, pressa, forno di fusione, macchine CNC

Lavorazioni di trasformazione

• Centri di lavoro automatizzati, robot industriali, macchine a controllo numerico, stampi per plastica e metalli

Assemblaggio

• Catene di montaggio, robot antropomorfi, avvitatori automatici, sistemi di saldatura

Controllo qualità

• Scanner 3D, sensori ottici, macchine di misura, banchi prova

Imballaggio e logistica

• Nastri trasportatori, macchine confezionatrici, sistemi di pallettizzazione, robot pick&place

Le macchine hanno trasformato radicalmente i sistemi produttivi, permettendo di superare i limiti fisici dell'uomo e di raggiungere livelli di precisione, velocità e regolarità impensabili con il solo lavoro manuale.

Classificazione delle macchine industriali

Possiamo classificare le macchine industriali in base alla loro funzione principale e al grado di automazione che possiedono.

ƽ Le macchine utensili sono progettate per lavorare i materiali attraverso operazioni di taglio, foratura, fresatura o tornitura. Una fresatrice, per esempio, utilizza utensili rotanti per asportare materiale da un pezzo grezzo e dargli la forma desiderata. Queste macchine possono essere manuali, semiautomatiche o completamente automatiche.

ƽ Le macchine di assemblaggio si occupano di unire componenti diversi per creare il prodotto finale. Nelle catene di montaggio automobilistico, per esempio, robot specializzati saldano le lamiere della carrozzeria con precisione millimetrica e velocità costante.

ƽ Le macchine di controllo verificano la qualità dei prodotti durante o alla fine del processo produttivo. Utilizzano sensori ottici, meccanici o elettronici per rilevare difetti, misurare dimensioni o testare funzionalità.

Il controllo delle macchine

Il controllo delle macchine industriali è evoluto dalle semplici leve meccaniche ai sofisticati sistemi computerizzati di oggi.

ƽ Il controllo manuale richiede la presenza costante di un operatore che guida ogni movimento. È tipico delle macchine tradizionali e permette grande flessibilità, ma limita la velocità e la precisione.

ƽ Il controllo semiautomatico combina l'intervento umano con sequenze automatiche predefinite. L'operatore avvia il ciclo e la macchina esegue automaticamente una serie di operazioni, fermandosi quando necessario per permettere interventi manuali.

ƽ Il controllo automatico permette alla macchina di eseguire cicli completi senza intervento umano, seguendo programmi prestabiliti e adattandosi automaticamente alle variazioni delle condizioni di lavoro attraverso sistemi di feedback.

4| Automazione e robotica

L’automazione è una delle conquiste più importanti della tecnologia contemporanea. Permette alle macchine di svolgere molte operazioni da sole, con poco intervento umano, garantendo allo stesso tempo qualità elevata, velocità di produzione e maggiore sicurezza. In un impianto automatizzato tutto funziona grazie a un sistema ben organizzato di strumenti che collaborano tra loro.

Rilevamento, elaborazione, attuazione

Ogni sistema automatico parte dal rilevamento: i sensori controllano ciò che accade nell’ambiente di lavoro. Alcuni misurano la temperatura dei forni, altri la pressione dei macchinari, altri ancora individuano difetti sui prodotti attraverso sensori ottici.

Tutte queste informazioni arrivano a un’unità di controllo, il “cervello” dell’impianto, che le elabora e decide come far funzionare la macchina. In seguito avviene l'attuazione, in cui i comandi vengono trasformati in movimenti reali attraverso gli attuatori, come motori elettrici, pistoni pneumatici o valvole idrauliche.

L’automazione permette di produrre oggetti con precisione e costanza, poiché le macchine non si stancano e non commettono errori di distrazione. Inoltre, gli operatori sono più al sicuro, perché i sistemi automatici svolgono le operazioni più pesanti o rischiose. Rimane però necessario personale specializzato per gestire e controllare questi impianti complessi.

Robot industriali: le macchine più avanzate

I robot industriali rappresentano il passo successivo dell’automazione. A differenza delle macchine automatiche tradizionali, sono programmabili e possono quindi svolgere compiti diversi.

La loro struttura ricorda un braccio umano: segmenti rigidi collegati da articolazioni motorizzate permettono movimenti fluidi e precisi nello spazio tridimensionale.

All’estremità del braccio si trova l’end-effector, un utensile che può afferrare, saldare, tagliare o compiere operazioni delicate. Il tutto è controllato da un sistema elettronico che coordina i movimenti e utilizza sensori per conoscere posizione, forza applicata e condizioni dell’ambiente. Nell’industria automobilistica i robot saldano e verniciano le carrozzerie con grande precisione. Nella produzione di dispositivi elettronici assemblano componenti minuscoli, indispensabili per smartphone e computer. Nel settore alimentare confezionano, etichettano e smistano prodotti in modo rapido e igienico.

Robot e intelligenza artificiale

Negli ultimi anni, l’intelligenza artificiale ha reso i robot ancora più intelligenti e autonomi. I robot collaborativi, o cobot, possono lavorare accanto alle persone in completa sicurezza: grazie ai sensori avanzati, riconoscono la presenza degli operatori e modificano i movimenti per evitare collisioni.

Linea automatica per il confezionamento delle uova.

Glossario

Robot industriale: macchina programmabile multifunzionale progettata per movimentare materiali, parti, utensili attraverso movimenti variabili programmati.

Glossario

Cobot: robot collaborativo progettato per interagire fisicamente con gli esseri umani in uno spazio di lavoro condiviso.

mini TEST

I sensori trasformano grandezze fisiche in segnali elettrici. V F L'automazione elimina completamente il bisogno di controllo umano. V F Gli attuatori eseguono fisicamente le operazioni comandate dal sistema di controllo. V F

Green Corner

1| Produzione automatizzata e sostenibilità

L'evoluzione dei sistemi produttivi ha un impatto significativo sull'ambiente e sulla società. L'automazione e la robotica possono contribuire a rendere la produzione più sostenibile, ma richiedono un approccio consapevole e responsabile.

I sistemi automatizzati offrono importanti opportunità per ridurre l'impatto ambientale della produzione industriale.

ƽ L'efficienza energetica migliora significativamente grazie al controllo preciso dei processi. Robot e macchine automatiche possono ottimizzare automaticamente il consumo di energia, spegnendosi quando non necessari e regolando la potenza in base alle esigenze reali. Sistemi intelligenti di gestione dell'energia possono ridurre i consumi fino al 30% rispetto agli impianti tradizionali.

1. Cerca le differenze tra automa e robot e descrivi alcuni esempi.

2. Cerca esempi di automazione nella tua vita quotidiana (distributori automatici, semafori, ascensori). Per ognuno, identifica sensori, sistema di controllo e attuatori.

3. Cerca esempi di IoT nella tua casa (termostati intelligenti, elettrodomestici connessi, sistemi di sicurezza). Come potrebbero essere utilizzati concetti simili in una fabbrica?

4. Osserva un oggetto complesso che hai a casa (per esempio un asciugacapelli). Prova a immaginare quante diverse macchine sono state necessarie per produrre tutti i suoi componenti.

ƽ La riduzione degli scarti è un altro beneficio importante. La precisione dei sistemi automatizzati riduce drasticamente la produzione di pezzi difettosi, diminuendo gli sprechi di materiali e energia. Sistemi di controllo qualità in tempo reale possono correggere immediatamente eventuali errori, evitando la produzione di pezzi difettosi.

2| Industria 4.0

L'Industria 4.0 rappresenta la quarta rivoluzione industriale, caratterizzata dall'integrazione di tecnologie digitali avanzate nei sistemi produttivi. Questa trasformazione sta creando fabbriche intelligenti, interconnesse e altamente flessibili.

Le tecnologie chiave

L'Industria 4.0 si basa sull'integrazione di diverse tecnologie innovative che lavorano insieme per creare ecosistemi produttivi intelligenti.

ƽ L'Internet delle Cose (IoT) connette macchine, sensori e dispositivi in una rete globale di comunicazione. Ogni componente del sistema produttivo può comunicare con gli altri, condividendo dati in tempo reale e coordinando automaticamente le proprie attività.

ƽ I Big Data e l'analisi dei dati permettono di elaborare enormi quantità di informazioni provenienti dai sistemi produttivi. Algoritmi avanzati possono prevedere guasti delle macchine e ottimizzare automaticamente i processi produttivi.

ƽ La realtà aumentata aiuta gli operatori sovrapponendo informazioni digitali al mondo reale. Un tecnico può vedere istruzioni di manutenzione direttamente sovrapposte alla macchina su cui sta lavorando, o visualizzare dati di funzionamento invisibili a occhio nudo.

ƽ L’Intelligenza Artificiale, grazie alla capacità di apprendere dai dati, aiuta le macchine a prendere decisioni più rapide e precise, adattandosi alle condizioni reali della produzione. In molti impianti, l’IA permette di ottimizzare i consumi energetici e di coordinare robot e macchinari in modo più efficiente, fino a creare vere smart factory.

Intelligenza Arti ciale IA

La fabbrica intelligente - Smart factory

La fabbrica del futuro è un ecosistema integrato dove macchine, robot, sistemi informatici e persone collaborano in modo fluido e intelligente.

I sistemi cyber-fisici integrano il mondo fisico della produzione con quello digitale dell'informazione. Ogni macchina ha un "gemello digitale" che simula il suo comportamento e permette di testare modifiche e ottimizzazioni prima di implementarle nella realtà.

La produzione personalizzata di massa combina l'efficienza della produzione di massa con la flessibilità della produzione artigianale. Sistemi produttivi intelligenti possono modificare automaticamente i parametri di produzione per realizzare oggetti personalizzati senza fermare la linea produttiva.

La manutenzione predittiva utilizza l'analisi dei dati per prevedere quando una macchina avrà bisogno di manutenzione, evitando guasti imprevisti e riducendo i costi di gestione. Sensori monitorano continuamente vibrazioni, temperature e altri parametri, segnalando anomalie prima che causino problemi.

Transizione 5.0

La Transizione 5.0 è la nuova fase dello sviluppo industriale che unisce tecnologia avanzata e sostenibilità.

Se l’Industria 4.0 ha introdotto macchine intelligenti, robot e fabbriche digitali, la Transizione 5.0 aggiunge un obiettivo importante: far lavorare queste tecnologie in modo più ecologico e più vicino ai bisogni delle persone.

Nelle fabbriche 5.0 si cerca di consumare meno energia, ridurre gli sprechi e utilizzare fonti rinnovabili.

Una fabbrica, per esempio, può installare pannelli solari sul tetto per alimentare i macchinari, oppure recuperare il calore dei forni per riscaldare gli ambienti interni.

La Transizione 5.0 punta anche al benessere dei lavoratori. I robot collaborativi, per esempio, aiutano gli operatori sollevando pesi o svolgendo compiti ripetitivi, mentre i sensori controllano la qualità dell’aria o il rumore per rendere l’ambiente più sicuro.

Nel complesso, la Transizione 5.0 mira a costruire fabbriche più verdi, più efficienti e soprattutto più attente alle persone e al pianeta.

L’immagine rappresenta una smart factory, una fabbrica intelligente in cui macchinari, robot e sistemi digitali lavorano in rete. Si vedono bracci robotici che gestiscono il montaggio, sensori e dispositivi IoT che raccolgono dati in tempo reale, nastri trasportatori automatizzati e schermi che mostrano analisi e controlli di produzione. Un sistema centrale coordina tutte le informazioni provenienti dai vari reparti, mentre la connessione cloud permette di monitorare l’impianto anche dall’esterno.

Play test

1| Il cruciverba dei sistemi produttivi

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

2

Orizzontali

5. Controllo automatico dei processi

Verticali

1. Sistema che rileva grandezze fisiche dall'ambiente

2. Quarta rivoluzione industriale

3. Macchina programmabile capace di compiere movimenti autonomi

4. Dispositivo che esegue azioni meccaniche

5

1

3

4

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

2| Anagrammi tecnici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati ai sistemi produttivi:

a. TROBO (Può eseguire azioni in modo autonomo)

b. NOZIAOMETUA (Controllo automatico di macchine)

c. ERSONSE (Rileva informazioni dall'ambiente)

d. TUATTOARE (Trasforma un comando in movimento)

e. GRIANALITEA (Fatto a mano in modo tradizionale)

3| Memory delle leve

1. Carriola

2. Canna da pesca

3. Tenaglia

4. Schiaccianoci

5. Forbici

a. Leva di primo genere

b. Leva di secondo genere

c. Leva di terzo genere

Lab

Fasi

di lavoro

1. Definizione del problema

Scegli un piccolo problema quotidiano da risolvere con un movimento automatico: aprire uno sportellino, sollevare un oggetto o attivare una barriera al passaggio di qualcosa.

2. Progettazione del sistema

Disegna lo schema del tuo sistema identificando:

Input: quali sensori utilizzerai per rilevare le condizioni?

Elaborazione: come il sistema deciderà quando attivarsi?

Output (Attuatore): quali azioni eseguirà il sistema?

3. Costruire il modellino

Progettiamo un sistema automatico con carta e cartone

Proviamo a progettare e realizzare un modellino di sistema automatico utilizzando solo carta, cartone e materiali semplici. L’obiettivo è capire come lavorano insieme sensori, controllo e attuatori, proprio come avviene nei sistemi produttivi reali.

Materiali

e attrezzi

• Cartoncino, fogli A4

• Forbici, colla, nastro adesivo, pennarelli

• Spago o lana, una molletta, stuzzicadenti o cannucce

• Piccoli pesi (come gomme da cancellare), una scatolina di cartone

Discipline COINVOLTE

• Matematica

• Scienze

• Tecnologia

• Arte e immagine

Crea un modellino che compia una semplice azione automatica, per esempio uno sportello che si apre quando un peso scende o un segnale che si muove al passaggio di un oggetto.

Utilizza carta, cartoncino, spago, cannucce, leve e piccole molle ricavate dalla carta piegata a fisarmonica.

4. Test e miglioramenti

Prova il modellino per verificare se il movimento è fluido e se l’automazione funziona come previsto. Osserva eventuali problemi e apporta le modifiche necessarie per migliorare il sistema.

Autovalutazione

1. Il mio modellino riesce davvero a compiere l’azione automatica che avevo progettato?

2. Sono stato/a capace di distinguere chiaramente input, elaborazione e output nel mio sistema?

3. Che cosa potrei migliorare per rendere il movimento più preciso, fluido o affidabile?

Sistemi produttivi

L’essenziale

I sistemi produttivi

Un sistema produttivo è un insieme di elementi che collaborano per trasformare le materie prime in prodotti finiti. Per funzionare bene, tutte le parti devono essere organizzate e coordinate. I materiali iniziali vengono lavorati tramite macchine e impianti, guidati dalla manodopera e dalle informazioni che regolano ordini, progetti e qualità del lavoro.

Nel tempo il modo di produrre è cambiato profondamente. Dalle botteghe artigiane, dove tutto era fatto a mano, si è passati alle grandi fabbriche della rivoluzione industriale.

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Academy

Automazione: fabbriche smart e lavoro

Principi di meccanica

La meccanica studia equilibrio, movimento e forze, e si divide in statica, cinematica e dinamica. Su questi principi si basano le macchine semplici, strumenti che aiutano a usare la forza in modo vantaggioso.

Per lavorare nel settore dei sistemi produttivi e dell’automazione è importante scegliere un percorso tecnico o professionale che permetta di studiare meccanica, elettronica, informatica e robotica. Dopo il diploma, molte ragazze e molti ragazzi trovano lavoro più facilmente frequentando gli ITS Academy (ITS Mech), scuole postdiploma altamente specializzate che preparano tecniche e tecnici richiesti dalle aziende moderne. In questo settore esistono diverse professioni: la/il tecnica/o di automazione industriale si occupa di far funzionare macchine e impianti automatici; la programmatrice/ il programmatore di robot industriali configura i robot che lavorano nelle fabbriche. Le ingegnere e gli ingegneri di processo migliorano l’organizzazione della produzione, mentre le specialiste e gli specialisti dell’Industria 4.0 aiutano le aziende a usare sensori, reti e Intelligenza Artificiale.

La leva permette di sollevare o spostare oggetti sfruttando un fulcro; il piano inclinato facilita lo spostamento dei carichi pesanti; la vite trasforma il movimento rotatorio in lineare; il cuneo taglia e divide; la carrucola solleva pesi cambiando la direzione della forza; il verricello avvolge un cavo per trainare o alzare carichi. Quando queste macchine si combinano nascono le macchine complesse, che servono soprattutto a trasmettere e trasformare il movimento attraverso ingranaggi, cinghie, catene e sistemi biella–manovella.

I motori sono macchine complesse fondamentali: trasformano energia chimica, elettrica o termica in movimento. Molte automobili funzionano con il motore a quattro tempi, che compie aspirazione, compressione, scoppio e scarico per ottenere un movimento continuo e regolare.

Dalle macchine agli impianti industriali

Negli impianti industriali molte macchine sono collegate fra loro da nastri trasportatori, catene di montaggio, robot e sistemi elettronici, formando un sistema capace di realizzare prodotti in serie, controllarne la qualità e prepararli alla distribuzione.

Automazione e robotica

L’automazione permette alle macchine di lavorare quasi da sole grazie a un ciclo basato su sensori che raccolgono dati, centraline elettroniche che li elaborano e attuatori che trasformano le decisioni in movimenti reali. Le macchine automatiche garantiscono precisione, costanza e maggiore sicurezza per gli operatori. I robot industriali sono la forma più avanzata di automazione: funzionano come bracci meccanici con articolazioni che permettono movimenti complessi.

Produzione sostenibile

L’automazione può migliorare la sostenibilità riducendo consumi, scarti ed errori. Nell’Industria 4.0 le fabbriche intelligenti usano rete di sensori, Big Data, realtà aumentata, IA e manutenzione predittiva per ottimizzare ogni fase del lavoro.

19 Comunicazione

Pensa un po’...

Che cosa significa, per te, “comunicare”?

Perché usiamo strumenti diversi per parlare, scrivere o condividere?

Come fai a capire se il tuo messaggio è arrivato davvero all’altra persona?

MESSAGGIO ricevuto?

Ogni giorno usiamo tanti strumenti per comunicare: mandiamo messaggi, facciamo videochiamate e condividiamo foto. Ma come funzionano davvero queste tecnologie? Come fa la nostra voce a arrivare così lontano in pochi secondi?

La comunicazione accompagna l’umanità fin dai tempi antichi, ma oggi viviamo nell’era digitale, in cui miliardi di persone sono collegate da reti invisibili che attraversano il mondo.

In questo capitolo scopriremo come funzionano i principali strumenti di comunicazione, quali idee scientifiche stanno alla base del loro uso e in che modo hanno cambiato la nostra vita. Impareremo anche a usarli in modo corretto e responsabile, perché comunicare bene significa rispettare gli altri e l’ambiente.

INVESTIGATORI della comunicazione

Scegli uno dei tre modi e prova a far capire a un compagno lo stesso messaggio semplice (per esempio “Vieni qui”):

1. Solo un gesto

2. Solo la voce

3. Solo un segno scritto

Poi chiediti: quale modo ha funzionato meglio? Perché?

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa concettuale

Comunicazione

PROCESSO COMUNICATIVO

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la tua mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Comprendere gli elementi fondamentali del processo comunicativo e le differenze tra comunicazione analogica e digitale.

• Analizzare l'evoluzione storica delle tecnologie della comunicazione e il loro impatto sulla società.

• Conoscere il funzionamento tecnico di base di telefono, radio, televisione e internet.

Competenze

• Utilizzare in modo consapevole e critico le tecnologie della comunicazione per scopi di studio e socializzazione.

• Valutare l'impatto ambientale e sociale delle tecnologie comunicative, adottando comportamenti responsabili.

• Progettare e realizzare semplici sistemi di comunicazione utilizzando i principi tecnici appresi.

LEZIONE IN POWERPOINT

• Mittente  Messaggio  Destinatario

• Canale di trasmissione

• Feedback e rumore

• Linguaggi verbali e non verbali

• Barriere comunicative

IL SISTEMA DELLE TELECOMUNICAZIONI

• Analogico (continuo)

• Digitale (discreto)

EVOLUZIONE TECNOLOGICA

• Telegrafo

• Telefono

• Radio

• Cinema e televisione

• Internet e social media

SOSTENIBILITÀ DELLE TECNOLOGIE PER LA COMUNICAZIONE

• Impatti sociali e culturali

• Ambientali

• Etici e civici

1| Modi e mezzi di comunicazione

Ogni giorno comunichiamo molto più di quanto immaginiamo. Lo facciamo con le parole, con i gesti, con il tono della voce e perfino con le espressioni del viso. A scuola, in famiglia, con gli amici, in ogni momento stiamo inviando e ricevendo messaggi.

Accanto alla comunicazione “naturale”, fatta di parole e comportamenti, oggi utilizziamo la comunicazione digitale, con una grande varietà di strumenti tecnologici: smartphone, computer, tablet, televisione, radio, reti sociali e piattaforme di messaggistica.

Ognuno di questi strumenti usa mezzi diversi per trasmettere informazioni: onde sonore, onde radio, segnali luminosi, cavi elettrici o fibre ottiche. La tecnologia moltiplica le nostre possibilità, rendendo la comunicazione più veloce, più ricca e spesso più comoda, ma richiede anche attenzione, rispetto e responsabilità.

nel TEMPO

Dai segni alla scrittura

Per migliaia di anni gli esseri umani hanno comunicato solo con la voce, i gesti e immagini semplici incise o dipinte. Per secoli anche il fuoco e il fumo sono stati usati come segnali per comunicare a distanza.

Un grande cambiamento arriva con la nascita della scrittura: i Sumeri inventano la scrittura cuneiforme intorno al 3200 a.C. mentre gli Egizi sviluppano i geroglifici. Da questo momento le informazioni possono essere conservate e trasmesse nel tempo.

Materiali e invenzioni che diffondono le idee

Nel corso dei secoli cambiano i materiali su cui si scrive: il papiro egiziano, la pergamena medievale e poi la carta, arrivata dalla Cina nel Medioevo. Il vero salto avviene però nel 1455, quando Johannes Gutenberg introduce la stampa a caratteri mobili. I libri diventano più numerosi e accessibili, e le idee possono circolare molto più velocemente.

L’Ottocento: la comunicazione veloce

Con l’arrivo dell’elettricità la comunicazione compie un progresso decisivo. Nel 1837 Samuel Morse realizza il telegrafo e il suo celebre codice, che permette di inviare messaggi quasi istantaneamente. Nel 1876 Alexander Graham Bell brevetta il telefono, che consente di trasmettere la voce a distanza. A fine secolo, nel 1895, Guglielmo Marconi sperimenta la radio senza fili, aprendo una nuova era nelle comunicazioni.

Il Novecento e l’età digitale

Nel XX secolo si diffondono la televisione, i computer e i primi satelliti, che collegano il mondo come mai prima. Alla fine degli anni ’60 nasce ARPANET, la rete che darà origine a Internet. Oggi viviamo nell’era digitale: i messaggi viaggiano in pochi secondi grazie a smartphone, reti mobili e fibre ottiche.

Le tecnologie ci permettono di comunicare ovunque e in ogni momento, ma richiedono anche attenzione, rispetto e un uso responsabile.

Glossario

Comunicazione: scambio di informazioni tra persone o strumenti, attraverso parole, gesti o tecnologie, per farsi capire e condividere idee.

Il canto del gallo è uno dei primi “messaggi” della storia: all’alba annunciava a tutti che il giorno era iniziato.

Post-it

Nel 1600, sulle torri costiere del Regno di Napoli, un fuoco acceso avvisava in pochi minuti dell’arrivo dei pirati.

2| Che cosa significa comunicare

Comunicare deriva dal latino "communicare", che significa "mettere in comune". Quando comunichiamo, condividiamo informazioni, emozioni, idee con altre persone.

È un processo fondamentale per la vita sociale degli esseri umani. Pur nelle varie forme possiamo individuare uno schema comune di questo processo.

Il ciclo della comunicazione

VISUAL

Gli elementi del processo comunicativo

Ogni comunicazione coinvolge diversi elementi:

ƽ il mittente è chi invia il messaggio. Può essere una persona che parla, scrive un messaggio o invia una foto. Il mittente deve avere qualcosa da comunicare e scegliere il modo migliore per farlo;

ƽ il messaggio è l'informazione che viene trasmessa. Può essere una parola, un'immagine, un suono, un gesto. Il messaggio deve essere organizzato in modo che il destinatario possa comprenderlo;

ƽ il canale è il mezzo attraverso cui il messaggio viaggia. Può essere l'aria (per la voce), un cavo (per il telefono), le onde radio (per la televisione) o la rete internet (per i messaggi digitali);

ƽ il destinatario è chi riceve il messaggio. Deve essere in grado di decodificare, cioè interpretare correttamente quello che ha ricevuto;

ƽ il feedback è la risposta del destinatario al mittente. Può essere immediata (come un cenno del capo) o ritardata (come una risposta a un messaggio). Permette al mittente di capire se il messaggio è arrivato correttamente;

ƽ il rumore rappresenta tutto ciò che può disturbare la comunicazione. Può essere rumore fisico (come il traffico), tecnico (come interferenze radio) o semantico (come parole ambigue).

Linguaggi verbali e non verbali

Gli esseri umani comunicano attraverso diversi tipi di linguaggio:

ƽ il linguaggio verbale usa le parole, sia parlate sia scritte. È il tipo di comunicazione più preciso per trasmettere informazioni complesse. Ogni lingua ha le sue regole grammaticali e il suo vocabolario;

ƽ il linguaggio non verbale include gesti, espressioni del viso, postura del corpo, tono della voce. Spesso comunica emozioni e atteggiamenti più efficacemente delle parole. Alcuni studi dimostrano che oltre il 50% della comunicazione umana è non verbale;

ƽ il linguaggio paraverbale riguarda come diciamo le cose, il volume, il ritmo, le pause. La stessa frase può avere significati diversi a seconda di come viene pronunciata.

Le barriere comunicative

Non sempre la comunicazione riesce perfettamente. Esistono diverse barriere che possono ostacolarla:

ƽ barriere fisiche: distanza, rumori ambientali, problemi tecnici degli strumenti di comunicazione;

ƽ barriere linguistiche: lingue diverse, dialetti, uso di termini tecnici non comprensibili;

ƽ barriere culturali: diverse abitudini, valori, modi di interpretare i gesti e i comportamenti.

ƽ barriere psicologiche: pregiudizi, emozioni forti, mancanza di attenzione o interesse;

ƽ barriere tecnologiche: malfunzionamenti degli strumenti, incompatibilità tra sistemi diversi, mancanza di competenze digitali.

Le tecnologie della comunicazione sono nate proprio per superare molte di queste barriere, permettendo alle persone di comunicare nonostante la distanza, le differenze linguistiche e i limiti fisici.

Comunicazione e telecomunicazioni

La comunicazione è alla base della vita sociale: ci permette di scambiare idee, raccontare esperienze, chiedere aiuto e collaborare con gli altri. Per molto tempo questo scambio è stato possibile solo quando le persone erano vicine, usando la voce, i gesti o semplici segni.

Con il progresso scientifico e tecnologico sono nati strumenti capaci di far viaggiare le informazioni a distanza, superando i limiti dello spazio e del tempo.

È così che si sono sviluppate le telecomunicazioni, l’insieme delle tecnologie che permettono di trasmettere messaggi, suoni, immagini e dati anche a grandi distanze.

Dal telegrafo alla radio, dal telefono a Internet, ogni innovazione ha reso la comunicazione più veloce, più precisa e più accessibile.

Oggi possiamo parlare con un amico che vive in un altro Paese, tradurre un messaggio in pochi secondi o inviare foto e video in tempo reale.

L’Intelligenza Artificiale ci aiuta ancora di più: riconosce la nostra voce, traduce le lingue automaticamente e suggerisce le parole quando scriviamo.

Gesto del “time out” con le mani, per chiedere una pausa o uno stop. Spesso un gesto vale più di tante parole!

Le tecnologie della comunicazione sono nate per superare le numerose barriere comunicative ancora esistenti.

Il mittente è la persona che riceve il messaggio. V F

Il linguaggio non verbale comprende gesti ed espressioni del viso. V F

Le telecomunicazioni permettono di trasmettere informazioni anche a grande distanza. V F

3| Il sistema delle telecomunicazioni

Oggi possiamo comunicare in ogni momento: telefoniamo, guardiamo video, ascoltiamo la radio, navighiamo sul web e inviamo messaggi in pochi istanti. Tutto ciò è pos-

sibile grazie al sistema delle telecomunicazioni, una rete complessa di strumenti e tecnologie che permettono di trasmettere informazioni anche a grandi distanze

Come viaggia un messaggio

Alla base di ogni telecomunicazione c’è sempre un segnale che trasporta l’informazione. La nostra voce o un’immagine devono trasformarsi in qualcosa che possa muoversi nello spazio: un impulso elettrico nei fili, un’onda radio nell’aria, un raggio luminoso nella fibra ottica.

Quando il segnale raggiunge la sua destinazione, viene riconvertito in voce, immagini o testo. Questo processo avviene continuamente, in modo veloce e invisibile, ogni volta che usiamo un dispositivo.

Le reti che collegano il mondo

Per funzionare, il sistema delle telecomunicazioni si appoggia a infrastrutture molto diverse tra loro: antenne, cavi sottomarini, satelliti e fibre ottiche. Insieme formano una rete globale che collega città, Paesi e continenti.

Ogni volta che guardiamo un video o facciamo una videochiamata, il nostro dispositivo utilizza questi collegamenti per trasportare i dati nel modo più rapido e sicuro possibile.

Glossario

Cloud: servizio che permette di salvare dati e usare programmi su Internet invece che sul proprio dispositivo.

Il passaggio al digitale

Negli ultimi decenni, quasi tutte le telecomunicazioni sono diventate digitali. Significa che suoni e immagini non viaggiano più come segnali continui, ma vengono trasformati in numeri che i computer possono elaborare con precisione e velocità. Questa trasformazione ha migliorato la qualità delle comunicazioni e ha permesso la nascita di servizi moderni come lo streaming, il cloud e le comunicazioni via Internet.

Sistema globale delle telecomunicazioni: i cavi sottomarini che attraversano gli oceani trasportano la maggior parte dei dati Internet; i data center elaborano e archiviano enormi quantità di informazioni; le reti cellulari terrestri collegano smartphone e dispositivi locali; i satelliti garantiscono copertura nelle aree remote e comunicazioni a lunga distanza.

4| Analogico o digitale?

Una delle distinzioni più importanti nelle tecnologie moderne è quella tra comunicazione analogica e digitale.

La comunicazione analogica

Nella comunicazione analogica, l'informazione viene rappresentata attraverso grandezze fisiche che variano in modo continuo. È come un'onda che può assumere infiniti valori diversi. Pensiamo alla nostra voce: quando parliamo, le corde vocali creano vibrazioni nell'aria. Queste vibrazioni sono onde sonore che cambiano continuamente in frequenza e ampiezza. Un microfono analogico trasforma queste onde sonore in segnali elettrici che mantengono la stessa forma continua dell'onda originale.

Altri esempi di comunicazione analogica sono i dischi in vinile, dove la musica è registrata come solchi di profondità variabile; le trasmissioni radio AM e FM tradizionali; i vecchi telefoni fissi, con fili di rame e le videocassette VHS.

La comunicazione digitale

Nella comunicazione digitale, l'informazione viene convertita in una serie di numeri, tipicamente usando solo due valori: 0 e 1.

Questi sono chiamati bit (binary digit). Per digitalizzare un suono, un computer "campiona" l'onda sonora migliaia di volte al secondo e assegna un numero a ciascun campione. È come fotografare un'onda in movimento scattando tantissime foto in sequenza.

SISTEMA

ANALOGICO

Vantaggi

• Rappresentazione naturale del segnale originale

• Nessuna perdita durante la conversione

• Tecnologia più semplice e meno costosa

• Resistente al rumore e alle interferenze

• Copiabile senza perdita di qualità

DIGITALE

• Facile da elaborare e modificare

• Dati comprimibili

• Correzione automatica degli errori

La conversione dei segnali

Limiti

• Sensibile al rumore e alle interferenze

• Degrado del segnale in trasmissione

• Copia difficile senza perdite

• Maggior spazio per la memorizzazione

• Possibile perdita nella conversione

• Richiede dispositivi complessi

• Spesso maggiore consumo energetico

Oggi la maggior parte delle comunicazioni passa attraverso processi di conversione tra analogico e digitale:

ƽ analogico  Digitale (A/D): un convertitore campiona il segnale analogico e lo trasforma in numeri. Questo processo avviene nel microfono del tuo smartphone quando registri un messaggio vocale.

ƽ Digitale  Analogico (D/A): i numeri vengono riconvertiti in segnale analogico. Questo succede nell'altoparlante quando ascolti musica dal telefono.

La qualità della conversione dipende da due fattori principali:

ƽ frequenza di campionamento: quante volte al secondo viene "fotografato" il segnale; risoluzione: quanti bit vengono usati per rappresentare ogni campione.

Frequenza: numero di oscillazioni di un'onda in un secondo, misurata in Hertz (Hz). Glossario

5| Telegrafo, telefono e radio

Per migliaia di anni i messaggi viaggiavano solo alla velocità degli uomini, dei cavalli o delle navi. L’arrivo dell’elettricità ha cambiato tutto: per la prima volta le informa-

Schema di funzionamento del telegrafo.

FUNZIONAMENTO

DEL TELEFONO ANALOGICO

Voce/membrana microfono

• La voce produce vibrazioni che muovono una piccola membrana nel microfono

Conversione in segnale elettrico

• Le vibrazioni diventano un segnale elettrico analogico

Trasmissione segnale

• Il segnale viaggia lungo i cavi di rame

Telefono destinatario

• Il segnale raggiunge l'altro apparecchio

Altoparlante

• Il segnale viene riconvertito in suono

zioni potevano muoversi più veloci di qualsiasi mezzo di trasporto. Tre invenzioni sono state decisive: il telegrafo, il telefono e la radio.

Il telegrafo: il primo messaggio “elettrico”

Il telegrafo elettrico, inventato da Samuel Morse nel 1837, fu il primo sistema che permise di inviare informazioni quasi istantaneamente da una città all’altra. Dal punto di vista tecnologico, il suo funzionamento era semplice ma geniale:

ƽ un operatore premeva un tasto che chiudeva un circuito elettrico;

ƽ il segnale elettrico viaggiava lungo un filo;

ƽ all’altra estremità veniva ricevuto da un apparecchio che trasformava il segnale in “clic” o in linee e punti scritti su un nastro.

Il telegrafo non trasmetteva parole, ma una codifica: il Codice Morse, una sequenza di punti e linee che rappresentavano lettere e numeri. Per la prima volta nella storia, un messaggio poteva attraversare centinaia di chilometri in pochi secondi.

È qui che nasce l’idea moderna di comunicazione a distanza.

Il telefono: la voce diventa elettricità

Qualche decennio dopo, nel 1876, Alexander Graham Bell brevetta il telefono, un’invenzione ancora più rivoluzionaria, perché non serviva più tradurre le parole in codici: si poteva trasmettere la voce stessa. Dal punto di vista tecnologico, il telefono analogico funziona così:

ƽ nel microfono, le vibrazioni della voce muovono una piccola membrana;

ƽ le vibrazioni vengono trasformate in un segnale elettrico analogico, cioè un’onda che riproduce la forma della voce;

ƽ il segnale viaggia lungo fili di rame fino al telefono del destinatario;

ƽ lì viene trasformato di nuovo in suono da un altoparlante. Il telefono permette una comunicazione istantanea, naturale e continua. È il primo vero passo verso le comunicazioni moderne.

Dal filo al digitale

Queste due invenzioni aprono la strada ai sistemi che usiamo oggi: reti telefoniche globali, fibre ottiche, telefoni digitali, smartphone e comunicazioni via Internet. Nel passaggio dal filo in rame alla fibra ottica il segnale elettrico è diventato impulso luminoso, e con la digitalizzazione i messaggi sono stati convertiti in sequenze di bit, facilmente compressi, instradati e memorizzati.

Telegrafo e telefono restano così le radici tecnologiche del mondo connesso in cui viviamo: senza la loro logica di codifica, trasmissione e decodifica dei segnali, non esisterebbero né le reti dati, né il VoIP, né le piattaforme di comunicazione che usiamo ogni giorno.

La radio: la voce che viaggia nell’aria

Con la radio, per la prima volta, è stato possibile inviare suoni, musica e notizie senza fili, raggiungendo persone molto lontane. La radio nasce alla fine dell’Ottocento grazie agli studi sulle onde elettromagnetiche e ai primi esperimenti di Guglielmo Marconi, che nel 1895 riesce a trasmettere un segnale attraverso l’aria senza collegamento via cavo. Il funzionamento della radio si basa su un’idea semplice ma rivoluzionaria: trasformare i suoni in onde elettromagnetiche, farle viaggiare nell’aria e poi riconvertirle in suoni È così che possiamo ascoltare musica, notiziari, cronache sportive o programmi culturali in tempo reale. Ancora oggi rimane uno strumento fondamentale: è semplice, economica e funziona anche in condizioni in cui altri mezzi di comunicazione non sono disponibili.

Un microfono trasforma la voce o la musica in un segnale elettrico. Questo segnale modula (cioè modifica) un’onda elettromagnetica prodotta da un trasmettitore: è il segnale radio vero e proprio.

Il VoIP è una tecnologia che permette di telefonare usando Internet invece della linea telefonica tradizionale.

Schema di onda elettromagnetica: il campo elettrico (E) e il campo magnetico (B) oscillano perpendicolari tra loro e rispetto alla direzione di propagazione. Sono indicate anche la lunghezza d’onda (λ) e l’ampiezza, che descrivono le caratteristiche dell’onda che viaggia alla velocità della luce.

Il segnale modulato viene inviato a un’antenna, che lo “lancia” nello spazio sotto forma di onde invisibili. Queste onde possono percorrere grandi distanze e superare ostacoli, propagandosi nell’aria.

L'antenna del ricevitore radio intercetta le onde elettromagnetiche. L’apparecchio seleziona la frequenza desiderata e scarta le altre. Il segnale elettrico viene estratto dall’onda radio e inviato all’altoparlante, che lo trasforma in vibrazioni dell’aria.

COME NASCE UN FILM

Idea/soggetto

• Nasce l’idea e si scrive una breve storia

Sceneggiatura

• La storia diventa un copione con dialoghi e scene

Pre-produzione

• Si scelgono attori, location, costumi e si organizza il lavoro

Riprese

• Si filmano le scene con videocamere, luci e microfoni

Montaggio

• Le scene vengono selezionate, unite e ordinate

Effetti e audio

• Si aggiungono suoni, musiche, effetti speciali e correzioni colore

Distribuzione

• Il film viene inviato alle sale, alle piattaforme o alle TV

6|Cinema

Immagini che prendono vita

Cinema e televisione sono due tecnologie che hanno trasformato il modo in cui comunichiamo, raccontiamo storie e conosciamo il mondo. Per la prima volta nella storia, è stato possibile trasmettere immagini in movimento, permettendo alle persone di vedere eventi, luoghi e personaggi lontani. Queste invenzioni non hanno cambiato solo l’intrattenimento, ma anche la cultura, l’educazione e persino la scienza.

Come nasce il cinema

Il cinema nasce alla fine dell’Ottocento grazie ai fratelli Lumière, che inventano una macchina capace di riprendere e proiettare immagini in movimento.

L’idea alla base è sorprendentemente semplice: scattare molte fotografie una dopo l’altra (circa 24 al secondo) e mostrarle poi rapidamente. Il nostro occhio non percepisce le foto una per una, ma le unisce, creando l’illusione del movimento. Questo fenomeno si chiama persistenza retinica.

Le immagini venivano registrate su pellicola cinematografica, una lunga striscia di materiale plastico sensibile alla luce. Ogni piccola immagine sulla pellicola si chiama fotogramma. Durante la proiezione, una lampada illumina la pellicola e un sistema di lenti ingrandisce l’immagine su un grande schermo. È così che il cinema ha portato storie, avventure ed emozioni nelle sale di tutto il mondo.

Oggi il cinema utilizza tecnologie digitali avanzate: le scene vengono riprese con videocamere a alta definizione o in 3D, elaborate al computer con effetti visivi e proiettate tramite sistemi digitali che garantiscono immagini nitide e colori molto più realistici rispetto alla pellicola tradizionale.

Il linguaggio cinematografico

Cinema e televisione hanno creato un nuovo modo di comunicare, fatto non solo di parole, ma anche di inquadrature, movimenti di camera, suoni e montaggio. Per le inquadrature:

ƽ il primo piano mostra emozioni e dettagli;

ƽ il campo medio è perfetto per i dialoghi;

ƽ il campo lungo mostra l’ambiente e le azioni ampie.

La telecamera può muoversi con la panoramica, ruotando sul posto, oppure può effettuare una carrellata, spostandosi nello spazio, mentre l'obiettivo zoom avvicina o allontana l’immagine senza muovere la telecamera.

Il montaggio unisce le diverse riprese, scegliendo come e quando passare da una scena all’altra per creare suspense, ritmo o emozione.

Anche il suono è fondamentale: dialoghi, musica, effetti sonori e perfino il silenzio contribuiscono a raccontare la storia.

La sincronizzazione tra suono e immagine deve essere perfetta: anche un piccolo ritardo sarebbe fastidioso.

7|Televisione

Le prime televisioni: dal meccanico all’elettronico

All’inizio del Novecento nasce un’altra grande invenzione: la televisione. I primi esperimenti funzionavano grazie a un disco rotante con piccoli fori, chiamato disco di Nipkow. Il disco scomponeva l’immagine in linee, ma la qualità era molto scarsa.

La vera rivoluzione arriva negli anni ’30 con la televisione elettronica, basata sul tubo catodico. In questo sistema un fascio di elettroni colpisce uno schermo ricoperto di fosfori, che si illuminano creando l’immagine. Il fascio di elettroni scansiona lo schermo dall’alto verso il basso, linea dopo linea. È questo principio che ha permesso la nascita della televisione moderna.

Dal bianco e nero al colore

Le prime TV trasmettevano solo immagini in bianco e nero, con informazioni sulla luminosità dei vari punti dell’immagine.

Negli anni ’60 arrivano le trasmissioni a colori, basate sulla combinazione dei tre colori primari della luce: rosso, verde e blu (RGB, Red, Green, Blue). Sullo schermo, minuscoli punti colorati si accendono con intensità diverse e formano migliaia di sfumature di colore.

Il segnale televisivo a colori contiene due tipi di informazioni:

• luminanza, cioè le parti chiare e scure;

• crominanza, cioè il colore.

Questa separazione era utile perché i vecchi televisori in bianco e nero potevano comunque ricevere il nuovo segnale.

Riprese e trasmissione televisive

Tutto inizia con la ripresa, cioè con la telecamera che cattura la scena. La telecamera scompone l’immagine in migliaia di piccoli punti luminosi e li trasforma in un segnale elettrico (analogico o digitale), che contiene tutte le informazioni su colori e luminosità.

Il segnale viene poi trasmesso alla stazione televisiva, dove viene elaborato, compresso e preparato per la diffusione.

Da qui può essere inviato attraverso onde radio (trasmissione terrestre), tramite satelliti che lo rimandano verso la Terra, tramite cavi, come nelle reti via cavo o in fibra ottica, oppure tramite Internet, come avviene per lo streaming.

Il televisore del pubblico riceve il segnale, lo decodifica e ricostruisce l’immagine sullo schermo, punto dopo punto.

La rivoluzione digitale

Oggi la televisione è quasi del tutto digitale: le immagini non sono più segnali continui, ma dati numerici che viaggiano in modo più stabile e preciso.

Ciò permette di avere una qualità decisamente migliore, più canali nello stesso spazio, servizi interattivi e immagini in alta definizione, accompagnate da un audio digitale simile a quello delle sale cinematografiche.

• Le telecamere catturano immagini e suoni

Conversione del segnale

• Il segnale viene trasformato in formato digitale

Elaborazione

• Il contenuto viene compresso e preparato alla trasmissione

Trasmissione

• Il segnale viaggia tramite antenne, satelliti o cavi

Ricezione

• Le antenne o il decoder del televisore ricevono il segnale

Decodifica e visualizzazione

• Il televisore ricostruisce immagini e audio: l’utente vede il programma sullo schermo

Ripresa

COME NASCE UNA TRASMISSIONE TV

COME FUNZIONA INTERNET

Informazioni

• I dati vengono divisi in piccoli pacchetti

Invio

• I router instradano i pacchetti lungo il percorso migliore

Protocolli / Regole

• IP dà l’indirizzo, TCP controlla l’arrivo, HTTPS gestisce le pagine

DNS

• I nomi dei siti vengono trasformati nei loro indirizzi numerici

Arrivo

• I pacchetti raggiungono la destinazione e vengono rimontati

Web

• Il browser richiede pagine, il server le invia, il motore di ricerca usa i suoi archivi

8| Internet e il web

Internet è una rete immensa, formata da milioni di computer collegati fra loro, che permette di scambiare messaggi, immagini, video, dati e informazioni in pochi istanti. Non ha un unico centro di comando: ogni parte della rete può comunicare con le altre, rendendo Internet un sistema molto flessibile e difficile da “spegnere”.

Come viaggiano i dati

Quando navighiamo, guardiamo un video o inviamo un messaggio, le informazioni non viaggiano tutte insieme: vengono divise in piccoli pacchetti, un po’ come se tagliassimo una lettera in tanti pezzi. Ogni pacchetto cerca da solo la strada più veloce attraverso la rete, guidato da dispositivi chiamati router, che funzionano come uffici postali digitali.

Per far sì che tutti i computer del mondo si capiscano, Internet usa alcune “regole comuni”, chiamate protocolli.

Tra questi ci sono:

• IP, che assegna un indirizzo a ogni dispositivo,

• TCP, che controlla che i pacchetti arrivino tutti e nell’ordine giusto,

• HTTP e HTTPS, che permettono di visitare i siti web in modo sicuro.

Il DNS, invece, traduce i nomi dei siti (come youtube.com) nei loro veri indirizzi numerici, così non dobbiamo ricordarli.

Che cos’è il Web

Il Web è solo una parte di Internet, ma è quella che usiamo di più per cercare informazioni e visitare pagine. È stato inventato nel 1991 da Tim Berners-Lee e si basa su tre idee semplici:

• le pagine web, scritte in HTML;

• il protocollo HTTP, che permette ai browser di richiederle;

• gli URL (Uniform Resource Locator), gli indirizzi che ci portano esattamente alla risorsa che cerchiamo.

Quando facciamo una ricerca, il motore non “sfoglia Internet in tempo reale”: consulta un enorme archivio di pagine che ha già trovato con i suoi robot automatici, chiamati crawler

Servizi nel cloud

Molti strumenti che usiamo ogni giorno (come la posta elettronica o gli archivi online) funzionano grazie al cloud, cioè computer potentissimi che si trovano altrove e che possiamo raggiungere tramite Internet. Questo sistema permette di usare programmi e salvare file senza occupare spazio nei nostri dispositivi.

Sicurezza online

Per proteggere i dati che viaggiano nella rete, vengono usate tecniche come la crittografia, che rende le informazioni leggibili solo ai destinatari.

Altri strumenti, come i firewall e i sistemi di autenticazione, impediscono gli accessi non autorizzati e verificano l’identità degli utenti.

9| Social media

Comunicare, condividere, partecipare

I social media sono diventati uno degli strumenti di comunicazione più usati sia dai giovani sia dagli adulti.

Permettono di parlare con gli altri, raccontarsi, condividere foto e video e partecipare a comunità digitali.

Che cosa sono e come funzionano

Un social media è una piattaforma che permette agli utenti di creare e scambiare contenuti.

A differenza dei media tradizionali, qui chiunque può pubblicare: ogni utente è allo stesso tempo autore e lettore

Quando pubblichiamo un contenuto, questo arriva ai server della piattaforma, viene salvato nei suoi database e poi mostrato agli altri utenti. Per velocizzare il caricamento, i social usano reti di server distribuite in tutto il mondo: spesso i video che guardiamo arrivano dal server più vicino a noi, non da quello dove è nata la piattaforma.

Gli algoritmi e l’Intelligenza Artificiale

I social media decidono cosa mostrarci attraverso algoritmi di raccomandazione, che osservano cosa guardiamo, cosa mettiamo “mi piace” e con quali persone interagiamo di più. In questo modo cercano di proporci contenuti che potrebbero interessarci.

L’Intelligenza Artificiale, sempre più utilizzata dai social media, aiuta anche a:

ƽ riconoscere volti o oggetti nelle foto;

ƽ tradurre automaticamente i post;

ƽ individuare contenuti violenti o inappropriati;

ƽ suggerirci nuovi contenuti o amici.

Una conseguenza di tutto questo è la formazione di bolle informative: spesso vediamo solo ciò che conferma i nostri gusti e le nostre idee, senza incontrare punti di vista diversi.

Effetti positivi dei social

I social media possono essere strumenti molto utili.

Permettono di mantenere i contatti con persone lontane, unirsi a gruppi con interessi comuni, informarsi, trovare aiuto e sviluppare la propria creatività.

Rischi da conoscere

Come ogni tecnologia, però, anche i social hanno dei rischi.

Uno dei più importanti è la dipendenza, perché le piattaforme cercano di farci restare online il più possibile.

Altri problemi possono essere il cyberbullismo, la diffusione di notizie false e la perdita di privacy quando condividiamo troppe informazioni personali.

Anche il confronto continuo con gli altri può generare ansia o farci sentire inadeguati.

FUNZIONA L'ALGORITMO DEI SOCIAL

• Il social osserva cosa guardi e con chi interagisci

Analisi delle preferenze

• L’algoritmo riconosce i contenuti che ti interessano di più

Selezione contenuti

• Vengono scelti post, video e profili simili ai tuoi gusti

Mostra i contenuti

• Il social ti propone ciò che ritiene più coinvolgente

Nuove interazioni

• Le tue reazioni aggiornano l’algoritmo

Ripetizione ciclo

• Il processo continua e affina sempre di più le tue preferenze

Raccolta dati

COME

Intelligenza Artificiale IA

Green Corner

1|Tecnologie delle comunicazioni e sostenibilità

Le tecnologie delle comunicazioni hanno un impatto significativo sull'ambiente. È importante comprendere questi effetti per utilizzare la tecnologia in modo più consapevole e sostenibile.

a| Data center: i giganti energivori

I data center sono enormi strutture che ospitano migliaia di server per far funzionare Internet, i social media, il cloud computing, le trasmissioni televisive e tutti i servizi digitali. Questi centri funzionano 24 ore su 24, 365 giorni all'anno e:

ƽ consumano circa il 1% dell'elettricità mondiale;

ƽ richiedono sistemi di raffreddamento continui (i server producono molto calore);

EDUCAZIONE CIVICA

ƽ stanno crescendo rapidamente con l'aumento dei servizi online. Un singolo data center consuma l'elettricità di una piccola città.

b| Il consumo dei nostri dispositivi

TUTTI... IN RETE!

1. Risparmio energetico

mini

LAB

Imposta uno smartphone per consumare meno:

• attiva Risparmio energetico

• abbassa la luminosità

• chiudi le app in background

Annota per 1 giorno: % batteria al mattino e alla sera. Confronta con un giorno “normale”.

2. Video experience

Con un tablet a scuola registra un video di 30 secondi con:

• 1 primo piano

• 1 campo medio

• 1 campo lungo

La storia deve essere semplice (per esempio “cerco un oggetto e lo trovo”).

3. Comunicare nel XX secolo

Intervista un nonno o una nonna su come comunicavano quando erano giovani.

Chiedi: come si scrivevano le lettere? Come si telefonava? Come si ascoltava la musica? Confronta le loro risposte con le tecnologie attuali.

Anche i dispositivi che usiamo quotidianamente hanno un impatto:

ƽ smartphone: la loro ricarica consuma circa 5-10 kWh all'anno;

ƽ computer portatili: la ricarica richiede circa 50-100 kWh all'anno;

ƽ TV: da 100 a 400 kWh all'anno a seconda delle dimensioni;

ƽ router WiFi: circa 70-100 kWh all'anno (resta sempre acceso). Moltiplicando questi dati per miliardi di dispositivi nel mondo, l'impatto diventa molto significativo.

c| Streaming video: il grande consumatore

Lo streaming video (Netflix, YouTube, TikTok) rappresenta oltre il 60% del traffico Internet mondiale. Guardare un'ora di video in alta definizione consuma energia equivalente a:

ƽ far funzionare un frigorifero per una settimana;

ƽ muovere un'auto elettrica per 6 km;

ƽ tenere accesa una lampadina LED per 4 giorni.

2|L'obsolescenza programmata

L'obsolescenza programmata è la strategia di progettare prodotti con una durata limitata, per spingere i consumatori a sostituirli frequentemente. Nel settore tecnologico si manifesta con modalità diverse.

ƽ Obsolescenza tecnica: i nuovi software non funzionano sui dispositivi più vecchi.

ƽ Obsolescenza estetica: i nuovi modelli hanno design più attraenti.

ƽ Obsolescenza funzionale: nuove funzionalità rendono "obsoleti" i modelli precedenti.

ƽ Obsolescenza programmata diretta: componenti progettati per rompersi dopo un certo tempo.

Il ciclo degli smartphone

La maggior parte delle persone cambia smartphone ogni 2-3 anni, anche se il dispositivo funziona ancora. Questo ciclo accelerato è alimentato da aggiornamenti del sistema operativo che rallentano i vecchi modelli, oppure da batterie non sostituibili che si degradano. Inoltre il marketing presenta ogni nuovo modello come "rivoluzionario" e i contratti telefonici incentivano il cambio frequente.

3|L'impatto ambientale della produzione

I nostri dispositivi tecnologici contengono molti materiali diversi: terre rare per gli schermi e gli altoparlanti, metalli preziosi per i circuiti, rame e alluminio per i collegamenti, quarzo e litio per processori e batterie. Queste materie prime vengono estratte in gran parte in paesi in via di sviluppo, dove l’attività mineraria può causare forti danni all’ambiente e condizioni di lavoro difficili, generando talvolta anche conflitti per il controllo delle risorse.

La produzione di uno smartphone ha un costo ambientale molto elevato: servono decine di chilogrammi di materiali, migliaia di litri d’acqua ed energia in grande quantità.

La cosa sorprendente è che circa l’80% dell’impatto ambientale di uno smartphone avviene prima ancora di usarlo, durante la fase di produzione.

4|L'impatto sociale delle telecomunicazioni

Ogni nuova tecnologia della comunicazione ha trasformato profondamente la società:

ƽ cambiamenti nel lavoro: nuove professioni sono nate (telegrafisti, operatori telefonici, tecnici radio) mentre altre sono scomparse. Le comunicazioni rapide hanno permesso di coordinare attività economiche su scala globale.

ƽ Trasformazioni culturali: la radio e la televisione hanno creato una cultura di massa, diffondendo musica, notizie e intrattenimento a milioni di persone.

ƽ Effetti politici: i mezzi di comunicazione di massa hanno cambiato il modo di fare politica, permettendo ai leader di raggiungere direttamente i cittadini ma anche creando nuove forme di propaganda.

ƽ Impatti sociali: le tecnologie della comunicazione hanno modificato le relazioni umane, creando nuove forme di socialità ma anche nuovi tipi di isolamento.

5|Comunicazione sostenibile

Le tecnologie digitali hanno un impatto sull’ambiente, ma esistono molte soluzioni per renderle più sostenibili. Diverse aziende stanno passando alle energie rinnovabili per alimentare i loro data center, e alcune, come Google e Apple, hanno già raggiunto la neutralità carbonica. Anche i dispositivi stanno diventando più efficienti: i processori moderni consumano molto meno energia rispetto al passato e tecnologie come l’edge computing permettono di ridurre il traffico di rete. L’Intelligenza Artificiale viene inoltre utilizzata per ottimizzare il raffreddamento dei data center e diminuire i consumi.

Comportamenti responsabili

Anche i nostri comportamenti quotidiani possono fare la differenza. Spegnere i dispositivi quando non servono, ridurre la luminosità dello schermo, preferire il Wi-Fi alla rete mobile e limitare lo streaming video non necessario sono piccoli gesti che fanno risparmiare energia. Possiamo contribuire anche con acquisti responsabili, scegliendo dispositivi riparabili, aggiornabili e con certificazioni ambientali, oppure optando per il mercato dell’usato.

Fine vita dei dispositivi

Quando uno smartphone o un computer non serve più, è importante gestirlo nel modo corretto. Possiamo riciclarlo, donarlo o venderlo se ancora funzionante, o provare a ripararlo invece di sostituirlo. Per questo molte associazioni promuovono il diritto alla riparazione, che chiede obblighi per i produttori: fornire pezzi di ricambio, manuali tecnici e progettare prodotti più facili da riparare.

Innovazioni verso la sostenibilità

La ricerca sta sviluppando materiali alternativi, come bioplastiche e componenti riciclati, e propone design modulari in cui si sostituiscono solo le parti necessarie. Si diffondono modelli di economia circolare, basati sul riuso e sul riciclo dei materiali. Anche le nuove reti 5G contribuiscono al risparmio energetico, perché consumano meno energia per ogni dato trasmesso rispetto alle tecnologie precedenti.

Per saperne di più

• www.agcom.it/servizi/cittadino

• www.mimit.gov.it/it/per-il-cittadino

• www.agid.gov.it

• www.generazioniconnesse.it

test Play

1| Il cruciverba della comunicazione

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

Orizzontali

1. Inventore della radio

3. Informazione numerica

4. Rete globale

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo! 1 2 3 5 6 4

5. Trasmette messaggi vocali

Verticali

2. Invia messaggi

6. Può essere elettromagnetica

2| Anagrammi tecnologici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alla comunicazione:

a. MACINE (proiezione di pellicole)

b. ALGA CONIO (segnale continuo)

c. MURERO (disturbo della comunicazione)

d. CROMO FINO (trasforma la voce in segnale elettrico)

e. TEAM RINGS (trasmissione di audio o video via Internet)

3| Memory dei mezzi di comunicazione

1. Videocassetta VHS

2. Compact Disc

3. VoIP

4. Disco in vinile

5. Internet

a. Analogico

b. Digitale

Lab

Fasi di lavoro

1. Analisi del problema

La scuola deve trasmettere un messaggio d’emergenza su una distanza di almeno 100 metri, senza usare elettricità. Il messaggio deve essere chiaro, veloce da inviare e comprensibile da tutti.

Iniziate con un brainstorming: pensate a diversi modi per comunicare. Potete considerare segnali visivi come bandiere o luci, segnali sonori come fischietti e campane, oppure semplici codici simbolici.

2. Progettazione della soluzione

In piccoli gruppi, scegliete l’idea più adatta e sviluppatela in modo più preciso. Per esempio, potete realizzare un sistema di segnalazione con bandiere colorate. Servono aste leggere, tessuti colorati e un semplice codice che associ un colore a un messaggio: rosso per “pericolo”, giallo per “attenzione”, verde per “sicuro”, blu per “informazioni”.

Sistema di comunicazione (senza elettricità)

In questo laboratorio progettiamo un sistema di comunicazione per un’emergenza scolastica. Il sistema degli altoparlanti e dei campanelli non funziona e bisogna avvisare rapidamente tutte le classi. La soluzione deve essere efficace, semplice e utilizzabile anche con rumore di fondo.

Materiali e attrezzi

• Aste leggere in legno o plastica

• Tessuti colorati (rosso, giallo, verde, blu) o cartoncini

• Corda o spago

• Forbici e nastro adesivo

• Fischietto (per eventuali segnali sonori)

• Punto alto e visibile da cui trasmettere i messaggi

3. Costruzione del prototipo

Preparate il materiale e assemblate il sistema scelto. Per le bandiere: fissate i tessuti alle aste e controllate che siano ben visibili e resistenti al vento. Scegliete un punto alto e visibile della scuola per inviare i segnali.

Preparate anche un piccolo manuale dei messaggi e provate a trasmettere alcune combinazioni.

4. Test e miglioramenti

Ogni gruppo mette alla prova il proprio sistema.

Controllate se i segnali si vedono bene da tutte le classi, se vengono capiti rapidamente e se funzionano anche con condizioni diverse (luce forte, rumore, vento).

Raccogliete osservazioni utili: quali colori funzionano meglio? Quali messaggi risultano più chiari?

In base ai risultati, fate piccoli miglioramenti: bandiere più grandi, segnali più semplici, oppure l’aggiunta di un suono per attirare l’attenzione.

5. Varianti

Provare anche altre idee, come un sistema a fischietti con codici sonori o con fari colorati (tipo semaforo). Ogni soluzione usa principi diversi della scienza e della tecnica, ma tutte hanno lo stesso obiettivo: comunicare in modo chiaro e sicuro.

• Arte e immagine

• Matematica

• Scienze

• Inglese Discipline COINVOLTE

1. Il sistema di comunicazione che ho progettato è stato chiaro e comprensibile per chi lo ha utilizzato?

2. Quali difficoltà ho incontrato durante la realizzazione o le prove del sistema?

3. Quali miglioramenti potrei apportare per renderlo più efficace in una situazione reale?

Comunicazione

L’essenziale

La comunicazione

La comunicazione è il processo con cui le persone si scambiano informazioni, emozioni e idee. Ogni comunicazione ha un mittente, un messaggio, un canale e un destinatario, e può essere disturbata da rumori che rendono più difficile capire il contenuto.

Dalla voce alle tecnologie moderne

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Academy

Comunicazione digitale: studi e professioni

Per lavorare nelle tecnologie della comunicazione si può partire da un Istituto tecnico o professionale dell’area informatica e telecomunicazioni, da un Liceo scientifico con attenzione al digitale oppure da un percorso ITS Academy, molto richiesto dalle aziende. Dopo il diploma, molte/i proseguono con studi universitari in ingegneria, informatica, comunicazione o design

Le professioni più importanti del settore coinvolgono ragazze e ragazzi. Per esempio, l’ingegnera/l’ingegnere delle telecomunicazioni progetta reti e sistemi digitali; la sviluppatrice/ lo sviluppatore web crea siti e applicazioni; la/il tecnica/o di reti installa e gestisce infrastrutture informatiche; le esperte e gli esperti di cybersecurity proteggono dati e sistemi dagli attacchi. Si tratta di lavori in continua evoluzione, che richiedono curiosità, competenze digitali e capacità di adattarsi alle nuove tecnologie.

Nel corso della storia, gli esseri umani hanno creato strumenti sempre più efficaci per comunicare a distanza: dal telegrafo al telefono, dalla radio al cinema e alla televisione. Nel Novecento arrivano computer, satelliti e reti globali. Oggi viviamo nell’era digitale, dove messaggi, immagini e video viaggiano in pochi istanti.

Come funzionano le telecomunicazioni

Ogni telecomunicazione si basa sulla trasformazione dell’informazione in un segnale che può viaggiare: elettrico nei fili, elettromagnetico nell’aria o luminoso nelle fibre ottiche. Reti di antenne, cavi e satelliti collegano il mondo e permettono comunicazioni rapide e sicure.

Dal segnale analogico al digitale

Gran parte delle tecnologie moderne usa segnali digitali. Suoni e immagini vengono trasformati in numeri (0 e 1), che si trasmettono con maggiore qualità e resistenza ai disturbi rispetto ai segnali analogici.

Internet e Web

Internet è una rete globale di dispositivi che comunicano grazie a protocolli condivisi. Il Web, che funziona sopra Internet, permette di consultare pagine e contenuti tramite browser e URL. I dati viaggiano in pacchetti che seguono il percorso più efficiente grazie ai router. Il cloud permette di usare applicazioni e archiviare file su server remoti in modo veloce e pratico.

Social media e comunicazione digitale

I social media permettono a chiunque di creare e condividere contenuti. Algoritmi e Intelligenza Artificiale selezionano i post da mostrare e riconoscono immagini e testi. Offrono nuove opportunità di relazione e creatività, ma portano anche rischi come cyberbullismo, disinformazione e perdita di privacy.

Impatto ambientale e uso responsabile

La produzione e l’uso delle tecnologie consumano energia e risorse naturali. Per ridurre l’impatto ambientale è importante adottare un uso consapevole dei dispositivi, riciclare correttamente quelli non più utilizzati e sostenere soluzioni tecnologiche più sostenibili.

Sistema economico

Pensa un po’...

Che cosa serve a una comunità per soddisfare i propri bisogni?

In che modo la tecnologia cambia il modo di lavorare? Che differenza c’è tra risparmiare e spendere?

ECONOMIA pratica

Ogni giorno, quando accendi lo smartphone, fai colazione o vai a scuola, stai partecipando a un grande sistema che unisce economia, lavoro, tecnologia e sicurezza. Questo sistema è come una rete: le aziende producono ciò che usiamo, le persone lavorano e acquistano beni, la tecnologia cambia continuamente il modo in cui viviamo e lavoriamo, mentre la sicurezza serve a proteggere tutti.

L’ economia è un fattore che riguarda la vita di milioni di persone che ogni giorno lavorano, inventano nuovi prodotti e cercano soluzioni per rispettare l’ambiente.

In questo percorso scopriremo come la tecnologia sta cambiando i lavori, quali nuove professioni stanno nascendo e come la sicurezza rende tutto più affidabile.

INVESTIGATORI del sistema economico

Osserva, prendi il quaderno e rispondi a queste tre domande:

1. A casa: qual è il mestiere svolto da qualcuno della tua famiglia o delle persone che conosci?

2. A scuola: qual è un mestiere necessario per far funzionare la scuola (oltre agli insegnanti)?

3. Nel quartiere: qual è un mestiere che vedi mentre vai a scuola (es. negoziante, autista, muratore)?

Poi completa una frase: secondo me, i mestieri servono a…

VIDEO INTRODUTTIVO

Mappa concettuale

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la tua mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Comprendere il funzionamento del sistema economico e il ruolo della tecnologia nella produzione e distribuzione di beni e servizi.

• Analizzare l'organizzazione aziendale e i processi produttivi.

• Riconoscere l'evoluzione dei settori produttivi e l'impatto delle tecnologie digitali sul mondo del lavoro e sulle professioni del futuro.

Competenze

• Valutare le conseguenze delle scelte tecnologiche ed economiche in relazione a criteri di sostenibilità, sicurezza e benessere sociale.

• Utilizzare adeguate risorse informative e tecnologiche per raccogliere dati utili alla valutazione di processi economici e produttivi.

• Agire in modo consapevole e responsabile nell'uso delle tecnologie, comprendendo i rischi e le opportunità del mondo digitale.

Sistema economico

ECONOMIA

• Bisogni e beni

LEZIONE IN POWERPOINT

• Risorse, aziende, mercato, informazione, tecnologie

SISTEMA ECONOMICO

• Soggetti economici

• Bisogni e beni

• Risorse

• Mercato

COME FUNZIONA UN'AZIENDA

• Funzione produttiva

• Funzione commerciale

• Funzione amministrativa

• Ricerca e sviluppo

SETTORI PRODUTTIVI

• Primario (agricoltura, pesca, miniere)

• Secondario (industria, manifattura)

• Terziario (servizi, digitale)/Quaternario

IL MONDO DEL LAVORO

SALUTE E SICUREZZA

• Prevenzione e protezione

• Tecnologie per la sicurezza

EDUCAZIONE FINANZIARIA

ECONOMIA SOSTENIBILE

1| Che cos'è l'economia

Tutti gli esseri umani hanno bisogni: abbiamo bisogno di cibo, acqua, una casa, vestiti, ma anche di sicurezza, istruzione, trasporti e strumenti per comunicare. Da soli non potremmo soddisfare tutto questo, quindi le persone collaborano, costruiscono, inventano e scambiano ciò di cui hanno bisogno. È proprio da qui che nasce l’economia.

L’economia è la scienza che studia come una società organizza la produzione, la distribuzione e il consumo di beni e servizi per soddisfare i bisogni delle persone.

Possiamo immaginarla come un grande organismo vivente: ha bisogno di energia (le risorse), ha organi che svolgono funzioni specifiche (le aziende), ha un sistema circolatorio (il mercato) e un sistema nervoso (l’informazione e la tecnologia) che coordina tutto.

Sicurezza, educazione finanziaria e sostenibilità

Per far funzionare bene questo grande organismo che chiamiamo economia, servono anche sicurezza ed educazione finanziaria.

La sicurezza protegge chi lavora e chi usa i prodotti e i servizi, evitando rischi e incidenti.

L’educazione finanziaria, invece, aiuta giovani e adulti a gestire il denaro in modo responsabile: capire come si spende, come si risparmia e come si evitano truffe o scelte rischiose.

Infine, l’economia è strettamente legata all’ambiente, perché utilizza le sue risorse per produrre beni e servizi. Se queste risorse vengono usate in modo eccessivo o inquinante, l’ambiente si danneggia. Per questo oggi si parla sempre più di economia sostenibile, che cerca di produrre e consumare rispettando la natura, riducendo gli sprechi e proteggendo il pianeta per le generazioni future.

nel TEMPO…

Le basi dell'economia moderna

L’economia è cambiata profondamente nel corso dei secoli, seguendo l’evoluzione delle idee, della tecnologia e dei bisogni delle persone. Nel 1776 Adam Smith, con La ricchezza delle nazioni, pose le basi dell’economia moderna, cambiando il modo di pensare alla produzione e agli scambi.

Lo sviluppo dei mercati globali

Con la nascita dei primi grandi marchi globali, come la Coca-Cola alla fine dell’Ottocento, iniziò a diffondersi il consumo di massa e il mercato divenne sempre più internazionale. L'arrivo di nuove tecnologie trasformò radicalmente questo percorso: nel 1969 ARPANET, antenato di Internet, aprì una nuova era per le comunicazioni e per il commercio. Negli anni successivi il digitale rivoluzionò abitudini e modelli di business, fino a permettere, nel 1995, la nascita di colossi online come Amazon. Anche il denaro cambiò forma: nel 2008 Bitcoin introdusse il concetto di moneta virtuale decentralizzata. Oggi viviamo in un’economia sempre più connessa, dove informazioni, prodotti e servizi viaggiano in tempo reale, e la pandemia del 2020 ha accelerato ancora di più questa trasformazione, spingendo persone e aziende a reinventare modi di lavorare, comunicare e acquistare.

Glossario

Economia: scienza che studia come una società decide come usare le proprie risorse per produrre, distribuire e consumare beni e servizi. Studia come persone, famiglie, aziende e istituzioni fanno scelte per soddisfare i bisogni, spesso con risorse limitate. Aiuta a capire come funzionano i prezzi, i mercati, il lavoro e lo scambio tra Paesi.

Nel Medioevo si usava un tipo di argilla chiamata pygg per fare i vasi dove si tenevano i risparmi. Col tempo, pygg diventò “pig” e i salvadanai presero la forma di un maialino.

Il termine "economia" deriva dal greco antico "oikonomia", che significa "amministrazione della casa".

DALL'ECONOMIA TRADIZIONALE ALL'ECONOMIA DIGITALE

Produzione e vendita tradizionale

• I beni si fanno in fabbrica e si comprano nei negozi fisici

2| Il sistema economico

Il sistema economico e i suoi elementi

Un sistema economico è formato da quattro elementi fondamentali che interagiscono continuamente:

ƽ i soggetti economici, cioè tutti coloro che partecipano all'economia: le famiglie (che consumano e offrono lavoro), le imprese (che producono beni e servizi), lo Stato (che regola e fornisce servizi pubblici) e il resto del mondo (attraverso import ed export).

ƽ I bisogni sono necessità che le persone sentono e che vogliono soddisfare. Distinguiamo tra bisogni primari (cibo, casa, vestiti, salute) e bisogni secondari (svago, cultura, comunicazione). La tecnologia ha creato nuovi bisogni: oggi sentiamo il bisogno di essere sempre connessi, di avere informazioni in tempo reale, di utilizzare servizi digitali.

ƽ I beni sono tutto ciò che può soddisfare un bisogno. Possono essere materiali (un computer, un'automobile) o immateriali (un software, un servizio di streaming). I servizi sono attività che soddisfano bisogni senza produrre oggetti fisici: l'istruzione, la sanità, i trasporti, le comunicazioni.

Pagamenti in contanti e media classici

• Si paga con monete e banconote; la pubblicità passa da TV, giornali e radio

Arrivo del computer e di Internet

• Le informazioni iniziano a circolare più velocemente e in forma digitale

E-commerce e pagamenti digitali

• Gli acquisti si spostano online e si paga con carte o app

Aziende online e uso dei dati

• Le imprese raccolgono dati per capire clienti e migliorare i servizi

Economia digitale

• App, cloud e intelligenza artificiale trasformano lavoro, acquisti e comunicazione

ƽ Le risorse sono tutti gli elementi necessari per produrre beni e servizi: risorse naturali (acqua, minerali, energia), risorse umane (lavoro, competenze), risorse finanziarie (denaro, investimenti) e risorse tecnologiche (macchinari, software, conoscenze).

Il mercato e gli scambi

Il mercato è il luogo (fisico o virtuale) dove si incontrano domanda e offerta.

ƽ La domanda è la quantità di un bene o servizio che i consumatori sono disposti a acquistare a un certo prezzo.

ƽ L'offerta è la quantità che i produttori sono disposti a vendere allo stesso prezzo.

Oggi i mercati sono sempre più digitali. Pensa alle piattaforme di e-commerce, alle app per ordinare cibo, ai servizi di streaming: sono tutti mercati digitali dove avvengono milioni di scambi ogni giorno.

La tecnologia ha reso possibile il commercio globale 24 ore su 24, ha ridotto i costi di transazione e ha creato nuove forme di pagamento digitale.

La tecnologia ha trasformato il modo di produrre (automazione, robotica, intelligenza artificiale), di vendere (e-commerce, marketing digitale), di comunicare (social media, videoconferenze) e di lavorare (smart working, collaborazione online).

L'economia digitale rappresenta oggi una parte sempre più importante dell'economia globale.

Include tutte le attività economiche basate su tecnologie digitali: dal commercio elettronico ai servizi fintech, dalla sharing economy alle piattaforme digitali.

3| Come funziona un'azienda

In economia, si definisce "Impresa" qualsiasi attività economica in sé, destinata a organizzare risorse, persone e capitali per produrre beni o servizi e ottenere un profitto

L'azienda è invece la struttura organizzata che permette all’impresa di funzionare: uffici, macchinari, persone, metodi di lavoro. Ogni azienda, dalla piccola panetteria sotto casa alle multinazionali tecnologiche, segue gli stessi principi base: deve creare valore per i clienti, deve essere efficiente nei processi produttivi e deve rimanere competitiva nel mercato.

Organizzazione aziendale

L'organizzazione aziendale è come l'architettura di un edificio: deve essere solida, funzionale e adattabile ai cambiamenti.

Le aziende moderne si organizzano in funzioni aziendali:

ƽ la funzione produttiva si occupa di trasformare le materie prime in prodotti finiti. Oggi questa funzione è sempre più automatizzata.

ƽ La funzione commerciale gestisce i rapporti con i clienti: marketing, vendite, assistenza post-vendita. La tecnologia ha rivoluzionato questa funzione con il marketing digitale, i social media, l'analisi dei dati per comprendere i comportamenti dei consumatori.

ƽ La funzione amministrativa gestisce le risorse finanziarie, la contabilità, il personale. Software gestionali, sistemi di pagamento digitali, piattaforme per la gestione delle risorse umane hanno automatizzato molte di queste attività.

ƽ La funzione ricerca e sviluppo (R&S) crea nuovi prodotti e migliora quelli esistenti. È qui che nasce l'innovazione: laboratori high-tech, simulazioni al computer, prototipazione 3D, test virtuali prima della produzione fisica.

Processo produttivo e ciclo tecnologico

Un processo produttivo è l’insieme delle attività con cui un’azienda trasforma le materie prime in un prodotto finito. Comprende tutte le fasi del lavoro: progettazione, produzione, controllo e distribuzione. Il ciclo tecnologico, in particolare, rappresenta la sequenza di operazioni tecniche necessarie per costruire un oggetto: scegliere il materiale, tagliarlo, lavorarlo, assemblarlo e verificarne il funzionamento. I processi produttivi moderni sono caratterizzati da:

ƽ automazione: macchine e robot eseguono operazioni ripetitive con precisione e velocità superiori all'uomo.

ƽ Digitalizzazione: sensori IoT (Internet of Things) monitorano costantemente temperatura, pressione, velocità, qualità.

ƽ Personalizzazione di massa: la tecnologia permette di produrre grandi quantità mantenendo la possibilità di personalizzare ogni prodotto. Per esempio, si possono personalizzare le sneakers online e le auto possono essere configurate con molte combinazioni diverse.

COME FUNZIONA UN'AZIENDA

Analisi dei bisogni

• L’azienda capisce cosa serve ai clienti

Progettazione del prodotto/servizio

• Si decide cosa produrre e come farlo

Acquisto delle risorse

• Si procurano materie prime, strumenti, tecnologie e personale

Produzione

• Le risorse vengono trasformate in prodotti o servizi

Vendita e distribuzione

• I prodotti vengono portati ai negozi o venduti online

Assistenza e miglioramento

• L’azienda ascolta i clienti e migliora ciò che offre

4| I settori produttivi

L'economia di un paese si divide tradizionalmente in tre settori produttivi, ognuno con caratteristiche e tecnologie specifiche. Questa divisione, proposta dall'economista

1.

Settore primario

Il settore primario comprende tutte le attività che estraggono o raccolgono risorse direttamente dalla natura: agricoltura, allevamento, pesca, silvicoltura, attività minerarie

È il settore più antico dell'economia umana, ma oggi è profondamente trasformato dalla tecnologia.

L'agricoltura diventa di precisione, l'allevamento intelligente e la pesca è sostenibile.

3.

Settore terziario

Fornisce servizi alle persone e alle imprese. È il settore più ampio nelle economie sviluppate (in Italia oltre il 70% degli occupati) e quello più trasformato dalla rivoluzione digitale.

Comprende servizi tradizionali digitalizzati (banche online, assicurazioni digitali, commercio elettronico, trasporti condivisi, turismo digitale (Booking, Airbnb). La tecnologia ha reso questi servizi più accessibili, economici e personalizzati.

Colin Clark negli anni '40, rimane valida ma si è arricchita di nuove sfumature legate alla rivoluzione digitale, confluite in un nuovo settore.

2.

Settore secondario

Il settore secondario trasforma le materie prime del settore primario in prodotti finiti o semilavorati. Include l'artigianato, l'industria manifatturiera, l'edilizia, la produzione di energia

È il settore che ha guidato la rivoluzione industriale e che oggi vive la trasformazione verso l'Industria 4.0. La produzione è sempre più automatizzata, flessibile e personalizzata.

4.

Settore terziario avanzato/Quaternario

Comprende nuovi servizi digitali: social media, streaming video e musicale, cloud computing, cybersecurity, digital marketing. Sono servizi che non esistevano 20 anni fa e che oggi rappresentano settori economici enormi. Alcuni economisti identificano un quarto settore che comprende ricerca, sviluppo, informazione, consulenza, servizi a alto contenuto di conoscenza. È il settore che cresce più rapidamente nelle economie avanzate.

5| Il mondo del lavoro

Il lavoro è l’attività con cui una persona utilizza le proprie capacità per produrre beni o offrire servizi in cambio di una remunerazione, cioè un compenso

Lavorare non significa solo guadagnare: permette di con-

Il mondo del lavoro in Italia

tribuire alla società, di sviluppare talenti personali e di costruire una vita indipendente. Nella storia dell’umanità il lavoro è cambiato molte volte: dai campi alle fabbriche, dagli uffici ai lavori digitali di oggi.

In Italia il lavoro è estremamente vario e ricco di tradizioni. Una caratteristica del nostro Paese è però la presenza capillare di piccole e medie imprese familiari, che rappresentano gran parte della forza produttiva italiana e sono spesso il cuore delle economie locali.

Accanto a loro ci sono anche grandi aziende industriali e multinazionali, che operano nei settori dell’energia, dei trasporti, della moda e dell’innovazione tecnologica.

Le forme di impresa

Un’impresa può essere organizzata in modi diversi.

L’impresa individuale è quella gestita da una sola persona, che prende decisioni, si assume rischi e guida l’attività giorno per giorno. È il caso, per esempio, di molti negozi, artigiani o piccoli laboratori.

Quando più persone decidono di lavorare insieme nasce una società, che può assumere forme differenti. Le società di persone si basano sul contributo diretto dei soci, che collaborano e condividono responsabilità e risultati. Le società di capitali, come le S.r.l. e le S.p.A., funzionano invece come organizzazioni più complesse, in cui la responsabilità di ciascun socio è limitata al capitale investito.

Nonostante le differenze, tutte le imprese condividono lo stesso obiettivo: produrre valore, creare lavoro e rispondere ai bisogni dei clienti.

Chi lavora e chi cerca lavoro

Nel mondo del lavoro convivono situazioni molto diverse. Sono considerati occupati coloro che svolgono un’attività retribuita e hanno un ruolo stabile all’interno di un’impresa o di un’organizzazione. I disoccupati, invece, sono persone che il lavoro l’hanno perso o lo stanno cercando attivamente.

Negli ultimi anni si parla spesso dei NEET, giovani che non studiano, non lavorano e non seguono percorsi di formazione: una condizione che rappresenta una sfida importante, soprattutto in Italia, dove questa fascia di popolazione è ancora numerosa.

Tutte queste figure si incontrano nel mercato del lavoro, uno spazio, reale o digitale, in cui domanda e offerta si incontrano un po’ come accade in qualsiasi mercato. L’offerta è rappresentata dalle persone che cercano un lavoro e mettono a disposizione le proprie competenze, il proprio tempo e la propria esperienza. La domanda, invece, è costituita dalle imprese e dalle organizzazioni che hanno bisogno di lavoratori per svolgere le loro attività.

Infografica ISTAT sul lavoro in Italia (2021). Cerca e confronta con dati più recenti.

6| Salute e sicurezza

La salute e sicurezza rappresentano diritti fondamentali di ogni persona e responsabilità collettive della società.

La tecnologia sta rivoluzionando il modo in cui preve-

Il Decreto Legislativo 81/2008, noto come "Testo Unico sulla Sicurezza sul Lavoro", è la normativa principale in Italia, emanata dal Ministero del Lavoro e delle Politiche Sociali per armonizzare la legislazione e tutelare salute e sicurezza dei lavoratori.

L'INAIL (Istituto Nazionale per l'Assicurazione contro gli Infortuni sul Lavoro) è un ente pubblico non economico che gestisce l'assicurazione obbligatoria per i lavoratori contro gli infortuni sul lavoro e le malattie professionali.

Post-it

I caschi intelligenti utilizzati nei cantieri possono rilevare se un operaio è caduto e chiamare automaticamente i soccorsi, anche se la persona è priva di sensi!

niamo rischi, proteggiamo le persone e promuoviamo il benessere in tutti gli ambienti di vita: casa, scuola, lavoro, spazi pubblici.

Salute e sicurezza sul lavoro

La sicurezza sul lavoro nasce dal bisogno di proteggere le persone mentre svolgono le loro attività. Ogni luogo di lavoro deve ridurre al minimo i rischi e garantire condizioni sane e controllate. Per farlo si usano due strategie complementari: la prevenzione, che cerca di evitare i pericoli alla fonte, e la protezione, che difende dai rischi che non possono essere eliminati del tutto.

ƽ La prevenzione può essere primaria, quando interviene prima che un rischio si presenti, per esempio con sensori che rilevano gas pericolosi o software che simulano la sicurezza di un edificio prima che venga costruito. È secondaria quando il pericolo viene individuato rapidamente, grazie a sistemi di allarme, rilevatori di fumo intelligenti o app che monitorano parametri vitali. È terziaria quando, una volta che il rischio si è manifestato, serve a limitare i danni, come avviene con gli impianti di spegnimento automatico, le chiamate di emergenza o i protocolli di evacuazione guidati da applicazioni.

ƽ Anche i dispositivi di protezione individuale stanno evolvendo: caschi più leggeri e resistenti, guanti con sensori, scarpe che si adattano al terreno e occhiali che regolano automaticamente la luminosità. I DPI “intelligenti” incorporano tecnologie come la realtà aumentata, il GPS o sensori biometrici che rilevano fatica e stress, contribuendo a prevenire incidenti.

Alla base di tutto c’è la cultura della sicurezza, che non dipende solo dalle tecnologie ma soprattutto dalle persone. Significa essere consapevoli dei rischi, formarsi in modo continuo, comunicare in modo chiaro e partecipare attivamente alla protezione propria e degli altri.

Strumenti come simulatori in realtà virtuale, app dedicate, sistemi di allerta aiutano a mantenere un ambiente di lavoro più sicuro.

Video istituzionale dell'Ispettorato Nazionale del Lavoro.

Sicurezza a scuola

Anche la scuola è un ambiente che deve garantire protezione a studenti, insegnanti e personale.

Molti edifici scolastici utilizzano tecnologie per controllare accessi, monitorare gli spazi e reagire rapidamente in caso di emergenza. Badge, telecamere, sistemi antincendio collegati ai vigili del fuoco e app per comunicare con le famiglie contribuiscono a creare un ambiente più sicuro.

Negli ultimi anni la sicurezza sanitaria è diventata altrettanto importante. Termoscanner, sistemi di ventilazione regolati automaticamente e procedure di sanificazione aiutano a prevenire la diffusione di malattie. Le scuole possono anche utilizzare app specifiche per informare rapidamente studenti e genitori in caso di necessità.

La scena a sinistra mostra come una cucina possa diventare pericolosa in caso di una perdita di gas non rilevata: la persona tossisce e l’ambiente si riempie di vapori nocivi, mettendo a rischio anche gli animali domestici. Nella situazione sicura (a destra), un tecnico controlla l’impianto e un rilevatore installato a parete monitora l’aria, dimostrando come sensori e verifiche periodiche possano prevenire incidenti e garantire tranquillità in casa.

Sicurezza a casa e nel tempo libero

La tecnologia rende più sicura anche la vita quotidiana. Le abitazioni moderne, grazie ai sistemi di smart home, possono controllare ciò che accade all’interno e avvisare i proprietari in caso di problemi.

Telecamere intelligenti, sensori di movimento, serrature elettroniche e allarmi collegati allo smartphone permettono di reagire subito se qualcosa non va.

Altri sistemi controllano la qualità dell’aria, regolano la temperatura, rilevano perdite d’acqua e gestiscono automaticamente l’illuminazione. Anche nel tempo libero la sicurezza è sempre più legata a dispositivi indossabili, come smartwatch e braccialetti che rilevano cadute, misurano parametri fisici o inviano chiamate d’emergenza. Queste tecnologie offrono una protezione continua, soprattutto a bambini, anziani e persone che praticano sport.

La prevenzione primaria evita i rischi prima che accadano. V F

La cultura della sicurezza dipende solo dalla tecnologia. V F

Gli smartwatch possono inviare chiamate d’emergenza. V F

7| Le tecnologie per la salute

La sanità digitale rappresenta una delle rivoluzioni più importanti del nostro tempo. Tecnologie come telemedicina, intelligenza artificiale, di-

Glossario

Telemedicina: erogazione di servizi sanitari a distanza attraverso tecnologie digitali.

madre e bambino durante una consulenza di telemedicina con un medico pediatra remoto per il trattamento di raffreddore e influenza.

La telemedicina è utile solo per le emergenze. V F

La chirurgia robotica può essere fatta da remoto. V F

I termometri digitali richiedono sempre il contatto. V F

spositivi indossabili, app per la salute stanno trasformando il modo in cui preveniamo, diagnostichiamo e curiamo le malattie.

Telemedicina e sanità digitale

La telemedicina permette di fornire assistenza sanitaria a distanza utilizzando tecnologie di comunicazione.

È particolarmente utile per persone che vivono in zone remote, per pazienti con mobilità ridotta, per il monitoraggio di malattie croniche. Le forme più frequenti di telemedicina sono le seguenti:

ƽ teleconsulto: il paziente può consultare il medico attraverso videochiamata, inviare foto di sintomi, condividere risultati di esami. Durante la pandemia, le visite a distanza sono aumentate del 3000% in alcuni paesi.

ƽ Telemonitoraggio: avviene con dispositivi indossabili o impiantabili che raccolgono continuamente dati sui parametri vitali (battito cardiaco, pressione, glicemia, ossigenazione) e li trasmettono automaticamente al medico.

ƽ Teleassistenza: operatori sanitari possono guidare a distanza interventi di primo soccorso, assistere pazienti cronici, fornire supporto psicologico attraverso piattaforme digitali.

ƽ Chirurgia robotica: robot chirurgici controllati a distanza permettono operazioni di precisione millimetrica. Il chirurgo può operare un paziente che si trova dall'altra parte del mondo.

Dispositivi medici intelligenti

I dispositivi medici intelligenti sono strumenti che uniscono sensori, piccoli processori e connessione ai dispositivi digitali per offrire diagnosi più precise, terapie più adatte a ogni paziente e un monitoraggio costante dello stato di salute.

Grazie a queste tecnologie, molte cure possono essere controllate a distanza e diventare più sicure ed efficaci.

I dispositivi diagnostici includono strumenti portatili, come ecografi che si collegano allo smartphone, stetoscopi elettronici in grado di registrare e interpretare i suoni del cuore e termometri che misurano la temperatura corporea senza bisogno di contatto. Permettono di ottenere informazioni rapide e affidabili, anche fuori dagli ospedali.

Tra i dispositivi terapeutici troviamo pacemaker che si regolano da soli a seconda delle esigenze del cuore, pompe per insulina che dosano il farmaco in base alla glicemia misurata in tempo reale, protesi comandate dai segnali del pensiero ed esoscheletri che aiutano le persone nella riabilitazione e nel recupero dei movimenti.

Infine, esistono dispositivi dedicati al monitoraggio continuo della salute. Gli smartwatch possono individuare rapidamente cambiamenti importanti e intervenire prima che il problema diventi grave.

Giovane

8|Il sistema socio-sanitario

Il sistema socio-sanitario è l'insieme di strutture, servizi e professioni che si occupano della salute della popolazione. In Italia, il Servizio Sanitario Nazionale garantisce

Organizzazione sanitaria nazionale

assistenza sanitaria universale, ma deve affrontare sfide come invecchiamento della popolazione, malattie croniche, sostenibilità economica.

Il Servizio Sanitario Nazionale (SSN) italiano è basato sui principi di universalità (per tutti), uguaglianza (stesse prestazioni), equità (secondo i bisogni). È organizzato su tre livelli: nazionale (Ministero della Salute), regionale (Assessorati alla Sanità), locale (ASL e ospedali). Gli elementi più interessanti, dal punto di vista tecnologico, sono:

ƽ sanità digitale nazionale: la Tessera Sanitaria contiene il codice fiscale e permette l'accesso ai servizi. Il Fascicolo Sanitario Elettronico (FSE) raccoglie tutti i dati sanitari del cittadino: referti, prescrizioni, ricoveri, vaccinazioni.

ƽ Sistema informativo sanitario: raccoglie dati su ricoveri, prestazioni ambulatoriali, farmaci, spesa sanitaria. Questi dati vengono analizzati per pianificare servizi, valutare qualità, controllare costi.

ƽ Telemedicina pubblica: durante la pandemia, molte regioni hanno attivato servizi di teleconsulto, telemonitoraggio, televisite. Questi servizi stanno diventando strutturali per ridurre liste d'attesa e migliorare l'accessibilità.

Ricerca farmaceutica

La ricerca farmaceutica sviluppa nuovi farmaci per curare malattie. È un processo lungo (10-15 anni), costoso (oltre 1 miliardo di euro per farmaco) e rischioso (solo 1 molecola su 10000 diventa farmaco).

Le principali fasi della ricerca farmaceutica sono:

1. Ricerca di base: identificazione di nuovi bersagli terapeutici usando bioinformatica, genomica, proteomica.

2. Scoperta del farmaco: screening di milioni di molecole con robot e intelligenza artificiale.

3. Sviluppo preclinico: test su cellule e animali per valutare sicurezza ed efficacia.

4. Sperimentazione clinica: test sulle persone in tre fasi progressive.

5. Registrazione: approvazione da parte delle autorità del settore.

6. Farmacovigilanza: monitoraggio post-marketing degli effetti.

Biotecnologie e Intelligenza Artificiale

Le Biotecnologie farmaceutiche utilizzano organismi viventi (batteri, lieviti, cellule) per produrre farmaci. I farmaci biotecnologici (anticorpi monoclonali, vaccini, terapie geniche) rappresentano il futuro della medicina.

L'Intelligenza Artificiale nella ricerca sviluppa algoritmi di machine learning che analizzano enormi database per identificare nuovi bersagli terapeutici, predire efficacia e tossicità, ottimizzare formulazioni, accelerare sperimentazioni cliniche.

Glossario

Sistema Sanitario Nazionale (SSN): sistema pubblico che garantisce a tutte le persone cure e assistenza sanitaria. Offre a tutti i cittadini servizi come visite, ricoveri, farmaci e pronto soccorso, finanziati principalmente dallo Stato attraverso le Regioni.

Il Fascicolo Sanitario Elettronico contiene tutti i dati sanitari del paziente. V F

Lo sviluppo di un nuovo farmaco richiede 2-3 anni. V F

Le Biotecnologie rappresentano il futuro della medicina. V F

9| Educazione finanziaria a scuola

L’ articolo 47 della Costituzione italiana incoraggia e tutela il risparmio e affida alla Repubblica il compito di disciplinare e controllare l’esercizio del credito, cioè l’azione delle banche e degli istituti di risparmio.

L’ educazione finanziaria e al risparmio è la capacità di capire come funziona il denaro, come si usa in modo responsabile e come si prendono decisioni che riguardano il risparmio, la spesa e gli obiettivi futuri.

La Banca d'Italia ha pubblicato una serie di interessanti volumi che hanno per protagonisti 5 personaggi, 4 ragazzi e un cane, che accompagnano gli studenti nel loro percorso di crescita dalla scuola primaria alla scuola secondaria di secondo grado.

Post-it

La Banca d'Italia ha tra i suoi obiettivi quello di supportare la scuola per favorire lo sviluppo della cultura economica e finanziaria dei giovani, in accordo con il Ministero dell'Istruzione e del merito e con le istituzioni scolastiche.

Decidere se comprare qualcosa subito o aspettare, capire se un prezzo è conveniente, sapere cosa significa risparmiare o programmare una spesa sono attività che fanno già parte della vita quotidiana.

Imparare queste competenze fin da giovani permette di evitare errori, di riconoscere rischi e truffe e di costruire un rapporto più sereno e intelligente con il denaro. La Banca d'Italia propone molte risorse per questo scopo.

Tra bisogni e desideri

Hai mai pensato a cosa significa davvero gestire il denaro?

Magari ricevi una “paghetta”, qualche regalo in denaro per il compleanno. Ti sei mai chiesto come usare quei soldi nel modo migliore?

Come fare scelte intelligenti e consapevoli con i tuoi risparmi, evitando sprechi e preparando un futuro più sicuro?

Può sembrare semplice distinguere tra bisogni e desideri ma, in realtà, spesso è più difficile di quanto immaginiamo.

Per esempio, potresti dover scegliere tra il sostituire un videogame (che ancora funziona perfettamente, anche se non recentissimo) e l’esigenza di attivare una polizza assicurativa (che, per esempio, è indispensabile per usare lo scooter o il monopattino).

Devi quindi riflettere bene su quello che valuti necessario, per individuare le cose che lo sono realmente.

Il denaro, purtroppo, è una risorsa limitata: se scegli in modo impulsivo potresti poi dover rinunciare a qualcosa per te più utile, per esempio a un computer portatile rispetto allo smartphone.

Per gestire i primi soldi e iniziare a risparmiare, ci sono diversi modi e strumenti; le soluzioni cambiano a seconda delle necessità e abitudini, ma è opportuno chiedere sempre l’aiuto dei tuoi familiari.

Il denaro e la sua gestione

Il denaro fa parte della nostra vita, anche se a volte non ce ne accorgiamo. Serve per comprare le cose di cui abbiamo bisogno o che desideriamo, ma non è infinito. Per questo è importante saperlo gestire, proprio come si gestiscono il tempo o l’energia.

Imparare a gestire il denaro ti aiuta a:

ƽ risparmiare per comprare qualcosa che desideri davvero.

ƽ Capire la differenza tra quello che ti serve e quello che vuoi.

ƽ Non restare senza soldi quando ne hai bisogno.

Per esempio: hai mai speso tutti i tuoi risparmi per un oggetto, per poi renderti conto che non era così utile? Con un po’ di pianificazione, potresti evitare situazioni simili.

La gestione del denaro può sembrare semplice: lo ricevi, lo spendi. Ma dietro c’è una regola importante: il denaro entra e il denaro esce.

• Entrate: sono i soldi che ricevi, per esempio dalla paghetta o dai regali.

• Uscite: sono i soldi che spendi, per esempio per un gelato, un videogioco o un regalo per un amico.

Se spendi più di quanto ricevi, finirai i tuoi soldi. Se invece riesci a risparmiare, potrai usarli per qualcosa di più grande in futuro.

Per esercizio, prova a fare una lista delle tue entrate e delle tue spese di questa settimana. Quanti soldi hai speso? Quanto ti è rimasto?

L'importanza del risparmio

Risparmiare significa mettere da parte una parte dei soldi che hai, invece di spenderli subito. Non si tratta di rinunciare a tutto, ma di fare delle scelte.

Risparmiare ti permette di avere qualcosa da usare in futuro, magari per comprare qualcosa che costa di più o per affrontare spese inaspettate.

Immagina di voler comprare una bicicletta che costa 200 euro. Se risparmi 20 euro al mese, in meno di un anno avrai raggiunto il tuo obiettivo. Più risparmi, più velocemente potrai raggiungerlo.

Esistono anche regole pratiche per meglio gestire il denaro. Per esempio, dividi il tuo denaro in tre parti:

• 50% per le cose necessarie (es. materiali scolastici).

• 30% per le cose che desideri (es. giochi o abbigliamento).

• 20% da risparmiare per il futuro.

Se ricevi 10 euro di paghetta, come li divideresti secondo questa regola?

Pianificare un obiettivo

A volte i desideri costano più di quanto abbiamo a disposizione in quel momento. Ecco perché è utile pianificare i propri acquisti.

Come fare:

1. Decidi cosa vuoi comprare.

2. Calcola quanto costa.

3. Stabilisci quanto puoi mettere da parte ogni settimana o mese.

4. Aspetta di aver raccolto la somma necessaria prima di comprare.

La gestione dei risparmi

Non esistono regole fisse per la gestione dei propri risparmi. Per iniziare a risparmiare, puoi aprire, con il consenso dei tuoi genitori, un deposito a risparmio, bancario o postale

In questo caso, sul libretto di risparmio vengono scritte:

ƽ le operazioni di versamento e di prelievo;

ƽ il tasso di interesse, che riceverai sulle somme depositate, sarà più alto se deciderai di lasciare i tuoi soldi presso la banca o la posta per più tempo.

Se impari a dare priorità alle necessità e a risparmiare per i desideri, potrai gestire il tuo denaro in modo responsabile.

Per esercizio

Scrivi una lista di cinque cose che desideri.

Quali sono necessità e quali desideri?

Quali acquisteresti per prime?

10| Tecnologie per pagamenti digitali

Negli ultimi anni le persone hanno cambiato modo di gestire il denaro grazie a internet e alle tecnologie digitali.

Oggi è sempre più comune pagare senza contanti, utilizzando mezzi elettronici come carte, smartphone o dispositivi “intelligenti”.

Prelievo allo sportello bancomat: avere un conto corrente rende più semplice e sicuro gestire il denaro e utilizzare il bancomat, anche se per alcune carte prepagate non è indispensabile.

Pagamenti contactless con carta, smartphone e smartwatch: diversi dispositivi che permettono di acquistare in modo rapido e sicuro semplicemente avvicinandoli al terminale POS (Point Of Sale, punto vendita).

I pagamenti digitali (digital payments) comprendono tutte le operazioni di acquisto o trasferimento di denaro effettuate con strumenti elettronici, sicuri e veloci, che stanno sostituendo i metodi tradizionali.

Il conto corrente: la base di tutto

Secondo la Banca d’Italia, il conto corrente è lo strumento principale per gestire il proprio denaro in modo sicuro.

Sul conto possiamo depositare il denaro che la banca custodisce e utilizza per offrirci diversi servizi: accredito dello stipendio o della pensione, pagamenti, incassi, bonifici, domiciliazione delle bollette, uso di carte di debito o credito e emissione di assegni.

Con il conto corrente possiamo versare o prelevare denaro in qualsiasi momento, ma per averlo bisogna essere maggiorenni.

Molti strumenti per i pagamenti digitali (tranne le carte prepagate) richiedono di avere un conto corrente collegato.

Dai pagamenti tradizionali a quelli innovativi

Pagare in modo digitale non significa solo usare la carta di credito, ma scoprire strumenti sempre più innovativi, che rendono le transazioni semplici e sicure. Tra i più moderni troviamo:

ƽ device-Free Payments (pagamenti senza dispositivo): includono i pagamenti biometrici, che si basano sul riconoscimento delle impronte digitali o del volto, o quelli automatici in negozio, che non richiedono alcuna azione del cliente.

ƽ Smart Object Payments: oggetti “intelligenti” come auto o elettrodomestici smart possono inviare o ricevere pagamenti in modo autonomo attraverso connessioni internet sicure.

ƽ Wearable Payments: dispositivi indossabili come smartwatch o braccialetti fitness permettono di pagare avvicinandoli al POS grazie alla tecnologia NFC (Near Field Communication).

Le modalità più diffuse di pagamento digitale

Oggi esistono vari modi per effettuare pagamenti digitali:

ƽ contactless: è la modalità più semplice e veloce. Basta avvicinare la carta o il dispositivo al POS abilitato senza inserirlo o digitare il PIN per importi inferiori a 50 euro.

ƽ E-commerce: riguarda tutti gli acquisti online tramite computer, tablet o smartphone. I pagamenti avvengono con carte di credito, debito, prepagate o wallet digitali (portafogli elettronici).

ƽ Mobile POS: è un piccolo terminale che, collegato via Bluetooth a uno smartphone, consente anche a professionisti o piccoli commercianti di accettare pagamenti digitali ovunque, senza bisogno di una cassa fissa.

Pagare con lo smartphone

I mobile payments (pagamenti con telefono) sono sempre più diffusi. Offrono grande comodità, sicurezza e rapidità: basta avere con sé lo smartphone. Per pagare in questo modo:

1. Collega la tua carta a un’app come Google Pay, Apple Pay, Samsung Pay o un altro wallet digitale.

2. Attiva la tecnologia NFC sul tuo smartphone.

3. In negozio, avvicina il telefono al POS contactless.

4. Dopo un “beep”, il pagamento è completato!

Pagamenti tra persone

Le app di pagamento tra privati, come Satispay, PayPal o Revolut, permettono di scambiarsi denaro in modo diretto e immediato, senza contanti. Questo sistema si chiama peer to peer (P2P), cioè “da persona a persona”. Grazie all’identificazione tramite riconoscimento del volto o dell’impronta digitale, i pagamenti sono personali e protetti.

Inoltre, la sicurezza è garantita dal token, un codice temporaneo che nasconde i veri dati della carta: così né il negoziante né l’app possono leggerli.

Sicurezza e regole

Tutti i pagamenti digitali in Italia devono rispettare le norme europee sulla PSD2 (Payment Services Directive 2), che obbligano le banche e i fornitori di servizi a verificare l’identità del cliente con una autenticazione forte (Strong Customer Authentication).

Questo significa che, per confermare un pagamento, servono almeno due fattori tra:

ƽ qualcosa che solo tu conosci (come una password o un PIN);

ƽ qualcosa che solo tu possiedi (smartphone o carta);

ƽ qualcosa che sei (impronta digitale o riconoscimento facciale).

In questo modo i pagamenti digitali risultano più sicuri dei contanti e riducono il rischio di frodi o smarrimento del denaro.

Intelligenza Artificiale e transazioni finanziarie

E-commerce mobile: attraverso lo smartphone l’utente può scegliere prodotti, aggiungerli al carrello e completare l’acquisto in pochi tocchi, mostrando come lo shopping digitale renda più semplice e immediato comprare online ovunque ci si trovi.

Intelligenza

L’Intelligenza Artificiale (IA) sta diventando uno strumento sempre più importante quando usiamo il denaro, soprattutto nei pagamenti digitali. Una delle sue funzioni principali è riconoscere operazioni sospette. L’IA può analizzare migliaia di transazioni in pochissimi secondi e individuare quelle che non sembrano normali, per esempio un pagamento fatto da un Paese lontano o una spesa molto diversa da quelle che facciamo di solito. In questo modo può bloccare tentativi di truffa o clonazione della carta.

L’IA aiuta anche a velocizzare i pagamenti. Molte banche usano algoritmi intelligenti per verificare l’identità del cliente, controllare i dati e autorizzare le transazioni in modo quasi immediato, senza rallentamenti.

Inoltre, l’Intelligenza Artificiale rende più semplice la gestione del denaro: alcune app analizzano le nostre spese e ci mostrano grafici, avvisi e consigli personalizzati, come “stai spendendo troppo in giochi online” oppure “hai risparmiato più del solito questo mese”.

Esempio di sistema di sicurezza nei pagamenti digitali: password, codici temporanei e autenticazione a due fattori proteggono le transazioni e impediscono accessi non autorizzati.

mini TEST

I pagamenti biometrici funzionano senza smartphone o carta. V F I pagamenti contactless richiedono sempre l’inserimento del PIN. V F Il token nasconde i veri dati della carta durante un pagamento. V F

Parte

Green Corner

1| La Costituzione italiana e il lavoro

La nostra Costituzione rivolge un’attenzione particolare al lavoro: l’articolo 1 infatti recita: “L’Italia è una Repubblica democratica fondata sul lavoro”, e ai rapporti economici è dedicato l’intero Titolo III della Prima Parte.

L’articolo 4 afferma solennemente che il lavoro è un diritto e un dovere per tutti i cittadini, per cui è compito dello Stato fare in modo che questo diritto sia reso effettivo.

JOBS

ORIENTA

EDUCAZIONE CIVICA

Ciò non significa che la Repubblica debba procurare un posto di lavoro a tutti o assumere direttamente chi non ha un lavoro, quanto che deve porre le condizioni che possano permettere la piena occupazione. Nello stesso tempo ogni cittadino ha il dovere di svolgere un’attività o una funzione per contribuire al progresso e al benessere di tutta la società

I compiti della Repubblica per il lavoro

L’articolo 35 tutela il lavoro in tutte le sue forme e indica precisi compiti per la Repubblica:

ƽ prendersi cura della formazione professionale dei lavoratori;

mini LAB

1. Competenze digitali

Realizzate un semplice questionario su mestieri e professioni. Somministratelo a alcuni lavoratori, raccogliete i risultati e discutetene in classe.

2. Competenze digitali

Compila un questionario di autovalutazione delle tue competenze digitali usando il framework europeo DigComp 3.0.

3. Realizza un cartellone o una mappa digitale che rappresenti i diritti e i doveri fondamentali dei lavoratori.

4. App per salute e sicurezza

Cerca sul tuo smartphone (o chiedi in famiglia) una app o una funzione che riguarda la salute o la sicurezza. Può essere un semplice contapassi, un rilevatore di battito cardiaco, una app per emergenze, oppure un antifurto. Scrivi in poche righe come funziona e perché può essere utile.

5. Analisi di una transazione digitale

Scegli un acquisto online recente (tuo o della famiglia) e ricostruisci tutti i passaggi tecnologici coinvolti: dalla ricerca del prodotto alla consegna.

ƽ promuovere e favorire accordi internazionali per affermare e regolare i diritti del lavoro;

ƽ riconoscere la libertà di emigrazione nei limiti dell’interesse generale previsto dalla legge e tutelare il lavoro italiano all’estero.

Diritti e doveri dei lavoratori e delle lavoratrici

L’articolo 36 e gli articoli 37 e 38 definiscono nel dettaglio i diritti dei lavoratori e delle lavoratrici.

La retribuzione dei lavoratori deve essere proporzionale alla quantità e qualità del lavoro svolto e comunque sufficiente per assicurare al lavoratore e alla sua famiglia la possibilità di vivere in maniera libera e dignitosa. Apposite leggi stabiliscono la durata massima della giornata lavorativa. Il riposo settimanale e le ferie annuali sono garantiti e retribuiti; non ne è prevista la rinuncia da parte dei lavoratori.

Nell’articolo 37, particolare attenzione è rivolta alla condizione delle donne, di cui si afferma la piena parità di diritti e di retribuzione rispetto agli uomini. Le condizioni di lavoro devono permettere alle donne di svolgere le loro funzioni di madri all’interno della famiglia, per cui è prevista una speciale protezione dei diritti della madre e del bambino.

Secondo l’articolo 37 la legge deve stabilire un limite minimo di età per svolgere qualsiasi lavoro salariato e prevede una tutela particolare per il lavoro dei minori ai quali si garantisce parità di retribuzione nelle stesse condizioni di lavoro.

L’articolo 38 stabilisce il diritto all’assistenza sociale per tutte le persone inabili al lavoro o sprovviste dei mezzi necessari per vivere. Forme di assistenza sociale sono previste anche per chi ha subito infortuni, invalidità o malattie sul lavoro, per i pensionati e i

disoccupati. A inabili e persone svantaggiate è riconosciuto il diritto all’educazione e alla formazione professionale per l’inserimento nel mondo del lavoro. A questo scopo lo Stato deve predisporre organi e istituti appositi o integrare quelli privati. L’assistenza sociale è quindi un compito primario della Repubblica.

I diritti sindacali

L’articolo 39 e l’articolo 40 regolano l’azione delle organizzazioni sindacali, alle quali è riconosciuta piena libertà di istituzione e organizzazione, con l’unico obbligo di registrarsi presso uffici pubblici locali o centrali, nel rispetto della legge.

Ogni sindacato deve dotarsi di uno statuto caratterizzato da un ordinamento interno a base democratica. Ai sindacati è attribuita personalità giuridica. Possono agire in rappresentanza degli iscritti e stipulare contratti collettivi di lavoro che hanno valore obbligatorio per tutti gli appartenenti alla categoria rappresentata.

L’articolo 40 riconosce il diritto di sciopero e affida alla legge ordinaria il compito di regolarne le modalità di svolgimento, per evitare che tali iniziative di lotta sindacale possano bloccare servizi essenziali per la comunità (trasporto pubblico, sanità e altri servizi pubblici essenziali).

Le organizzazioni sindacali

I sindacati devono difendere gli interessi dei lavoratori riguardo alla retribuzione, alle condizioni di lavoro e al rispetto dei diritti dei lavoratori. Altri scopi sono fornire assistenza e consulenza ai lavoratori.

I sindacati svolgono inoltre un ruolo più specificamente “politico” nella società: spesso prendono infatti posizione sui temi più importanti della vita civile e politica in discussione.

L’azione dei sindacati si manifesta in genere con la mobilitazione di molte persone per organizzare manifestazioni pubbliche, scioperi, assemblee nei luoghi di lavoro.

Le principali organizzazioni sindacali in Italia sono quattro:

• CGIL (Confederazione Generale Italiana del Lavoro),

• CISL (Confederazione Italiana Sindacati Lavoratori),

• UIL (Unione Italiana del Lavoro),

• UGL (Unione Generale del Lavoro).

Esistono anche molte altre sigle sindacali minori, spesso limitate a particolari settori lavorativi.

Organizzazioni sindacali esistono per i lavoratori autonomi e anche per i datori di lavoro, come la Confindustria (Confederazione Generale dell’Industria), la Confapi (Confederazione Italiana della Piccola e Media Industria), la Confcommercio.

2| Sostenibilità economica

Una azienda è sostenibile dal punto di vista economico quando riesce a funzionare bene nel tempo.

Deve guadagnare abbastanza per pagare le spese, migliorare i propri prodotti, investire in nuove idee e prepararsi ai cambiamenti del mercato.

Se un’azienda non si mantiene nel tempo, non può offrire lavoro né continuare a produrre con qualità.

Oggi la sostenibilità non riguarda solo il denaro. Un’azienda moderna deve anche rispettare le persone e l’ambiente. Per questo si parla spesso di triple bottom line, un modello che unisce tre obiettivi:

ƽ essere redditizi (profit);

ƽ prendersi cura delle persone (people)

ƽ proteggere il pianeta (planet).

Solo quando questi tre aspetti sono in equilibrio un’azienda può dirsi davvero sostenibile.

Un esempio concreto

Pensiamo a un’azienda che produce vestiti. Dal punto di vista economico deve vendere abbastanza da rimanere attiva. Dal punto di vista sociale deve garantire condizioni di lavoro giuste ai suoi dipendenti. Dal punto di vista ambientale deve ridurre gli sprechi, usare materiali meno inquinanti e consumare meno acqua ed energia. Se riesce a fare tutto questo, contribuisce al benessere della società e dell’ambiente.

Come la tecnologia aiuta la sostenibilità

La tecnologia è una grande alleata delle aziende sostenibili. Sensori e sistemi digitali possono controllare la qualità dell’aria o dell’acqua in una fabbrica e segnalare subito eventuali problemi. L’energia può essere prodotta con pannelli solari o turbine eoliche. Piattaforme digitali permettono di riciclare o riutilizzare prodotti, riducendo i rifiuti. Anche i negozi possono diventare più sostenibili: frigoriferi che consumano meno energia, luci intelligenti che si accendono solo quando servono, prodotti venduti senza imballaggi inutili. Sono piccoli cambiamenti che, sommati, fanno una grande differenza.

Per saperne di più

• www.lavoro.gov.it/

• www.inail.it/portale/it.html

• www.salute.gov.it/new/

• www.inapp.gov.it/professioni

test Play

1| Il cruciverba dell'economia e del lavoro

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

Orizzontali

4. Dispositivo di protezione individuale

5. Sistema di produzione e distribuzione di beni e servizi

Verticali:

1. Organizzazione che produce beni o servizi

2. Settore che trasforma materie prime

3. Luogo di incontro tra domanda e offerta

2| Anagrammi tecnici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati al sistema economico:

a. NEVEPRENZIO (Strategia per evitare i rischi)

b. MELICINADETE (Medicina a distanza)

c. LOCIAGENTO (Applicazione della scienza)

d. ZASECURIZ (Condizione di assenza di rischi)

e. TORBO (Macchina programmabile)

3| Memory dei lavori e dei settori produttivi

1. Saldatore

2. Agricoltore

3. Informatico

4. Insegnante

5. Falegname

a. Settore primario

b. Settore secondario

c. Settore terziario

Lab

Fasidilavoro

1. Osservazione dei mestieri

Riprendiamo gli esercizi più semplici di indagine su mestieri e professioni. Identificate un mestiere svolto da qualcuno di vostra conoscenza, un mestiere necessario al funzionamento della scuola e un mestiere che incontrate nel tragitto casa–scuola. Annotateli sul quaderno.

2. Raccolta delle informazioni

In piccoli gruppi, per ciascun mestiere osservato scrivete: cosa fa questa persona, quali strumenti o tecnologie utilizza, quali bisogni della comunità contribuisce a soddisfare (cibo, sicurezza, trasporti, istruzione…).

3. Connessione con il sistema economico

Il

sistema economico:

mestieri e professioni

In questo LAB esploreremo il sistema economico che ci circonda osservando i mestieri reali nelle famiglie, nella scuola e nel quartiere. Scopriremo come ogni professione contribuisce al funzionamento dell’economia e quali tecnologie vengono utilizzate nel lavoro quotidiano.

Materiali

e attrezzi

• Quaderno, penna o matite colorate

• Smartphone (facoltativo) per foto o ricerche

• Fogli A4 per la scheda finale

Ricollegandovi alla definizione di economia presente nel capitolo, spiegate in poche righe come i mestieri identificati si inseriscono nel sistema economico: chi produce, chi offre servizi, chi utilizza tecnologia, chi risponde a bisogni primari o secondari.

4. Mini-mappa visiva

Realizzate una piccola mappa visuale scrivendo al centro “Sistema economico”, e poi collega con frecce i mestieri scelti indicando qual è il loro ruolo (produzione, servizi, sicurezza, tecnologia).

4. Discussione e riflessioni personali

Rispondete alla domanda: “Secondo me, i mestieri servono a…” ma arricchite la risposta con ciò che avete scoperto nel LAB.

• Arte e immagine

• Matematica

• Italiano

• Tecnologia Discipline COINVOLTE

1. Ho osservato i mestieri intorno a me con attenzione?

2. Ho capito come ogni mestiere contribuisce al funzionamento dell’economia?

3. Ho rappresentato in modo chiaro le informazioni nella mia mappa?  Autovalutazione

Sistema economico

L’essenziale

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Innovazione: digitale, economia e sostenibilità

Se ti interessano i settori più innovativi dell’economia, della tecnologia e della sostenibilità, è importante scegliere percorsi scolastici che offrano una solida base scientifica e digitale. Gli istituti tecnici tecnologici ed economici, i licei scientifici con potenziamento informatico e, dopo il diploma, gli ITS Academy rappresentano strade particolarmente adatte per chi desidera lavorare in ambiti moderni e in continua evoluzione. A questi percorsi si possono poi affiancare studi universitari in ingegneria, informatica, economia, scienze ambientali o discipline sanitarie Tra le figure professionali più richieste ci saranno esperte ed esperti di intelligenza artificiale e big data, ingegnere e ingegneri dell’automazione per le industrie avanzate, specialiste e specialisti in tecnologie mediche digitali e professioniste e professionisti della sostenibilità ambientale.

L'economia

L’economia nasce dai bisogni umani e dal modo in cui una società organizza produzione, distribuzione e consumo di beni e servizi. È un sistema complesso che coinvolge persone, imprese, tecnologie e risorse, e che oggi è sempre più connesso e digitale.

Elementi del sistema economico

Ogni sistema economico comprende soggetti economici (famiglie, imprese, Stato, resto del mondo), bisogni primari e secondari, beni materiali e immateriali, servizi e risorse naturali, umane, finanziarie e tecnologiche. Il mercato è il luogo fisico o virtuale dove domanda e offerta si incontrano. Come funziona un’azienda

Un’impresa organizza risorse per produrre beni o servizi, mentre l’azienda è la struttura operativa. Le funzioni aziendali principali sono produttiva, commerciale, amministrativa e ricerca e sviluppo. Il processo produttivo comprende progettazione, produzione, controllo e distribuzione; il ciclo tecnologico riguarda le operazioni tecniche per realizzare un oggetto.

I settori produttivi

Tradizionalmente si distinguono tre settori:

• Primario, che estrae risorse dalla natura (agricoltura, pesca, allevamento).

• Secondario, che trasforma le materie prime in prodotti finiti (industria, edilizia).

• Terziario, che offre servizi (commercio, trasporti, sanità, digitale). Si affianca oggi il terziario avanzato/quaternario, che comprende servizi digitali come cloud, streaming ecc. Salute e sicurezza

La sicurezza si basa su prevenzione e protezione. Tecnologie come sensori, allarmi intelligenti, DPI evoluti e realtà aumentata aiutano a ridurre i rischi sul lavoro. Anche scuola, casa e tempo libero utilizzano dispositivi e sistemi intelligenti per migliorare la sicurezza quotidiana.

Educazione finanziaria e pagamenti digitali

Imparare a gestire il denaro significa distinguere bisogni e desideri, pianificare entrate e uscite, risparmiare e conoscere strumenti finanziari come conto corrente e libretto di risparmio. Importante è imparare a usare i pagamenti digitali.

Economia, lavoro e Costituzione

La Costituzione italiana fonda la Repubblica sul lavoro (art. 1) e tutela i diritti dei lavoratori: retribuzione equa, sicurezza, protezione della maternità, limiti di età per lavorare, assistenza sociale. Riconosce inoltre la libertà sindacale e il diritto di sciopero.

Informatica e computer

VIDEO INTRODUTTIVO

Pensa un po’...

Ti sei mai chiesto che cosa succede dentro uno smartphone o un tablet quando tocchi lo schermo?

Cosa faresti senza smartphone, tablet o computer? Come possono essere utili a casa, a scuola e nel lavoro?

Alla scoperta dell’INFORMATICA

Ogni giorno interagisci con la tecnologia senza neanche rendertene conto. Al mattino controlli lo smartphone, a scuola usi il computer per fare ricerche, a casa guardi video in streaming e chatti con gli amici. Telefoni, tablet, computer, smartwatch, smart TV: tutti questi dispositivi hanno qualcosa in comune. Sono sistemi informatici, macchine intelligenti che elaborano informazioni seguendo istruzioni precise e velocissime. Ma ti sei mai chiesto come funziona davvero un computer?

Cosa succede quando clicchi su un’app o scarichi un file? Come fa il tuo smartphone per esempio, ad eseguire contemporaneamente musica, messaggi e navigazione? La risposta è affascinante: dentro ogni schermo si nasconde un universo di componenti hardware e software che lavorano insieme in perfetta armonia.

INVESTIGATORI del sistema informatico

A casa

Scegli un dispositivo che usi ogni giorno, come smartphone, tablet o computer di casa. Osservalo per qualche minuto e annota sul quaderno tre cose:

• quali parti fisiche vedi (schermo, tasti, porte)?

• quali luci o suoni produce?

• a quali altri dispositivi è collegato (WiFi, cuffie, caricatore)?

In classe

Confronta le tue osservazioni con i compagni e scoprirai che questi dispositivi, per quanto diversi, funzionano secondo gli stessi principi: quelli dell’informatica.

Mappa concettuale

Informatica e computer

INFORMATICA

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la tua mappa mentale di questo capitolo…

LEZIONE IN POWERPOINT

HARDWARE

Componenti fisici

• Unità centrale di elaborazione (CPU)

• Memoria (RAM, storage)

• Dispositivi di input (tastiera, mouse, microfono)

• Dispositivi di output (monitor, stampante, altoparlanti)

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere e descrivere i componenti principali di un sistema informatico.

• Comprendere il funzionamento di base dell’architettura hardware e software.

• Analizzare il ruolo del sistema operativo nella gestione delle risorse del computer.

Competenze

• Utilizzare consapevolmente dispositivi informatici conoscendone l’architettura di base.

• Organizzare file e cartelle applicando i principi del file system gerarchico.

• Valutare criticamente l’impatto sociale e ambientale delle tecnologie informatiche.

SOFTWARE Programmi e istruzioni

• Sistema operativo (gestisce risorse)

• Applicazioni (programmi utente)

• Driver (interfaccia hardware-software)

INFORMATICA E SOCIETÀ

• Trasformazione digitale

• Professioni ICT

INFORMATICA E SOSTENIBILITÀ

• Sostenibilità digitale

• Cittadinanza digitale

1| Che cos’è l’informatica

L’informatica è la scienza che studia l’elaborazione automatica delle informazioni attraverso sistemi digitali. Il termine deriva dalla fusione di “informazione” e “automatica” e indica proprio questa capacità di processare dati in modo sistematico e veloce.

Quando utilizziamo un computer per scrivere un testo, stiamo trasformando i nostri pensieri in informazioni digitali che il sistema può elaborare, memorizzare e modificare. Ogni lettera che digitiamo viene convertita in codice binario (sequenze di 0 e 1) che il processore può comprendere ed elaborare.

L’informatica moderna nasce negli anni ‘40 del Novecento con i primi computer elettronici, ma le sue radici affondano in secoli di sviluppo matematico e tecnologico. Oggi questa disciplina coinvolge ogni aspetto della nostra vita, in vastissimi ambiti di applicazione:

ƽ Comunicazione: social network, messaggistica, videoconferenze.

ƽ Intrattenimento: videogame, streaming, realtà virtuale.

ƽ Educazione: piattaforme e-learning, simulazioni didattiche.

ƽ Medicina: diagnostica digitale, telemedicina, protesi intelligenti.

ƽ Trasporti: navigatori GPS, auto autonome, gestione del traffico.

ƽ Ambiente: monitoraggio climatico, smart city, energie rinnovabili.

nel TEMPO…

Dalle origini ai primi linguaggi

La storia dell’informatica si sviluppa nell’arco di diversi decenni e mostra come la tecnologia sia cambiata rapidamente, trasformando la nostra vita quotidiana. Tutto comincia negli anni ’40 del XX secolo, quando compaiono i primi grandi calcolatori elettronici, come ENIAC ed EDVAC: erano macchine enormi, ma capaci di calcoli velocissimi. Negli anni ’50 si iniziano a creare i primi linguaggi di programmazione, che permettono di comunicare con il computer in modo più semplice e comprensibile.

Internet e il PC per tutti

Negli anni ’60 nasce ARPANET, il progetto da cui si svilupperà Internet, aprendo una strada completamente nuova per la comunicazione. Il decennio successivo vede l’arrivo dei microprocessori, piccoli chip che rendono possibile costruire computer personali: negli anni ’70, infatti, iniziano a diffondersi i primi PC. Gli anni ’80 portano una grande novità: le interfacce grafiche e il mouse rendono più facile usare il computer, mentre negli anni ’90 il World Wide Web permette la diffusione di massa di Internet e cambia il modo di informarsi e comunicare.

Dal mobile all’Internet delle cose

Con gli anni 2000 entrano nella vita quotidiana i dispositivi mobili e il cloud computing, che ci consentono di lavorare e archiviare dati ovunque. Negli anni ’10 si affermano i social media e si sviluppa sempre più l’Intelligenza Artificiale. Infine, negli anni ’20 assistiamo alla crescita dell’Internet delle cose e della realtà aumentata, tecnologie che collegano oggetti, ambienti e informazioni digitali al mondo reale.

Glossario

Informatica: scienza che studia come raccogliere, rappresentare ed elaborare informazioni in modo automatico, usando strumenti digitali.

Computer: macchina elettronica capace di ricevere dati, elaborarli secondo istruzioni e produrre risultati.

Post-it

Ada Lovelace nel 1843 scrisse le prime “istruzioni” per la macchina analitica di Charles Babbage. Ada immaginò già software, loop e la generazione di musica.

Il primo computer programmabile, l’ENIAC del 1946, pesava 30 tonnellate e occupava una stanza intera. Oggi il processore del tuo smartphone è milioni di volte più potente!

2| Il computer: hardware e software

Tutti i computer, dal più semplice smartphone al supercomputer più potente, seguono un’architettura di base chiamata “modello di Von Neumann”, dal nome del matematico che la teorizzò nel 1945. Questo modello preve-

Glossario

Architettura di Von Neumann: modello che descrive la struttura logica di un computer con CPU, memoria, input e output.

CPU (Central Processing Unit): è il “cervello” del computer. Esegue le istruzioni dei programmi e coordina il lavoro di tutti gli altri componenti (memoria, periferiche e dispositivi di input/ output).

Scheda madre di un computer con i suoi componenti principali: la CPU al centro elabora tutte le istruzioni, la RAM conserva i dati temporanei, la ROM contiene le informazioni necessarie all’avvio del sistema e l’hard disk memorizza in modo permanente file e programmi.

de quattro componenti fondamentali che lavorano insieme per elaborare le informazioni: CPU, RAM, dispositivi di input e dispositivi di output. La macchina (hardware), per funzionare, ha poi bisogno del software.

1. La CPU: il cervello del computer

La CPU (Central Processing Unit) è il processore centrale che esegue tutte le operazioni di calcolo e controllo. Possiamo immaginarla come il cervello del computer: riceve istruzioni dalla memoria, le decodifica e le esegue una dopo l’altra a velocità elevatissima. Una CPU moderna può eseguire miliardi di operazioni al secondo. Ogni operazione è molto semplice (sommare due numeri, confrontare valori, spostare dati), ma la combinazione di milioni di queste operazioni elementari permette di eseguire compiti complessi come riprodurre un video o far funzionare un videogame.

2. La memoria: dove vivono i dati

Il computer utilizza diversi tipi di memoria per conservare informazioni:

ƽ RAM (Random Access Memory): è la memoria di lavoro, velocissima ma temporanea. Qui vengono caricati i programmi in esecuzione e i dati su cui stiamo lavorando. Quando spegniamo il computer, tutto il contenuto della RAM viene perso.

ƽ ROM (Read Only Memory): è una memoria che contiene istruzioni permanenti fondamentali per l’avvio del computer. Non si cancella allo spegnimento e può essere solo letta (o modificata in casi particolari). Grazie alla ROM, il computer sa cosa fare nei primi istanti dopo l’accensione.

ƽ Storage (memoria di massa): hard disk, SSD o memoria flash che conservano permanentemente i nostri file, programmi e il sistema operativo. Questi dati rimangono memorizzati anche quando il computer è spento.

3. Dispositivi di input

I dispositivi di input permettono di inserire informazioni nel computer.

I più comuni sono i seguenti:

a. Tastiera : dispositivo che permette di inserire testi e comandi digitando i tasti.

b. Mouse : strumento che controlla il puntatore sullo schermo e invia comandi.

c. Microfono : registra suoni e li trasforma in segnali digitali. Spesso è compreso nella Webcam, telecamera che cattura video.

d. Scanner: digitalizza documenti e foto appoggiati su una superficie in vetro, oppure si passa sul foglio per acquisirne il contenuto.

4. Dispositivi di output

I dispositivi di output mostrano o producono i risultati dell’elaborazione.

I più comuni sono i seguenti:

a. Monitor: visualizza immagini nitide usando cristalli liquidi o LED.

b. Altoparlanti/Cuffie : dispositivi per riprodurre audio con volume e qualità maggiori. Le cuffie invece riproducono l’audio direttamente alle orecchie.

c. Stampante : può stampare documenti e immagini spruzzando piccole gocce di inchiostro, oppure usando un raggio laser e toner.

d. Videoproiettore : mostra immagini e presentazioni su una parete o uno schermo grande.

5. Il software

L’hardware da solo non può fare nulla: ha bisogno del software, cioè dei programmi che contengono le istruzioni su cosa fare e come farlo. Ci sono vari tipi di software.

ƽ Sistema operativo (SO): è il software più importante, che gestisce tutte le risorse del computer e fa da intermediario tra hardware e applicazioni. Windows, macOS, Linux, Android e iOS sono esempi di sistemi operativi.

ƽ Applicazioni: sono i programmi che utilizziamo per compiti specifici come navigare su Internet, scrivere documenti, ascoltare musica o giocare.

ƽ Driver: software specializzati che permettono al sistema operativo di comunicare con componenti hardware specifici come stampanti, schede grafiche o dispositivi USB.

3| Il sistema operativo

Il sistema operativo è il software fondamentale che trasforma un insieme di componenti hardware in un computer utilizzabile.

COME FUNZIONA IL SISTEMA OPERATIVO

Avvio e caricamento

• Il computer si accende e il sistema operativo parte

Hardware + driver

• Il SO riconosce i dispositivi e li rende utilizzabili

Comandi/programmi

• L’utente avvia le app e il SO le mette in esecuzione

CPU + memoria

• Decide chi usa la CPU e quanta RAM serve a ogni programma

Periferiche + file

• Gestisce tastiera/mouse/schermo e lettura-scrittura dei dati

Spegnimento

• Chiude tutto e salva in modo sicuro

Senza sistema operativo, il computer sarebbe solo un ammasso di circuiti elettronici incapaci di comunicare tra loro.

Le funzioni del sistema operativo

Il sistema operativo è il “direttore d’orchestra” del computer: coordina tutte le sue parti affinché funzionino in modo armonioso.

Senza di esso, l’hardware non saprebbe cosa fare e i programmi non potrebbero essere eseguiti.

Per questo svolge diverse funzioni fondamentali che permettono al computer di lavorare in modo efficiente e sicuro.

ƽ Gestione dei processi: il sistema operativo controlla tutti i programmi in esecuzione e decide quale può utilizzare la CPU e per quanto tempo. Anche se sembra che funzionino contemporaneamente, in realtà la CPU li esegue uno dopo l’altro molto velocemente, assegnando piccolissime frazioni di secondo a ciascuno. Questo meccanismo si chiama multitasking e permette di ascoltare musica, navigare e scrivere un testo senza che nulla si blocchi.

ƽ Gestione della memoria: ogni programma ha bisogno di una parte di RAM per funzionare. Il sistema operativo assegna la memoria necessaria a ciascun processo e impedisce che i programmi si disturbino a vicenda. Quando la RAM non è più sufficiente, il sistema operativo può spostare temporaneamente alcuni dati nello spazio di memoria virtuale sullo storage (memoria di massa): questa tecnica serve a liberare spazio per continuare a lavorare, anche se può rallentare il computer.

ƽ Gestione dei file: il sistema operativo organizza tutti i dati presenti nel computer utilizzando file e cartelle. Grazie a questa struttura ordinata possiamo salvare, aprire, spostare, copiare ed eliminare documenti in modo semplice e sicuro.

ƽ Sicurezza: il sistema operativo controlla anche che i file non vengano danneggiati e gestisce i permessi di accesso, proteggendo i dati degli utenti, stabilendo chi può leggere, modificare o cancellare un file.

Il file system: come sono organizzati i dati

Il file system è il metodo che il sistema operativo usa per organizzare, salvare e gestire i file sullo storage.

È come il sistema di catalogazione di una biblioteca: ogni file ha un nome e una posizione precisa e può essere trovato rapidamente.

La struttura è gerarchica, come un albero rovesciato:

ƽ root (radice): il livello più alto, da cui partono tutte le altre cartelle.

ƽ Cartelle (directory): contenitori che possono contenere file e altre cartelle.

ƽ File: i documenti veri e propri (testi, immagini, video, programmi).

Detto... fatto!

Vediamo in pratica come il sistema operativo gestisce le risorse.

Apri il Task Manager (Gestione attività) su Windows premendo Ctrl+Shift+Esc.

Osserva la scheda Processi: ogni riga rappresenta un programma in esecuzione o altri processi. Noterai che anche quando pensi di non aver aperto nulla, ci sono decine di processi attivi. Questi sono i servizi di sistema che lavorano in background per far funzionare il computer.

Guarda le colonne CPU, Memoria e Disco: mostrano quanto ogni processo sta utilizzando le risorse del computer.

Se un processo usa troppa CPU, il computer rallenta. Se la memoria è quasi piena, il sistema diventa instabile.

Percorsi e indirizzi dei file

Glossario

Ogni file ha un indirizzo univoco chiamato percorso (path) che indica correttamente dove si trova nella struttura gerarchica. È come l’indirizzo di casa: specifica il paese, la città, la via e il numero civico.

Esempio di percorso Windows

C:\Users\Marco\Documents\Scuola\Tecnologia\Appunti.docx

Detto... fatto!

Esploriamo la struttura del file system.

1. Apri Esplora file (Windows).

2. Vai alla radice del disco principale: Windows: Questo PC > Disco locale (C:)

3. Osserva le cartelle principali: - Programmi - Utenti - Windows (cartella di sistema: non modificare)

4. Entra nella tua cartella utente e osserva le sottocartelle più comuni: documenti, Immagini, Video, Download. Questa organizzazione standard aiuta a mantenere ordine e trovare rapidamente i file.

5. Crea una nuova cartella chiamata “Test_Informatica” e al suo interno crea tre sottocartelle: “Hardware”, “Software”, “Reti”.

Servizi di sistema: programmi in background gestiti da Windows che svolgono funzioni essenziali (rete, stampa, aggiornamenti, sicurezza ecc.) anche quando non sono aperte finestre; si avviano spesso automaticamente e garantiscono il corretto funzionamento del sistema.

4| Dispositivi e periferiche

I dispositivi e le periferiche sono i componenti che permettono al computer di interagire con l’esterno e con noi utenti. Senza di essi, il computer non potrebbe ricevere comandi, acquisire dati né restituire risultati in forma

SSD (Solid State Drive): un’unità di archiviazione a memoria flash (qui da 240 GB). Può essere interna al computer oppure esterna, collegata tramite USB e protetta da un involucro rigido. Serve per salvare dati e programmi in modo rapido e affidabile.

Detto... fatto!

Esploriamo i dispositivi collegati al PC

comprensibile. Le periferiche possono essere interne (installate dentro il computer, come un disco SSD Solid State Drive), oppure esterne (collegate via cavo o wireless, come una stampante).

Classificazione dei dispositivi

Abbiamo già visto, in breve, quali sono i principali dispositivi; una loro più precisa classificazione è la seguente:

ƽ Dispositivi di input (ingresso): permettono di inserire dati e comandi nel computer (tastiera, mouse, microfono, webcam, scanner).

ƽ Dispositivi di output (uscita): mostrano o riproducono i risultati dell’elaborazione (monitor, altoparlanti/cuffie, stampante, proiettore).

ƽ Dispositivi di input/output (I/O): alcuni dispositivi fanno entrambe le cose: per esempio un touchscreen (mostra immagini e riceve tocchi), un visore VR/AR (visualizza e registra movimenti), o una stampante multifunzione (stampa e scannerizza).

ƽ Dispositivi di storage (memorizzazione): conservano dati e programmi in modo permanente (anche quando il PC è spento).

• HDD (hard disk): usa dischi magnetici in rotazione; in genere ha molta capacità ma velocità inferiori.

• SSD: usa memoria flash, senza parti mobili; è più veloce e resistente agli urti.

• Chiavette USB e schede SD: storage portatile, utile per trasferire file e fare copie di sicurezza.

1. Apri Gestione dispositivi: dal menu Start digita Gestione dispositivi e premi Invio.

2. Osserva le categorie e trova alcuni esempi:

• Audio: altoparlanti, microfoni, cuffie

• Input: tastiera, mouse, touchpad

• Archiviazione: hard disk, SSD (eventuale lettore ottico)

• Rete: wi-Fi, Ethernet, Bluetooth

3. Driver (importante): ogni dispositivo ha un driver, cioè un piccolo programma che permette a Windows di riconoscerlo e farlo funzionare. Se un driver manca o è danneggiato, il dispositivo può non funzionare correttamente o non essere rilevato.

Interfacce e connessioni

I dispositivi si collegano al computer attraverso diverse interfacce, ognuna ottimizzata per specifiche esigenze:

ƽ USB (Universal Serial Bus): è l’interfaccia più diffusa e può trasportare dati e spesso anche alimentazione. Esistente in diverse versioni (USB 2.0, 3.0, 3.1) con velocità crescenti. Lo standard attuale prevede un tipo di connettore USB-C

ƽ Bluetooth: connessione wireless a corto raggio per dispositivi come mouse, tastiere, cuffie wireless e smartphone. Consuma poca energia e è ideale per dispositivi portatili.

ƽ WiFi: connessione wireless per reti locali e Internet. Permette mobilità mantenendo la connettività.

ƽ HDMI: porta audio e video digitali verso monitor e TV.

Detto... fatto!

Terminali di un cavo di connessione USB. Il terminale in primo piano è un connettore USB-A (quello “classico” rettangolare).

L’altro terminale è spesso un USB-C.

Osserva attentamente il tuo computer (desktop o laptop) e individua le porte presenti.

1. Porte USB: conta quante porte USB ci sono e indica il tipo: USB-A (rettangolare) e/o USB-C (ovale e reversibile).

2. Uscita video: verifica se è presente una porta HDMI (per collegare monitor o TV). Se non c’è, controlla se ci sono altre uscite video (per esempio DisplayPort o Mini DisplayPort).

3. Jack audio: individua dove si trova il jack audio (cuffie/microfono). Nota se è un’unica porta combinata oppure se ci sono due porte separate.

4. Rete cablata: controlla se è presente la porta Ethernet (RJ-45) per la connessione via cavo (su molti laptop sottili può mancare).

5. Prova pratica (con attenzione): collega e scollega una chiavetta USB e osserva cosa succede: il sistema operativo di solito la riconosce automaticamente e la mostra tra le unità in Esplora file. Prima di scollegarla, usa la funzione “Rimozione sicura” (soprattutto se stai copiando file) per evitare errori o perdita di dati.

Integrazioni utili per i collegamenti al PC sono:

• Ethernet (cavo di rete) per connessione stabile e veloce alla rete.

• Jack audio per cuffie e microfoni (quando presente).

• DisplayPort/Thunderbolt (su alcuni PC). Si tratta di alternative evolute per collegare schermi e periferiche. Per funzionare, molte periferiche hanno bisogno dei driver, software che permettono al sistema operativo di “parlare” con il dispositivo. Spesso l’installazione è automatica (plug and play), ma a volte serve un driver specifico, soprattutto per le stampanti.

Evoluzione e tendenze future

A fianco dei dispositivi tradizionali, cresce l’uso dei dispositivi indossabili, come smartwatch e sensori, che monitorano attività e dati personali. Si diffondono anche il controllo vocale e gli assistenti digitali, per gestire funzioni con la voce. Realtà aumentata e visori uniscono informazioni digitali e mondo reale, mentre l’Internet delle cose collega oggetti quotidiani alla rete.

mini TEST

Quale connessione è più adatta per collegare cuffie wireless?

a. USB

b. HDMI

c. Bluetooth

d. Ethernet

Green Corner

1| Sostenibilità digitale ed economia circolare nell’ICT

L’informatica può aiutare l’ambiente, ma ha anche un impatto che dobbiamo conoscere. Usare il digitale in modo responsabile significa ridurre sprechi, allungare la vita dei dispositivi e smaltire correttamente ciò che non serve più.

Il consumo energetico del digitale

I dispositivi informatici consumano energia elettrica per funzionare, e questo consumo è in costante crescita:

ƽ data center: sono i “magazzini” di Internet (cloud, video, app). Oggi consumano circa l’1,5% dell’elettricità mondiale e la domanda sta crescendo.

EDUCAZIONE CIVICA

INFO ACTION

1. Dispositivi indisposti

Identifica tutti i dispositivi di input e output del computer che usi di solito. Prova a immaginare come sarebbe usare il computer se mancasse uno di questi componenti.

2. Sostenibilità digitale

Scegli uno degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile e ricerca tre esempi concreti di come l’informatica contribuisce al suo raggiungimento.

3. Cittadinanza digitale Rifletti sui tuoi comportamenti digitali. Scrivi tre azioni concrete che puoi intraprendere per essere un cittadino digitale più responsabile.

ƽ Dispositivi personali: smartphone e PC consumano energia durante l’uso e anche in standby. Spegnere quando non serve, ridurre luminosità e chiudere app inutili aiuta a risparmiare.

ƽ Streaming e cloud: guardare video e usare servizi online richiede elaborazione e rete. L’impatto varia molto (qualità video, rete, dispositivo), quindi è più corretto parlare di uso consapevole e non di paragoni “fissi” con altri elettrodomestici.

RAEE: rifiuti elettronici

I dispositivi contengono materiali preziosi (rame, oro, argento, terre rare) ma anche sostanze che, se disperse, inquinano.

A livello mondiale i rifiuti elettronici aumentano: nel 2024 si stimavano 62 milioni di tonnellate e solo 22,3% viene raccolto e riciclato correttamente. Per questo i RAEE non vanno mai nell’indifferenziato: si portano ai centri di raccolta o si riconsegnano ai rivenditori con le modalità previste (es. “1 contro 1” e “1 contro 0”).

Economia circolare nell’ICT

L’economia circolare applica il principio “riduci, riusa, ricicla” anche al settore informatico:

ƽ riduci: acquista solo ciò che serve davvero; scegli dispositivi adatti (non “sovradimensionati”).

ƽ Riusa/Allunga la vita: manutenzione, aggiornamenti, cura della batteria, protezioni, riparazioni.

ƽ Ricondizionato: preferire dispositivi ricondizionati se possibile.

ƽ Ricicla bene: RAEE sempre nei canali corretti.

2| Intelligenza Artificiale per l’ambiente

L’informatica e l’IA possono aiutare a ridurre sprechi: reti elettriche intelligenti, agricoltura di precisione, monitoraggio ambientale con sensori e satelliti, ottimizzazione dei trasporti. Allo stesso tempo, però, anche l’IA richiede infrastrutture e energia: perciò serve usarla con criteri di utilità reale e responsabilità.

Intelligenza Arti ciale IA

3| Agenda 2030 e tecnologie digitali

Le tecnologie informatiche contribuiscono a diversi Obiettivi di Sviluppo Sostenibile:

ƽ obiettivo 4 (Educazione): piattaforme e-learning per accesso universale all’istruzione.

ƽ Obiettivo 8 (Lavoro dignitoso): nuove professioni digitali e smart working.

ƽ Obiettivo 9 (Innovazione): infrastrutture digitali per lo sviluppo.

ƽ Obiettivo 11 (Città sostenibili): smart cities e mobilità intelligente.

ƽ Obiettivo 13 (Azione climatica): monitoraggio e soluzioni per il cambiamento climatico.

4| L’Agenda Digitale italiana

Con “Agenda Digitale” si indica l’insieme delle politiche e dei progetti con cui l’Italia porta avanti la trasformazione digitale di Pubblica Amministrazione, cittadini e imprese, in linea con le priorità europee. Oggi uno dei riferimenti principali è la strategia Italia Digitale 2026, collegata al PNRR: punta soprattutto su digitalizzazione della PA e reti ultraveloci, e misura i risultati con obiettivi come identità digitale, competenze digitali, adozione del cloud nella PA, qualità dei servizi pubblici online e connettività.

In questo quadro rientrano anche iniziative operative come PA digitale 2026: avvisi e misure per migrazione al cloud e piattaforme/servizi. Nell’ambito della scuola, l’Agenda Digitale si traduce in azioni concrete su infrastrutture, servizi e didattica. Da un lato c’è il Piano Nazionale Scuola Digitale (PNSD), che guida l’innovazione scolastica (ambienti, metodologie, competenze e organizzazione). Dall’altro, con Italia Digitale 2026, molte scuole sono coinvolte in progetti di migrazione al cloud, miglioramento dei siti web e dei servizi digitali, per rendere la scuola più accessibile e moderna anche sul piano amministrativo.

5| DigComp 3.0

Il DigComp 3.0 è l’ultima versione del Quadro europeo delle competenze digitali (sviluppato dal Joint Research Centre della Commissione europea) e serve come “mappa” per descrivere cosa significa, per esempio, essere competenti nel digitale.

Mantiene la struttura di base delle precedenti edizioni (5 aree e 21 competenze), ma aggiorna il linguaggio, rivede i livelli di padronanza e introduce nuovi risultati di apprendimento; soprattutto integra l’Intelligenza Artificiale in modo trasversale e rafforza temi come cybersecurity, diritti e responsabilità digitali, benessere negli ambienti digitali e capacità di riconoscere disinformazione

In ambito scuola/educazione civica è utile perché aiuta a progettare attività e valutazioni non solo su “saper usare strumenti”, ma su uso critico, sicuro e responsabile del digitale nella vita quotidiana.

Immagine di presentazione del programma nazionale per accelerare la trasformazione digitale del Paese, con risultati 2021–2022 e azioni previste per il periodo 2023–2026.

DigComp 3.0 (Quadro europeo delle competenze digitali): schema che riassume le 5 aree della competenza digitale.

1) Ricerca, valutazione e gestione delle informazioni; 2) Comunicazione e collaborazione; 3) Creazione di contenuti; 4) Sicurezza, benessere e uso responsabile; 5) Identificazione e risoluzione dei problemi.

• www.agid.gov.it

• www.cdcraee.it/scuole/ • www.agendadigitale.eu/ • https://programmailfuturo.it/

Play test

1| Il cruciverba dell’ informatica

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

Orizzontali

1. Dispositivo di puntamento

3. Memoria temporanea veloce

4. Connessione senza fili

5. Schermo del computer

Verticali:

2. Sistema che gestisce il computer

2| Anagrammi tecnici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati all’informatica:

a. WRAHADER (Componenti fisici del computer)

b. FOTWASER (Programmi e istruzioni)

c. VREDIR (Gestisce le periferiche)

d. DULOC (Servizi disponibili online)

e. VICPRAY (Protezione dei dati personali)

3| Memory dei dispositivi

1. Stampante

2. Tastiera

3. Cuffie audio

4. Monitor

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

5. Mouse

Dispositivi di INPUT

Dispositivi di OUTPUT

Lab

Fasi di lavoro

1. Osserva e “dai un nome”

Nel piccolo gruppo, osservate il computer e compilate una mini-tabella:

• USB-A: quante? ____ A cosa servono? (mouse/chiavetta)

• USB-C (se c’è): quante? ____ A cosa servono?

• HDMI (se c’è): sì/no A cosa serve? (schermo/TV)

• Ethernet RJ-45 (se c’è): sì/no A cosa serve? (rete via cavo)

• Audio jack 3,5 mm: sì/no A cosa serve? (cuffie/microfono)

2. Prova “collega e verifica”

Ogni gruppo collega una sola periferica e risponde:

• Il computer la riconosce subito? Sì/No

• Dove lo vedo? (es. puntatore del mouse / icona unità USB / audio che funziona)

Siamo connessi?

In questo LAB osserveremo le principali porte di connessione del computer e proveremo a collegare alcune periferiche. Impareremo a riconoscere USB, HDMI, Ethernet e audio e a capire se servono per input, output o entrambi, lavorando in modo corretto e sicuro.

Materiali e attrezzi

• Un PC dell’aula di informatica (desktop o laptop)

• 3–4 periferiche comuni (mouse USB, chiavetta USB, cuffie/jack, cavo HDMI)

• 1 scheda stampata per gruppo (può essere anche copiata sul quaderno)

(Regola di sicurezza: niente forza sulle porte; per la chiavetta si usa “Rimozione sicura”.)

3. Classificazione

Per ogni periferica, scrivete in una riga:

• Input (entra un comando) / Output (esce un risultato) / Input + Output

Esempi:

• Mouse = input

• Cuffie = output

• Chiavetta USB = input + output (legge e salva)

4. Mini-poster: le porte del nostro PC

• Arte e immagine

• Matematica

• Scienze

• Tecnologia Discipline COINVOLTE

Su un foglio A3 (o A4) disegnate il retro del PC (anche schematico) e mettete 5 etichette in corrispondenza a: USB, HDMI, Ethernet, Audio, Alimentazione.

1. Riesco a riconoscere e nominare almeno 3 porte del computer (USB, HDMI, Ethernet, audio)?

2. So dire quale cavo/periferica va in ogni porta e a cosa serve?

3. Ho lavorato in modo attento e collaborativo, senza forzare i connettori e seguendo le regole di sicurezza?

Informatica e computer

L’essenziale

Informatica e computer

L’informatica è la scienza che studia l’elaborazione automatica delle informazioni tramite sistemi digitali. Quando scrivi un testo o tocchi un’icona, i dati vengono rappresentati in codice binario (0 e 1), così che il computer possa elaborarli in modo rapido e preciso.

Hardware e software

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Academy

Informatica: studiare oggi, lavorare domani

Per lavorare un giorno nel settore informatico puoi iniziare scegliendo un Istituto Tecnico Tecnologico (indirizzo Informatica e Telecomunicazioni) oppure un Liceo Scientifico con Scienze Applicate. Dopo la scuola superiore puoi continuare con un percorso ITS Academy legato al digitale (molto pratico e vicino alle aziende) oppure con l’università.

Tra le professioni più richieste ci sono la sviluppatrice/lo sviluppatore software, che crea app e programmi; la/il data analyst, che analizza i dati per prendere decisioni migliori; la specialista/lo specialista di cybersecurity, che protegge reti e informazioni.

Un computer è fatto di hardware (componenti fisici) e software (programmi e istruzioni). Il modello di base è quello di Von Neumann, con CPU, memoria, dispositivi di input e output che lavorano insieme: l’hardware da solo non basta, perché è il software a “dirgli” cosa fare.

CPU e memoria

La CPU è il “cervello” del computer: esegue istruzioni a grandissima velocità, combinando operazioni semplici per svolgere compiti complessi. La memoria comprende: RAM, velocissima ma temporanea (si svuota allo spegnimento); ROM, con istruzioni fondamentali per l’avvio; storage (HDD/SSD/ memoria flash) dove restano file e programmi anche a computer spento.

Input, output e driver

I dispositivi di input permettono di inserire dati (tastiera, mouse, microfono, scanner), quelli di output mostrano i risultati (monitor, cuffie/altoparlanti, stampante, videoproiettore). I driver sono software “specializzati” per comunicare con periferiche e componenti specifici.

Il sistema operativo

Il sistema operativo rende utilizzabile il computer e gestisce le risorse. Le sue funzioni principali sono: gestione dei processi (multitasking, cioè tanti programmi “insieme” grazie a turni rapidissimi della CPU), gestione della memoria (assegna RAM e, se serve, usa memoria virtuale su storage), gestione dei file (organizza, protegge e controlla accessi e permessi).

File system e percorsi

Il file system organizza dati e cartelle in una struttura gerarchica. Ogni file ha un “indirizzo” chiamato percorso, per esempio in Windows: c:\Users\Marco\Documents\Scuola\Tecnologia\Appunti. docx.

Informatica, società e sostenibilità digitale

L’informatica ha cambiato vita quotidiana, scuola e lavoro. Crescono anche le professioni ICT, ma aumentano le sfide: divario digitale, privacy e sicurezza, dipendenza tecnologica e cambiamenti nel lavoro. Per questo serve cittadinanza digitale: pensiero critico, rispetto online e protezione dei dati. Inoltre, per ridurre l’impatto bisogna ridurre gli sprechi e allungare la vita dei dispositivi.

Pensa un po’...

delle reti

Reti, Internet e il Web

VIDEO INTRODUTTIVO

Come fa uno smartphone a ricevere un messaggio proveniente dall’altra parte del mondo in pochi secondi?

Perché a volte Internet “va veloce” e altre volte sembra bloccata?

Chi “vede” i dati personali quando si naviga e come si possono proteggere?

NON CADERE nella rete!

Capita spesso di controllare il telefono: messaggi, notifiche e video arrivano subito.

Ma come fa un messaggio a viaggiare dall’altra parte del mondo in pochi secondi?

La risposta sono le reti informatiche e Internet, la più grande rete di reti: collegano miliardi di dispositivi e permettono ai dati di “muoversi” velocemente tra paesi e continenti. Capire come funzionano ti aiuta a usare Internet in modo più consapevole, a scuola e nella vita di tutti i giorni.

INVESTIGATORI

Per 5–7 giorni, tieni un diario delle tue connessioni digitali (poche righe al giorno).

1. Contaleconnessioni:quandousiundispositivoconnesso(telefono,tablet,PC, console, smart TV).

2. Annotailservizio:messaggi,video,giochionline,ricerche,compiti,social.

3. Osservalavelocità:quandoèrapidaequandorallenta(mattina?sera?).

4. Segnaiproblemi:errori,disconnessioni,videoche“caricano”.

Allafine,confrontaidaticonlaclasseecostruiteunamappadelleabitudini digitali.

Mappa concettuale

Reti, Internet e il Web

RETI INFORMATICHE

PAN, LAN, MAN, WAN

• Cablate e wireless

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la tua mappa mentale di questo capitolo…

LEZIONE IN POWERPOINT

• Modem, router, switch, access point

• Protocolli

INTERNET

• Dati a pacchetti

• Indirizzi IP e DNS

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Riconoscere e classificare le diverse tipologie di reti informatiche e comprendere i principi di funzionamento di Internet.

• Utilizzare in modo consapevole browser, motori di ricerca e servizi web, valutando criticamente le informazioni trovate online.

Competenze

• Comprendere l’architettura di principio di Internet e dei sistemi di rete, riconoscendo le componenti hardware e software coinvolte.

• Agire in modo consapevole e responsabile nell’uso delle tecnologie informatiche online, selezionando strumenti appropriati per obiettivi specifici.

WEB E NAVIGAZIONE

• Browser, URL, HTTP/HTTPS

• Motori di ricerca

• Ricerca efficace e valutazione delle fonti

NAVIGAZIONE SICURA

• Phishing, malware, social engineering

• Password/2FA/passkey

• Privacy e protezione dei dati

CITTADINANZA DIGITALE

• Netiquette, fake news, deepfake

• Cyberbullismo

• Benessere digitale; impatto ambientale

1| Le reti informatiche

Una rete informatica collega due o più dispositivi per scambiare dati e condividere risorse (file, stampanti, connessione, servizi).

Immagina una rete come un sistema di strade: i dispositivi sono le “case”, i collegamenti sono le “strade” e i dati sono i “veicoli”.

Tipologie di reti

Le reti informatiche possono essere classificate in base a quanto spazio coprono: alcune collegano pochi dispositivi vicinissimi, altre collegano città o addirittura paesi lontani.

ƽ PAN (Personal Area Network): è la rete “personale”, piccolissima. Serve per collegare dispositivi molto vicini a te, spesso senza fili. Un esempio è il Bluetooth tra smartphone e auricolari o tra telefono e smartwatch.

ƽ LAN (Local Area Network): è la rete di un luogo preciso, come casa, scuola, ufficio. Collega computer, tablet, stampanti e permette di condividere risorse e Internet. Di solito è veloce perché i dispositivi sono nello stesso edificio (o comunque molto vicini).

ƽ MAN (Metropolitan Area Network): è una rete più grande, che può collegare diverse zone di una città. Per esempio, può unire più sedi di una scuola, biblioteche o uffici pubblici in un’area urbana.

ƽ WAN (Wide Area Network): è una rete enorme, che copre grandi distanze, anche tra regioni o continenti. Internet è l’esempio più famoso: non è una sola rete, ma un insieme di tantissime reti (LAN, MAN e altre WAN) collegate tra loro.

nel TEMPO…

L’idea alla base di Internet

Nel 1969 non nasce “Internet” come lo intendiamo oggi, ma nasce la sua idea di base: ARPANET, una rete sperimentale che collegava alcuni centridiricercanegliStatiUniti.

Lanovitàerachele informazioni non viaggiavano come una telefonata continua, ma venivano spezzate in pacchetti: se un percorso si bloccava, i pacchetti potevano passare da un’altra “strada”. Era un modo intelligente per rendere la comunicazione più robusta.

Internet diventa una “rete di reti”

Nel 1983arrivailpassaggiodecisivo:ARPANETeleretichestavanocrescendo adottano un linguaggio comune, TCP/IP. È come stabilire un’unicalinguaedelleregoleditraffico:daquelmomentoretidiversepossonocollegarsitraloro.Èquichesiconsolidal’ideadi Internet come “rete di reti”.

La nascita del Web

Poi, tra 1989 e 1991, nasce il Web: Tim Berners-Lee,alCERNdiGinevra, cerca un modo semplice per condividere documenti tra ricercatori. Inventa un sistema fatto di pagine collegate da link, accessibili con un programma (il browser) e indirizzi univoci (gli URL).Ilpuntochiaveè questo:Internetèl’infrastruttura(cavi,router,protocolli),mentreilWeb èunodeiservizicheloutilizzano(comee-mail,chat,streaming).

Glossario

Rete informatica: insieme di dispositivi collegati per comunicare e condividere risorse.

Bluetooth: tecnologia wireless a corto raggio che permette a dispositivi vicini (smartphone, cuffie,smartwatch,computer)di collegarsi e scambiarsi dati senza usare cavi.

Si dice “Web” perché le pagine sono unite da tanti link, come fili: parti da un punto e puoi saltare ovunque. Non a caso “web”, in inglese, significa proprio ragnatela.

Unmodopiùsicuroperaccedere aisitisenzapasswordèlapasskey, cioèl’usodiimprontadigitaleo riconoscimento del volto (oppure unPIN).Riducemoltoilrischiodi furto di account tramite phishing. Post-it

2| Caratteristiche tecniche

Per capire come funziona una rete e quanto è adatta a un certo uso (video, videogiochi online, videolezioni), bisogna conoscere alcune caratteristiche tecniche di base. Le più importanti riguardano la velocità con cui viaggiano

Glossario

Wireless:senzafili(connessioneche funziona senza cavi).

Wi-Fi: tecnologia wireless che collega i dispositivi a una rete e a Internet tramite onde radio.

Topologia: modo in cui i dispositivi sono collegati (a stella, a maglia, a anello, a bus).

RouterWi-Fi(wireless):permetteai dispositivi (smartphone, tablet, PC) di collegarsi a Internet tramite onde radio. Spessoacasatroviununicoapparecchio chefamodem+router+Wi-Fiinsieme.

In reti più grandi (come scuole e aziende), invece,questiruolipossonoessereseparati in dispositivi diversi.

Reteclient-server(topologiaastella):un servercentraleècollegatoapiùcomputer client e gestisce risorse e servizi condivisi (file, applicazioni, accesso alla rete).

i dati, il tempo che impiegano a arrivare, quanto è stabile la connessione e quanti dispositivi possono collegarsi insieme. Con queste informazioni puoi interpretare meglio perché a volte Internet è fluido e altre volte rallenta.

Reti cablate e wireless

Per collegare i dispositivi a una rete esistono due modi: con un cavo oppure senza fili.

ƽ Reti cablate (Ethernet): usano un cavo di rete. Sono spesso la scelta migliore in classe, in laboratorio o per i computer “fissi”, perché la connessione è stabile e di solito più veloce. Il cavo, infatti, risente poco di ostacoli e interferenze: una volta collegato, funziona in modo regolare.

ƽ Reti wireless (Wi-Fi): sono comodissime perché ti permettono di connetterti senza cavi e di muoverti con smartphone e tablet. Però il segnale Wi-Fi può indebolirsi se sei lontano dal punto Wi-Fi, se ci sono muri o se ci sono tante persone collegate nello stesso momento. Anche altri dispositivi possono creare interferenze, rendendo la rete meno fluida.

Dispositivi fondamentali di una rete

In una rete ci sono alcuni “attori” principali. Ognuno ha un compito preciso, un po’ come in una squadra.

ƽ Modem: è la “porta” che collega la rete di casa o della scuola alla rete dell’operatore (quello che ti fornisce Internet). In pratica, il modem permette alla tua rete di “parlare” con l’esterno.

ƽ Router: è il “vigile del traffico” della rete: decide dove mandare i dati (i pacchetti) e collega la rete locale a Internet. Quando apri un sito o invii un messaggio, il router aiuta i dati a trovare la strada giusta.

ƽ Switch: serve soprattutto nelle reti cablate con molti dispositivi (per esempio in un laboratorio). È come una “ciabatta intelligente” di porte di rete: permette a tanti computer di collegarsi tra loro dentro la LAN, distribuendo i dati in modo ordinato.

ƽ Access point: è il dispositivo che crea o amplia la copertura Wi-Fi. Se in una scuola il segnale non arriva bene in un corridoio o in un’aula, si può aggiungere un access point per “portare” il Wi-Fi anche lì.

Topologia di rete

Oltre a “cavo o Wi-Fi”, le reti si distinguono anche per topologia, cioè la forma dei collegamenti tra i dispositivi. È un po’ come decidere se le strade di una città partono tutte da una piazza centrale, oppure formano un anello, oppure hanno tante vie alternative. La più comune è la topologia a stella, in cui tutti i dispositivi sono collegati a un punto centrale (router o switch). Se un cavo si rompe, di solito si scollega solo quel dispositivo.

3| Internet, la rete delle reti

Internet collega reti diverse (case, scuole, aziende, stati).

Non esiste un “centro unico”: è progettata per continuare a funzionare anche se alcune parti hanno problemi.

I protocolli di Internet

Quando invii una foto o apri un sito, il contenuto viene diviso in pacchetti. I pacchetti possono seguire strade diverse e poi vengono ricomposti a destinazione

Glossario

Quando due dispositivi comunicano in rete, devono seguire delle regole comuni, altrimenti sarebbe come provare a giocare a calcio senza sapere cosa vale e cosa no. Queste regole si chiamano protocolli

TCP/IP: la base di Internet

Immagina Internet come una grande rete di strade.

ƽ IP (Internet Protocol), gestisce gli indirizzi dei dispositivi e l’instradamento dei dati nella rete. È come l’indirizzo scritto sulla busta (via, numero civico) e il sistema che decide da quali strade far passare il messaggio per arrivare a destinazione.

Esempio: il tuo smartphone ha un indirizzo IP (a volte temporaneo). Anche il server di un sito ne ha uno.

ƽ TCP (Transmission Control Protocol), protocollo di controllo della trasmissione: controlla che i dati arrivino completi e nell’ordine giusto (quando serve). È come un controllore della consegna: quando serve, divide il messaggio in pezzi, controlla che arrivino tutti e li rimette in ordine. Se manca un pezzo, lo fa rimandare.

Esempio: quando scarichi un file o invii una foto importante, TCP aiuta a far arrivare tutto correttamente.

DNS: la “rubrica” di Internet

Noi ricordiamo facilmente nomi come www.scuola.it, non numeri lunghi. Il DNS (Domain Name System, sistema dei nomi di dominio) funziona come una rubrica: tu scrivi il nome del sito e il DNS trova il numero (l’indirizzo IP) corrispondente. Quando scrivi youtube.com il DNS lo traduce nell’IP del server di YouTube e il tuo dispositivo può collegarsi. Senza DNS, dovresti digitare sempre numeri difficili invece dei nomi dei siti.

HTTP / HTTPS: come si “consegnano” le pagine Web

Se IP e TCP sono la “strada” e il “controllore”, HTTP è la regola che dice come chiedere e ricevere una pagina web.

ƽ HTTP (HyperText Transfer Protocol) è come dire al cameriere “Mi porta il menu?” e riceverlo. Il browser (tu) chiede una pagina, il server risponde inviandola.

ƽ HTTPS (S sta per Secure): è come fare la stessa richiesta, ma dentro una busta chiusa con lucchetto: i dati sono cifrati (protetti), quindi altri non possono leggerli facilmente.

Se accedi a un sito con login o pagamenti, serve HTTPS (lucchetto nel browser) perché è più difficile che qualcuno “spii” password o dati personali mentre viaggiano.

Protocollo: insieme di regole che definiscono come i dispositivi devono comunicare in una rete.

COME FUNZIONA INTERNET

Inizio (URL)

• Digita l’indirizzo del sito, cioè l’URL (Uniform Resource Locator, localizzatore uniforme di risorsa)

Esempio: https://www.gruppoeli.it/principato/

DNS

• Il dispositivo chiede al DNS l’IP del sito

Connessione (TCP/IP)

• Il dispositivo usa TCP/IP per collegarsi al server del sito

Richiesta (HTTP/HTTPS)

• Il browser chiede la pagina con HTTP (o HTTPS se protetto)

Risposta

• Il server invia i contenuti richiesti (testi, immagini, ecc.)

Visualizzazione

• Il browser ricompone i dati e mostra la pagina sullo schermo

4| Browser e motori di ricerca

Spesso si confonde Internet con il Web, ma sono due cose diverse. Internet è l’infrastruttura fisica e logica che collega i computer di tutto il mondo. Il World Wide Web (ragnatela mondiale, o semplicemente Web) è uno dei

Pagina iniziale di Google, un motore di ricerca: qui si inserisce una query (parole chiave) per trovare siti e informazioni sul Web.

Glossario

HTML (HyperText Markup

Language): linguaggio che serve a costruire la struttura delle pagine web (titoli, testi, immagini, link) che poi il browser visualizza.

Detto... fatto!

servizi che funziona su Internet, insieme a email, chat, trasferimento file e molti altri.

Al funzionamento del sistema delle reti collaborano numerosi componenti: ecco i principali.

Provider e infrastrutture fisiche

Gli Internet Service Provider (ISP) sono le aziende che forniscono l’accesso a Internet. Gli ISP gestiscono l’infrastruttura fisica che porta Internet nelle nostre case: cavi in fibra ottica, antenne per il wireless, centrali telefoniche. L’infrastruttura fisica di Internet include:

ƽ cavi sottomarini: enormi cavi in fibra ottica attraversano gli oceani, trasportando il 99% del traffico Internet intercontinentale. Questi cavi sono spessi come un tubo da giardino ma trasportano miliardi di conversazioni simultanee.

ƽ Data center: enormi edifici pieni di server che ospitano siti web, servizi cloud e applicazioni. I data center di Google, Amazon e Microsoft sono grandi come centri commerciali e consumano l’elettricità di una piccola città.

ƽ Reti backbone: le “autostrade” principali di Internet, costituite da cavi in fibra ottica a altissima velocità che collegano le principali città del mondo.

Browser: le finestre sul Web

Il browser è il programma che usi per navigare sul Web. I browser più popolari sono Chrome, Firefox, Safari, Edge e Opera. Ma come funziona esattamente un browser?

Quando digiti un indirizzo web nella barra degli indirizzi, il browser:

1. Contatta il server DNS per ottenere l’indirizzo IP del sito;

2. Si collega al server web usando il protocollo HTTP/HTTPS;

3. Richiede la pagina web desiderata;

4. Riceve il codice HTML della pagina;

5. Interpreta l’HTML e visualizza la pagina formattata.

Impara a aprire una pagina web e a riconoscere elementi base (URL, HTTPS, dominio).

1. Apri il browser che usi di solito (Chrome, Firefox...).

2. Clicca nella barra degli indirizzi in alto, digita: www.istruzione.gov.it e premi Invio.

3. Controlla due cose: vedi il lucchetto (HTTPS)? Il dominio termina con .gov.it?

4. Nella pagina, cerca un link/menù (per esempio “Argomenti e servizi”) e apri una sezione a scelta.

5. Copia l’URL della pagina che hai aperto e incollalo sul quaderno (o scrivilo).

Scrivi: quali informazioni hai trovato in quella pagina?

Motori di ricerca e algoritmi

I motori di ricerca (Google, Bing, DuckDuckGo) sono strumenti che ci aiutano a trovare informazioni nel vasto oceano del Web.

Google elabora oltre 8 miliardi di ricerche al giorno, ma come fa a trovare le informazioni giuste tra miliardi di pagine web?

I motori di ricerca utilizzano programmi chiamati crawler (esploratore o rastrellatore) o spider (ragno) che “strisciano” continuamente sul Web, visitando pagine e seguendo link per creare un enorme indice di tutto il contenuto disponibile.

È come avere milioni di bibliotecari che catalogano costantemente tutti i libri del mondo.

Quando fai una ricerca, l’algoritmo del motore di ricerca analizza la tua query (domanda) e cerca nell’indice le pagine più pertinenti.

L’algoritmo di Google considera oltre 200 fattori per decidere l’ordine dei risultati, tra cui:

ƽ la rilevanza del contenuto rispetto alla tua ricerca;

ƽ l’autorevolezza del sito (quanti altri siti si collegano a esso);

ƽ l’aggiornamento dei contenuti.

Attenzione: in cima possono comparire risultati pagati (annunci): non sono per forza i migliori, ma quelli “comprati” per essere visibili. Inoltre, i risultati possono cambiare da persona a persona in base a posizione, lingua, ricerche precedenti e impostazioni.

Il motore non “capisce” come un umano: lavora molto con parole chiave, sinonimi e collegamenti tra termini (per questo scegliere bene le parole è importante).

Detto... fatto!

Cercare bene in Internet

Argomento: come avviene il riciclo della plastica?

1. Prima ricerca (base)

Apri il browser e vai su un motore di ricerca. Scrivi la query: riciclo plastica come funziona

Apri due risultati diversi e scrivi sul quaderno: titolo della pagina; sito (dominio; data (se presente); in 1 riga: cosa hai capito?

2. Ricerca più “affidabile”

Rifai la ricerca usando una query più precisa: riciclo plastica sito istituzionale. Prova anche con l’operatore (se lo conosci): riciclo plastica site:gov.it (oppure site:edu.it). Scegli un risultato e verifica: il sito è di un ente/scuola/università? C’è una data di pubblicazione/aggiornamento?

3. Confronto finale

Quale pagina ti sembra più affidabile e perché? (massimo 2 motivi: autorevolezza, aggiornamento, chiarezza, fonti).

Bing è un motore di ricerca di Microsoft: permette di cercare siti, immagini, video e notizie sul Web, in modo simile a Google, e è spesso integrato nei browser Microsoft.

DuckDuckGo è un motore di ricerca che punta soprattutto sulla privacy: non traccia le ricerche in modo personalizzato e non crea un profilo pubblicitario dettagliato.

5| Navigare consapevoli e sicuri

Navigare su Internet è come camminare in una grande città: ci sono luoghi sicuri e altri meno, persone oneste e altre che potrebbero voler approfittare di te.

Quando usiamo Internet lasciamo sempre qualche “traccia”.

Per proteggere i dati personali è opportuno utilizzare la verifica in due passaggi (2FA).

Phishing: è una truffa in cui un messaggio o un link porta a una finta pagina di accesso per rubare username e password.

La differenza è che online i pericoli sono spesso invisibili, quindi è ancora più importante sapere come proteggersi. Vediamo più da vicino come comportarci.

Protezione dei dati personali

Quando usi Internet lasci sempre qualche “traccia”.

I tuoi dati personali sono tutte le informazioni che parlano di te: nome, età, numero di telefono, foto, ma anche cosa cerchi online, quali siti visiti e quali app usi.

Questi dati interessano molto alle aziende, perché possono servire per capire i tuoi gusti e proporti pubblicità o contenuti “su misura”.

Proteggere i propri dati è importante perché riguarda la privacy, la sicurezza e la libertà:

ƽ privacy: hai il diritto di decidere cosa condividere e con chi.

ƽ Sicurezza: i dati possono essere usati per truffe o furti di account.

ƽ Libertà: se qualcuno conosce troppe cose su di te, può influenzare le tue scelte (per esempio con pubblicità e contenuti mirati).

Per proteggere i tuoi dati segui poche regole semplici: usa password lunghe e diverse per ogni account (se vuoi, aiutati con un gestore di password), attiva la verifica in due passaggi (2FA, Two-Factor Authentication, cioè autenticazione a due fattori).

Quando è disponibile, controlla spesso le impostazioni di privacy per decidere chi può vedere profilo, foto e post, e fai attenzione ai link: se un messaggio ti mette fretta e ti chiede di cliccare “subito”, fermati e verifica prima.

Minacce online comuni

Anche quando navighi “solo per curiosità”, possono comparire rischi e truffe. Conoscere le minacce più comuni ti aiuta a riconoscerle subito e a proteggere account, dati e dispositivi.

ƽ Phishing: è una truffa in cui qualcuno finge di essere una banca, un social o un servizio famoso per rubarti password e codici. Come capirlo: controlla l’indirizzo del sito (a volte cambia di poco), diffida dei messaggi urgenti e ricorda che i servizi seri non chiedono password via email.

ƽ Malware: sono virus e programmi dannosi che possono entrare nel dispositivo e creare problemi (rubare dati, rallentare, bloccare tutto). Per difenderti: aggiorna il dispositivo e non scaricare file da siti poco affidabili.

ƽ Social engineering: è quando qualcuno ti manipola con le parole, facendo leva su paura o fiducia (“Sono l’assistenza”, “Sono un tuo amico, aiutami”).

Regola d’oro: se qualcosa o qualcuno ti mette fretta o ti sembra strano, chiedi a un adulto.

Netiquette: le buone maniere online

Netiquette significa “buone regole di comportamento in rete”.

Anche online valgono rispetto e responsabilità.

ƽ Rispetta gli altri: dietro un profilo c’è una persona vera.

ƽ Pensa prima di scrivere: online le parole possono rimanere a lungo.

ƽ Niente MAIUSCOLO: scrivere tutto in maiuscolo sembra un urlo.

ƽ Rispetta la privacy: non pubblicare foto o informazioni di altri senza permesso.

ƽ Verifica prima di condividere: non diffondere notizie senza controllare.

Cyberbullismo e hate speech

Il cyberbullismo è usare chat, social o giochi online per insultare, minacciare o umiliare qualcuno

Può essere più pesante del bullismo “dal vivo”, perché può continuare anche a casa e diffondersi velocemente.

Esempi: insulti in chat, esclusione dai gruppi, foto condivise senza consenso, profili falsi.

Che cosa fare se succede:

1. Non rispondere alle provocazioni.

2. Salva le prove (screenshot, messaggi).

3. Blocca e segnala l’account.

4. Parla subito con un adulto (famiglia, docenti).

5. Ricorda: non è colpa tua.

L’hate speech (discorso d’odio) è un linguaggio che offende o incita all’odio contro persone o gruppi (per esempio per provenienza, religione, genere). È un comportamento grave e può avere anche conseguenze legali.

Altri pericoli su Internet e sui social

Oltre a quelli già segnalati, ci sono altri pericoli sulla rete, soprattutto per i più giovani. Per esempio:

• Truffe “troppo belle per essere vere”: regali, buoni, premi, skin nei videogiochi, “hai vinto!”, spesso servono a rubare dati o soldi.

• Account rubati: qualcuno entra nel tuo profilo e manda messaggi a nome tuo (succede spesso quando si riusa la stessa password).

• Furto di identità: qualcuno usa foto o nome per creare un profilo falso e fare danni.

• Condivisione di foto/video senza consenso: anche uno screenshot può diffondersi velocemente e diventare difficile da fermare.

• Contatti con sconosciuti: persone che fingono di avere la tua età per ottenere informazioni, foto o fiducia (grooming).

• Sfide pericolose e “challenge”: contenuti che spingono a fare cose rischiose solo per like o popolarità.

• Deepfake e contenuti manipolati: video o audio falsi ma molto realistici, usati per prendere in giro o ingannare.

• Disinformazione mirata: notizie false costruite per far arrabbiare o dividere le persone, soprattutto sui social.

Netiquette: online si comunica con rispetto; messaggi aggressivi (maiuscole, insulti) vanno evitati e fermati.

Cyberbullismo: se ricevi messaggi offensivi, blocca e segnala l’account e chiedi aiuto a un adulto (genitore o insegnante).

La Polizia Postale ha partecipato alla stesura del Codice di autoregolamentazione “Internet e Minori”.

mini TEST

Una password sicura deve essere facile da ricordare. V F

L’autenticazione a due fattori aumenta la sicurezza. V F I dati personali sono sempre sicuri online. V F

Green Corner

1| Sostenibilità delle reti

Quando mandi un messaggio, fai una ricerca o guardi un video, sembra tutto “leggero”.

In realtà, dietro Internet ci sono infrastrutture fisiche: dispositivi, antenne, cavi in fibra, router e data center (edifici pieni di server) che lavorano 24 ore su 24.

Per questo si parla di impronta ambientale del digitale: le stime sul peso del settore ICT nelle emissioni globali variano, in genere, tra circa 1,5% e 4% a seconda di cosa si include nei calcoli.

Dove si nasconde l’inquinamento digitale

L’impatto ambientale del digitale dipende soprattutto dai seguenti fattori.

EDUCAZIONE CIVICA

ƽ Data center: i centri dati che ospitano i server di Internet consumano enormi quantità di energia per funzionare e per il raffreddamento. Un singolo data center può consumare l’elettricità di una piccola città.

ƽ Dispositivi: la produzione di smartphone, tablet e computer richiede materiali rari e processi energivori. Un singolo smartphone richiede circa 70 kg di materie prime per essere prodotto.

1. Confrontalefonti

Cerca informazioni su un argomento di attualitàusandotrefontidiverse:un’enciclopedia online, un giornale e un sito istituzionale.

Confrontaleinformazionievalutaquale fontetisembrapiùaffidabileeperché.

2. ScopriiltuoindirizzoIP

Apriilpromptdeicomandiedigita“ipconfig”(Windows).L’indirizzoIPèl’identificativo univoco del tuo dispositivo nella rete.

3. Tracciailpercorsodeituoidati Apriilpromptdeicomandi(cmd)edigita “tracertwww.google.com”(Windows). Vedrai tutti i router attraverso cui passanoituoidatiperraggiungereGoogle.

ƽ Reti di trasmissione: i cavi, le antenne e i router che trasportano i dati consumano energia costantemente. Ogni email inviata produce circa 4 grammi di CO2

ƽ Streaming video: guardare video online è una delle attività più energivore. Un’ora di streaming in alta definizione produce circa 36 grammi di CO2.

Comportamenti sostenibili (senza rinunciare a Internet)

Si può essere connessi e più sostenibili con scelte semplici: ridurre la qualità video quando l’HD non serve, disattivare l’autoplay, preferire il Wi-Fi alla rete mobile, evitare allegati inutili e tenere in ordine cloud e gallerie.

Ancora più importante è allungare la vita dei dispositivi: comprare solo quando serve, valutare il ricondizionato, riparare se conviene e riciclare correttamente l’elettronica.

2| Cittadinanza digitale

Essere cittadini digitali significa conoscere diritti e doveri. Tra i diritti ci sono la privacy e la protezione dei dati, l’accesso alle informazioni e la libertà di espressione (nel rispetto delle regole).

Tra i doveri ci sono il rispetto delle persone (netiquette), il non diffondere contenuti offensivi o falsi, il proteggere i propri account e il segnalare situazioni rischiose (truffe, cyberbullismo, profili falsi).

Identità digitale, dati e reputazione

Quando usi Internet e soprattutto i social, costruisci la tua identità digitale: è l’immagine di te che gli altri vedono online.

Non riguarda solo ciò che pubblichi, ma anche commenti, like, foto in cui sei taggato e perfino come scrivi. Per questo è importante proteggere i dati personali (nome, scuola, foto, posizione, numero di telefono) e scegliere con attenzione cosa condividere: una volta online, un contenuto può essere copiato, inoltrato o salvato da altri. Allo stesso tempo, essere cittadini digitali significa rispettare anche l’identità e la reputazione degli altri: non pubblicare foto o informazioni senza permesso, non diffondere screenshot di chat private e non prendere in giro qualcuno online “per scherzo”, perché può diventare un danno reale.

Benessere e sicurezza

La rete è utile per informarsi e comunicare, ma può anche presentare rischi, oltre al cyberbullismo. Tra i più comuni ci sono la dipendenza da web e videogiochi, che porta

a perdere tempo, sonno e concentrazione. Per stare più sicuri servono abitudini semplici: usare privacy e blocco, segnalare contenuti, non rispondere alle provocazioni, chiedere aiuto a un adulto e verificare le informazioni prima di condividerle.

Uso equilibrato: dipendenza digitale come tema educativo

Oggi scuola e famiglia parlano sempre di più di uso equilibrato del digitale, perché smartphone, social e videogiochi possono “prendere spazio” senza che ce ne accorgiamo. Un segnale da non ignorare è quando la rete diventa l’unica attività che interessa, oppure quando si prova ansia senza telefono, si dorme poco, si rimanda lo studio o si smette di fare sport e stare con gli amici.

L’obiettivo non è vietare Internet o lo smartphone, ma imparare a gestirlo: stabilire tempi e pause, evitare lo schermo prima di dormire, scegliere contenuti adatti, e ricordare che se online succede qualcosa di grave (offese, minacce, ricatti, foto diffuse) bisogna parlarne subito con un adulto.

Neutralità della rete

Un tema civico legato alle reti è la neutralità della rete: in Europa è il principio per cui il traffico Internet deve essere trattato in modo equo e non discriminatorio, senza favorire certi servizi e penalizzarne altri per motivi commerciali (con eccezioni tecniche limitate, per esempio per sicurezza o gestione della rete). Tutto ciò aiuta a mantenere Internet uno spazio in cui tutti possono informarsi, studiare e comunicare con le stesse opportunità.

Per saperne di più

• www.garanteprivacy.it

• www.commissariatodips.it

• www.generazioniconnesse.it

www.garanteprivacy.it

test Play

1| Il cruciverba delle reti

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

Orizzontali

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

2. Rete delle reti 1 2 3 5 6 4

1. Infetta il computer

3. Instrada i dati

4. Indirizzo di una pagina web

5. Collegamento di dispositivi

6. Transmission Control Protocol

Verticali:

2| Anagrammi tecnici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alle reti:

a. TORURE (Dispositivo che dirige i pacchetti)

b. TORCOPOLLO (Insieme di regole di comunicazione)

c. VERRSE (Computer che fornisce servizi)

d. TERNENTI (La rete globale)

e. SERRBOW (Programma per navigare sul web)

3| Memory delle reti

Collega ogni sigla (1-4) alla definizione corretta (a-d).

1. PAN

2. LAN

3. MAN

4. WAN

a. Rete di un luogo preciso, come casa o scuola

b. Rete enorme, che copre grandi distanze

c. Rete personale, piccolissima

d. Rete che collega più zone di una città

Fasidilavoro

1. Imposta il progetto

Entra in Canva, scegli “Siti web - Crea progetto”, seleziona un template semplice e inserisci titolo e sottotitolo

2. Crea le pagine web

Crea 4 sezioni (pagine web) con intestazione chiara: sicurezza,Rispetto,Informazioni vere,Digitalesostenibile.

Il tuo primo sito web

In questo LAB userai Canva online per creare un semplice sito web con consigli pratici su Internet: sicurezza, netiquette, fake news e sostenibilità digitale, pronta da condividere con la classe.

Materiali e attrezzi

• PC o tablet con Internet

• Canva (account gratuito)

• Immagini/icone di Canva

• Quaderno per i testi

• Link a siti istituzionali (per esempio Polizia Postale, AGID,MIM)

Discipline COINVOLTE

•Arteeimmagine

• Educazione civica

• Italiano

• Tecnologia

3. Scrivi i contenuti

Scriviicontenuti:inognisezione, con il comando Aggiungi casella di testo, inserisci 3 frasi brevissime (una riga) e, con il comando Contenuti, aggiungi una foto oppure un’icona coerente per ciascuna.

4. Revisione pagine

Puoi completare il sito creando immaginiconl’IAeaggiungendo la sezione “Se succede un problema” (blocca/segnala + parla con un adulto)eunbox“Linkutili” con 2–3 fonti istituzionali.

5. Anteprima e pubblica

Controlla il risultato con l’Anteprima del sito: rileggi (ortografia eleggibilità),poi Pubblica il sito e copia il link da condividere.

1. Ilmiositowebèchiaroesiconsultasenzaproblemi?

2. Hoinseritoconsigliutiliecorrettiintutteequattrolesezioni (sicurezza,rispetto,informazioni,sostenibilità)?

3. Hocontrollatoortografia,immaginielink,ehoresolapagina piacevole da leggere?

L’essenziale

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Reti e telecomunicazioni: connettere e proteggere

Per lavorare nel settore delle reti e delle telecomunicazioni, dopo la scuola media puoi scegliere un Istituto Tecnico (area Informatica e Telecomunicazioni) e, dopo il diploma, continuare con ITS Academyoppureconl’università.

Le professioni più importanti sono l’amministratrice/ l’amministratore di rete, che fa funzionare e protegge la rete di una scuola o di un’azienda, la/ lo specialista in cybersecurity, che difende dati e sistemi dagli attacchi, la sviluppatrice/lo sviluppatore web, che crea siti e applicazioni, e la/il tecnica/o delle telecomunicazioni, che lavora su fibra,antenneecollegamenti.Per prepararti servono logica, un po’ di matematica, informatica e inglese tecnico.

Reti, Internet e il Web

Una rete informatica collega dispositivi per scambiarsi dati e condividere risorse. Internet è la più grande rete di reti. Il Web è un servizio che funziona su Internet (come email e chat): è l’insieme delle pagine collegate da link che visiti con un browser.

Tipi di reti

Le reti cambiano in base a quanto sono grandi: PAN (personale, a pochi metri), LAN (casa/scuola), MAN (città) e WAN (grandi distanze). Internet collega tante reti diverse tra loro.

Come viaggiano i dati

I dati non viaggiano “tutti insieme”: vengono divisi in pacchetti che attraversano la rete e poi vengono ricomposti. Per funzionare, Internet usa protocolli, cioè regole comuni: IP gestisce indirizzi e percorso, TCP controlla la consegna, DNS traduce il nome di un sito nel suo indirizzo, HTTP/HTTPS serve a chiedere e ricevere pagine web (HTTPS è protetto).

Reti cablate e dispositivi

Le reti possono essere cablate (Ethernet), più stabili, oppure wireless (Wi-Fi), più comode ma influenzate da distanza e ostacoli. Modem, router, switch e access point hanno ruoli diversi: collegano la rete all’operatore, instradano i dati, connettono più dispositivi e portano il Wi-Fi dove serve.

Navigare: browser e motori di ricerca

Il browser è il programma con cui apri le pagine. Il motore di ricerca ti aiuta a trovarle: usa crawler/spider per costruire un indice e un algoritmo per ordinare i risultati. Per cercare meglio servono parole chiave, ma soprattutto il controllo delle fonti: chi scrive, quando, con quale scopo.

Sicurezza, privacy e comportamento online

I dati personali includono anche abitudini e attività online: per proteggerli servono password diverse, 2FA, privacy nelle app e attenzione ai link. Le minacce più comuni sono phishing, malware e social engineering

Online valgono le regole della netiquette e va riconosciuto e contrastato il cyberbullismo: non rispondere, salvare prove, bloccare/segnalare e parlarne con un adulto.

Sostenibilità e cittadinanza digitale

Internet ha un impatto ambientale perché richiede dispositivi, reti e data center sempre attivi.

Si può ridurre l’impronta con scelte semplici: abbassare la qualità video quando non serve, evitare sprechi, usare Wi-Fi e far durare i dispositivi più a lungo. Essere cittadini digitali significa unire diritti (privacy, accesso) e doveri (rispetto, responsabilità, verifica delle informazioni), anche nel rispetto della neutralità della rete.

Creazioni digitali 23

Pensa un po’...

Come fanno i tuoi YouTuber e TikToker preferiti a creare video così coinvolgenti?

Perché alcune presentazioni ci colpiscono più di altre?

Come si può trasformare un’idea in un prodotto multimediale completo?

CONTENT creator

Ogni giorno produciamo e condividiamo contenuti digitali: scriviamo messaggi, scattiamo foto, registriamo video, creiamo presentazioni per la scuola. Ormai non basta più scrivere un semplice testo: oggi possiamo integrare parole, immagini, suoni e video per creare un racconto coinvolgente che catturi l’attenzione di chi ci ascolta. La creazione di contenuti multimediali è diventata una competenza fondamentale, non solo per chi vuole lavorare nel mondo della comunicazione, ma per tutti noi cittadini digitali.

Scopriamo come utilizzare gli strumenti informatici per esprimere le nostre idee in modo creativo e responsabile, imparando a comunicare efficacemente nell’era digitale.

INVESTIGATORI della creazione digitale

Per 3-4 giorni prendi nota, in una tabella, dei contenuti digitali che incontri quotidianamente: post sui social, video su YouTube o TikTok, presentazioni a scuola, podcast che ascolti. Scrivi:

• Tipo di contenuto (testo, immagine, audio, video, misto);

• Strumento o app probabilmente utilizzati per crearlo;

• Efficacia comunicativa (da 1 a 5);

• Elementi che lo rendono interessante (o noioso);

rifletti: cosa rende un contenuto digitale davvero coinvolgente?

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la tua mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Utilizzare software per creare e modificare contenuti testuali, grafici, audio e video.

• Comprendere i principi della comunicazione multimediale efficace.

• Applicare le regole della cittadinanza digitale nella creazione di contenuti.

Competenze

• Selezionare e utilizzare strumenti digitali appropriati per obiettivi espressivi specifici.

• Creare contenuti digitali multimediali rispettando i diritti d’autore e la privacy.

• Valutare criticamente l’impatto ambientale e sociale della produzione digitale.

Creazioni digitali

TESTI e VIDEOSCRITTURA

• Elaborazione del testo

• Formattazione e stili

• Collaborazione online

IMMAGINI DIGITALI

• Pixel e oggetti vettoriali

• Software di grafica

• Formati e risoluzione

LEZIONE IN POWERPOINT

• Registrazione

• Editing di base

• Podcast AUDIO

• Riprese

• Montaggio

• Storytelling VIDEO

PRESENTAZIONI MULTIMEDIALI

• Design efficace

• Narrazione

• Public speaking

• Diritti d’autore

• Privacy

• Comunicazione responsabile CITTADINANZA DIGITALE

1| Dalla comunicazione tradizionale ai contenuti digitali

La comunicazione umana ha fatto un salto evolutivo straordinario negli ultimi decenni. Fino a pochi anni fa per condividere un’idea dovevamo scrivere una lettera, stampare una foto o registrare su una cassetta. Oggi possiamo combinare testo, immagini, suoni e video in un unico prodotto digitale e condividerlo istantaneamente con persone in tutto il mondo. Questa trasformazione ha cambiato non solo il modo in cui comunichiamo, ma anche il modo in cui pensiamo e organizziamo le informazioni. Non ragioniamo più in modo lineare, ma per connessioni e rimandi, proprio come funziona il nostro cervello. In questo nuovo scenario nasce e si diffonde la figura del content creator, cioè la persona che progetta, crea e pubblica contenuti digitali scegliendo linguaggio, immagini, suoni e canali più adatti al messaggio.

In ambito professionale, il content creator lavora per aziende, enti e media: realizza post per i social, video, podcast, articoli, grafiche e campagne comunicative. Deve saper scrivere in modo chiaro, usare strumenti di editing, curare lo stile visivo, conoscere le regole del web (copyright, privacy, fonti affidabili) e capire a chi si rivolge.

In ambito scolastico, possiamo diventare un “content creator” quando si trasforma una ricerca o un argomento di studio in un prodotto multimediale: una presentazione efficace, un video spiegazione, un’infografica, un podcast o una pagina web. In questo caso l’obiettivo non è “fare like”, ma comunicare bene, dimostrare di aver capito e imparare a usare il digitale in modo responsabile e consapevole.

nel TEMPO…

Dal Web alle immagini in rete

Negli ultimi decenni la comunicazione è diventata sempre più multimediale, cioè capace di unire linguaggi diversi nello stesso messaggio. Un primo grande passo avviene nel 1990, con la nascita del World Wide Web: le prime pagine Internet permettono di leggere testi e vedere immagini, aprendo una nuova forma di informazione “connessa”, fatta di link e rimandi.

Nel 2005 arriva YouTube, che rende semplice per chiunque pubblicare e guardare video online: la comunicazione non è più solo scritta, ma diventa anche visiva e narrativa.

Foto, audio e voce come linguaggi quotidiani

Pochi anni dopo, nel 2010, Instagram cambia il modo di usare la fotografia digitale: le immagini diventano un linguaggio quotidiano, veloce, condiviso in tempo reale.

Nel 2020 cresce moltissimo l’uso dei podcast e dei contenuti audio: le persone ascoltano storie, notizie e lezioni mentre si spostano o fanno altro, e la voce torna protagonista.

L’Intelligenza Artificiale e la nuova multimedialità

Infine, nel 2024, l’Intelligenza Artificiale entra nella creazione dei contenuti: aiuta a scrivere testi, generare immagini, montare video o proporre idee, rendendo ancora più rapido il processo creativo.

Oggi comunicare significa saper scegliere e combinare testo, immagini, suoni e video in modo efficace e responsabile: è il cuore della multimedialità e una competenza utile sia a scuola sia nel mondo del lavoro.

Glossario

Contenuto multimediale: prodotto digitale che combina diversi tipi di media come testo, immagini, audio e video.

Prima del web “multimediale” c’era l’ipertesto: l’idea di saltare da un’informazione all’altra (come con i link) nasce quindi prima di Internet.

I contenuti saranno sempre più interattivi: chi guarda potrà scegliere percorsi, rispondere, esplorare. Post-it

2| Testi e videoscrittura

La videoscrittura è l’uso del computer e di un programma per scrivere, modificare e salvare testi in forma digitale. Scrivere al computer sembra facile, ma per creare un documento davvero chiaro ed efficace servono alcune

Glossario

Formattazione: insieme di comandi che permettono di cambiare l’aspetto di un testo (tipo e dimensione del carattere, grassetto/corsivo, colore, allineamento e spaziature) per renderlo più chiaro e leggibile.

Google DOC LibreOffice WRITER Microsoft WORD

Detto... fatto!

Primo doc collaborativo

Proviamo a creare un documento collaborativo per un progetto di classe.

1. Apri Google Documenti dal tuo browser.

2. Clicca su Documento vuoto

3. Scrivi il titolo “Il nostro progetto di classe” e formattalo come Titolo 1.

4. Aggiungi tre Schede: introduzione, Sviluppo, Conclusioni. Scrivi il tuo testo.

5. Clicca su “Condividi” in alto a destra.

6. Inserisci l’email di un/una compagno/a e seleziona “Può modificare”.

7. Osserva come appare il cursore del tuo/a compagno/a quando inizia a scrivere la sua parte.

competenze. I programmi di videoscrittura, infatti, non sono solo “macchine da scrivere moderne”: ci aiutano a mettere ordine nelle idee, a dare una forma curata al testo e a condividere il lavoro con gli altri.

I software più usati per la videoscrittura sono Microsoft Word, Google Documenti e LibreOffice Writer.

Sono un po’ diversi per alcune funzioni, ma hanno tutti strumenti simili. Possiamo, per esempio, formattare il testo: scegliere il tipo di carattere, la dimensione, il grassetto, il corsivo e i colori.

La regola più importante è mantenere coerenza: se usiamo un certo stile per i titoli, conviene usarlo sempre nello stesso modo, così il documento risulta ordinato e facile da leggere.

Un aiuto ancora più pratico sono gli stili e i modelli. Gli stili permettono di impostare titoli e paragrafi in modo uniforme e possono anche creare automaticamente un indice. È come avere una “scorciatoia” che cura l’aspetto grafico mentre noi ci concentriamo su ciò che vogliamo dire. Molti programmi permettono la collaborazione online. Più persone possono lavorare sullo stesso documento: si vedono le modifiche in tempo reale, si aggiungono commenti e si controllano le versioni, proprio come in un lavoro di gruppo ben organizzato. È importante pensare anche all’accessibilità, cioè a chi potrebbe avere difficoltà a leggere o comprendere. Per questo è meglio usare caratteri semplici e leggibili, scegliere un buon contrasto tra testo e sfondo, organizzare il testo con titoli chiari e, quando inseriamo immagini, aggiungere una breve descrizione (testo alternativo) che spieghi cosa mostrano.

Detto... fatto!

Documento con WORD

Proviamo a creare un documento in Word e condividerlo con la classe (se usi Microsoft 365).

1. Apri Microsoft Word.

2. Clicca su Documento vuoto.

3. Scrivi il titolo “Il nostro progetto di classe” e applica lo stile Titolo 1.

4. Inserisci tre sezioni: introduzione, Sviluppo, Conclusioni e scrivi 2–3 righe in ogni sezione.

5. Clicca su File > Salva con nome e salvalo su OneDrive.

6. Clicca su Condividi (in alto a destra).

7. Inserisci l’e-mail di un/una compagno/a e scegli Può modificare. Osserva le modifiche in tempo reale.

Detto... fatto!

Documento con WRITER

Proviamo a creare un documento in Writer e lavorare a più mani scambiandoci le modifiche.

1. Apri LibreOffice Writer

2. Clicca su File > Nuovo > Documento di testo

3. Scrivi il titolo “Il nostro progetto di classe” e imposta una dimensione grande (per esempio 16–18) e grassetto.

4. Aggiungi tre sezioni: introduzione, Sviluppo, Conclusioni e scrivi 2–3 righe in ogni sezione.

5. Salva il file con File > Salva con nome (formato .odt).

6. Invia il file a un/una compagno/a (e-mail o piattaforma della scuola).

7. Quando lo ricevi modificato, apri il documento e confronta le versioni con Modifica > Traccia modifiche > Registra (per vedere cosa è stato cambiato).

3| Trattamento di immagini digitali

Esistono due grandi tipi di immagini digitali e per crearle o modificarle usiamo software diversi.

Immagini raster e immagini vettoriali

Il primo tipo è quello delle immagini raster, dette anche a pixel. Sono formate da tantissimi puntini colorati (i pixel): più ce ne sono, più l’immagine è nitida. Le foto scattate con lo smartphone sono quasi sempre raster.

Risoluzione e formati

Il loro limite è che, se le ingrandiamo troppo, diventano “sgranate”, perché i pixel si vedono. Il secondo tipo è quello delle immagini vettoriali

Non sono fatte di pixel, ma di linee e forme descritte da calcoli matematici. Per questo si possono ingrandire molto senza perdere qualità. I loghi, le icone e molti disegni grafici vengono spesso creati in formato vettoriale.

Immagine raster troppo ingrandita.

Risoluzione significa quanti pixel compongono un’immagine (per esempio 1920×1080).

Per il web conta soprattutto la dimensione in pixel: il valore “72 DPI” (dots per inch, pollice) è storico e oggi ormai è poco significativo online.

Per la stampa, invece, è importante la densità di stampa: in genere si lavora a circa 300 ppi (pixel per pollice) per avere un buon risultato, soprattutto per foto e testi.

Software per il trattamento delle immagini

Per lavorare con le immagini possiamo usare diversi programmi.

ƽ Paint (su Windows) è utile per iniziare: permette di disegnare, colorare e usare forme semplici in modo veloce.

ƽ Canva, invece, è un servizio online che offre modelli pronti: è ideale per creare poster, locandine, presentazioni e contenuti per i social.

ƽ GIMP, un programma gratuito molto potente per modificare fotografie e immagini: richiede un po’ più di pratica, ma permette ritocchi e montaggi anche di livello avanzato.

Formato Tipo

JPEG (JPG)

Ideale per Vantaggi

Raster Fotografie

PNG Raster Loghi, icone, grafici

GIF Raster Animazioni semplici

SVG Vettoriale Loghi, icone, grafica

WebP Raster Immagini per il web

AVIF Raster Immagini per il web

TIFF Raster Stampa, archiviazione

PDF Contenitore Stampa, impaginati

File leggeri, molto diffuso

Alta qualità (lossless), trasparenza

Animazioni leggere, compatibile ovunque

Scalabile senza perdita, leggero

Spesso più leggero di JPG/PNG

Ottima compressione e qualità

Qualità molto alta

Mantiene layout, utile per stampa

Limiti

Qualità può peggiorare (lossy), niente trasparenza

File più pesanti del JPG

Pochi colori, qualità bassa

Non adatto alle foto

Compatibilità non totale su sistemi molto vecchi

Supporto ancora non universale

File molto pesanti

Non è solo un formato immagine

Detto... fatto!

Poster con Canva

Creiamo un poster per un evento scolastico usando Canva.

1. Vai su canva.com e accedi (oppure crea un account gratuito).

2. Clicca su Crea un design e scegli Poster.

3. Seleziona un modello dalla galleria.

4. Modifica il testo con titolo, data, ora e luogo dell’evento.

5. Cambia colori e font cliccando sugli elementi e usando la palette (mantieni 2–3 colori al massimo).

6. Aggiungi un’immagine o un’icona dalla libreria gratuita di Canva (oppure carica una tua foto).

7. Controlla che il testo sia leggibile (contrasto alto e dimensione adeguata).

8. Clicca su Condividi > Scarica e scegli PNG (oppure PDF Stampa se devi stamparlo), quindi scarica il file.

Detto... fatto!

Poster con Microsoft Paint

Creiamo un poster per un evento scolastico usando Paint.

1. Apri Paint (Start  cerca “Paint” su Windows).

2. Vai su File > Nuovo.

3. Imposta una dimensione adatta: ridimensiona  scegli Pixel e inserisci, per esempio, 1240 × 1754 (formato poster A4 circa).

4. Usa lo strumento Secchiello per scegliere un colore di sfondo chiaro.

5. Seleziona Testo (A) e scrivi il titolo dell’evento in grande (centrato).

6. Aggiungi sotto data, ora, luogo e una breve frase (massimo 1–2 righe).

7. Inserisci un’immagine: incolla da… oppure trascina un’immagine nella pagina, poi ridimensionala e posizionala.

8. Aggiungi forme semplici (rettangoli, linee) per creare riquadri e separare le informazioni.

9. Controlla che tutto sia leggibile (pochi colori, testo grande, buon contrasto).

10. Salva: File > Salva con nome > PNG

4| Produzione audio

L’audio digitale viene utilizzato ampiamente in podcast, audiolibri, video e contenuti per i social.

Un podcast è una serie di audio (episodi) ascoltabili online, spesso su un argomento specifico, di interesse vario. Un audiolibro, invece, è un libro letto a alta voce e registrato, da ascoltare invece di leggere su carta o schermo.

Glossario

Campionamento del suono: operazione con cui un dispositivo digitale “misura” il suono tante volte al secondo e lo trasforma in dati, per poterlo registrare e riprodurre.

Interfaccia del software Audacity, per la registrazione e l’editing del suono.

Registrazione di un podcast scolastico.

Anche noi possiamo creare facilmente contenuti audio digitali. Saper registrare e modificare l’audio è utile sia a scuola sia in tanti lavori: aiuta a comunicare meglio, a spiegare con chiarezza e a creare contenuti più professionali.

Tecnologie dell’audio digitale

Il suono è un’onda che vibra nell’aria. Per trasformarlo in digitale, il computer “campiona” queste vibrazioni migliaia di volte al secondo.

La qualità acustica del campionamento dipende da due fattori: ƽ frequenza di campionamento: quante misurazioni facciamo in un secondo. Un valore molto comune è 44,1 kHz (cioè 44100 volte al secondo), usato anche nei CD. Per molte registrazioni va benissimo anche 48 kHz (spesso usato nei video).

ƽ Profondità in bit (bit depth): quanto sono precise le misurazioni. Un valore di 16 bit è sufficiente per la maggior parte degli usi; 24 bit offre più “margine” e aiuta nelle registrazioni più curate.

Strumenti per la registrazione e l’editing del suono

Audacity è il software gratuito più utilizzato per l’editing audio. Permette di registrare dal microfono (o da altre sorgenti), tagliare e spostare le parti, regolare il volume, ridurre i rumori di fondo ed esportare il lavoro in vari formati. Anche lo smartphone è molto utile, grazie al microfono di buona qualità e app semplici da usare. Se registriamo in un ambiente silenzioso e teniamo il telefono vicino alla voce, possiamo ottenere un audio chiaro e pulito, adatto anche a un podcast scolastico.

Formati audio digitali

Quando registriamo o scarichiamo un audio, il file viene salvato in un formato, cioè un “tipo di file” che stabilisce quanto “pesa” e che qualità ha. Alcuni formati comprimono l’audio per occupare meno spazio, altri invece mantengono la qualità massima ma creano file più grandi. Tra i formati più comuni abbiamo i seguenti:

• MP3: il più diffuso, comprime molto ma perde qualità;

• WAV: non compresso, qualità massima ma file molto grandi;

• AAC: usato da Apple, buon compromesso qualità/dimensione;

• OGG: formato libero, alternativa open source all’MP3;

• FLAC, formato audio lossless (senza perdita di qualità).

Podcast a scuola

I podcast sono un ottimo strumento didattico perché permettono di imparare e ripassare in modo diverso. A scuola possiamo usarli per registrare riassunti delle lezioni, realizzare interviste a esperti o insegnanti, raccontare storie e fatti storici come piccoli reportage e spiegare in modo semplice concetti scientifici.

Detto... fatto!

Suoni e musica con l’IA

L’IA può aiutarti a creare musica di sottofondo ed effetti sonori in pochi minuti: basta scrivere una breve descrizione (mood, strumenti, durata) e lo strumento genera un audio pronto da usare in un video, una presentazione o un podcast scolastico. L’importante è restare su richieste originali (non “fammi una canzone uguale a ...”) e controllare sempre le regole di utilizzo del servizio.

Tra i sistemi più semplici da usare ricordiamo:

1. Suno (suno.com). Si usa online: scrivi cosa vuoi (per esempio “base allegra, 30 secondi, senza voce, per progetto di scienze”) e genera una traccia. Ha un uso gratuito con alcuni limiti.

2. Canva

Dentro Canva c’è anche uno strumento che genera tracce musicali da usare in presentazioni e video; si seleziona genere/umore/durata e la musica viene creata in pochi clic, senza particolari competenze musicali. Le tracce sono senza royalty, quindi adatte a lavori scolastici da condividere online.

Intelligenza Artificiale IA

5|Creare videoclip

Il video è uno dei linguaggi più coinvolgenti di oggi, perché unisce immagini in movimento, suoni, parole ed effetti. Per realizzare un video efficace non serve essere

Interfaccia del software OpenShot, per l’editing del video.

“professionisti”: basta imparare alcune regole semplici di ripresa e un montaggio essenziale, soprattutto curando chiarezza e audio.

Le basi delle riprese video

Prima di registrare è utile preparare una scaletta, decidendo in anticipo cosa mostrare e in quale ordine presentare le scene. In questo modo le riprese risultano più chiare, si evitano parti inutili e il montaggio finale diventa più semplice e veloce. Bisogna tenere presente:

ƽ Inquadrature: un’inquadratura larga fa capire dove siamo (contesto), una media mostra bene le persone, una stretta mette in evidenza dettagli importanti (mani, oggetti, particolari).

ƽ Regola dei terzi: immagina lo schermo diviso in 9 riquadri (come una griglia). Se metti il soggetto sulle linee o vicino agli incroci, il video sembra più “naturale” e piacevole.

ƽ Stabilità: evita video “mossi”. Se non hai un treppiede, appoggia lo smartphone su libri o su un tavolo e registra con calma.

ƽ È importante anche tenere lo smartphone in orizzontale, così il video riempie meglio lo schermo e risulta più adatto a presentazioni e proiezioni.

Montaggio

Il montaggio serve a rendere il video più chiaro e breve: tagli via le parti inutili, metti titoli, aggiungi una musica leggera e sistemi il volume. Numerosi sono i software, gratuiti e semplici. Per esempio:

ƽ OpenShot (Windows/Mac/Linux): gratuito e open source, pensato per essere facile da imparare;

ƽ DaVinci Resolve: ha una versione gratuita molto completa, ma è più complesso (ottimo se vuoi approfondire);

ƽ App mobile (per esempio CapCut): multipiattaforma che consente di montare il video direttamente sul telefono e include funzioni come sottotitoli automatici; però alcune funzioni possono essere a pagamento e conviene leggere sempre le condizioni d’uso.

Storytelling digitale

Per mantenere l’attenzione, anche un video breve deve raccontare una piccola storia. Conviene partire con un inizio forte, nei primi cinque secondi, dicendo subito l’argomento oppure mostrando l’elemento più interessante. Poi è importante seguire uno sviluppo ordinato, presentando un’idea alla volta in modo chiaro, senza ripetizioni. Infine serve una chiusura efficace, con una frase conclusiva che riassuma il messaggio o inviti a fare qualcosa, per esempio “Prova anche tu...”.

Detto... fatto!

Video ricetta

Realizza un breve video tutorial usando lo smartphone e il programma OpenShot.

1. Scegli un argomento semplice (come preparare un panino). Scrivi una scaletta con 5-6 passaggi.

2. Posiziona il telefono su un supporto stabile.

3. Registra ogni passaggio con inquadrature diverse: • Panoramica generale • Primi piani delle mani che lavorano • Dettaglio del risultato finale.

4. Parla chiaramente spiegando ogni azione. Registra una conclusione guardando in camera.

5. Apri OpenShot e crea un nuovo progetto.

6. Importa i video: file > Importa file (oppure trascina le clip nel programma).

7. Trascina le clip sulla Timeline e mettile nell’ordine della scaletta.

8. Taglia le parti inutili: seleziona una clip e usa lo strumento Taglia (oppure accorcia trascinando i bordi).

9. Aggiungi un titolo iniziale e uno finale: titolo > Titolo semplice (per esempio “Video ricetta: il panino”).

10. Controlla l’anteprima e correggi eventuali errori e poi: file > Esporta video, scegli una qualità standard (per esempio 720p) e salva il file con un nome chiaro (per esempio Classe_3B_panino.mp4).

Comunicazione video efficace

Anche l’aspetto visivo fa la differenza. Un buon video ha un ritmo piacevole, alternando clip più lunghe e più brevi per non annoiare. È utile mantenere colori e stile coerenti, scegliendo pochi colori e titoli simili tra loro, così il risultato sembra più curato. In ogni caso un elemento importante resta l’audio: un video si guarda anche con un’immagine non perfetta, ma si abbandona subito se il suono è disturbato o troppo basso. Per questo è meglio registrare in un luogo silenzioso e parlare vicino al microfono. Infine, aggiungere i sottotitoli rende il contenuto più accessibile e permette di capire anche quando il volume è spento, cosa molto comune sui social.

Fare video con l’IA

Entro certi limiti (durata, numero di export, watermark) è possibile realizzare video con l’aiuto dell’Intelligenza Artificiale. Oltre al solito Canva, possiamo usare:

ƽ capCut AI Video Generator (web/app). Da prompt o da script crea un video completo con immagini, voce, musica e sottotitoli; include anche funzioni di editing classico. Offre un piano gratuito con limiti; alcune funzioni possono richiedere un abbonamento.

6| Presentazioni multimediali

Le presentazioni servono a spiegare e convincere, a scuola come nel lavoro. Una buona presentazione non è un “mucchio di slide”, ma un percorso chiaro che accom-

Glossario

Slide (o Diapositiva): singola “pagina” di una presentazione (PowerPoint, Google Presentazioni, ecc.), che può contenere testo, immagini, grafici, audio o video.

pagna chi ascolta dall’inizio alla conclusione. Per questo contano sia i contenuti sia il modo in cui li mostri e li racconti

Software per creare presentazioni

Esistono diversi strumenti, spesso simili tra loro. Ricordiamo:

ƽ Microsoft PowerPoint è il più usato: offre molte funzioni, modelli e una buona integrazione con Word ed Excel.

ƽ Google Presentazioni è comodo quando si lavora in gruppo, perché più persone possono modificare lo stesso file online, in tempo reale.

ƽ Canva aiuta a creare slide molto curate dal punto di vista grafico grazie a modelli pronti e facili da personalizzare.

ƽ Prezi propone un modo diverso di presentare, con movimenti e zoom al posto delle classiche slide: è interessante, ma va usato con semplicità per non distrarre gli osservatori.

Come progettare slide chiare ed efficaci

Una regola d’oro è questa: poco testo, idee chiare. La regola del 6×6 (massimo 6 righe e 6 parole per riga) può essere utile come riferimento, ma l’obiettivo vero è evitare di “scrivere tutto” nelle slide. Le slide devono aiutare chi ascolta, non sostituire la tua voce.

È importante anche curare l’aspetto:

ƽ Contrasto: testo ben visibile su sfondo chiaro o scuro, senza combinazioni di colori che affaticano gli occhi.

ƽ Coerenza: stessi colori e stessi caratteri per tutta la presentazione.

ƽ Gerarchia visiva: titolo grande, parole chiave evidenziate, immagini che chiariscono il concetto.

ƽ Immagini e grafici: meglio una foto o un grafico semplice che un paragrafo di testo lungo, ma solo se sono davvero utili.

Narrazione e storytelling

Ogni presentazione funziona meglio se segue una struttura semplice: introduzione, sviluppo, conclusione.

All’inizio puoi agganciare l’attenzione con un dato curioso o un esempio concreto. Nel corpo centrale presenti i contenuti in ordine, un passo alla volta. Alla fine riassumi i punti chiave e lasci un messaggio finale, magari con una piccola “azione” da ricordare (per esempio: “Da oggi prova a...”).

Presentare bene (anche online)

Conviene provare la presentazione più volte, controllare i tempi e prepararsi a 2–3 domande possibili. Durante l’esposizione, parla con calma, varia il tono e fai piccole pause. Se presenti online, è meglio guardare spesso la camera (così sembra che guardi le persone) e usare slide semplici, altrimenti sullo schermo si leggono difficilmente.

Detto... fatto!

Google Presentazioni

Crea una presentazione efficace su un argomento di studio.

1. Apri Google Presentazioni e crea una nuova presentazione. Scegli un tema semplice (oppure “Tema bianco” per partire pulito).

2. Crea la prima slide con: titolo, sottotitolo, nome e classe.

3. Aggiungi una slide “Indice” con 3–4 punti.

4. Per ogni punto dell’indice, crea 1–2 slide di approfondimento (poche e chiare).

5. Inserisci immagini libere da diritti e di buona qualità (per esempio da Unsplash o Pixabay) e scrivi la fonte in piccolo.

6. Mantieni lo stesso font e lo stesso stile in tutte le slide (consigliati: Arial o Calibri) e usa colori coerenti.

7. Aggiungi una slide di conclusioni con 2–3 idee chiave da ricordare.

8. Se vuoi, usa transizioni leggere (una sola per tutta la presentazione) evitando effetti troppo “forti”.

9. Prova la presentazione con Presenta e controlla tempi, leggibilità e ordine delle slide.

Detto... fatto!

PowerPoint

Crea una presentazione efficace su un argomento di studio.

1. Apri Microsoft PowerPoint e crea una nuova presentazione scegliendo un tema semplice.

2. Crea la prima slide con: titolo, sottotitolo, nome e classe.

3. Aggiungi una slide “Indice” con 3 punti principali.

4. Crea una slide per ciascun punto (testo breve + un’immagine).

5. Mantieni stesso font e colori in tutte le slide (consigliato: arial o Calibri).

6. Chiudi con una slide “Conclusioni” con 2 idee chiave. Al termine inserisci le transizioni.

7. Prova con Presentazione > Dall’inizio e controlla tempi e leggibilità.

Green Corner

1| Sostenibilità digitale della multimedialità

Creare contenuti digitali in modo responsabile è come comunicare con gli amici faccia a faccia: serve rispetto, attenzione e buon senso. Quando scrivi un documento, registri un audio o monti un video, stai condividendo idee che possono viaggiare lontano.

Per questo motivo, pensa sempre alla cittadinanza digitale (regole di sicurezza e cortesia) e alla sostenibilità, perché il web consuma molta energia, quasi come una città intera.

Impatto della produzione digitale

Ogni file pesante, come un video lunghissimo o una foto gigantesca, occupa spazio sui server che richiedono elettricità per salvarlo e trasmetterlo.

EDUCAZIONE CIVICA

TECNOLOGIA

“MULTIMEDIALE” mini LAB

1. Podcast di gruppo

Registra un audio con una spiegazione di 2 minuti su un argomento che conosci bene. Presta attenzione alla chiarezza della voce, alle pause e al ritmo. Condividi il lavoro per un podcast di classe.

2. Analisi di un video

Osserva e analizza un video YouTube che ti piace particolarmente. Identifica: tipo di inquadrature usate, ritmo del montaggio, uso della musica, presenza di grafiche o testi. Annota: cosa lo rende efficace?

3. Qualità delle immagini

Scarica da Unsplash o da Pixabay la stessa immagine in diverse dimensioni e osserva le differenze di dimensione del file e di nitidezza.

Basta qualche trucco semplice per aiutare l’ambiente: salva immagini e video solo alla dimensione giusta (un panino per Instagram non serve in 4K!), cancella duplicati inutili, comprimi le immagini con tool gratuiti e usa il Wi-Fi per upload grandi invece del 4G.

Immagina un video da 1 GB caricato via mobile: consuma come una lampadina accesa per due ore, ma comprimendolo a 100 MB risparmi risorse preziose.

Cittadinanza digitale: crea con rispetto

Audio e video sono divertenti, ma usa attenzione.

Per la privacy, chiedi sempre “Posso?” prima di mostrare volti o voci di compagni/e, specie se minorenni come te. Evita contenuti che offendono, come video che prendono in giro qualcuno tipo “Guarda Marco quanto è goffo!”.

Per rispettare il copyright, usa musiche e immagini con licenza adatta (per esempio Creative Commons) e cita la fonte. Per esempio “Foto da Unsplash di Mario Rossi”.

In un video di cucina con OpenShot, puoi usare una traccia free da Bensound e scrivi nei crediti “Musica: bensound.com”.

Fake news: non cascarci!

In generale, online e sui social, in particolare, girano notizie false con titoli esagerati come “SCANDALO: il prof è un alieno!” per farti cliccare sul link. Leggi l’articolo intero, controlla autore, data e sito affidabile (come l’ANSA), cerca conferme su più fonti e verifica foto con Google Immagini. Se un titolo dice “L’Etna esplode oggi!”, cerca “Etna news ANSA”: non trovi riscontro? È una bufala, non condividerla!

Deepfake: i falsi perfetti

I deepfake sono video o audio creati dall’IA per far dire cose inventate, come un cantante che “odia i fan italiani”. Diffida se il video scatena emozioni forti, nota labbra non sincronizzate o occhi strani, cerca l’originale e conferma con un adulto.

In ogni caso, crea contenuti utili, verifica sempre prima di condividere. Così rispetti gli altri, risparmi energia e fermi le bufale! Prova col prossimo video: controlla due volte...

Per saperne di più

• www.agendadigitale.eu/tag/fake-news/

• www.garanteprivacy.it/temi/ intelligenza-artificiale/deepfake

• www.unesco.org/en/mediainformation-literacy

Play

1| Il cruciverba della creazione digitale

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

Orizzontali

3. Elaborare un testo con un programma adatto

4. Trasmissione audio o video online in tempo reale

Verticali

1. Contenuto che combina testo, immagini, audio e video

2. Contenuto audio a episodi disponibile online

5. Immagine che può essere ingrandita all’infinito 1 2 3 5 4

2| Anagrammi tecnici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alla creazione digitale:

a. LEPXIC (Punto delle immagini digitali)

b. PASTDOC (Contenuto audio a episodi)

c. GVS (Formato di immagine vettoriale)

d. DISLE (Elemento di una presentazione)

e. ZIO FORME ANTTA (Aspetto dei testi)

3| Memory dei tipi di immagine

Collega ogni formato (1–5) al tipo di immagine corretto: raster o vettoriale.

1. JPG

2. SVG

3. TIFF

4. WebP

5. PNG

Immagine Raster

Immagine Vettoriale

Lab

Fasi di lavoro

1. Osservazione dei problemi

Lavorando nel piccolo gruppo, individuate 3 sprechi/criticità nella vostra classe o in tutta la scuola (per esempio luci accese, troppa carta, rifiuti non differenziati, ecc.). Scattate 2–3 foto come “prove”.

2. Proposte di soluzione

Per ogni problema scrivete 2 possibili soluzioni, semplici e realizzabili (specificando chi fa cosa, dove, quando).

3. Pianificazione del prodotto multimediale

Per ogni problema scegliete un formato semplice (consigliato: presentazione con immagini + breve audio oppure video di 1–2 minuti). Dividete i ruoli: testi, immagini/grafica, audio, montaggio video.

La nostra scuola sostenibile

In questo LAB, in piccoli gruppi, realizziamo un prodotto multimediale (con testo, immagini, audio e/o video) per proporre soluzioni sostenibili da attivare nella vostra scuola.

Materiali e attrezzi

• Computer o tablet con Internet

• Smartphone (foto, audio, video)

• Account Google (Documenti/ Presentazioni/Drive)

• Canva per la grafica

• Audacity per montare l’audio

• Carta e penna per la scaletta

4. Produzione multimediale

Scrivete un testo breve (introduzione–3 problemi–soluzioni–conclusione), create 4–6 slide o videoclip di 30”, registrate una narrazione chiara (frasi corte) e inserite titoli/didascalie.

5. Verifica del risultato e condivisione del file

Rileggete con attenzione, sistemate audio e immagini, controllate privacy e copyright, poi salvate e condividete il file in Drive con un nome chiaro (per esempio 3B_scuola_sostenibile_gruppo2).

• Arte e immagine

• Tecnologia

• Scienze

• Italiano Discipline COINVOLTE

1. Il nostro prodotto spiega in modo chiaro problemi e soluzioni? Qual è la parte più efficace?

2. Abbiamo rispettato privacy e diritti d’autore (volti, nomi, musiche, immagini)?

3. Nel gruppo ho svolto bene il mio ruolo? Cosa migliorerei la prossima volta?

Creazioni digitali

L’essenziale

AUDIOLETTURA

ORIENTAMENTO

Academy

Multimedialità: creatività e digitale

Per orientarti nel mondo della multimedialità sono particolarmente indicati l’Istituto Tecnico “Grafica e Comunicazione”, il Liceo Artistico (soprattutto con indirizzo Grafica o Audiovisivo e Multimediale) e l’Istituto Tecnico Informatica e Telecomunicazioni. Dopo il diploma, per specializzarti in modo pratico e vicino alle aziende, puoi valutare anche gli ITS Academy Da questi percorsi si aprono molte professioni in crescita: la content creator/il content creator e la social media manager/il social media manager creano contenuti e strategie per social e aziende; la/ il graphic designer progetta loghi, identità visive e materiali per web e stampa; la video editor/il video editor e la motion designer/il motion designer montano video e realizzano animazioni per web, social e produzioni; la podcaster/ il podcaster e la/il audio producer registrano e curano contenuti audio.

Multimedialità e content creator

La comunicazione digitale è diventata multimediale: testo, immagini, audio e video si combinano e si condividono velocemente.

In questo scenario cresce la figura del content creator, che progetta contenuti scegliendo linguaggi e canali adatti: nel lavoro per aziende e media, a scuola per presentare ricerche e idee in modo chiaro e responsabile.

Strumenti per creare contenuti

Per i testi si usano programmi di videoscrittura (Word, Google Documenti, Writer): contano formattazione coerente, stili, collaborazione online e attenzione all’accessibilità (font leggibili, buon contrasto, titoli chiari, testo alternativo).

Le immagini possono essere raster (a pixel, come le foto) o vettoriali (perfette per loghi); cambiano anche i formati (JPG, PNG, SVG ecc.) e la risoluzione va scelta in base a web o stampa.

Audio e video: registrare, montare, raccontare

L’audio digitale nasce dal campionamento e si può registrare con smartphone o software come Audacity; i podcast diventano un ottimo prodotto didattico (riassunti, interviste, racconti, spiegazioni).

Per i video servono riprese curate (inquadrature, regola dei terzi, stabilità, smartphone in orizzontale) e un montaggio essenziale.

La parte più importante è lo storytelling: inizio forte, sviluppo ordinato, conclusione chiara; audio pulito e sottotitoli migliorano l’efficacia.

Musica e suoni con l’IA

L’IA può generare basi musicali ed effetti sonori a partire da descrizioni (mood, strumenti, durata). Bisogna però formulare richieste originali e controllare le regole d’uso.

Presentazioni efficaci

Una presentazione non è un insieme di slide, ma un percorso che guida chi ascolta. Software come PowerPoint, Google

Presentazioni, Canva o Prezi aiutano, ma valgono regole semplici: poco testo, immagini utili, contrasto, coerenza di font e colori, e prova finale per controllare tempi e leggibilità.

Cittadinanza digitale, sostenibilità e rischi

Creare contenuti significa rispettare privacy e copyright, citare le fonti e pubblicare in modo responsabile.

Da considerare con attenzione sono anche la sostenibilità digitale (file pesanti e duplicati aumentano consumo di spazio ed energia) e il tema della disinformazione: fake news e deepfake. Per difendersi servono controllo delle fonti, confronto tra più siti affidabili e attenzione ai segnali sospetti in video/audio manipolati.

Pensiero computazionale

Pensa un po’...

Che cosa succede se in una ricetta in cucina salti un passaggio o lo fai nell’ordine sbagliato?

Che cosa significa, per te, “risolvere un problema in modo logico”?

Dall’algoritmo alla PROGRAMMAZIONE

Il pensiero computazionale è un modo di ragionare che ci aiuta a risolvere problemi scomponendoli in parti più semplici, riconoscendo schemi che si ripetono e costruendo soluzioni chiare e verificabili. Non riguarda soltanto i computer: è utile per organizzare le idee, fare scelte consapevoli e progettare attività in modo preciso (a scuola e fuori).

Quando programmiamo, però, non scriviamo solo “istruzioni”: facciamo anche scelte che possono influenzare gli altri. Per questo motivo, programmare (coding) significa usare la tecnologia in modo responsabile, rispettare le persone online, proteggere i dati personali, verificare le informazioni e creare contenuti e giochi che siano sicuri, corretti e inclusivi.

INVESTIGATORI del coding

A casa

1. Scegli una semplice azione di tutti i giorni (per esempio preparare lo zaino, apparecchiare la tavola, riordinare un gioco).

2. Scrivi 5–6 istruzioni per eseguirla in ordine, una per riga, senza saltare passaggi.

3. Dove può essere utile, aggiungi una frase con “SE… ALLORA…” (per esempio “Se manca il quaderno, allora lo prendo”).

In classe

Porta il foglio in classe: lo useremo per trasformarlo in un diagramma di flusso.

Flipped Classroom

Mappa concettuale

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la tua mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Comprendere che cos’è il pensiero computazionale e quando serve.

• Rappresentare algoritmi con diagrammi di flusso usando simboli corretti.

• Realizzare un semplice progetto in Scratch con eventi, cicli, condizioni e variabili.

Competenze

• Scomporre un problema in sottoproblemi e pianificare una soluzione.

• Comunicare procedure in modo chiaro (testo, diagrammi, blocchi di codice).

• Agire da cittadino digitale responsabile, valutando anche impatti e rischi.

Pensiero computazionale

ALGORITMI

• Sequenze di istruzioni, precisione, controllo dei casi

DIAGRAMMI DI FLUSSO

LEZIONE IN POWERPOINT

• Simboli standard, sequenza, selezione, iterazione

• Logica senza computer, giochi e attività CODING UNPLUGGED

PROGRAMMAZIONE VISUALE

• Scratch 3.0, blocchi, progetti creativi

DEBUGGING

• Trovare e correggere errori

CITTADINANZA DIGITALE

• Impatto ambientale, dati e responsabilità

1| Algoritmi e pensiero computazionale

Un algoritmo è una sequenza finita di istruzioni precise e non ambigue che, eseguite nell’ordine corretto, permettono di risolvere un problema o raggiungere un obiettivo.

In realtà, gli algoritmi esistono anche senza computer: li troviamo in una ricetta, nelle regole di un gioco, nelle istruzioni per montare un oggetto o nel modo in cui organizziamo lo studio.

La differenza, in informatica, è che ogni passo deve essere così chiaro da non lasciare spazio a interpretazioni: il computer fa esattamente ciò che gli chiediamo, né più né meno.

Quindi, per imparare a programmare (anche con Scratch) serve prima imparare a pensare in modo ordinato (pensiero computazionale).

Dobbiamo imparare a trasformare un problema in una serie di passi, e a rappresentare le idee con un linguaggio “universale”, come i diagrammi di flusso, che mostrano chiaramente i passaggi e le decisioni. Infine, un buon algoritmo non nasce perfetto: va provato, controllato passo per passo, e migliorato correggendo gli errori (debugging).

L’obiettivo non è “fare il computer”, ma usare la logica per essere più efficaci, più creativi e anche più consapevoli quando usiamo le tecnologie che ci circondano.

nel TEMPO…

Dai primi schemi ai concetti di algoritmo

Nel tempo, il modo di descrivere e risolvere i problemi è cambiato molto. Già nel 1921 Frank e Lillian Gilbreth introdussero i process charts, cioè diagrammi utili per rappresentare un’attività passo per passo e capire come migliorarla.

Più avanti, nel 1936, il matematico Alan Turing spiegò un’idea fondamentale: una macchina “universale” capace di eseguire istruzioni generali, aprendo la strada al concetto moderno di algoritmo.

Bug, programmazione strutturata e Scratch

Nel 1947 accadde anche un episodio curioso: nei registri del computer Mark II di Harvard fu annotato un guasto causato da una falena finita nei circuiti. Da questa storia nasce il termine “bug” e diventa famosa l’idea di debugging, cioè cercare e correggere gli errori.

Tra gli anni ’60 e ’70 si diffuse poi la programmazione strutturata, basata su tre “mattoni” principali: fare azioni in ordine (sequenza), scegliere tra alternative (selezione) e ripetere istruzioni (iterazione).

Nel 2007 il MIT Media Lab pubblicò Scratch, un modo semplice e divertente per programmare usando blocchi invece di scrivere codice: così anche ragazzi e ragazze possono imparare a creare giochi, storie e animazioni.

Algoritmi e Intelligenza Artificiale oggi

Oggi, gli algoritmi di Intelligenza Artificiale influenzano molte scelte quotidiane, come i risultati delle ricerche, i video consigliati o i percorsi sulle mappe: per questo è importante sviluppare competenze critiche e responsabili, per usare la tecnologia in modo consapevole.

Glossario

Pensiero computazionale: modo di ragionare che aiuta a risolvere problemi in modo ordinato, scomponendoli in parti più semplici, riconoscendo schemi e creando una soluzione fatta di passi chiari (algoritmi), da controllare e migliorare.

Un algoritmo non è “magia”: è una procedura controllabile. Se sai spiegare bene i passi, sai già programmare.

Post-it

Hello, world! è la frase più usata per il “primo programma”: serve solo a verificare che tutto funzioni.

2| Il pensiero computazionale

Abbiamo visto che il pensiero computazionale è un modo di ragionare che ci aiuta a affrontare un problema con metodo: prima capiamo bene che cosa dobbiamo ottenere, poi scegliamo una strategia e la trasformiamo in passi chiari.

1.

Scomposizione

Significa “spezzare” un problema grande in piccoli pezzi.

Per esempio: invece di “preparare lo zaino”, lo dividi in: controllare l’orario, prendere i libri, aggiungere quaderno, astuccio, diario.

3.

Astrazione

Vuol dire concentrarsi su ciò che è davvero importante e mettere da parte i dettagli inutili. Per esempio: per organizzare lo zaino non importa il colore dei quaderni, conta solo quali servono.

È utile quando programmiamo, ma anche nella vita di tutti i giorni (organizzare lo studio, preparare un’attività, risolvere un imprevisto). Per farlo, ci basiamo su quattro “pilastri” che rendono il lavoro più semplice e più efficace.

2.

Riconoscimento di pattern

Significa cercare somiglianze con situazioni già viste, così puoi riutilizzare una soluzione che funziona. Per esempio: se per più materie devi portare “libro + quaderno”, puoi applicare la stessa regola ogni volta.

4.

Progettazione di algoritmi

È scrivere una sequenza di passi in ordine, includendo anche scelte (“se… allora…”) e ripetizioni (“ripeti finché…”). Per esempio: “Se manca un libro, allora lo prendo; ripeti il controllo per ogni materia”.

Algoritmo: trovare un libro in biblioteca

1. Definisci cosa cerchi: scrivi su un foglio titolo e/o autore (anche solo le parole principali).

2. Vai al catalogo (computer/QR/app) oppure chiedi al banco informazioni.

3. Cerca il libro inserendo titolo o autore.

4. Leggi i dati che trovi: collocazione (sezione + scaffale) e stato (disponibile/in prestito).

5. Se è “in prestito”, chiedi come prenotarlo oppure scegli un titolo simile e termina.

6. Se è “disponibile”, vai nella sezione indicata (per esempio Narrativa, Ragazzi, Scienze…).

7. Trova lo scaffale con il numero/lettera della collocazione.

8. Cerca sullo scaffale seguendo l’ordine (di solito per autore o per codice).

9. Se lo trovi, controlla che sia l’edizione giusta e prendilo.

10. Se non lo trovi, fai queste verifiche rapide:

• controlla di aver letto bene sezione/scaffale;

• guarda se è sul carrello dei resi o in un’area “novità”;

• chiedi al bibliotecario se è stato spostato o è in ricollocazione.

Come attraversare la strada

Scrivi un algoritmo per attraversare la strada in sicurezza (almeno 6 passi). Inserisci almeno una decisione (per esempio semaforo/strisce/traffico) e indica che cosa fai in ciascun caso.

3| Diagrammi di flusso

I diagrammi di flusso (flowchart) rappresentano graficamente un algoritmo

Sono utili perché mostrano subito l’ordine delle operazio-

Glossario

Diagramma a blocchi (flowchart semplificato): rappresentazione grafica di un procedimento usando blocchi collegati da frecce. Ogni blocco indica un’azione o una fase principale, in modo sintetico.

Diagramma di flusso (flowchart): schema che descrive un algoritmo passo per passo con simboli standard (inizio/fine, processo, input/output, decisione) collegati da frecce, per mostrare l’ordine delle azioni e le eventuali scelte (Sì/No).

ni e i punti in cui si deve decidere o ripetere qualcosa. Un diagramma ben fatto si legge dall’alto verso il basso e usa simboli standard collegati da frecce.

Simboli del diagramma di flusso

ƽ Ovale – INIZIO / FINE

Serve a indicare dove parte e dove termina l’algoritmo. Dentro si scrive di solito “Inizio” oppure “Fine” (o “Start/End”). È utile perché fa capire subito il confine del procedimento: da lì si comincia e lì si smette.

ƽ Rettangolo – PROCESSO

Rappresenta un’azione da eseguire: un’operazione, un calcolo, un comando, un passo pratico. Dentro si scrivono frasi brevi con un verbo: “Somma...”, “Calcola...”, “Prendi”, “Ordina...”, “Sposta...”. È il simbolo che compare più spesso perché descrive cosa si fa.

ƽ Parallelogramma – INPUT / OUTPUT

Indica quando entra un dato o quando un dato viene mostrato/uscito. Input: “Inserisci il numero”, “Leggi la risposta”, “Scrivi il nome”. Output: “Mostra il risultato”, “Stampa il messaggio”, “Visualizza il punteggio”. Serve a distinguere le azioni (processo) dai momenti in cui il programma riceve o comunica informazioni.

ƽ Rombo – DECISIONE

È una domanda a cui si risponde con due alternative, di solito Sì/No (oppure Vero/ Falso). Dentro si scrive una domanda chiara: “Il semaforo è verde?”, “La password è corretta?”, “Il libro c’è?”. Dal rombo partono due frecce: una per “Sì” e una per “No”, che portano a passi diversi. È il simbolo delle scelte e delle condizioni.

ƽ Frecce – FLUSSO

Le frecce collegano i simboli e mostrano in che ordine si svolgono i passaggi. Sono importantissime perché senza frecce non si capirebbe quale blocco viene dopo. Le frecce permettono anche di rappresentare i cicli (ripetizioni), quando una freccia torna indietro a un punto precedente (“ripeti finché...”).

Detto... fatto!

Posso entrare in un sito?

Vediamo un esempio semplice che usa tutti i blocchi. Consiste in un diagramma di flusso per verificare l’età per l’accesso a un sito internet.

• INIZIO

• INPUT: inserisci l’età

• PROCESSO: leggi e memorizza l’età

• DECISIONE: età ≥ 13?

• Sì  PROCESSO: consenti accesso  OUTPUT: mostra “Benvenuta!”

• No  PROCESSO: blocca accesso  OUTPUT: mostra “Chiedi a un adulto”

• FINE

Prova a modificare qualche passaggio, inserendo nuovi dati o decisioni.

Detto... fatto!

Portiamo l’ombrello?

Leggi il testo e completa il diagramma di flusso, che usa tutti i blocchi.

Serve per decidere se prendere o meno l’ombrello, in relazione al meteo.

• INIZIO

• INPUT: guarda il meteo

• PROCESSO: controlla se è prevista pioggia

• DECISIONE: piove oggi?

• Sì  PROCESSO: prendi l’ombrello  OUTPUT: mostra “Esci con l’ombrello”

• No  PROCESSO: non serve ombrello  OUTPUT: mostra “Esci senza ombrello”

• FINE

Ridisegna sul quaderno e completa con le scritte opportune.

4| Coding unplugged

Il coding unplugged (programmare “senza computer”) insegna i principi della programmazione e del pensiero computazionale attraverso attività pratiche, giochi di ruolo e materiali semplici (carte, post-it, dadi, griglie sul pavimento, corde, pennarelli).

Glossario

Coding unplugged: attività per imparare la logica della programmazione senza computer.

L’idea è che, prima di usare un linguaggio di programmazione o un’app, sia importante capire la logica che sta dietro: dare istruzioni chiare, prevedere i casi possibili e controllare il risultato.

Coding unplugged in classe

Con il coding unplugged possiamo sperimentare in modo concreto concetti chiave della programmazione, come:

ƽ sequenza: eseguire azioni in un ordine preciso (se cambi l’ordine, cambia il risultato).

ƽ Cicli (ripetizioni): riconoscere quando un’azione va ripetuta (“ripeti 5 volte”, “ripeti finché...”), per rendere la soluzione più semplice ed efficiente.

ƽ Condizioni (if/then/else): prendere decisioni in base a una regola (“se il semaforo è rosso, allora fermati; altrimenti vai”).

ƽ Debugging: individuare l’errore, capire perché succede e correggerlo passo dopo passo (un’abilità fondamentale anche nello studio e nella vita quotidiana).

Vantaggi del coding unplugged

Rispetto al coding “solo al computer”, il coding unplugged è molto efficace perché:

ƽ rende visibili concetti astratti (algoritmi e flussi diventano “azioni” che si possono vedere e provare);

ƽ sviluppa collaborazione e comunicazione (un algoritmo funziona solo se è chiaro per tutti);

ƽ è inclusivo: non richiede dispositivi, connessione o competenze digitali iniziali;

ƽ allena competenze attuali, come il ragionamento critico e la verifica: non basta che “sembri giusto”, bisogna testarlo.

Per esempio, applicando lo storytelling al coding unplugged si possono creare storie con protagonisti, missioni e ostacoli, dove gli studenti programmano “robot umani” con istruzioni fisiche per risolvere trame, favorendo logica, collaborazione e creatività interdisciplinare.

Possibili applicazioni

Oggi il coding unplugged viene usato anche per introdurre in modo semplice temi più importanti, come dati e classificazioni (ordinare informazioni, trovare criteri), automazione (regole che fanno scegliere a un sistema) e perfino concetti di IA in forma guidata (per esempio capire che un sistema “impara” da esempi e può sbagliare se gli esempi sono pochi o distorti). Quando poi passeremo a Scratch o a altri linguaggi di programmazione, avremo già chiaro come ragiona un algoritmo e perché precisione e controllo sono così importanti.

Cody e Roby

Un giocatore (Cody) dà comandi verbali (avanti, gira sinistra/destra) all’altro (Roby, il robot umano), che si sposta in classe (magari a occhi bendati) simulando un percorso a griglia sul pavimento.

1. Mettete 4–5 oggetti sul pavimento, in punti diversi dell’aula.

2. Cody può dare a Roby solo 4 comandi:

• “un passo avanti”

• “gira a destra / gira a sinistra”

• “Stop”

• “prendi l’oggetto”

3. L’obiettivo: far prendere a Roby un oggetto scelto (per esempio “l’astuccio”).

4. Se Roby sbaglia, vi fermate e correggete le istruzioni (debugging) e riprovate.

Detto... fatto!

L’isola dei pirati

Proviamo a applicare lo storytelling al coding unplugged.

1. Crea la storia base: inizia con un racconto semplice (per esempio “Il pirata deve raggiungere l’isola evitando squali”), identificando personaggi, obiettivi e variabili (per esempio tesori come ricompense).

2. Progetta il percorso: disegna una griglia su carta o a pavimento con caselle narrative; assegna frecce/comandi (avanti, gira, ifostacolo-allora-salta).

3. Testare e correzione (debugging): alunni/e eseguono il “codice” corporeo (magari con occhi bendati), si correggono errori narrativi (per esempio “Il robot è caduto: aggiungi ciclo ripetuto”), poi si rielabora la storia.

4. Condividere e variare: i vari gruppi presentano la storia corretta, integrando elementi STEM come sostenibilità (per esempio “Salva l’isola ecologica”).

5| Coding visuale con Scratch 3.0

Scratch è un ambiente gratuito, creato dal MIT (Massachusetts Institute of Technology) di Boston, che permette di programmare con blocchi colorati a incastro, come un puzzle. È perfetto per imparare eventi, sequenze, cicli, condizioni e variabili, creando animazioni, storie e giochi. La home page del sito di Scratch (scratch.mit.edu/) si presenta con un grande banner viola che invita subito alla

creatività: il messaggio centrale (“Crea storie, giochi e animazioni. Condividili con tutti”) spiega in modo chiaro lo scopo della piattaforma, cioè programmare creando contenuti e poi condividerli nella comunità.

A sinistra compaiono due pulsanti principali: “Inizia a Creare” (per entrare direttamente nell’editor e costruire un progetto) e “Unisciti” (per registrarsi).

A destra è visibile un riquadro con l’icona “play” e la scritta “Guarda il video”, pensato per chi vuole capire rapidamente come funziona Scratch.

In alto c’è la barra di navigazione, con voci come Crea, Esplora, Idee, Membri della comunità, Cerca, e i collegamenti per unirsi o entrare con il proprio account.

Subito sotto al banner compaiono pulsanti informativi dedicati a pubblici diversi (per esempio Info su Scratch, Per i genitori, Per gli educatori), utili per trovare guide e risorse.

Il gatto di Scratch è la mascotte della piattaforma: uno sprite simpatico e riconoscibile che compare spesso nei progetti. Rappresenta il personaggio “pronto a partire” per creare animazioni e giochi, e viene usato per imparare a programmare con i blocchi in modo semplice e divertente.

Nella parte inferiore della pagina, Scratch mostra esempi concreti di ciò che si può realizzare: una sezione di “Progetti in primo piano” con miniature di giochi e animazioni selezionati, e una sezione di “Gallerie in primo piano” con raccolte tematiche. In questo modo la home page fa tre cose insieme: invita a creare, spiega dove iniziare e offre ispirazione attraverso progetti della comunità.

Come funziona Scratch 3.0 Osserviamo con attenzione la pagina di lavoro di Scratch 3.0, cioè lo “studio” dove si costruiscono giochi e animazioni con i blocchi.

ƽ In alto c’è la barra dei comandi: qui trovi le voci principali (come Impostazioni, File e Modifica), l’accesso ai Tutorial e altri strumenti utili. È la zona dove si gestisce il progetto (per esempio salvare, aprire o cercare guide).

ƽ A sinistra è la colonna con la libreria dei blocchi, organizzata per colori e categorie (per esempio Movimento, Aspetto, Suono ecc.). Ogni blocco è un “pezzo di programma” già pronto: lo trascini con il mouse per

costruire le istruzioni. Nell’immagine è aperta la categoria Movimento, con comandi come “vai a...”, “ruota...”, “fai x passi...”, utili per far muovere i personaggi.

ƽ In basso a sinistra, sotto la colonna dei blocchi, c’è il comando per aprire la pagina delle Estensioni, che si aggiungono ai blocchi: qui sono già state aggiunte Penna e Musica.

ƽ Al centro c’è l’area di programmazione (lo spazio bianco grande): è qui che si incastrano i blocchi per creare lo script, cioè il programma dello sprite. Quando metti i blocchi in ordine, stai scrivendo l’algoritmo del tuo progetto.

ƽ A destra c’è lo Stage (il Palco, cioè la finestra dove si vede il risultato): qui appare il gatto di Scratch e qui partiranno animazioni, movimenti e suoni. Vicino allo stage ci sono anche i comandi per avviare e fermare il progetto (di solito la bandierina verde e il tasto stop), così puoi provare subito quello che stai creando.

ƽ Sotto lo stage si trova la sezione degli sprite (i personaggi): c’è l’elenco con le miniature (qui lo sprite selezionato è il gatto). Accanto ci sono le informazioni

dello sprite, come nome, posizione X e Y, dimensione e direzione: servono per controllare con precisione dove si trova e come appare.

Infine, in basso è visibile una finestra di tutorial/aiuto che propone un esempio guidato: è utile se stai imparando e vuoi seguire passi semplici per costruire il primo progetto.

In sintesi, Scratch divide bene lo schermo in tre parti: blocchi a sinistra, codice al centro, risultato a destra.

Blocchi

Codice

Risultato

6| Programmare con Scratch 3.0

Gli esercizi proposti in queste pagine servono per iniziare con Scratch in modo graduale e sicuro, anche se non hai mai programmato. L’idea è imparare un concetto alla volta, facendo subito piccole prove pratiche.

Prima definisci lo spazio di lavoro (stage, sprite e coordinate), poi costruisci istruzioni in sequenza, aggiungi le ripetizioni (cicli), le scelte (se... allora...), e infine impari a usare variabili e punteggi come nei videogiochi.

Lo Stage di Scratch

Lo Stage di Scratch è lo spazio in cui si svolge tutto ciò che accade nel progetto. Si può immaginare come un palcoscenico: qui gli sprite (i personaggi) si muovono, parlano, cambiano costume e interagiscono tra loro, dando vita a animazioni, giochi o storie.

Posizione nello schermo

Nell’interfaccia di Scratch lo stage si trova di solito in alto a destra. È un’area rettangolare sempre visibile, dove gli sprite vengono mostrati e dove puoi vedere subito il risultato dei tuoi comandi.

Dimensioni e coordinate

Lo stage misura 480 pixel in larghezza e 360 pixel in altezza.

Al centro c’è il punto (0, 0), che è il riferimento per tutte le posizioni.

Le coordinate funzionano così:

• X va da –240 (a sinistra) a +240 (a destra)

• Y va da –180 (in basso) a +180 (in alto)

In questo modo puoi posizionare gli sprite con precisione e farli muovere controllando esattamente dove devono andare.

Sprite e costumi

Nella parte inferiore dell’interfaccia trovi il pannello di gestione degli sprite: qui selezioni il personaggio (per esempio Sprite1) e ne controlli le proprietà.

Puoi vedere e modificare la posizione con le coordinate x e y, cambiare la dimensione e la direzione in cui guarda, oltre a gestire la visibilità (Mostra/Nascondi).

A sinistra c’è l’elenco con la miniatura degli sprite presenti nel progetto, mentre a destra compare anche il riquadro dello Stage con gli sfondi disponibili.

Ogni attività è pensata per farti vedere subito un risultato, così capisci cosa fa ogni blocco e perché l’ordine è importante. Se qualcosa non funziona, non è un fallimento: è parte del lavoro.

Imparerai a fare debugging, cioè a trovare l’errore, correggerlo e migliorare il progetto passo dopo passo. Alla fine degli esercizi sarai in grado di progettare un piccolo gioco o un’animazione completa.

Altezza: 360 pixel

(0,0)

Larghezza: 480 pixel

Coordinate della posizione e ridimensionamento dello sprite

(240,180)

(240,-180)

(-240,180)

(-240,-180)

1. Passeggiata controllata

Blocco Situazioni: quando si clicca sulla bandierina verde

Aggiungi alcuni blocchi di Movimento in ordine (per esempio vai a x:0 y:0; fai 30 passi; ruota di… ecc.).

Avvia e verifica che esegua nell’ordine. Blocco Situazioni: aggiungi un blocco “attendi 0.5 secondi” tra i movimenti e vedi meglio la sequenza. Inserisci qualche altro movimento e vedi cosa succede,

2. Animazione con cambio costumi

Blocco Situazioni: quando si clicca sulla bandierina verde.

Controllo:  per sempre; Inserisci nel blocco di controllo i comandi successivi.

Movimento  fai (10) passi; movimento  rimbalza quando tocchi il bordo; aspetto  passa al costume seguente (il gatto ha due “costumi”); controllo  attendi (0.2) secondi; prova a inserire qualche variazione.

3. Facciamo un po’ di musica

Il programma esegue un ciclo “ripeti 4 volte” in cui

suona tre note in sequenza.

Situazioni: quando si clicca sulla bandierina verde;

suono:  porta il volume al 100%; Estensione Musica  passa a strumento Piano; controllo:  ripeti 4 volte; Musica: suona la nota 60, 62, 64 per il numero di battute che preferisci.

4. Disegnare un pentagono

Situazioni: quando si clicca su bandierina verde

Penna:  pulisci; movimento  vai a x:0 y:0; penna: penna giù;

controllo  ripeti 5 volte; movimento  fai 100 passi; movimento  ruota di 72 gradi; penna: penna su. Costruisci altri poligoni regolari, variando il numero dei lati e l’ampiezza degli angoli.

Detto... fatto!

5. Disegnare una spirale

Disegna una spirale colorata che cresce man mano (perché la variabile “lato” aumenta a ogni giro).

Usa i blocchi: penna

Movimento

Variabile (lato)

Controllo (ripeti) Per creare una variabile, clicca su Variabili Crea una variabile

Detto... fatto!

6. Storytelling

Crea una storia con un dialogo tra personaggi.

Osserva gli script dell’esempio, che però non vanno sulla stessa pagina, ma collocati ciascuno sullo stage del rispettivo sprite e sfondo.

Verifica il funzionamento e poi crea una tua storia con altri personaggi su sfondi diversi.

Script del ragazzo

Script dello sfondo

Script della ragazza

test Play

1| Il cruciverba della programmazione informatica

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

2| Anagrammi tecnici

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

Orizzontali

1. Sprite1 di Scratch

3. Personaggi di Scratch

4. Progetto del MIT

5. Programmazione

Verticali:

2. Sequenza ordinata di istruzioni

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati alla programmazione:

a. EPIGRAMMA RONZO (Istruzioni per il computer)

b. GIRAMOLTO (Istruzioni per risolvere un problema)

c. PIACENZA MUTOLO (Un tipo di pensiero)

d. DAGA MARMI (Può essere a blocchi o di flusso)

e. GESTA (Area dove svolgono azioni gli sprite)

3| Memory dei comandi di Scratch

1. Mostra

2. Fai 10 passi

3. Dire Ciao!

4. Quando si clicca su

5. Attendi 2 secondi

Blocco MOVIMENTO

Blocco ASPETTO

Blocco CONTROLLO

Blocco SITUAZIONI

Lab

Fasidilavoro

1. Progetta (su carta)

Nel piccolo gruppo, scrivete 3 domande “vero/falso” o a scelta (per esempio rispetto online, dati personali, verificare le fonti).

• Trasformatele in un mini diagramma di flusso:

INIZIO  domanda  scelta Sì/No  punto/errore

 prossima domanda  FINE.

2. Programmare in Scratch

• Create le variabili punteggio e domanda.

• Avvio: quando si clicca sulla bandierina verde  porta [punteggio] a (0)  porta [domanda] a (1).

• Per ogni domanda usa una decisione (con se ... allora ... altrimenti) e aggiorna il punteggio.

Quiz sulla cittadinanza digitale

Obiettivo del LAB è progettare un piccolo gioco/quiz in Scratch che alleni pensiero computazionale (sequenza, decisioni, debugging) e promuova cittadinanza digitale responsabile con messaggi semplici e inclusivi.

Materiali e attrezzi

• PC con Scratch 3.0 (o anche offline)

• Quaderno per lo schema

• Immagini/sfondi (facoltativi, per esempio da Pixabay).

3. Test e debugging

• Provate il quiz: controlla se le domande cambiano davvero, se il punteggio cresce correttamente e se le risposte sbagliate forniscono un feedback chiaro.

• Correggete almeno 1 bug trovato (per esempio variabile non azzerata, condizione sbagliata).

4. Condivisione e miglioramento

• Fate provare il gioco a un altro gruppo e raccogliete 2 suggerimenti (chiarezza, difficoltà, grafica, messaggi).

• Applicate almeno 1 miglioramento.

Al termine condividete il progetto di Scratch con: 3 domande, punteggio, almeno una struttura se… allora… altrimenti, e una schermata finale con messaggio (“Hai completato il quiz!”)

Discipline COINVOLTE

• Arte e immagine

• Matematica

• Educazione civica

• Tecnologia

Autovalutazione

1. Ho progettato il quiz con una sequenza chiara (anche con schema o diagramma) e ho inserito almeno una decisione se… allora… altrimenti?

2. Ho testato il progetto più volte e ho corretto almeno un errore (debugging) dopo averlo individuato?

3. Il mio quiz comunica messaggi di cittadinanza digitale in modo rispettoso, inclusivo e senza dati personali?

Pensiero computazionale

L’essenziale

Il pensiero computazionale

Il pensiero computazionale è un modo di ragionare che ti aiuta a risolvere problemi con metodo: scomponi una situazione, riconosci schemi che si ripetono e costruisci soluzioni chiare e verificabili. Non serve solo davanti al computer: è utile anche per organizzare lo studio e prendere decisioni in modo più logico.

Algoritmi: istruzioni in ordine

AUDIOLETTURA ORIENTAMENTO

Un algoritmo è una sequenza finita di istruzioni precise che, eseguite nell’ordine giusto, portano a un risultato. Gli algoritmi esistono anche nella vita quotidiana (ricette, regole dei giochi, istruzioni), ma in informatica devono essere ancora più chiari, perché il computer esegue esattamente ciò che gli dici. Un algoritmo si prova, si controlla e si migliora correggendo gli errori: questo è il debugging

I 4 pilastri del pensiero computazionale

Per lavorare meglio si usano quattro “pilastri”:

• Scomposizione: dividere un problema grande in parti più piccole.

• Riconoscimento di pattern: trovare somiglianze e riusare strategie che funzionano.

Programmare: logica, studio e lavoro

Per lavorare un giorno nel mondo della programmazione puoi iniziare scegliendo un Istituto Tecnico Tecnologico (indirizzo Informatica e Telecomunicazioni) oppure un Liceo Scientifico con Scienze Applicate, dove si allenano logica e problem solving. Dopo la scuola superiore puoi continuare con un percorso ITS Academy oppure con l’università in Informatica, Ingegneria Informatica o ambiti simili.

Tra le professioni più richieste ci sono la sviluppatrice/lo sviluppatore software, che crea programmi e app; la sviluppatrice/lo sviluppatore web, che realizza siti e servizi online; la sviluppatrice/lo sviluppatore di videogiochi, che progetta regole, livelli e interazioni.  Academy

• Astrazione: concentrarsi su ciò che conta davvero, lasciando perdere dettagli inutili.

• Progettazione di algoritmi: scrivere i passi in ordine, includendo scelte (se… allora…) e ripetizioni (ripeti finché…).

Diagrammi di flusso

Rappresentano un algoritmo con simboli standard collegati da frecce: si leggono dall’alto verso il basso e mostrano subito ordine, decisioni e ripetizioni. I simboli principali sono: ovale (inizio/fine), rettangolo (processo/azione), parallelogramma (input/output), rombo (decisione Sì/No), frecce (flusso).

Coding unplugged: programmare senza computer

Il coding unplugged fa capire la logica della programmazione con giochi e attività pratiche: sequenze, cicli, condizioni e debugging. È utile perché rende “visibili” concetti astratti e allena collaborazione e comunicazione.

Scratch 3.0: programmare con i blocchi

Scratch è un ambiente in cui programmare con blocchi colorati “a incastro”. Nell’editor trovi: i blocchi a sinistra, l’area dove componi lo script al centro e lo Stage a destra, dove vedi il risultato.

Cittadinanza digitale: programmare in modo responsabile

Quando programmi non scrivi solo istruzioni: fai scelte che possono influenzare gli altri. Per questo è importante creare contenuti sicuri e inclusivi, usare linguaggio rispettoso, proteggere i dati personali e controllare le informazioni prima di condividerle.

IA e robotica

Pensa un po’...

Come fa lo smartphone a capire quello che dici quando parli con l’assistente vocale?

Come fanno alcuni oggetti “intelligenti” di casa (tipo luci o casse) a collegarsi tra loro da soli?

Come fa un piccolo robot scolastico a muoversi e a seguire istruzioni, anche senza telecomando?

IA e IoT per tutti

Ogni giorno usiamo l’Intelligenza Artificiale, quasi senza accorgercene, per esempio quando parliamo con Siri o Alexa o quando lo smartphone riconosce il nostro volto per sbloccarsi. L’IA però non è solo nei telefoni: si trova anche in casa (elettrodomestici), nelle auto, negli ospedali e perfino nei semafori.

Ci sono poi molti oggetti “intelligenti” che si collegano a Internet e comunicano tra loro: è l’Internet of Things (IoT). Per esempio, una sveglia può attivare la macchina del caffè, il frigorifero può avvisare se manca il latte e il termostato può regolare la temperatura in automatico.

A scuola possiamo capire questi concetti costruendo piccoli progetti: con Arduino (una scheda elettronica) possiamo leggere sensori e controllare luci o motori; con la robotica educativa e Scratch possiamo programmare comandi e comportamenti, facendo muovere un robot o reagire a segnali e ostacoli.

INVESTIGATORI

dell’Intelligenza Artificiale

Fai una lista di 5 app o dispositivi che usi spesso (per esempio smartphone, YouTube, Netflix, mappe, assistente vocale).

Per ciascuno di essi scrivi in una frase su che cosa “capisce” o “impara” su di te (per esempio gusti, posizione, abitudini) e che cosa decide (per esempio consigli, percorsi, sblocco).

Per una settimana guarda i consigli che ricevi (video, musica, prodotti) e prova a scrivere un motivo possibile: perché proprio quello? (per esempio hai cercato un tema simile, hai visto video simili, lo guardano persone con gusti simili, ecc.).

La tua mappa MENTALE

Partendo dalla mappa concettuale, disegna la tua mappa mentale di questo capitolo…

che cosa

IMPARERAI

Obiettivi di apprendimento

• Comprendere i principi fondamentali dell’Intelligenza Artificiale e riconoscere le sue applicazioni nella vita quotidiana.

• Analizzare il funzionamento dell’Internet of Things e la comunicazione tra dispositivi connessi.

Competenze

• Utilizzare in modo consapevole e responsabile sistemi di Intelligenza Artificiale per scopi educativi e creativi.

• Valutare criticamente vantaggi, rischi e impatti socio-ambientali delle tecnologie intelligenti e della robotica.

Intelligenza Artificiale e robotica

LEZIONE IN POWERPOINT

Intelligenza Artificiale

• Definizione e caratteristiche

• Applicazioni quotidiane

- Assistenti vocali

- Raccomandazioni online

- Riconoscimento immagini

SISTEMI GENERATIVI

• ChatGPT e chatbot

• Generazione immagini

• Creazione contenuti

INTERNET OF THINGS (IoT)

• Oggetti connessi

• Sensori e attuatori

• Comunicazione wireless

• Smart home e città intelligenti

ROBOTICA IN CLASSE

• Programmazione di robot con Scratch

• Arduino UNO

• IA, robotica e sostenibilità

1| Che cos’è l’Intelligenza Artificiale

L’Intelligenza Artificiale (IA) è la capacità di un sistema informatico di svolgere compiti che, di solito, richiedono alcune abilità “intelligenti” tipiche dell’essere umano: capire informazioni, riconoscere schemi, fare previsioni, scegliere tra alternative.

Non significa costruire macchine che pensano come noi, ma progettare programmi (algoritmi) capaci di imparare dai dati e di produrre risultati utili in modo autonomo.

Come funziona un sistema di IA

In molti casi un sistema di IA lavora seguendo tre fasi principali:

1. Apprendimento

Analizza molti dati (testi, immagini, suoni, numeri) per trovare modelli e regolarità. Per esempio: “questa combinazione di parole è spesso spam”, oppure “questi tratti dell’immagine corrispondono a un volto”.

2. Ragionamento

Usa i modelli imparati per interpretare nuove informazioni e “capire” cosa sta succedendo. In pratica, confronta ciò che vede adesso con ciò che ha già appreso.

3. Decisione

Produce un risultato o compie un’azione: suggerisce un film, riconosce una voce, blocca un’email sospetta, segnala un oggetto in una foto.

Tipi di Intelligenza Artificiale

Possiamo classificare l’IA in base alle sue capacità:

ƽ IA ristretta (Narrow AI), specializzata in un compito preciso. È l’IA più diffusa oggi: il riconoscimento vocale (per esempio Siri), i consigli di piattaforme come Netflix o YouTube, le app che riconoscono il volto o traducono un testo. Ogni sistema è “bravo” soprattutto in una cosa.

ƽ IA generale (AGI): sarebbe capace di comprendere, imparare e risolvere qualsiasi tipo di problema, come fa una persona, passando da un settore all’altro (scuola, lavoro, vita quotidiana) con una buona flessibilità. Al momento non esiste.

ƽ Super IA: indicherebbe un’IA che supera l’intelligenza umana in tutti i campi. Per ora appartiene alla fantascienza e alle ipotesi sul futuro.

nel TEMPO

Intelligenza Artificiale IA

Glossario

IA generativa: tipo di Intelligenza Artificiale capace di creare nuovi contenuti (testi, immagini, musica, video o codice) a partire da un comando dell’utente (prompt), usando modelli addestrati su grandi quantità di dati per produrre risultati simili a quelli umani.

AI è l’acronimo inglese di Artificial Intelligence, che in italiano significa Intelligenza Artificiale (IA).

Da Può pensare una macchina? all’IA generativa L’idea di Intelligenza Artificiale nasce a metà Novecento: nel 1950 Alan Turing si chiede se una macchina possa “pensare”. Nel 1956 viene coniato il termine “IA” e si sviluppano i primi programmi basati su regole. Dopo fasi di entusiasmo e rallentamento (“inverni dell’IA”), negli anni ’80 arrivano i sistemi esperti. Dagli anni ’90 si diffonde il machine learning, che fa imparare le macchine dai dati. Dal 2010, grazie a più dati e computer più potenti, esplode il deep learning per immagini e voce. Negli ultimi anni cresce l’IA generativa, capace di creare testi e immagini, diventando sempre più presente nella vita quotidiana.

Turing propose una sfida: se una macchina ti fa credere di parlare con un umano, allora è davvero “intelligente”, almeno nel dialogo.

2| Applicazioni quotidiane dell’IA

L’Intelligenza Artificiale è già presente in molti aspetti della nostra vita quotidiana, spesso senza che ce ne accorgiamo: lavora “dietro le quinte” in app, siti e dispositivi, analizzando dati e imparando dalle nostre azioni per rendere

Glossario

Machine learning: tipo di IA che permette ai computer di imparare e migliorare automaticamente dall’esperienza senza essere esplicitamente programmati per ogni situazione.

Glossario

Prompt: istruzione o domanda che diamo a un sistema di IA generativa per ottenere una risposta specifica.

i servizi più veloci e personalizzati. In pratica, l’IA ci aiuta a scegliere, cercare, organizzare e comunicare, anche se non la vediamo direttamente.

Vediamo alcuni tra gli ambiti comuni del suo utilizzo.

Assistenti vocali e riconoscimento del linguaggio

Quando parli con Siri, Alexa o Google Assistant, stai usando un sistema di IA. Prima ascolta la tua voce e la trasforma in testo, poi cerca di capire che cosa stai chiedendo. A quel punto trova la risposta più adatta e, infine, la “legge” con una voce artificiale.

Sistemi di raccomandazione

Quando Netflix ti propone un film, Spotify crea una playlist per te o Amazon ti consiglia un prodotto, entra in gioco l’IA.

Questi sistemi osservano ciò che hai guardato o ascoltato in passato, confrontano le tue scelte con quelle di persone simili a te e considerano anche il tipo di contenuti che ti piacciono e il momento in cui fai la ricerca. Così provano a suggerirti qualcosa che potrebbe interessarti.

Riconoscimento di immagini e volti

Molti smartphone si sbloccano con il riconoscimento del volto. Anche app come Google Foto riescono a organizzare le immagini per persone, animali o oggetti, e i social possono suggerire tag automatici. Tutto questo è possibile perché l’IA è stata “allenata” con moltissime immagini e ha imparato a riconoscere forme e dettagli che si ripetono.

Chatbot

Una delle innovazioni più recenti e discusse nel campo dell’IA sono i sistemi generativi, capaci di creare contenuti originali come testi, immagini, musica e video. Vediamo un esercizio applicativo.

Detto... fatto!

Chatbot generativo

Apri ChatGPT, Copilot, Gemini o un altro chatbot disponibile e mettiamolo alla prova:

1. Scrivi il prompt: “Spiegami la fotosintesi come se avessi 8 anni”

2. Poi scrivi: “Ora spiegamela come se fossi uno studente universitario”

3. Infine: “Trasforma la spiegazione in una filastrocca”

Osserva come lo stesso sistema può adattare stile, linguaggio e formato in base alla richiesta.

Intelligenza Artificiale IA

I chatbot generativi non sono tutti uguali: alcuni sono più adatti per studiare e scrivere, altri per cercare informazioni con fonti o lavorare con strumenti come documenti

CHATBOT

ChatGPT

Microsoft Copilot

Google Gemini

e fogli di calcolo. La tabella seguente mostra, in modo rapido, per quali attività è più adatto ciascun chatbot, almeno tra quelli più diffusi.

Adatto per... Esempi di attività

Studio, scrittura, spiegazioni, analisi di file e (se disponibile) immagini

Produttività “da ufficio/scuola” in Microsoft 365

Produttività e studio in Google Workspace

Claude Testi lunghi, lettura/analisi di documenti molto estesi, scrittura strutturata

Perplexity

Character.AI

Ricerca rapida con fonti/citazioni e verifiche

Roleplay e creatività “a personaggio”

IoT, Internet of Things

Riassunti, esercizi guidati, analisi di PDF/dati caricati, creazione/modifica immagini

Bozze in Word, formule/analisi in Excel, presentazioni in PowerPoint, sintesi email in Outlook/Teams

Aiuto in Gmail/Docs/Drive; in Sheets crea tabelle, formule, grafici e insight (osservazioni utili)

Sintesi ragionate di documenti lunghi, stesure con coerenza su molte pagine, lavoro con contesto ampio

Domande “da ricerca”, confronti tra fonti; può anche lavorare su file caricati in un thread (conversazione)

Dialoghi, storytelling, simulazioni di conversazioni con personaggi creati dagli utenti.

NB. Per i minori possono esserci limitazioni e modalità dedicate a seconda della piattaforma

L’Internet of Things, o Internet delle Cose, è una rete di oggetti fisici dotati di sensori, software e connettività che permette di raccogliere e scambiare dati attraverso Internet.

Come funziona l’IoT

Un sistema IoT è composto da quattro elementi principali:

1. Sensori: raccolgono dati dall’ambiente (temperatura, movimento, luce, suono);

2. Connettività: trasmissione dei dati (Wi-Fi, Bluetooth, 4G/5G);

3. Elaborazione: analisi dei dati raccolti;

4. Interfaccia utente: permette all’utente di interagire con il sistema.

Esempi di IoT nella vita quotidiana

ƽ Smart home: termostati intelligenti che imparano le tue abitudini, lampadine che si accendono automaticamente quando entri in casa, frigoriferi che ti avvisano quando scade un prodotto.

ƽ Wearable: smartwatch che monitorano la frequenza cardiaca, fitness tracker che contano i passi, dispositivi sanitari che trasmettono dati vitali al medico.

ƽ Smart city: semafori che si adattano al traffico, parchimetri che segnalano posti liberi, sensori che monitorano la qualità dell’aria.

Con l’aumento dei dispositivi connessi e dei sistemi di IA, crescono anche i rischi per la sicurezza e la privacy dei nostri dati. È importante non condividere mai informazioni personali sensibili, verificare sempre ciò che ti viene risposto; inoltre, se crei testi o immagini, fai attenzione a rispettare i diritti d’autore. Anche con i dispositivi IoT è bene adottare alcune regole di sicurezza: cambia le password predefinite, mantieni aggiornato il firmware, collega i dispositivi solo a reti Wi-Fi protette e disattiva le funzioni che non ti servono.

Uno smartwatch è un tipico dispositivo IoT: si connette a smartphone e rete per scambiare dati (salute, notifiche, posizione) e offrire servizi in tempo reale.

3| Robotica in classe con Scratch

La robotica educativa è un modo coinvolgente per imparare la tecnologia facendo esperienza diretta.

In classe si possono ideare piccoli robot o oggetti interattivi, programmarli e vedere subito come si comportano. Progettare, costruire e correggere gli errori aiuta a sviluppare creatività, logica e spirito di squadra: è un po’ come fare gli artigiani digitali, i maker del ventunesimo secolo.

Programmare robot con Scratch

Scratch è un ambiente di programmazione a blocchi visto nell’unità precedente. Non è necessario scrivere comandi complicati: basta trascinare e incastrare i blocchi, proprio come in un puzzle.

È perfetto per cominciare a capire come funziona un programma e per controllare alcuni tipi di robot o schede elettroniche didattiche compatibili con Scratch.

Con Scratch puoi far muovere un robot, attivare sensori, o far prendere piccole decisioni automatiche, osservando subito il risultato del tuo lavoro.

Esempi di attività:

ƽ robot che avanza e si ferma quando trova un ostacolo.

ƽ Robot che segue una linea disegnata a terra.

ƽ Robot “messaggero” che mostra luci o suoni quando riceve un comando.

In queste immagini puoi osservare alcune estensioni compatibili con Scratch pensate per fare robotica a scuola, come LEGO BOOST e LEGO Education WeDo 2.0

Grazie a queste estensioni, Scratch può collegarsi al kit e permette di programmare a blocchi motori e sensori, costruendo piccoli robot e sperimentando subito movimenti e comportamenti.

Per esempio, è possibile far andare avanti un modello, fermarlo, o farlo reagire a un sensore.

Estensioni di Scratch per la robotica

Alcune estensioni permettono di collegare a Scratch dispositivi hardware o servizi web. In ambiente Scratch, in basso a sinistra seleziona

Aggiungi estensione. Scegli una tra le estensioni disponibili (per esempio LEGO Education WeDo 2.0) e usa i relativi blocchi per programmare il robot.

I blocchi sono divisi in due grandi categorie: eventi/sensori e comandi per attuatori (motore e luce).

Nell’immagine a destra, in alto si vedono due blocchi “quando...” che servono a avviare uno script in base a ciò che rileva il robot.

Subito sotto compaiono i blocchi per il motore:

• “accendi motore per 1 secondi”: solo per un tempo definito.

• “accendi motore”: lo avvia e resta acceso finché non viene fermato.

• “spegni motore”: interrompe la rotazione.

• “porta potenza motore a 100”: imposta la forza/velocità del motore.

• “porta direzione motore a da questa parte”: cambia il verso di rotazione.

C’è poi un blocco per la luce del sensore/hub: “porta colore luci a 50”, che regola l’intensità. In basso a destra si vedono anche blocchi “sensore” che restituiscono valori da usare nelle diverse condizioni. Nel complesso, questi blocchi permettono di costruire programmi in cui il robot reagisce all’ambiente (distanza e inclinazione) e poi esegue azioni (muovere il motore, cambiare verso, regolare la luce).

Detto... fatto!

Robot portalettere

Il robot deve portare un bigliettino da un punto A a un punto B seguendo un percorso a L.

• Materiali: nastro carta, un bigliettino, un pezzetto di scotch.

• Regole: puoi cambiare solo i tempi dei blocchi, non l’ordine.

Accendi il robot (o l’hub/centralina del kit).

Apri Scratch 3.0. Clicca su Aggiungi estensione e scegli l’estensione del tuo kit di robotica (per esempio

LEGO WeDo 2.0, LEGO EV3 o simili).

Collega il robot (di solito via Bluetooth o USB) e verifica che Scratch lo “veda”: spesso compare un’icona verde o un messaggio di connessione.

4| Robotica in classe con Arduino

Arduino Uno è una piccola scheda elettronica, una specie di “centralina”, capace di osservare quello che succede intorno a sé e di reagire.

Lo fa grazie ai sensori, che le permettono di raccogliere informazioni (per esempio luce, distanza, pressione o movimento), e agli attuatori, cioè i dispositivi che eseguono un’azione (come LED, motori, buzzer e altri componenti).

In robotica educativa è molto usata perché è versatile e resistente, costa relativamente poco e si programma con facilità, anche da chi è alle prime armi.

In un robot, Arduino funziona come un vero e proprio cervello: riceve segnali dall’ambiente, li interpreta e decide che cosa far fare al robot.

Per capire meglio, immagina alcune situazioni molto co-

Scheda Arduino Uno Rev.3 (R3)

Vista dall’alto con i suoi principali componenti.

Le dimensioni della scheda sono 68,6 mm × 53,4 mm.

Led di controllo

Indicatori visivi di funzionamento; si accendono durante la trasmissione dei dati.

Quarzo

Genera il clock, cioè definisce la velocità di esecuzione: la frequenza è di 16 megahertz.

Porta USB

muni. Se il robot rileva che c’è poca luce, può accendere un LED come se fosse una lampadina.

Se invece un sensore “vede” un ostacolo davanti, il robot può fermarsi o cambiare direzione per evitare l’urto.

Arduino può anche comandare un motorino per aprire una piccola “porta” o muovere un braccio meccanico. Quando invece si collega un pulsante, il robot può emettere un suono se qualcuno lo preme, un po’ come un campanello.

Arduino permette di creare comportamenti intelligenti basati su una logica semplice ma potente: “se succede X, allora fai Y”.

Ed è proprio questo il principio che sta alla base di moltissimi robot, anche quelli più complessi.

VISUAL

Per collegare Arduino al PC e caricare i programmi.

Microcontrollore ATmega328P

Il “cervello” che esegue il programma.

Condensatori

Per garantire un flusso di corrente regolare e controllato.

Presa di alimentazione

Jack cilindrico per batteria/alimentatore.

Fila di pin DIGITALI (0–13)

Fila di pin ANALOG IN (A0–A5)

Programmare Arduino UNO

Per programmare Arduino, di solito si usa il linguaggio C/C++ nell’IDE Arduino, oppure, in alcuni progetti, anche Python tramite strumenti e schede compatibili. In entrambi i casi si scrive codice testuale, con comandi e istruzioni precise.

Tuttavia, per chi è alle prime armi, esistono anche soluzioni più semplici basate sulla programmazione a blocchi: alcune versioni di Scratch includono infatti estensioni per Arduino, che permettono di controllare la scheda trascinando blocchi, senza scrivere codice. Un esempio è Pishi.ai Scratch, che consente di collegare Arduino Uno al computer tramite USB o Bluetooth. Questo ambiente funziona con il firmware StandardFirmata: in pratica, Arduino viene preparato per ricevere comandi dal computer, e così si possono gestire LED, sensori e motori direttamente con i blocchi, senza dover programmare in C++.

È un ottimo modo per iniziare: prima si impara la logica del funzionamento dell’hardware (input, output, condizioni, cicli), e solo dopo si passa con più sicurezza alla programmazione tradizionale di Arduino.

Detto... fatto!

Accendiamo un LED

Quando si avvia, il programma deve preparare Arduino, dicendogli che il pin 13 sarà un’uscita (serve per comandare un LED). Per sempre (ciclo infinito). Arduino ripete continuamente le seguenti azioni.

Pishi.ai è un ambiente di programmazione a blocchi, in stile Scratch, che permette di collegare e controllare schede Arduino in modo semplice e immediato, ideale per attività di robotica educativa e per chi inizia.

1. Mette il pin 13 su ALTO  il LED si accende 2. Attende 0,5 secondi; 3. Mette il pin 13 su BASSO   il LED si spegne 4. Attende 0,5 secondi; poiché 0,5 s acceso + 0,5 s spento = 1 secondo, il LED lampeggia circa una volta al secondo.

Programmazione a blocchi, in stile Scratch, con Pishi.ai

Programmazione in linguaggio C++

1| Sostenibilità con IA, IoT e robotica

Green Corner

1. IA: risponde giusto o sbagliato?

Fai al chatbot 3 domande: una di scienze, una di storia, una “a trabocchetto” (per esempio una data, una definizione precisa).

Per ogni risposta scrivi: è verificabile? / Quale parte è un’opinione? / Cosa devo controllare?

Verifica almeno 2 frasi con libro o sito scolastico.

2. IA: risposta più breve = meno spreco

Fai una domanda generica (per esempio “Spiegami l’IoT”) e salva la risposta.

Rifai la domanda con vincoli: “in 6 righe, con 2 esempi, livello 13 anni”.

Confronta: quale risposta è più utile?

Quale è più “sprecata”?

L’Intelligenza Artificiale (IA) sta entrando sempre di più nella vita quotidiana e anche nella scuola: la troviamo nelle app che suggeriscono contenuti, nei sistemi che riconoscono immagini e voce, nei traduttori automatici e negli strumenti che aiutano a scrivere, studiare e fare ricerche. Se usata con attenzione, l’IA può diventare un alleato importante per la sostenibilità ambientale, perché permette di analizzare grandi quantità di dati e di prendere decisioni più efficienti.

Allo stesso tempo, però, richiede energia e infrastrutture digitali: per questo è importante capire sia i vantaggi sia le criticità.

Opportunità: come l’IA può aiutare l’ambiente

L’IA è particolarmente utile quando deve “vedere” un problema e trovare il modo migliore per risolverlo. Per esempio, nelle reti elettriche intelligenti (smart grid), algoritmi di IA possono prevedere quanta energia servirà in una zona e quando, riducendo sprechi e facilitando l’uso di fonti rinnovabili come sole e vento. Anche se a scuola non costruiamo una smart grid, possiamo capire lo stesso principio con attività semplici: raccogliere dati (per esempio consumi o temperature) e provare a trovare regole per ridurre l’energia sprecata.

Un’altra applicazione molto concreta riguarda gli edifici efficienti: sistemi basati su IA possono regolare riscaldamento, luci e ventilazione in base a quante persone sono presenti e in quali orari, evitando di consumare energia inutilmente.

In classe si può imitare questo comportamento con la robotica scolastica: un robot o una scheda (Arduino, micro:bit, LEGO, ecc.) può usare sensori di luce o movimento per accendere un LED solo quando serve, o far partire una ventola quando la temperatura supera una soglia.

Costi ambientali

L’IA, soprattutto quella più avanzata, richiede molta potenza di calcolo. Addestrare grandi modelli può consumare enormi quantità di energia, e i data center che li ospitano contribuiscono in modo significativo ai consumi elettrici globali. Questo non significa che l’IA sia “cattiva”, ma che va usata con criterio: ha senso impiegarla quando davvero porta benefici, evitando sprechi (per esempio richieste inutili o ripetute).

C’è poi il problema dei rifiuti elettronici, legato soprattutto alla diffusione di dispositivi digitali e connessi. Anche nella robotica scolastica bisogna fare attenzione: molti componenti hanno una vita limitata e alcune batterie non sono facilmente sostituibili. Per questo è importante imparare a riutilizzare, riparare e riciclare.

Infine esiste l’effetto rimbalzo: quando una tecnologia diventa più efficiente, rischiamo di usarla di più e quindi consumare comunque tanto (o persino di più).

È una questione di abitudini, non solo di tecnologia.

5| Vibe Coding

Il Vibe Coding è un modo di programmare molto pratico e “a piccoli passi”: invece di partire da teoria e regole difficili, si parte da un’idea semplice e si prova subito a farla funzionare.

L’obiettivo non è scrivere subito il programma perfetto, ma costruire una prima versione che “fa qualcosa”, osservarla, correggerla e migliorarla.

Programmare con Vibe Coding

In pratica, il Vibe Coding segue sempre lo stesso ritmo.

Prima ti chiedi che cosa vuoi ottenere (per esempio: “voglio far lampeggiare un LED” oppure “voglio far muovere un personaggio”).

Poi realizzi una versione minima, anche molto semplice. A quel punto provi, guardi il risultato e cambi una sola cosa per volta, così capisci che effetto ha la modifica. Ripetendo questo ciclo, il progetto diventa via via più completo e più stabile, e tu impari davvero perché ogni scelta funziona.

Vibe Coding con Blink

Un esempio classico è il Blink con Arduino o con un ambiente a blocchi come Pishi.ai.

All’inizio ti basta accendere e spegnere il LED: già questo ti fa capire che un’uscita può controllare un componente. Subito dopo inserisci l’attesa (per esempio mezzo secondo), e ti accorgi che il tempo cambia completamente il comportamento. Se poi provi a modificare l’attesa, ottieni un lampeggio più lento o più veloce e, senza accorgertene, hai imparato due idee fondamentali della programmazione: il ciclo (ripetere un’azione) e la temporizzazione (gestire quando succede).

Lo stesso approccio funziona benissimo anche in robotica scolastica. Immagina un robot con un sensore di distanza: la prima versione del programma può limitarsi a una regola semplice, “se c’è un ostacolo mi fermo”. Quando questa base funziona, la seconda versione può aggiungere una scelta in più, per esempio “mi fermo e giro un po’”. Con un altro miglioramento, il robot può riprovare a an-

Glossario

Vibe Coding: modo di programmare “a piccoli passi” in cui si parte da un’idea semplice e si costruisce subito una prima versione funzionante, anche minima. Poi si prova, si osserva il risultato e si migliorano le cose una alla volta (correggendo errori e aggiungendo dettagli). Vibe sta per “sensazione”.

dare avanti e quindi sembrare più “intelligente”. Non hai bisogno di scrivere un algoritmo complicato: ti basta migliorare passo dopo passo, sempre controllando il risultato.

Vibe Coding con Scratch

Anche in Scratch il Vibe Coding si vede subito. Prima fai muovere un personaggio con una freccia della tastiera, poi aggiungi l’altra direzione, poi inserisci una regola per non uscire dallo schermo e, se vuoi, aggiungi punteggio e livelli. Ogni modifica è piccola, ma ti porta avanti e ti fa capire meglio come ragiona il programma. Molto utile è anche l’IA come aiuto durante questo percorso.

Ma nel Vibe Coding, l’IA non fa il lavoro al posto tuo: serve soprattutto per accelerare la fase “provo e miglioro”, mentre tu devi sempre verificare il risultato e capire almeno il senso delle istruzioni. In questo modo impari davvero, perché non stai copiando: stai costruendo un progetto che evolve, una versione dopo l’altra.

test Play

1| Il

cruciverba dell’Intelligenza

Artificiale

Completa il cruciverba proposto. Se non trovi le parole esatte torna alle pagine del capitolo!

Orizzontali

2. Automa programmabile

4 Tipo di chatbot

Verticali

1. Scheda elettronica programmabile

3 Internet of Things

6. Artigiani “digitali”

5. Domanda o comando per un chatbot 1 2 3 5 6 4

VERIFICA SOMMATIVA, ESERCIZI AGGIUNTIVI

2| Anagrammi tecnici

Riordina le lettere per formare termini tecnici legati all’IA e alla robotica:

a. TORBO (Macchina programmabile)

b. AGNELLI ZENIT (Può essere artificiale)

c. DUCALE (Tipo di chatbot)

d. BEVI (Può esserlo in coding)

e. DECENTRATA (Centro con molti server)

3| Memory degli elementi di IoT

Collega ogni elemento IoT (1–4) alla descrizione corretta.

1. Sensori

2. Connettività

3. Elaborazione

4. Interfaccia utente

Analizza i dati raccolti

Raccolgono dati dall’ambiente

Permette all’utente di interagire con il sistema

Trasmette i dati

IA e robotica

L’essenziale

Intelligenza Artificiale

L’IA è la capacità di un sistema informatico di svolgere compiti “intelligenti” (capire informazioni, riconoscere schemi, fare previsioni, scegliere tra alternative). Non significa “pensare come un umano”, ma usare algoritmi che imparano dai dati per produrre risultati utili.

Tipi di IA e IA generativa

AUDIOLETTURA

ORIENTAMENTO

IA, robotica e IoT: studiare per innovare

Per lavorare in futuro in IA, robotica e IoT conviene scegliere un percorso con molta tecnologia: Istituto Tecnico (informatica/elettronica), oppure Liceo Scientifico. Dopo il diploma, l’ITS Academy è una strada importante perché offre formazione pratica e collegata alle aziende; in alternativa o dopo, si può continuare con l’università. Le professioni più importanti, per studentesse e studenti, sono: la/il data scientist, che analizza grandi quantità di dati per migliorare i sistemi intelligenti, e l’ingegnera/ l’ingegnere del machine learning, che sviluppa e ottimizza modelli di apprendimento automatico per applicazioni pratiche.

Oggi si usa soprattutto l’IA “ristretta”, specializzata in un compito (tradurre, riconoscere immagini, consigliare contenuti). Una parte importante è l’IA generativa: strumenti capaci di produrre testi o immagini partendo da una richiesta (prompt). Cambiando il prompt, cambia anche lo stile della risposta: per questo imparare a fare domande chiare è già una competenza digitale.

Dove incontriamo l’IA ogni giorno

Gli assistenti vocali trasformano la voce in testo, capiscono l’intento e rispondono. I sistemi di raccomandazione (musica, video, acquisti) osservano preferenze e comportamenti per proporre contenuti simili. Il riconoscimento di volti e immagini serve per sbloccare dispositivi o organizzare foto: funziona perché è stato “allenato” su tantissimi esempi.

Che cos’è l’Internet of Things

L’IoT è la rete di oggetti connessi (sensori e dispositivi) che raccolgono dati e li scambiano tramite Internet. In pratica: un sensore misura (temperatura, movimento, luce), la connessione invia il dato, un sistema lo elabora e un’interfaccia permette a noi di controllare o ricevere avvisi. È la base di smart home, wearable e smart city.

Robotica educativa: scratch e Arduino

La robotica a scuola serve a capire come si progetta e si controlla un sistema: si prova, si sbaglia, si corregge. Con Scratch si programma a blocchi (come un puzzle) e, tramite estensioni, si possono comandare robot educativi.

Arduino, invece, è una piccola scheda che legge sensori e attiva uscite (LED, motori, buzzer) con logiche semplici del tipo “se succede X, allora fai Y”, cioè la base di molti automatismi.

Sicurezza, privacy e sostenibilità

Più dispositivi connessi significa più attenzione: password robuste, aggiornamenti, rete protetta e condivisione consapevole dei dati.

Da considerare è anche l’impatto ambientale: IA e IoT possono ridurre sprechi (energia, riscaldamento, luci), ma consumano risorse (energia per data center, produzione e smaltimento di dispositivi).

La sfida è usare la tecnologia per migliorare davvero l’efficienza, non per aumentare consumi inutili.

Responsabile di progetto: Marco Mauri

Redazione: Gianpietro Gatti

Art director: Enrica Bologni

Progetto grafico: Be Orange Srl

Impaginazione: Alejandro Villalba - NextMedia Studio SL

Copertina: Enrica Bologni

Ricerca iconografica: Leo Brandi, Gemma Ruffini

Disegni: Fabrizio Zubani

Immagini di copertina: Shutterstock

Referenze iconografiche: Shutterstock; p. 31 logo FSC; p. 31 logo PEFC; p. 109 © CIAL; p. 125 © CREA; p. 133 © Società Italiana di Pediatria; p. 146 © FAO; p.147 © EFSA; pp. 154, 158, 159 © EUFIC; p. 156 © ISZVE; p. 160 © Eurostat; p. 167 © Cop30; p. 174 © Protezione Civile; p. 181 © CleanPNG; p. 203 © ENEA; p. 277 © ATM Milano; p. 317 © ISTAT; p. 318 © INAIL; p. 318 © Ispettorato Nazionale del Lavoro; p. 321 © Ministero della Salute; pp. 322, 323 © Banca d’Italia; p. 341 © MITD; p. 341 © Commissione Europea; p. 353 © Polizia Postale; p. 355 © Garante Privacy.

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Font: leggimi©Sinnos - www.sinnos.org

Contenuti digitali: NextMedia Studio SL, bSmart labs

Prima edizione: gennaio 2026

Printed in Italy

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