TECNO Academy
Leo Brandi
STUDIA FACILE
TECNO Academy
Nel LIBRO DIGITALE
• Flipped Classroom (Investigatori) e Storytelling in apertura di unità • Mappe concettuali • Nel tempo: dimensione storica • Green Corner con Mini LAB • Laboratori STEM • Box Sicurezza • Play test con gamification • L’essenziale: sintesi inclusiva • Academy: rubrica per l’orientamento
• Video introduttivi alle unità • Audiosintesi delle unità • Lezioni in power point • Esercizi aggiuntivi e verifiche sommative • Approfondimenti di Educazione Civica • Materiali per l’orientamento
LIBRO DIGITALE Versione interattiva del libro di testo con tantissime risorse e la possibilità di trasformare i testi in alta leggibilità.
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PER LA CLASSE Volume A + Volume B + Schede di disegno + LIBRO DIGITALE Volume A + Volume B + LIBRO DIGITALE Volume A + LIBRO DIGITALE
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Approccio sistemico e sperimentale
Sistema Digitale Accessibile
Agenda dell’insegnante Questo volume sprovvisto del talloncino è da considerarsi CAMPIONE GRATUITO fuori campo IVA (Art. 2, c. 3, I.d, DPR 633/1972 e Art. 4, n.6, DPR 627/1978)
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PER L’INSEGNANTE
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Tecnologia, Disegno, Informatica
STUDIAFACILE
Nel VOLUME
STUDIA TECNO Academy FACILE
TECNO Academy
è un corso in linea con le Nuove Indicazioni Nazionali che richiedono attenzione alla cultura tecnica (osservare, sperimentare, progettare e produrre) e un atteggiamento critico verso le tecnologie, con attenzione a limiti, opportunità, impatti sociali e ambientali. Ogni unità inizia con un’apertura motivazionale (Pensa un po’…), una semplice attività da svolgere come Flipped Classroom (Investigatori…) e un breve Storytelling. La mappa concettuale facilita la comprensione e la schematizzazione degli argomenti, frequenti diagrammi e l’indicazione delle catene del valore nei processi produttivi aiutano lo studio passo-passo. La rubrica Green Corner mette in relazione la conoscenza tecnica alla responsabilità civica e agli impatti sociali della tecnologia, con frequenti richiami all’Intelligenza Artificiale IA . Le attività pratiche sono situate nei Laboratori STEM e nei Mini-LAB, facilmente realizzabili con materiali di facile reperibilità. Per l’orientamento, la rubrica Academy di fine unità aiuta a conoscere le professioni legate a una particolare tecnologia.
Leo Brandi
€ 7,90 TECNO Academy STUDIAFACILE
Gruppo Editoriale ELi
Sostenibilità e cittadinanza digitale
Competenze operative e trasversali
Orientamento scolastico e professionale
Il piacere di apprendere
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TECNO Academy Leo Brandi Albino Zanin
Studia Facile
Gruppo Editoriale ELi 00_indice_SF.indd 1
Il piacere di apprendere
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Parte prima
05 Materiali ceramici
MATERIALI 01 Tecnologia
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1. Che cos’è la tecnologia? 5 2. Come si osserva un oggetto 6 3. Come si progetta e si realizza 7 4. Tecnologia per un futuro sostenibile 8 Play test
9
02 Carta
10
1. Come è nata la carta? 10 2. Come si produce la carta 11 3. Le proprietà e gli usi della carta 12 4. Il rapporto tra la carta e l’ambiente 13 Play test
14
25
1. Che cos’è la ceramica 2. Come si produce la ceramica 3. Le proprietà e i tipi di ceramica 4. Gli usi della ceramica 5. Il rapporto tra la ceramica e l’ambiente
25 26 27 28
Play test
30
06 Materiali polimerici
31
29
1. Che cosa sono i materiali polimerici 31 2. Come si classificano le plastiche 32 3. Come si producono le plastiche 33 4. La gomma e i materiali compositi 34 5. Il rapporto tra la plastica e l’ambiente 35 Play test
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07 Fibre tessili
37
1. Che cosa sono le fibre tessili 2. Le fibre naturali 3. Le fibre artificiali e sintetiche 4. Dalla fibra al tessuto 5. Il rapporto tra le fibre tessili e l’ambiente
37 38 39 40
03 Legno
15
1. Le caratteristiche del legno 2. I tipi di legno e le loro proprietà 3. Gli usi del legno 4. Il legno e la sostenibilità
15 16 17 18
Play test
19
Play test
42
04 Vetro
20
08 Metalli
43
1. Che cos’è il vetro 20 2. Come si produce il vetro 21 3. Le proprietà e i tipi di vetro 22 4. Il rapporto tra il vetro e l’ambiente 23 Play test
24
1. Che cosa sono i metalli 43 2. La metallurgia 44 3. La siderurgia 45 4. I metalli non ferrosi e i metalli preziosi 46 5. Il rapporto tra i metalli e l’ambiente 47 Play test
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41
48
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Parte seconda
TECNOLOGIE 09 Agricoltura, allevamento e pesca
49
1. Il settore primario 2. Come si coltiva la terra 3. Le colture e le nuove tecnologie 4. Allevamento e pesca 5. Il settore primario e l’ambiente
49 50 51 52 53
Play test
54
10 Tecnologie alimentari 55 1. Alimenti e nutrienti 2. L’industria alimentare 3. Dal latte al formaggio 4. Dal grano all’olio: due filiere 5. Cibo e pianeta
55 56 57 58 59
Play test
60
11 Conservazione degli alimenti
61
1. La conservazione del cibo 2. Calore, essiccazione e chimica 3. L’etichetta alimentare 4. Conservare per non sprecare
61 62 63 64
Play test
65
12 Tecnologia e ambiente 66 1. Lo stato dell’ambiente 2. I tipi di inquinamento 3. I rischi naturali e la protezione civile 4. Economia circolare e gestione dei rifiuti 5. Ambiente e sostenibilità
66 67
Play test
71
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68 69 70
13 Energia
72
1. L’energia 72 2. Le fonti rinnovabili 73 3. Le fonti non rinnovabili 74 4. Dalle centrali alle case 75 5. Il rapporto tra energia e ambiente 76 Play test
77
14 Elettricità ed elettronica
78
1. L’elettricità 78 2. I circuiti elettrici 79 3. Macchine elettriche ed elettronica 80 4. Elettricità e sostenibilità 81 Play test
82
15 Ambiente costruito
83
1. Il sistema edilizio 2. Materiali e sistemi costruttivi 3. Le infrastrutture 4. Costruire in modo sostenibile
83 84 85 86
Play test
87
16 Abitazione e territorio 88 1. L’abitazione 2. Tipi di abitazione 3. L’unità abitativa e l’arredamento 4. Gli impianti tecnici 5. Smart home e smart city
88 89 90 91 92
Play test
93
17 Trasporti e logistica
94
1. Che cosa sono i trasporti? 2. I trasporti via terra 3. I trasporti via acqua 4. I trasporti via aria e la logistica 5. Mobilità sostenibile e sicurezza stradale
94 95 96 97
Play test
99
98
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4
18 Sistemi produttivi
100
1. Che cos’è un sistema produttivo? 100 2. Le macchine: dal semplice al complesso 101 3. Automazione e robotica 102 4. Produzione automatizzata e sostenibilità 103 Play test
104
19 Comunicazione
105
22 Reti, Internet e il Web 120 1. Le reti informatiche 2. Come funziona Internet 3. Navigare in sicurezza 4. Internet, sostenibilità e cittadinanza digitale
120 121 122
Play test
124
23 Creazioni digitali
125
123
1. Come comunichiamo? 105 2. Le tecnologie della comunicazione 106 3. Internet e social media 107 4. Comunicazione e ambiente 108
1. Testi e presentazioni digitali 2. Immagini digitali 3. Audio e video digitali 4. Copyright, fake news e sostenibilità dei contenuti
125 126 127
Play test
109
Play test
129
20 Sistema economico
110
1. Il sistema economico 2. Come funziona un’azienda? 3. Sicurezza e lavoro 4. Economia, lavoro e sostenibilità
110 111 112 113
24 Pensiero computazionale
130
Play test
114
Parte terza
INFORMATICA 21 Informatica e computer
115
1. Che cos’è l’informatica? 2. Hardware: i componenti del computer 3. Software e sistema operativo 4. Sostenibilità digitale e rifiuti elettronici
115
Play test
119
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1. Algoritmi e pensiero computazionale 2. Diagrammi di flusso 3. Coding con Scratch 4. Programmare in modo responsabile
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130 131 132 133
Play test
134
25 IA e robotica
135
1. L’intelligenza artificiale 135 2. IA generativa e Internet delle cose 136 3. Robotica educativa 137 4. IA, IoT e sostenibilità 138 Play test
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116 117 118
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01CHE COS’È LA TECNOLOGIA? 01 |Tecnologia
Che cos’è la tecnologia? La tecnologia è l’insieme di conoscenze, strumenti e metodi che le persone usano per risolvere problemi. Grazie alla tecnologia trasformiamo le risorse naturali in prodotti utili.
Che cosa si studia in Tecnologia? A scuola la Tecnologia ti insegna a osservare, progettare, costruire e valutare oggetti e sistemi. Impari a lavorare con metodo e a rispettare l’ambiente.
Qual è la differenza tra oggetto, materiale e processo? Un oggetto è un prodotto costruito per svolgere una funzione. Un materiale è la sostanza di cui è fatto l’oggetto. Un processo è la sequenza di operazioni che trasforma una materia prima in un prodotto finito. Termine
Che cosa significa
Oggetto
Un prodotto con una funzione
Materiale
La sostanza di cui è fatto
Processo
Una sequenza di operazioni
O VIDEO INTRODUTTIV
Progettare – trasformi un bisogno in un disegno o in un piano. Realizzare – costruisci usando strumenti e materiali in sicurezza. Riflettere – valuti il risultato e individui gli errori. Comunicare – spieghi il lavoro con disegni, mappe e strumenti digitali.
Come si usa il metodo tecnologico in situazioni concrete? Un tecnico progetta un ponte seguendo queste fasi nell’ordine giusto. Prima osserva il luogo e i bisogni degli utenti. Poi progetta una soluzione. Poi la costruisce. Poi la controlla. Poi documenta il lavoro.
Esempio
Sedia, telefono, ponte Legno, plastica, acciaio Tagliare, assemblare, verniciare
Quali sono le cinque azioni del metodo tecnologico? Il metodo tecnologico è un modo di lavorare per fasi ordinate. Prevede cinque azioni: Osservare – guardi oggetti e processi per capire come funzionano.
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5
obiettivo COMPETENZE Guarda un oggetto che hai in casa. Scrivi di che materiale è fatto e quale funzione svolge. Qual è la differenza tra un materiale e un oggetto? Spiega con un esempio. Elenca le cinque azioni del metodo tecnologico nell’ordine corretto.
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PARTE PRIMA |I materiali
6
COME SI OSSERVA UN OGGETTO Perché bisogna osservare prima di costruire?
Che cos’è il ciclo di vita di un prodotto?
Prima di progettare qualcosa è importante capire che cosa esiste già. L’analisi tecnica studia forma, funzione, materiali e impatto ambientale di un oggetto. Così eviti di ripetere errori già fatti da altri.
Il ciclo di vita è il percorso completo di un oggetto: dalla materia prima alla fabbrica, dall’uso al riciclo o allo smaltimento. Conoscerlo aiuta a produrre con meno sprechi.
Come si analizza un oggetto?
Che cos’è il ciclo tecnologico?
Fai queste sei domande:
Il ciclo tecnologico è il percorso che va dalla materia prima al prodotto finito. Comprende queste fasi nell’ordine:
1. Di che materiale è fatto? 2. Quale funzione svolge? 3. Da quali parti è composto?
estrazione lavorazione controllo distribuzione uso fine vita.
4. Come è stato costruito? 5. Quanto dura? Si può riparare? 6. Si può riciclare alla fine della sua vita?
Ogni fase consuma energia e produce rifiuti.
Che cosa si confronta quando si analizzano oggetti diversi? Confrontare oggetti simili aiuta a scegliere il materiale migliore.
Oggetto
Materiale
Resistenza
Riciclabile?
Cucchiaio di plastica
Polipropilene
Bassa al calore Difficile
Cucchiaio di acciaio
Acciaio inox
Alta
Sì
Bottiglia in PET
Polietilene
Media
Sì
obiettivo COMPETENZE Descrivi il ciclo di vita di una bottiglia di plastica. Quante fasi riesci a identificare? Perché confrontare oggetti simili aiuta a progettare meglio? Guarda la tabella sugli oggetti. Quale cucchiaio ha il ciclo di vita più sostenibile? Spiega perché.
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01 |Tecnologia
7
COME SI PROGETTA E SI REALIZZA Che cos’è la progettazione? La progettazione è il processo che trasforma un bisogno in una soluzione concreta. Prima si capisce il problema, poi si cercano soluzioni, infine si sceglie la migliore.
Quali sono le fasi del metodo progettuale elaborato da Munari? Fase
Come si valuta il risultato di un progetto? Si confronta il prodotto finito con i requisiti iniziali. Ci si chiede: risolve il problema? È sicuro? È economico? Rispetta l’ambiente? Se qualcosa non funziona, si corregge e si riprova. Un errore non è un fallimento: è un’informazione utile per migliorare. Che cosa si fa
1. Definire il problema
Capire che cosa serve e a chi.
2. Raccogliere informazioni
Osservare oggetti simili e raccogliere dati.
3. Proporre soluzioni
Disegnare idee diverse e confrontarle.
4. Scegliere
Valutare costi, materiali e fattibilità.
5. Realizzare
Costruire un prototipo, cioè un modello di prova.
6. Verificare e migliorare
Testare il prototipo e correggere gli errori.
Che cos’è un prototipo? Un prototipo è la prima versione concreta di un oggetto. Serve a testare se il progetto funziona davvero. Spesso si costruisce con materiali semplici, come carta o cartone.
Come si lavora in sicurezza durante la realizzazione di un progetto? Bisogna seguire queste regole: • Prepara il banco: togli tutto ciò che non serve. • Usa gli strumenti correttamente e con cautela. • Non forzare mai un componente. • Controlla le misure prima di tagliare o incollare.
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obiettivo COMPETENZE Qual è la differenza tra un prototipo e il prodotto finale? Metti in ordine le sei fasi del metodo progettuale: raccogliere informazioni / definire il problema / verificare / scegliere / proporre soluzioni / realizzare Immagina di progettare un portapenne. Qual è il primo passo? Quali materiali useresti?
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PARTE PRIMA |I materiali
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TECNOLOGIA PER UN FUTURO SOSTENIBILE Perché la tecnologia può danneggiare l’ambiente?
Solo il 35% è stato raccolto e riciclato correttamente.
Ogni oggetto richiede materie prime, energia e trasporti per essere prodotto. Questo genera inquinamento e produce rifiuti. Più oggetti produciamo e buttiamo via, più risorse consumiamo.
Che cosa possiamo fare noi?
Che cosa significa sviluppo sostenibile? Lo sviluppo sostenibile significa produrre e vivere in modo da soddisfare i bisogni di oggi senza compromettere quelli delle generazioni future. Il concetto è stato definito dall’ONU nel 1987.
Che cosa è l’Agenda 2030? L’Agenda 2030 è un accordo firmato nel 2015 da 193 Paesi. Stabilisce 17 obiettivi per rendere il mondo più giusto e sostenibile entro il 2030. Tra questi: energia pulita, città sostenibili, consumo e produzione responsabili.
Che cosa significa economia circolare? Nell’economia circolare i materiali non finiscono nei rifiuti. Vengono riutilizzati, riparati o riciclati il più possibile. L’obiettivo è produrre meno scarti e usare meglio le risorse disponibili. In Europa nel 2023 ogni persona ha prodotto in media 16,5 kg di rifiuti elettronici. (Fonte: EEA, 2024)
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L’obiettivo UE per il 2030 è arrivare al 65% di raccolta differenziata dei RAEE.
• Comprare solo ciò che è necessario. Evitare gli oggetti usa e getta. • Riparare un oggetto rotto prima di buttarlo via. • Portare i dispositivi elettronici ai centri di raccolta RAEE (Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche). • Scegliere prodotti con certificazioni ambientali come il marchio Ecolabel UE.
obiettivo COMPETENZE Che cosa sono i RAEE? Come si smaltiscono correttamente nella tua città? Qual è la differenza tra economia lineare (produci usa butta) e economia circolare? Scegli uno dei 17 obiettivi dell’Agenda 2030. Spiega come la tecnologia può aiutare a raggiungerlo.
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01 |Tecnologia
Play test
9
Esercizio 1 – Completa la mappa concettuale Usa i seguenti termini: comunicare / osservare / ciclo / riciclo / realizzare / progettare / riflettere / smaltimento che si articola in cinque azioni: ……………………… · ……………………… · ……………………… ……………………… · ……………………… come si articola? che cosa ha ogni oggetto?
Ogni oggetto ha
LA TECNOLOGIA usa il METODO TECNOLOGICO
come termina il ciclo di vita? e termina con il ………………………
un ……………………… di vita che inizia dalla materia prima
o lo ………………………
Esercizio 2 – Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. La tecnologia usa solo strumenti digitali. Il prototipo è un modello di prova, non il prodotto finale. Il ciclo tecnologico va dalla materia prima al prodotto finito. L’Agenda 2030 è stata firmata da 193 Paesi nel 2015. Un processo è una sequenza di operazioni in ordine casuale. Nell’economia circolare i materiali vengono riutilizzati o riciclati.
V
F
Esercizio 3 – Collega il termine con la definizione corretta a. Tecnologia
1. Prima versione concreta di un oggetto da testare
b. Prototipo
2. Percorso dalla materia prima al prodotto finito
c. Ciclo tecnologico
3. Insieme di conoscenze e metodi per risolvere problemi
d. Sviluppo sostenibile
4. Soddisfare i bisogni di oggi senza danneggiare il futuro
Esercizio 4 – Scegli la soluzione corretta 1. Qual è il primo passo del metodo progettuale? a. Costruire subito il prototipo. b. Definire con chiarezza il problema da risolvere.
2. Che cosa fa il tecnico quando “osserva”? a. Costruisce un oggetto usando materiali diversi. b. Analizza un oggetto per capire com’è fatto e come funziona.
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02
PARTE PRIMA |I materiali
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COME È NATA LA CARTA?
O VIDEO INTRODUTTIV
Che cos’è la carta?
Quando e dove fu inventata la carta?
La carta è un materiale formato da fibre vegetali intrecciate e tenute insieme da legami chimici. È uno dei materiali più usati nella vita quotidiana: serve per scrivere, stampare, imballare e disegnare.
La carta, come la conosciamo oggi, fu inventata in Cina nel 105 d.C. da Cai Lun, un funzionario della corte imperiale. Usò corteccia di gelso, stracci di canapa e reti da pesca: li bollì, li pestò e stese la poltiglia su telai per farla asciugare.
Di che cosa sono fatte le fibre della carta? Le fibre della carta sono fatte di cellulosa, una sostanza che si trova nelle pareti delle cellule di tutte le piante. La cellulosa è formata da lunghe catene di molecole di glucosio legate tra loro, che danno alla carta resistenza e flessibilità.
Come arrivò la carta in Europa?
Che cosa si usava per scrivere prima della carta?
La carta arrivò in Europa grazie agli Arabi nel XII secolo. La prima cartiera europea fu costruita a Fabriano (Italia) nel 1276. Gli artigiani italiani introdussero importanti novità: la filigrana per identificare il produttore, i magli idraulici per sminuzzare gli stracci e la collatura per rendere la carta meno assorbente.
Prima dell’invenzione della carta, le persone usavano altri materiali:
Quando cominciò la produzione industriale?
• Tavolette di argilla (3000 a.C.): i Sumeri in Mesopotamia scrivevano con uno stilo su argilla umida, poi indurita al sole. • Papiro (3000 a.C.): gli antichi Egizi ricavavano fogli dalla pianta di papiro, che cresceva lungo il Nilo. • Pergamena (200 a.C.): realizzata con pelli di animale trattate, più resistente del papiro ma molto costosa.
Nel 1799 il francese Louis-Nicolas Robert inventò la prima macchina per produrre carta in fogli continui. Nel 1840 il tedesco Friedrich Keller sviluppò il metodo per ricavare pasta di cellulosa direttamente dal legno, senza usare stracci. Due invenzioni che resero la carta molto più economica e accessibile.
Materiale
Provenienza
Epoca
Tavolette di argilla Papiro Pergamena
Mesopotamia (Sumeri) Antico Egitto Pergamo, Asia minore
3000 a.C. 3000 a.C. Dal 200 a.C.
obiettivo COMPETENZE Che cos’è la cellulosa e in quali materiali naturali si trova? Metti in ordine cronologico questi materiali scrittori: carta / pergamena / papiro / tavolette di argilla. Qual è stata la novità più importante introdotta dagli artigiani di Fabriano? Spiega perché.
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02 |Carta
11
COME SI PRODUCE LA CARTA Quali materie prime si usano per produrre la carta? Le principali materie prime sono: • Legno fresco: soprattutto conifere (pino, abete) e latifoglie (pioppo, eucalipto, betulla). • Carta da macero: carta usata che viene riciclata. • Fibre alternative: bambù, canapa, lino.
Come funziona la macchina continua? La macchina continua trasforma la pasta liquida (concentrazione 0,5-1% in acqua) in un foglio. Funziona in quattro fasi nell’ordine:
• Tavola piana: la pasta viene versata su una rete metallica in movimento: l’acqua filtra, le fibre si depositano e si intrecciano formando il foglio. • Pressatura: rulli pressori eliminano l’acqua Che cos’è la sfibratura? residua; il foglio acquista compattezza. La sfibratura è il processo che trasforma il • Essiccamento: il foglio scorre su cilindri legno in pasta di cellulosa, separando le fibre riscaldati a vapore (150-200 °C) fino a raggiungere l’umidità finale del 6-8%. vegetali. Esistono due metodi principali. • Avvolgimento: il foglio continuo viene avvolto in grandi bobine oppure tagliato nei formati A4, A3, ecc. Metodo meccanico Metodo chimico Come Il legno è pressato funziona contro mole rotanti Fibre Corte, meno ottenute resistenti Resa Alta (90-95%) Usi Carta da giornale
Il legno è cotto con sostanze chimiche in autoclavi Lunghe, di qualità superiore Bassa (45-50%) Libri, quaderni, carte di qualità
Come si prepara la pasta di cellulosa? Dopo la sfibratura, la pasta viene trattata in tre fasi: • Sbiancamento: si rimuovono le sostanze che danno colore alla pasta, usando metodi ecologici. • Raffinazione: le fibre vengono “pettinate” per aumentare la superficie di contatto e migliorare la resistenza. • Aggiunta di additivi: si aggiungono cariche (carbonato di calcio, caolino) per opacità e stampabilità, collanti (amido, resine) per ridurre l’assorbimento, e coloranti se necessario.
La macchina continua
obiettivo COMPETENZE Qual è la differenza tra il metodo meccanico e quello chimico nella sfibratura? Per quale tipo di carta si usa ciascuno? Metti in ordine le quattro fasi della macchina continua: pressatura / avvolgimento / essiccamento / tavola piana. Perché si aggiunge carbonato di calcio alla pasta di carta? Scegli la risposta corretta e spiega.
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PARTE PRIMA |I materiali
LE PROPRIETÀ E GLI USI DELLA CARTA Perché la carta non è tutta uguale?
Quali sono i principali usi della carta?
Ogni tipo di carta ha caratteristiche diverse, che la rendono adatta a usi specifici. Le proprietà della carta si dividono in tre gruppi: chimico-fisiche, meccaniche e tecnologiche.
Stampa e scrittura
Libri, quaderni, riviste patinate, banconote
Imballaggio
Che cosa sono le proprietà chimicofisiche?
Carta kraft, cartoni ondulati, scatole
Igienico-sanitari
Sono le caratteristiche che descrivono la struttura e la composizione della carta:
Fazzoletti, carta igienica, tovaglioli usa e getta
Usi industriali
Carta fotografica, carta da parati, isolanti elettrici
• Grammatura: il peso di un metro quadrato di carta, espresso in g/m². • Spessore: misurato in micrometri (µm): dipende dalla grammatura e dal tipo di fibra. • Porosità: la capacità di lasciar passare aria o liquidi attraverso le fibre. • Umidità: la carta assorbe umidità dall’ambiente; il valore normale è 6-8%. • Proprietà ottiche: opacità (bloccare la luce), bianchezza, brillantezza.
Tipo di carta
Usi principali
Carta da stampa
Che cosa sono le proprietà meccaniche?
Cartone per imballaggio
Descrivono come la carta reagisce alle forze: • Resistenza a trazione: la forza massima che la carta sopporta prima di rompersi. • Resistenza alla lacerazione: la forza per continuare uno strappo già iniziato. • Rigidità: la resistenza alla flessione (importante per cartoncini e copertine).
Carta igienica
Che cosa sono le proprietà tecnologiche? Descrivono come la carta si comporta nell’uso: • Stampabilità: la capacità di ricevere e trattenere l’inchiostro in modo uniforme. • Scrivibilità: la facilità di scrittura senza che l’inchiostro attraversi il foglio. • Proprietà barriera: la capacità di impedire il passaggio di acqua, grassi o gas.
Carta da parati
obiettivo COMPETENZE Qual è la differenza tra resistenza a trazione e resistenza alla lacerazione? Perché la grammatura è importante quando si sceglie la carta per stampare? Guarda la tabella dei tipi di carta. Quale tipo ha le proprietà barriera più importanti? Spiega perché.
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02 |Carta
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IL RAPPORTO TRA LA CARTA E L'AMBIENTE Perché l’industria cartaria ha un grande impatto ambientale?
Che cosa sono le certificazioni ambientali?
La produzione di carta richiede enormi quantità di risorse naturali. Ogni anno, nel mondo, l’industria cartaria consuma circa 400 milioni di tonnellate di legno, 20 miliardi di metri cubi d’acqua e il 4% dell’energia prodotta globalmente. Per ogni tonnellata di carta si producono anche circa 1,3 tonnellate di CO2.
Le certificazioni garantiscono che la carta sia prodotta in modo responsabile:
Come funziona il riciclo della carta? Il riciclo della carta segue un percorso preciso: • Raccolta differenziata: gli utenti separano la carta dagli altri rifiuti. • Selezione e pulizia: si rimuovono contaminanti come plastica e metalli. • Sfibratura: le fibre vengono separate in acqua. • Disinchiostrazione: gli inchiostri vengono rimossi con processi fisici e chimici. • Nuova produzione: le fibre riciclate diventano nuova carta.
Quante volte si può riciclare la carta? Le fibre di cellulosa non possono essere riciclate all’infinito: si accorciano a ogni ciclo e perdono resistenza. Il limite è di circa 5-7 cicli di riciclo. Per questo, alla carta riciclata si aggiungono sempre alcune fibre fresche.
Qual è la situazione del riciclo in Italia? L’Italia è leader europeo nel riciclo della carta, con un tasso dell’87,3% (2025). Ogni anno si recuperano circa 7,5 milioni di tonnellate di carta, risparmiando 4,6 milioni di tonnellate di CO2 e 47 milioni di metri cubi d’acqua.
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• FSC (Forest Stewardship Council): certifica che il legno proviene da foreste gestite in modo sostenibile, rispettando biodiversità e diritti delle comunità locali. • PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification): standard europeo per la gestione sostenibile delle foreste. • Ecolabel UE: marchio di qualità ecologica: ridotte emissioni di CO2, limitato uso di sostanze chimiche, alto contenuto di fibre riciclate.
Come possiamo usare la carta in modo responsabile? • Stampare solo quando necessario e preferire la stampa fronte-retro. • Riciclare correttamente nella raccolta differenziata. • Riutilizzare i fogli usati da un solo lato come carta da brutta. • Scegliere prodotti con certificazioni FSC, PEFC o Ecolabel. • Acquistare meno prodotti usa e getta in carta.
obiettivo COMPETENZE Perché la carta non può essere riciclata per sempre? Che cosa succede alle fibre a ogni ciclo? Qual è la differenza tra la certificazione FSC e l’Ecolabel UE? Cerca su un quaderno o su un foglio di carta che hai in casa se c’è un marchio di certificazione. Spiega che cosa garantisce.
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PARTE PRIMA |I materiali
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Play test
Esercizio 1 – Completa la mappa concettuale Usa i seguenti termini: cellulosa / vegetali / legno / riciclata / meccanico / chimico / tavola piana / essiccamento Le materie prime principali sono il ……………………… e la carta ……………………… da che cosa si ricava? come si ottiene la pasta?
La CARTA è formata da
Due metodi: ……………………… (fibre corte, per giornali) ……………………… (fibre lunghe, per quaderni e libri)
quali sono le fasi della macchina continua?
fibre di ……………………… che si trovano nelle pareti delle cellule ………………………
……………………… pressatura ……………………… avvolgimento
Esercizio 2 – Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. La carta fu inventata in Egitto da Cai Lun. La cellulosa è la sostanza principale di cui sono fatte le fibre della carta. Il metodo chimico di sfibratura produce fibre lunghe e di qualità. La carta può essere riciclata infinite volte senza perdere qualità. La grammatura indica il peso di un metro quadrato di carta. La certificazione FSC garantisce che il legno viene da foreste gestite in modo sostenibile.
V
F
Esercizio 3 – Collega il termine con la definizione corretta a. Cellulosa
1. Macchina che trasforma la pasta in un foglio continuo
b. Grammatura
2. Sostanza organica che forma le fibre vegetali
c. Macchina continua
3. Peso di un metro quadrato di carta (g/m²)
d. Sfibratura
4. Processo che separa le fibre dal legno
Esercizio 4 – Scegli la soluzione corretta 1. In quale anno e in quale paese fu inventata la carta? a. Nel 105 d.C. in Cina, da Cai Lun. b. Nel 1276 in Italia, a Fabriano.
2. Qual è il vantaggio del metodo chimico di sfibratura rispetto a quello meccanico? a. Produce più carta con meno legno. b. Produce fibre più lunghe e resistenti, adatte a carta di qualità.
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03 |Legno
LE CARATTERISTICHE DEL LEGNO Che cos’è il legno?
Che cos’è la stagionatura?
Il legno è un materiale naturale e rinnovabile che si forma negli alberi attraverso un processo biologico. È uno dei materiali più usati dall’uomo: serve per costruire case, mobili, strumenti e oggetti di ogni tipo. Il legno è formato principalmente da cellulosa, lignina e altre sostanze nutritive.
Il legno appena tagliato contiene molta acqua, anche il 50% del suo peso, e non si può usare subito. Deve essere stagionato, cioè fatto asciugare lentamente, fino a ridurre l’umidità all’8-12%.
Come è fatto un tronco d’albero? Se tagliamo un tronco in senso trasversale, possiamo vedere diverse parti concentriche, ognuna con una funzione diversa: • Midollo: la parte centrale, formata dai tessuti più antichi dell’albero. • Durame: il legno più vecchio e compatto, che forma lo “scheletro” dell’albero: è la parte più resistente. • Alburno: il legno più giovane, attraverso il quale scorre la linfa che nutre l’albero. • Cambio: uno strato sottilissimo dove avviene la crescita: produce nuove cellule ogni anno. • Corteccia: il rivestimento esterno che protegge l’albero dagli agenti atmosferici e dai parassiti.
Che cosa sono gli anelli di accrescimento? Gli anelli di accrescimento sono cerchi concentrici visibili nella sezione del tronco. Ogni anello corrisponde a un anno di vita dell’albero. Gli anelli più sottili indicano anni con poca pioggia, quelli più spessi anni favorevoli alla crescita.
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Stagionatura
O VIDEO INTRODUTTIV
Come funziona
Durata
Naturale
Le tavole sono lasciate all’aria aperta
1-3 anni
Artificiale
Le tavole sono essiccate in forni speciali
Pochi giorni
La stagionatura naturale dà risultati migliori, ma richiede molto tempo e spazio.
Come si trasforma un albero in legno lavorato? Il ciclo tecnologico del legno segue queste fasi: • Gestione forestale: i forestali tagliano solo gli alberi maturi, lasciando crescere quelli giovani. • Abbattimento e trasporto: i tronchi vengono abbattuti e portati alla segheria. • Scortecciatura e taglio: i tronchi vengono puliti e segati in tavole, travi o listelli. • Stagionatura: le tavole vengono fatte asciugare naturalmente o in forni. • Lavorazione: il legno stagionato viene piallato, levigato e trasformato in prodotti finiti.
obiettivo COMPETENZE
Quali sono le cinque parti della sezione trasversale di un tronco? Descrivile brevemente. Perché il legno deve essere stagionato prima di essere utilizzato? Spiega la differenza tra stagionatura naturale e artificiale. Metti in ordine le fasi del ciclo tecnologico del legno: lavorazione / stagionatura / abbattimento / taglio in segheria / gestione forestale.
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PARTE PRIMA |I materiali
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I TIPI DI LEGNO E LE LORO PROPRIETÀ Come si classificano i legni?
Quali sono le proprietà del legno?
I legni si dividono in due grandi famiglie: legni teneri (o dolci) e legni duri. Questa distinzione dipende dalla struttura botanica della pianta, non solo dalla durezza al tatto.
Le proprietà del legno si dividono in tre gruppi:
• Legni teneri: provengono dalle conifere (pino, abete, larice, cedro) e da alcune latifoglie poco dense (pioppo, tiglio). Sono più leggeri, facili da lavorare ed economici. Si usano per l’edilizia, la carpenteria e la produzione di carta. • Legni duri: provengono dalle latifoglie (quercia, faggio, noce, ciliegio). Sono più compatti e resistenti, crescono più lentamente e hanno un aspetto più pregiato. Si usano per mobili di qualità, pavimenti e strumenti musicali.
Gruppo
Proprietà
Chimicofisiche
Densità
Peso del legno rispetto al suo volume (g/cm³). I legni duri sono più densi.
Chimicofisiche
Umidità
Il legno assorbe acqua dall’ambiente: troppa umidità lo deforma o lo fa marcire.
Meccaniche
Resistenza
Capacità di sopportare sforzi (trazione, compressione, flessione).
Meccaniche
Durezza
Resistenza ai graffi e alle ammaccature.
Tecnologiche
Lavorabilità
Facilità con cui il legno si taglia, pialla e leviga.
Tecnologiche
Durabilità
Resistenza nel tempo a umidità, funghi e insetti.
Come si riconosce un tipo di legno? Per riconoscere le diverse essenze (specie di legno) si osservano tre caratteristiche: • Colore: varia dal bianco del pioppo al nero dell’ebano, passando per il rosso del ciliegio e il marrone del noce. • Venatura: il disegno formato dalle fibre del legno. Può essere diritta (abete), ondulata (olivo) o intrecciata (olmo). • Odore: il cedro profuma intensamente, il pino ha un odore resinoso, il noce ha un aroma dolce e caratteristico.
Descrizione
Quali difetti può avere il legno? Il legno è un materiale naturale e può presentare difetti che ne riducono la resistenza o l’estetica:
obiettivo COMPETENZE
• Nodi: parti più dure dove erano attaccati i rami; rendono il legno meno resistente.
Osserva la tabella delle proprietà. Qual è la differenza tra durezza e resistenza meccanica?
• Cipollatura: distacco di uno o più anelli di accrescimento, come gli strati di una cipolla.
Qual è la differenza tra legni teneri e legni duri? Fai due esempi per ciascuna categoria.
Descrivi tre difetti naturali del legno e spiega come ciascuno può influenzare l’uso del materiale.
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• Imbarcamento: deformazione delle tavole causata da stagionatura scorretta o sbalzi di umidità.
• Infradiciamento: deterioramento causato da tarli o muffe se il legno non è protetto.
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03 |Legno
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GLI USI DEL LEGNO Quali strumenti si usano per lavorare il legno? La lavorazione del legno può avvenire con strumenti manuali tradizionali o con macchine industriali moderne. Gli utensili manuali sono usati dall’artigiano del legno, il falegname: • Sega: serve per tagliare. Esistono diversi tipi, come il seghetto per tagli precisi o la sega a telaio per tagli lunghi. • Pialla: asporta sottili trucioli rendendo la superficie liscia e uniforme. • Scalpello: serve per intagliare, fare incastri e lavorazioni di precisione. • Trapano: crea fori di diverse dimensioni. Oggi si usa quasi sempre il trapano elettrico.
Che cosa sono le macchine CNC? Nell’industria moderna si usano macchine automatizzate controllate da computer. Le fresatrici CNC (Computer Numerical Control) eseguono lavorazioni complesse seguendo le istruzioni di un programma informatico: possono fare incastri perfetti, decorazioni elaborate e forme tridimensionali. Le levigatrici industriali hanno nastri abrasivi che rendono le superfici perfettamente lisce in pochi passaggi.
Che cosa sono i derivati del legno? Quando il legno ha difetti o proviene da scarti di lavorazione, può essere trasformato in pannelli derivati: • Compensato: più fogli di piallaccio (foglio sottile di legno) incollati con le fibre incrociate per aumentare la resistenza. • Truciolato: scarti e trucioli di legno pressati e incollati; economico ma meno resistente.
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• MDF (Medium Density Fibreboard): fibre di legno pressate con resine sotto calore; superficie liscia, facile da verniciare, ma teme l’umidità. • Legno lamellare: tavole di legno incollate in strati; molto resistente, usato per travi e strutture edilizie.
Come si usa il legno in edilizia? Il legno è sempre più usato nelle costruzioni moderne grazie alla sua resistenza e alle sue proprietà isolanti: • Legno lamellare: permette di costruire travi molto grandi, ideale per ponti, palazzetti sportivi e capannoni. • Sistema platform frame: montanti e traversi di legno formano la struttura portante delle pareti, riempite con isolanti naturali. • Case prefabbricate: elementi prodotti in fabbrica e montati in pochi giorni; alta qualità e costi controllati.
Come si usa il legno nell’arredamento? Ogni essenza ha caratteristiche che la rendono adatta a usi specifici: • Noce: venature eleganti e colore caldo; ideale per mobili di lusso e camere da letto di pregio. • Quercia: robustissima, con venature marcate; perfetta per mobili rustici, pavimenti e botti per il vino. • Faggio: chiaro, compatto, economico; usato per sedie, giocattoli e utensili da cucina. • Pino e abete: leggeri e facili da tingere; perfetti per mobili economici e camerette.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra compensato e truciolato? In quali situazioni si usa ciascuno? Che cosa significa CNC? Quali vantaggi offrono le macchine CNC rispetto agli utensili manuali?
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PARTE PRIMA |I materiali
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IL LEGNO E LA SOSTENIBILITÀ Perché il legno è considerato un materiale sostenibile? Il legno è l’unico materiale da costruzione ricavato dagli alberi: è una risorsa naturale rinnovabile. A differenza del petrolio, dell’acciaio o del cemento, il legno può essere prodotto di nuovo semplicemente piantando nuovi alberi. Inoltre, durante la crescita gli alberi assorbono CO2 dall’atmosfera, contribuendo a ridurre l’effetto serra.
Che cosa significa gestione forestale sostenibile? Una foresta ben gestita è un ecosistema in equilibrio: produce legno senza impoverirsi. I principi fondamentali sono: • Taglio selettivo: si tagliano solo gli alberi maturi, lasciando spazio a quelli giovani per crescere. • Biodiversità: si mantengono zone di protezione per ospitare molte specie di piante e animali. • Rigenerazione naturale: dopo il taglio, la foresta si rigenera da sola grazie ai semi degli alberi rimasti.
Quando acquistiamo un prodotto con questi marchi, sappiamo che il legno non ha contribuito alla deforestazione.
Che cos’è l’economia circolare applicata al legno? Il legno è perfetto per l’economia circolare: invece di essere buttato, può essere riutilizzato più volte prima di tornare alla natura. Fase
Riuso
Riciclo Compostaggio
Esempio
Un mobile vecchio viene restaurato o trasformato (pallet tavolo, travi mensole) Gli scarti diventano truciolato o pellet per il riscaldamento Il legno non trattato si decompone e diventa humus per le piante
Come possiamo comportarci in modo responsabile? • Scegliere prodotti in legno con certificazione FSC o PEFC. • Preferire legno locale o europeo rispetto a legni tropicali di dubbia provenienza.
Che cosa sono le certificazioni FSC e PEFC?
• Riparare e restaurare i mobili vecchi invece di buttarli.
Per sapere se il legno che compriamo proviene da foreste gestite in modo responsabile, esistono certificazioni internazionali:
• Riciclare correttamente i materiali in legno nella raccolta differenziata.
• FSC (Forest Stewardship Council): il marchio più diffuso al mondo. Certifica che il legno proviene da foreste gestite secondo rigorosi standard ambientali, sociali ed economici. • PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification): l’alternativa europea all’FSC. Ha standard ugualmente rigorosi, con attenzione particolare alle realtà forestali europee.
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• Evitare prodotti usa e getta in legno non certificato.
obiettivo COMPETENZE
Perché il taglio selettivo è preferibile al taglio indiscriminato di tutti gli alberi di una foresta? Qual è la differenza tra la certificazione FSC e la certificazione PEFC? Cerca in casa un oggetto di legno o un mobile: riesci a trovare un marchio di certificazione? Spiega che cosa garantisce.
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03 |Legno
Play test
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Esercizio 1: Completa la mappa concettuale Usa i seguenti termini: stagionatura / corteccia / duri / cellulosa / midollo / rinnovabile / teneri / lignina È formato da …………………, ………………… e altre sostanze nutritive da che cosa è formato? come si classificano i legni?
Il LEGNO è un materiale naturale ………………… che si ottiene dagli alberi
che cosa si vede nella sezione del tronco?
come si riduce l’umidità? Legni ………………… (pino, abete, pioppo); Legni ………………… (quercia, faggio, noce)
L’essiccazione si chiama
Dal centro all’esterno:
………………… e riduce l’umidità all’8-12%
………………… durame · alburno ………………… cambio
Esercizio 2: Vero o Falso Scrivi V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. V
F
Il durame è la parte più giovane e morbida del tronco. Il legno appena tagliato deve essere stagionato prima dell’uso. I legni teneri provengono dalle latifoglie come quercia e faggio. Il compensato è formato da più fogli di piallaccio incollati con fibre incrociate. La certificazione FSC garantisce che il legno proviene da foreste gestite in modo sostenibile. Il legno non può essere riciclato né riutilizzato a fine vita.
Esercizio 3: Collega il termine con la definizione corretta a. Stagionatura b. Durame c. Truciolato d. FSC
1. Pannello formato da trucioli di legno pressati e incollati 2. Certificazione internazionale per foreste gestite in modo sostenibile 3. Parte centrale e più resistente del tronco 4. Processo di essiccazione controllata del legno
Esercizio 4: Scegli la soluzione corretta A. Qual è la parte del tronco attraverso cui scorre la linfa che nutre l’albero?
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B. Perché si preferisce il legno lamellare per costruire grandi travi e strutture?
a. Il midollo, al centro del tronco.
a. Perché è più economico del legno massiccio
b. L’alburno, la parte più giovane ed esterna.
b. Perché è molto resistente.
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PARTE PRIMA |I materiali
CHE COS’È IL VETRO Che cos’è il vetro? Il vetro è un materiale solido, duro e trasparente. Si ottiene fondendo insieme sabbia, soda e calce a temperature molto alte, circa 1500 °C. Quando la miscela si raffredda velocemente, diventa un solido amorfo, cioè un solido senza struttura cristallina regolare. Il componente principale del vetro è la silice, il composto chimico contenuto nella sabbia.
Quando e dove è nato il vetro? La storia del vetro comincia circa 4000 anni fa, in Mesopotamia. Gli antichi Egizi impararono a soffiare il vetro per creare vasi e oggetti decorativi. I Romani inventarono la soffiatura con la canna, una tecnica che permette di creare bottiglie e bicchieri con forme regolari. Nel 1291, a Murano (Venezia), nacque una delle industrie vetrarie più famose al mondo.
O VIDEO INTRODUTTIV
Come si è evoluta la produzione del vetro? La grande rivoluzione avvenne nel 1959, quando l’inglese Pilkington inventò il processo float. Il vetro fuso scorre su uno strato di stagno liquido e diventa perfettamente piatto. Questa tecnica è ancora oggi il metodo principale per produrre le lastre delle finestre.
Dove si trova il vetro nella vita quotidiana? Il vetro è presente ovunque intorno a noi: • finestre e porte: per la trasparenza e la resistenza agli agenti atmosferici • bottiglie e vasetti: per conservare alimenti e bevande in sicurezza • schermi di smartphone e computer: per durezza e chiarezza visiva • fibre ottiche: per trasmettere dati a grandissima velocità
obiettivo COMPETENZE
Che cosa significa che il vetro è un “solido amorfo”? In che cosa è diverso da un cristallo? Elenca tre oggetti di vetro che vedi intorno a te. Perché pensi che sia stato scelto il vetro per ciascuno?
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COME SI PRODUCE IL VETRO Come si produce il vetro piano? Il vetro piano si produce con il processo float. Sabbia, soda, calce e vetro riciclato vengono fusi in un grande forno a circa 1550 °C. Il vetro fuso scorre su uno strato di stagno liquido: qui galleggia e diventa perfettamente piatto e uniforme. Infine, si raffredda lentamente e viene tagliato in lastre della misura desiderata.
Come si produce il vetro cavo? Il vetro cavo serve per produrre bottiglie, bicchieri e vasetti. Una porzione di vetro fuso, chiamata goccia, viene introdotta in uno stampo iniziale chiamato parison. Si soffia aria compressa: il vetro si espande e prende
la forma del contenitore. La goccia passa poi in uno stampo finale, dove assume la forma definitiva.
Perché il raffreddamento è importante? Dopo la lavorazione, il vetro non si può raffreddare all’improvviso. Deve attraversare un forno di ricottura, dove viene riscaldato a circa 550 °C e poi raffreddato lentamente. Questo processo elimina le tensioni interne che potrebbero far rompere il vetro spontaneamente. Un raffreddamento brusco, al contrario, renderebbe il vetro fragile e instabile.
Forno di fusione
Miscelazione materie prime
Galleggiamento su stagno fuso
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra la produzione del vetro piano e quella del vetro cavo? Perché il vetro deve essere raffreddato lentamente dopo la lavorazione? Che cosa succederebbe altrimenti?
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Raffreddamento
Taglio
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PARTE PRIMA |I materiali
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LE PROPRIETÀ E I TIPI DI VETRO Quali sono le principali proprietà del vetro? Il vetro ha caratteristiche che lo rendono unico tra i materiali: • Trasparenza: lascia passare circa il 90% della luce visibile. • Durezza: resiste ai graffi della maggior parte dei materiali comuni (durezza 6 su scala di Mohs). • Fragilità: regge bene la pressione, ma si rompe se colpito con forza. • Riciclabilità: può essere rifuso infinite volte senza perdere qualità.
Che cos’è il vetro temperato? Il vetro temperato si ottiene riscaldando il vetro e poi raffreddandolo molto rapidamente. Questo trattamento lo rende circa 4-5 volte più resistente del vetro comune. Se si rompe, si frantuma in piccoli frammenti arrotondati, non taglienti. Si usa per porte, box doccia, finestrini di auto e vetrate di sicurezza.
Che cos’è il vetro laminato? Il vetro laminato è formato da due lastre di vetro unite da una pellicola plastica. In caso di rottura, i frammenti restano attaccati alla pellicola e non cadono: è molto sicuro. Si usa per parabrezza delle auto e per i pavimenti in vetro.
Che cos’è il vetrocamera e quali altri vetri speciali esistono? Il vetrocamera è formato da due lastre separate da uno strato di gas inerte. Riduce la perdita di calore e mantiene la temperatura interna: si usa nelle finestre per risparmiare energia. Esistono anche il vetro autopulente (si pulisce con la luce solare), il vetro fotovoltaico (produce energia elettrica) e le fibre di vetro (filamenti sottilissimi per fibre ottiche e materiali isolanti).
obiettivo COMPETENZE
Perché il vetro temperato è più sicuro del vetro comune se si rompe? Quale tipo di vetro sceglieresti per le finestre di casa per risparmiare energia? Spiega perché.
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IL RAPPORTO TRA IL VETRO E L’AMBIENTE Perché il vetro è un materiale sostenibile?
Quali sono i vantaggi del riciclo?
Il vetro è uno dei materiali più ecologici che esistono. Può essere riciclato infinite volte senza perdere qualità: ogni bottiglia usata diventa una nuova bottiglia. In Italia si ricicla l’87% del vetro raccolto: siamo tra i leader europei del riciclo. Per ogni tonnellata di vetro riciclato si risparmiano circa 1,2 tonnellate di sabbia e minerali.
• Si risparmia energia: il vetro riciclato fonde a temperature più basse.
Come funziona il riciclo del vetro? Il vetro raccolto viene prima diviso per colore: bianco, verde e marrone. Ogni tipo si lavora separatamente per mantenere le qualità del vetro riciclato. Il vetro viene poi frantumato in piccoli pezzi chiamati rottame o cullet. Il rottame viene pulito da etichette e tappi, poi rifuso per creare nuovi contenitori.
Riciclare il vetro fa bene all’ambiente:
• Si riducono le emissioni di CO2: si produce meno anidride carbonica. • Si evita di estrarre nuove materie prime dalla natura.
Che cosa possiamo fare ogni giorno? • Gettare bottiglie e vasetti nell’apposito contenitore del vetro della raccolta differenziata. • Non mescolare il vetro con altri rifiuti: lo contamina e lo rende inutilizzabile. • Preferire bottiglie di vetro riutilizzabili a quelle di plastica usa e getta. • Scegliere prodotti con certificazioni ambientali come la ISO 14001 o l’Ecolabel UE.
obiettivo COMPETENZE
Perché riciclare il vetro fa risparmiare energia rispetto alla produzione con materie prime nuove? Cerca un contenitore per la raccolta del vetro vicino a casa tua. Che cosa indica l’etichetta?
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PARTE PRIMA |I materiali
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Play test
Esercizio 1: Completa la mappa concettuale Usa questi termini: temperato / stagno / infinite / sabbia / amorfo / float Si ottiene fondendo ………………………, soda e calce a circa 1500 gradi come si ottiene?
quale tipo è più resistente?
Il vetro ……………………… è più resistente del comune e si frantuma in pezzi non taglienti
Il VETRO è un solido
come si produce il vetro piano?
……………………… cioè senza struttura cristallina regolare
Con il processo
si può riciclare?
……………………… il vetro fuso scorre su uno strato di ……………………… liquido
Si può riciclare per
Esercizio 2: Vero o Falso
……………………… volte senza perdere qualità
Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. Il vetro si ottiene fondendo ferro e carbone. Nel processo float, il vetro fuso scorre su stagno liquido. Il vetro temperato è più fragile del vetro comune. Il vetro può essere riciclato infinite volte senza perdere qualità. Il vetrocamera riduce la perdita di calore nelle finestre. La silice è la sostanza contenuta nella sabbia.
V
F
Esercizio 3: Collega il termine con la definizione corretta a. Silice
1. Frammenti di vetro usato, pronti per essere rifusi
b. Processo float
2. Componente principale del vetro, dalla sabbia
c. Rottame (cullet)
3. Vetro con due lastre e strato di gas isolante
d. Vetrocamera
4. Tecnica per produrre vetro piano su stagno liquido
Esercizio 4: Scegli la soluzione corretta A. Il vetro è un “solido amorfo” perché: a. si raffredda rapidamente senza formare una struttura cristallina regolare. b. contiene stagno fuso al suo interno.
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CHE COS’È LA CERAMICA
O VIDEO INTRODUTTIV
Da cosa si ricava la ceramica?
Perché la cottura cambia l’argilla?
La ceramica è un materiale duro e resistente che si ottiene dall’argilla, cioè una terra naturale molto fine. L’argilla mescolata con l’acqua diventa morbida e si può modellare. Quando si cuoce in un forno molto caldo, si trasforma in un solido resistente e duraturo.
Prima della cottura, l’argilla è ancora porosa e fragile. Con il calore del forno, superiore ai 900 °C, l’impasto subisce trasformazioni chimiche irreversibili. Diventa duro, resistente e non può più tornare allo stato di argilla.
Quando è nata la ceramica?
Dove si usa la ceramica oggi?
La ceramica è una delle invenzioni più antiche della storia umana. I primi oggetti in terracotta, cioè argilla cotta, risalgono a circa 30.000 anni fa. Intorno al 3000 a.C. viene inventato il tornio da vasaio, cioè un disco rotante che permette di modellare i vasi. Verso il 1000 a.C. si diffonde la smaltatura, cioè il rivestimento con una sostanza vetrosa impermeabile.
In casa la ceramica è ovunque: piatti, tazze, piastrelle del bagno, vasi. Nell’industria più avanzata esistono le ceramiche tecniche, cioè materiali ceramici ad altissime prestazioni, usati nell’aerospazio e nella medicina. Alcune ceramiche tecniche resistono a temperature oltre i 1500 °C.
Quali sono le materie prime della ceramica? La ceramica è formata da materiali naturali mescolati insieme: • argilla: terra fine che, con l’acqua, diventa morbida e plastica. • Sabbia e silice: rendono l’impasto stabile e riducono le crepe. • Feldspato: minerale che durante la cottura fonde e rende la superficie compatta. • Ossidi metallici: aggiungono colore e aumentano la resistenza.
obiettivo COMPETENZE
Che cosa succede all’argilla quando viene cotta in forno a temperature alte? Quali materie prime si usano per produrre la ceramica? Elencane almeno tre. Perché la ceramica tecnica è utile nell’industria aerospaziale?
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PARTE PRIMA |I materiali
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COME SI PRODUCE LA CERAMICA Come si produce la ceramica in modo artigianale? Il vasaio impasta l’argilla a mano aggiungendo acqua, finché diventa morbida e omogenea. Poi modella l’oggetto con le mani oppure al tornio, dando forma a vasi e ciotole. L’oggetto viene lasciato asciugare lentamente: questa fase si chiama essiccazione, cioè l’eliminazione dell’acqua dall’impasto.
Come avviene la cottura artigianale? Dopo l’essiccazione, il pezzo entra in forno per la prima cottura. L’argilla si indurisce e diventa il cosiddetto biscotto, cioè un pezzo cotto ma ancora poroso. Se si vuole una superficie decorata e impermeabile, si applica lo smalto, cioè un rivestimento vetroso colorato. Si esegue poi una seconda cottura per fissare lo smalto.
Che cosa sono i forni a tunnel? I pezzi essiccati entrano nei forni a tunnel, cioè lunghi forni in cui gli oggetti avanzano su un nastro. Qui raggiungono temperature molto alte, anche oltre 1200 gradi, e diventano duri e compatti. Anche la smaltatura e la decorazione sono automatizzate: si usano la serigrafia, cioè la stampa a colori, o macchine laser.
Qual è la differenza principale tra produzione artigianale e industriale? Nella produzione artigianale ogni pezzo è unico e fatto a mano. Nella produzione industriale i pezzi sono tutti uguali, prodotti da macchine in grandi quantità. Il processo industriale è più veloce, ma quello artigianale produce oggetti originali e di maggior valore artistico.
Come si produce la ceramica in modo industriale? Nelle fabbriche, macchine miscelatrici preparano l’impasto con argilla, sabbia, feldspato e acqua. La formatura avviene con presse, stampi o attraverso la trafilatura, cioè il passaggio dell’impasto attraverso fori sagomati. Si producono così molti pezzi identici in pochi secondi.
obiettivo COMPETENZE Qual è la differenza tra un pezzo “biscotto” e un pezzo smaltato? Perché nella produzione industriale si usano presse e stampi invece del tornio?
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LE PROPRIETÀ E I TIPI DI CERAMICA Quali sono le proprietà principali della ceramica?
Che cosa significa che il gres si “vetrifica”?
La ceramica ha proprietà fisiche e meccaniche molto particolari:
Il gres è cotto a oltre 1200 °C. A queste temperature, i granelli dell’impasto si fondono tra loro: questo processo si chiama vetrificazione. Il gres diventa impermeabile, durissimo e resistente anche al gelo. Per questo si usa per pavimenti da esterno e per sanitari del bagno.
• refrattarietà: sopporta alte temperature senza deformarsi. • Durezza: resiste ai graffi, ma può rompersi se colpita con forza. • Fragilità: si può incrinare o frantumare con un urto. • Isolamento elettrico: non conduce l’elettricità. • Inerzia chimica: non reagisce facilmente con acidi o basi.
Che cos’è la plasticità dell’argilla? La plasticità è la proprietà dell’argilla di deformarsi quando è morbida e di mantenere la nuova forma acquisita. È grazie alla plasticità che si possono creare vasi, piatti e figurine. Dopo la cottura la plasticità scompare: il pezzo diventa rigido e non si può più modellare.
Quanti tipi di ceramica esistono? I tipi di ceramica si distinguono per la temperatura di cottura e per le loro proprietà. Tipo
Temperatura di cottura
Terraglia
900 –1100 °C
Gres
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Proprietà principali
Porosa, smaltata, colorata
Principali usi
Piatti, piastrelle decorative, maioliche
1200–1300 °C Duro, impermeabile, resistente al gelo
Pavimenti, sanitari, tubazioni
Porcellana 1300–1400 °C Bianca, traslucida, molto resistente
Stoviglie di lusso, protesi dentarie, isolatori
obiettivo COMPETENZE
Osserva la tabella. Quale tipo di ceramica sceglieresti per un pavimento esterno esposto alla pioggia e al gelo? Perché? Che cosa significa che la porcellana è “traslucida”?
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PARTE PRIMA |I materiali
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GLI USI DELLA CERAMICA Dove si usa la ceramica in cucina e in casa? La ceramica è ideale per contenere cibi e bevande perché è igienica, cioè non assorbe odori né batteri. Resiste bene al calore: si può usare in forno e nel microonde senza problemi. Piatti, tazze, ciotole e pirofile sono tutti oggetti in ceramica che usiamo ogni giorno.
Come si usa la ceramica in medicina? Le ceramiche biocompatibili, cioè materiali accettati dal corpo umano senza reazioni negative, si usano in chirurgia. Servono per protesi dentarie, impianti ortopedici e rivestimenti di organi artificiali. Sono resistenti, leggere e non si consumano facilmente nel tempo.
Come si usa la ceramica in edilizia?
Dove si usano le ceramiche tecniche avanzate?
I laterizi, cioè mattoni, tegole e piastrelle, sono fatti di terracotta o gres. Sono resistenti, durevoli e non temono l’umidità, quindi sono perfetti per costruire e rivestire edifici. Il gres ceramico è usato per pavimenti e facciate: non si deteriora anche dopo molti anni.
Le ceramiche tecniche resistono a temperature altissime, anche oltre 1500 gradi. Si usano per gli scudi termici dei veicoli spaziali e per i rivestimenti dei motori a reazione. Alcune ceramiche tecniche sono quasi dure quanto il diamante e vengono usate anche nell’elettronica.
Come si usa la ceramica nel bagno? Lavabi, WC e piatti doccia sono in ceramica smaltata perché la superficie liscia non trattiene sporco né batteri. La smaltatura impermeabile la rende facile da pulire e molto igienica. La ceramica del bagno resiste anche agli agenti chimici dei detergenti.
obiettivo COMPETENZE
Perché la ceramica è un materiale adatto per piatti e stoviglie invece della plastica? In quale campo tecnologico avanzato si usano le ceramiche tecniche? Fai un esempio concreto. Elenca tre ambienti della casa in cui si trovano oggetti in ceramica.
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05 |Ceramica
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IL RAPPORTO TRA LA CERAMICA E L’AMBIENTE La produzione di ceramica inquina? Produrre ceramica richiede molta energia. I forni devono raggiungere temperature oltre i 1300 °C, usando grandi quantità di gas naturale. Questo produce CO2, cioè anidride carbonica, che contribuisce al riscaldamento globale. Il settore ceramico italiano è uno dei più grandi al mondo: nel 2023 ha prodotto circa 400 milioni di metri quadri di piastrelle.
Come si recupera l’energia nei forni moderni? I forni più moderni usano sistemi di recupero del calore: il calore dei fumi viene riutilizzato per riscaldare l’aria in ingresso. Così si riducono i consumi energetici e le emissioni. Per il futuro si studiano combustibili alternativi come il biogas e l’idrogeno verde, per dipendere meno dal gas naturale.
Come si gestiscono gli scarti ceramici?
Che cosa possiamo fare?
Quando un pezzo si rompe o ha difetti, non viene buttato via. Gli scarti ceramici vengono frantumati e reinseriti nei nuovi impasti. In questo modo si risparmia fino al 30% di materie prime. Anche l’estrazione dell’argilla è controllata: le cave esaurite vengono ripristinate al loro aspetto naturale.
• Scegliere oggetti in ceramica di lunga durata invece di materiali usa e getta. • Acquistare ceramiche con certificazioni ambientali come la ISO 14001 o l’Ecolabel UE. • Non buttare oggetti in ceramica integri: meglio donarli oppure riutilizzarli in modo creativo.
obiettivo COMPETENZE Perché gli scarti ceramici vengono riutilizzati nell’impasto? Quale vantaggio porta all’ambiente? Cerca un esempio di ceramica con certificazione ambientale che si trova in vendita in Italia.
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PARTE PRIMA |I materiali
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Play test
Esercizio 1: completa la mappa concettuale Usa questi termini: essiccazione / porcellana / argilla / gres / biscotto / morbida Mescolata con l’acqua diventa …………………………………… e si può modellare facilmente che cosa succede con l’acqua?
quali sono le fasi di lavorazione?
La CERAMICA si ottiene lavorando l’ …………………………………, una terra naturale molto fine che si trova in natura
quali tipi di ceramica esistono?
L’acqua si elimina con l’ qual è la più pregiata?
……………………………… . Dopo la prima cottura si ottiene il ……………………………, cotto
La ceramica più pregiata è la
ma poroso
………………………… bianca, liscia e traslucida
Il …………………………… è durissimo e impermeabile cotto a oltre 1200 gradi
Esercizio 2: vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. La ceramica si ottiene fondendo sabbia e soda ad alte temperature. L’argilla diventa morbida e modellabile quando si aggiunge l’acqua. Il gres è più resistente della terraglia perché cuoce a temperature più alte. La ceramica è un buon conduttore di elettricità. La porcellana è leggermente traslucida, cioè lascia passare un po’ di luce. Gli scarti ceramici si possono frantumare e riutilizzare nel nuovo impasto.
V
F
Esercizio 3: collega il termine con la definizione corretta a. Argilla
1. Rivestimento vetroso impermeabile e decorativo
b. Smalto
2. Ceramica durissima cotta a oltre 1200 °C, resistente al gelo
c. Gres
3. Terra naturale fine che diventa morbida con l’acqua
d. Refrattarietà
4. Proprietà di sopportare alte temperature senza deformarsi
Esercizio 4: scegli la soluzione corretta A. Il vetro è un “solido amorfo” perché: a. si raffredda rapidamente senza formare una struttura cristallina regolare. b. contiene stagno fuso al suo interno.
B. I forni moderni recuperano il calore dei fumi perché vogliono: a. aumentare la velocità di produzione e ottenere più pezzi al giorno. b. ridurre il consumo di energia e le emissioni di CO2 nell’atmosfera.
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06 |Materiali polimerici
CHE COSA SONO I MATERIALI POLIMERICI
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O VIDEO INTRODUTTIV
Che cosa sono i materiali polimerici?
Quando è nata la plastica?
I materiali polimerici, chiamati comunemente materie plastiche, sono sostanze organiche formate da molecole di carbonio. Sono leggeri, resistenti e facili da modellare in forme diverse. Per questi motivi sono tra i materiali più usati al mondo.
La storia della plastica inizia nell’Ottocento. Nel 1907 il chimico Leo Baekeland inventò la bachelite, la prima plastica completamente sintetica. Negli anni Cinquanta, grazie al lavoro di Giulio Natta (Premio Nobel per la chimica nel 1963), nacquero plastiche più resistenti e versatili.
Come si forma un polimero? Un polimero è una lunga catena di molecole più piccole chiamate monomeri. I monomeri si uniscono tra loro durante la produzione della plastica. Polimero significa letteralmente “molte parti”: poly (molte) e meros (parti).
Da dove si ricavano le plastiche? La maggior parte delle plastiche si ricava dal petrolio e dal gas naturale. Alcune plastiche, chiamate bioplastiche, si ottengono da fonti rinnovabili come mais e canna da zucchero. Le bioplastiche sono più sostenibili perché non dipendono dal petrolio.
Dove troviamo le plastiche nella vita quotidiana? Le materie plastiche sono ovunque intorno a noi: • bottiglie e imballaggi: leggeri e impermeabili, conservano alimenti e bevande; • scarpe e abbigliamento: flessibili e resistenti all’usura; • componenti elettronici: isolanti e lavorabili con grande precisione; • caschi e protezioni sportive: leggeri ma resistenti agli urti.
Monomero
Polimero
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra un monomero e un polimero? Perché le bioplastiche sono considerate più sostenibili delle plastiche tradizionali? Elenca tre oggetti di plastica che usi ogni giorno. Perché pensi che sia stato scelto questo materiale?
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PARTE PRIMA |I materiali
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COME SI CLASSIFICANO LE PLASTICHE Come si classificano le plastiche in base al calore?
Dove si usano le plastiche termoindurenti?
Le plastiche si dividono in due grandi gruppi in base al comportamento quando vengono riscaldate. Le plastiche termoplastiche si ammorbidiscono con il calore e si possono rimodellare più volte. Le plastiche termoindurenti invece, una volta indurite, non possono più essere rifuse né rimodellate.
Le resine epossidiche sono ottimi adesivi strutturali e servono come matrice nei materiali compositi. Il poliuretano si usa per schiume isolanti nei muri e nei frigoriferi, e per rivestimenti protettivi. Le resine fenoliche (come la bachelite) si trovano in componenti elettrici e interruttori.
Termoplastiche
Con il calore
Riciclabilità
Termoindurenti
Una volta Si ammorbidiindurite, non scono e possono essere rifuse tornano più morbide Riciclabili Non
Esempi
PET, PE, PP, PVC
Usi principali
Bottiglie, sacchetti, tubi, imballaggi
Che cosa sono gli elastomeri? Gli elastomeri sono un terzo tipo di polimero: si possono allungare e piegare, ma tornano sempre alla forma originale. La gomma è l’elastomero più conosciuto e si usa per pneumatici, guarnizioni e suole di scarpe.
riciclabili Resine epossidiche, bachelite, poliuretano Adesivi, componenti elettrici, schiume isolanti
Quali sono le plastiche termoplastiche più usate? Il PET (polietilentereftalato) è usato per le bottiglie delle bevande: è trasparente e impermeabile ai gas. Il PE (polietilene) serve per sacchetti, flaconi e pellicole trasparenti. Il PP (polipropilene) si usa per tappi, vaschette alimentari e fibre tessili. Il PVC (policloruro di vinile) viene impiegato per tubi, serramenti e rivestimenti.
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obiettivo COMPETENZE
Perché le plastiche termoplastiche sono riciclabili e quelle termoindurenti no? Osserva la bottiglia dell’acqua che usi a scuola: cerca il simbolo del riciclo. Di che tipo di plastica è fatta?
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06 |Materiali polimerici
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COME SI PRODUCONO LE PLASTICHE Come funziona lo stampaggio a iniezione? Lo stampaggio a iniezione è il metodo più usato per produrre oggetti di plastica con forme precise e complesse. I granuli di polimero vengono fusi in un cilindro riscaldato, dove una vite li spinge in avanti. La plastica fusa viene iniettata in uno stampo chiuso e si raffredda mantenendo la forma desiderata. Si usano per produrre: ingranaggi, scocche di telefoni, contenitori e giocattoli.
Che cos’è l’estrusione? L’estrusione è il processo che produce oggetti di forma continua come tubi, profili e film plastici. Il polimero in granuli viene fuso e spinto da una vite attraverso una filiera, cioè uno stampo con la forma della sezione del prodotto. Il materiale che esce dalla filiera si raffredda con acqua o aria e viene tagliato nella lunghezza desiderata.
Come funziona il soffiaggio? Il soffiaggio serve per produrre contenitori cavi come bottiglie e flaconi. Una piccola
quantità di plastica fusa, chiamata preforma, viene introdotta in uno stampo. Si soffia aria compressa all’interno: la plastica si espande e prende la forma del contenitore. Il processo è simile alla soffiatura del vetro, ma con la plastica al posto del vetro fuso.
Che cos’è la stampa 3D dei polimeri? La stampa 3D è una tecnologia innovativa che costruisce oggetti strato per strato a partire da un file digitale. È ideale per creare prototipi e oggetti personalizzati in tempi brevi, senza bisogno di stampi costosi. Si usa in medicina (protesi), design e ingegneria aerospaziale.
Come si sceglie il processo produttivo giusto? • Stampaggio a iniezione: oggetti con forme complesse: scocche, connettori, coperchi • Estrusione: prodotti lunghi e continui: tubi, profili per finestre, film plastici • Soffiaggio: contenitori cavi: bottiglie, flaconi, taniche
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza principale tra stampaggio a iniezione ed estrusione? Quale processo produttivo viene usato per produrre una bottiglia d’acqua? Spiega come lo hai capito.
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PARTE PRIMA |I materiali
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LA GOMMA E I MATERIALI COMPOSITI Che cosa sono gli elastomeri e la gomma naturale? Gli elastomeri sono materiali polimerici con una straordinaria elasticità. Si possono allungare, piegare o deformare, ma tornano sempre alla forma originale appena la forza cessa. La gomma naturale, chiamata anche caucciù, si ricava dal lattice di un albero amazzonico.
Che cos’è la vulcanizzazione? La vulcanizzazione è un processo scoperto da Charles Goodyear nel 1839. Il caucciù viene riscaldato con dello zolfo a circa 150 °C. Lo zolfo crea legami tra le catene molecolari della gomma, rendendo il materiale più resistente. Il risultato è una gomma più stabile alle variazioni di temperatura, senza perdere l’elasticità.
Che cosa sono i materiali compositi? I materiali compositi combinano una matrice polimerica (di solito una resina) con fibre di rinforzo. La matrice tiene unite tutte le fibre e dà la forma al prodotto. Le fibre rendono il materiale molto resistente senza aumentarne il peso. Il risultato è un materiale più leggero e più resistente dell’acciaio.
Dove si usano i materiali compositi? • Fibre di carbonio: aerei, biciclette da corsa, auto da Formula 1: leggerissime e resistentissime. • Fibre di vetro: barche, componenti per. l’edilizia: buon rapporto prestazioni/costo. • Fibre aramidiche (Kevlar): caschi da moto e giubbotti antiproiettile: eccellente contro gli impatti.
Quali elastomeri sintetici esistono? Esistono molti elastomeri prodotti in laboratorio con proprietà specifiche: • SBR (stirene-butadiene): resistente all’usura, usato per gli pneumatici delle auto; • Neoprene: resistente a oli e intemperie, usato per mute subacquee e guarnizioni; • Gomma siliconica: mantiene l’elasticità a temperature estreme, usata in medicina e aerospazio.
obiettivo COMPETENZE
Perché la vulcanizzazione migliora le proprietà della gomma naturale? Perché i materiali compositi con fibre di carbonio vengono usati per costruire aerei?
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06 |Materiali polimerici
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IL RAPPORTO TRA LA PLASTICA E L’AMBIENTE Qual è il problema della plastica nell’ambiente? Ogni anno nel mondo si producono oltre 350 milioni di tonnellate di plastica. Solo una piccola parte viene riciclata: il resto finisce in discarica, negli inceneritori o in mare. Ogni minuto, l’equivalente di un camion della spazzatura pieno di plastica finisce negli oceani.
Che cosa sono le microplastiche? Le microplastiche sono minuscole particelle di plastica che si formano quando oggetti più grandi si rompono. Si trovano nell’acqua potabile, nel suolo, nell’aria e persino nel nostro corpo. Le microplastiche sono pericolose per gli animali marini e rappresentano oggi una delle sfide ambientali più gravi.
decompone in una struttura apposita. I PHA (poliidrossialcanoati) sono completamente biodegradabili anche in ambiente marino. Le bioplastiche non eliminano tutti i problemi, ma riducono la dipendenza dal petrolio.
Che cosa possiamo fare ogni giorno? • Usare una borraccia riutilizzabile invece di bottiglie di plastica monouso. • Fare sempre la raccolta differenziata della plastica pulita e asciutta. • Scegliere prodotti con meno imballaggi o con imballaggi riciclabili.
Come funziona l’economia circolare per la plastica? L’economia circolare è un modello che cerca di non sprecare le risorse. Si basa su tre azioni fondamentali: • Ridurre: usare meno plastica e progettare oggetti più facili da riciclare; • Riutilizzare: allungare la vita dei prodotti ed evitare gli usa e getta; • Riciclare: trasformare i rifiuti plastici in nuovi granuli da riusare.
Che cosa sono le bioplastiche? Le bioplastiche sono plastiche prodotte da fonti rinnovabili come mais e canna da zucchero. Il PLA (acido polilattico) è compostabile industrialmente: si
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obiettivo COMPETENZE
La direttiva europea SUP vieta alcuni prodotti monouso di plastica. Secondo te, perché è stata necessaria questa legge? Cerca a casa un oggetto di plastica con il simbolo del riciclo. Che tipo di plastica è? Si può riciclare nella tua città?
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PARTE PRIMA |I materiali
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Play test
Esercizio 1: Completa la mappa concettuale Usa questi termini: gomma / monomeri / termoindurenti / plastiche / petrolio / termoplastiche Si ottengono per lo più dal ……………………… e dal gas naturale da dove si ottengono? com’è fatto un polimero?
I MATERIALI POLIMERICI
come si classificano le plastiche?
sono chiamati anche materie Un polimero è una lunga catena di molecole più
………………………………… a che cosa serve la vulcanizzazione?
piccole chiamate ………………………………………
Migliora le proprietà della
Si riscaldano e rimodellano più volte: ………………………… Non si rifondono dopo l’indurimento: …………………………
……………………………… naturale aggiungendo zolfo
Esercizio 2: Vero o Falso Scrivi V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. Le plastiche termoplastiche non possono essere riciclate. Il PET è usato principalmente per le bottiglie delle bevande. La vulcanizzazione rende la gomma più resistente e stabile al calore. Le bioplastiche si ricavano dal petrolio come le plastiche tradizionali. I materiali compositi combinano una matrice con fibre di rinforzo. Le microplastiche sono pericolose per gli ecosistemi acquatici e per la salute.
V
F
Esercizio 3: Collega il termine con la definizione corretta a. Polimero
1. Processo che migliora la resistenza della gomma naturale con l’aggiunta di zolfo
b. Estrusione
2. Fibra aramidica usata per caschi da moto e giubbotti antiproiettile
c. Vulcanizzazione
3. Processo che produce oggetti continui come tubi spingendo la plastica fusa attraverso una filiera
d. Kevlar
4. Lunga catena di monomeri uniti tra loro tramite legami chimici
Esercizio 4: Scegli la soluzione corretta A. Le plastiche termoindurenti non sono riciclabili perché: a. sono fatte di materiali naturali biodegradabili che si decompongono da soli. b. una volta indurite, non possono più essere rifuse o rimodellate con il calore.
B. I materiali compositi vengono usati per costruire aerei perché: a. sono leggeri e molto resistenti grazie alla combinazione di matrice polimerica e fibre di rinforzo. b. costano poco e sono facili da produrre in grandi quantità con qualsiasi macchina.
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07 |Fibre tessili
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CHE COSA SONO LE FIBRE TESSILI Che cosa sono le fibre tessili? Le fibre tessili sono filamenti sottili e flessibili. Si possono trasformare in fili e poi in tessuti. Alcune fibre sono di origine naturale. Altre vengono prodotte dall’uomo con processi chimici. Tutte servono per fare abiti, biancheria e tessuti tecnici.
Come si classificano le fibre tessili? Le fibre tessili si dividono in tre grandi gruppi. Le fibre naturali vengono da piante o animali, senza modifiche chimiche: esempi sono cotone, lino, lana e seta. Le fibre artificiali si ricavano dalla cellulosa del legno trasformata: esempi sono viscosa e acetato. Le fibre sintetiche si producono dal petrolio con reazioni chimiche: esempi sono nylon e poliestere.
Quali sono le caratteristiche delle fibre naturali?
O VIDEO INTRODUTTIV
Le fibre naturali sono traspiranti, cioè lasciano passare l’aria. Sono igroscopiche, cioè assorbono l’umidità corporea. Sono biodegradabili, cioè si decompongono in modo naturale. Queste qualità le rendono ideali per gli abiti a contatto con la pelle.
Perché sono nate le fibre chimiche? Le fibre chimiche (artificiali e sintetiche) sono nate per avere proprietà che le fibre naturali non offrono. Alcune sono impermeabili e respingono l’acqua. Altre sono molto elastiche o molto resistenti all’usura. Si usano molto nello sport e nell’abbigliamento tecnico.
Tipo di fibra
Origine
Esempi
Caratteristiche principali
Naturale
Piante o animali
cotone, lino, lana, seta
traspirante, comoda, biodegradabile
Artificiale
Cellulosa del legno trasformata
viscosa, acetato, cupro
morbida, simile alle fibre naturali
Sintetica
Petrolio (sintesi chimica)
nylon, poliestere, acrilico
resistente, impermeabile, elastica
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza principale tra una fibra artificiale e una fibra sintetica? Perché il cotone si usa per le magliette e il nylon per i costumi da bagno? Guarda l’etichetta di un capo che hai a casa. Di che tipo di fibra è fatto?
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PARTE PRIMA |I materiali
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LE FIBRE NATURALI Che cos’è il cotone? Il cotone è la fibra naturale più usata al mondo. Si ricava dai fiocchi della pianta del cotone. È composto principalmente da cellulosa, cioè la sostanza che forma le pareti delle cellule vegetali. Assorbe bene l’umidità e lascia passare l’aria. Per questo è molto comodo d’estate e a diretto contatto con la pelle.
Che cos’è la lana? La lana si ottiene dal vello della pecora, cioè il mantello di peli che copre l’animale. È composta da cheratina, la stessa proteina dei capelli umani. La sua superficie ha piccole scaglie. Quando la lana si bagna, scalda e strofina, le scaglie si incastrano tra loro: questo fenomeno si chiama infeltrimento. La lana trattiene molto bene il calore corporeo.
Pianta del cotone.
Che cos’è la seta? La seta è l’unica fibra naturale continua. La produce il baco da seta (Bombyx mori): l’insetto avvolge il suo corpo in un bozzolo di filo lungo fino a 1500 metri. La seta è morbida, lucente e resistente. È però una fibra delicata: soffre la luce solare diretta e il calore eccessivo.
Tosatura delle pecore.
Che cos’è il lino? Il lino si ricava dal fusto della pianta omonima. Le sue fibre sono molto resistenti e trasmettono bene il calore verso l’esterno. Per questo chi indossa il lino percepisce una sensazione di freschezza. Si usa soprattutto per abiti estivi, tovaglie e biancheria per la casa.
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obiettivo COMPETENZE
Perché il cotone è comodo d’estate e la lana è calda d’inverno? Che cosa succede alla lana quando viene bagnata e strofinata con forza?
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07 |Fibre tessili
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LE FIBRE ARTIFICIALI E SINTETICHE Che cosa sono le fibre artificiali?
Che cos’è il poliestere?
Le fibre artificiali si ottengono dalla cellulosa del legno. La cellulosa viene sciolta e trasformata in una pasta fluida. Questa pasta viene spinta attraverso piccoli fori chiamati filiere e diventa filamenti solidi. Il risultato è una fibra simile a quelle naturali, ma prodotta dall’uomo con processi chimici.
Il poliestere è la fibra sintetica più prodotta al mondo. Non si stropiccia, si asciuga in fretta ed è facile da lavare. Si usa per abiti, tende e imbottiture. Spesso si mescola al cotone per ottenere un tessuto più comodo e più resistente allo stesso tempo.
Che cos’è la viscosa? La viscosa è la fibra artificiale più diffusa. Si chiama anche raion ed è detta “seta artificiale” per la sua lucentezza. È morbida e si tinge facilmente. Assorbe bene l’umidità, come il cotone. Ha però un limite importante: è meno resistente del cotone quando è bagnata.
Che cosa sono le fibre sintetiche?
Tessuto in raion.
Le fibre sintetiche vengono dal petrolio. Con reazioni chimiche si uniscono piccole molecole (monomeri) in lunghe catene molecolari (polimeri). Questo processo si chiama polimerizzazione. Le fibre sintetiche possono avere proprietà speciali: grande resistenza, impermeabilità e alta elasticità.
Che cos’è il nylon? Il nylon è la prima fibra completamente sintetica. Fu creato nel 1935 dal chimico Wallace Carothers nei laboratori americani DuPont. È molto resistente, leggero e si asciuga rapidamente. Può allungarsi del 20– 30% senza rompersi. Si usa per calze, costumi da bagno, paracadute e tessuti sportivi.
Paracadute in nylon.
obiettivo COMPETENZE
Perché la viscosa è classificata come fibra artificiale e non come fibra sintetica? Elenca due vantaggi del poliestere rispetto alle fibre naturali. Da dove vengono le materie prime per produrre il nylon e il poliestere?
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PARTE PRIMA |I materiali
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DALLA FIBRA AL TESSUTO Che cos’è la filatura? La filatura trasforma le fibre sciolte in un filo continuo e resistente. Prima le fibre vengono pulite e allineate con la cardatura. Poi vengono stirate e attorcigliate nel filatoio. Più il filo è attorcigliato, più è resistente. Il filo finale viene avvolto su bobine chiamate rocche.
Che cos’è la tessitura? La tessitura intreccia due sistemi di fili nel telaio. I fili verticali si chiamano ordito. I fili orizzontali si chiamano trama. Il tipo di intreccio si chiama armatura. La tela è l’armatura più semplice e resistente. La saia è più elastica (come i jeans). Il raso dà un tessuto liscio e lucente.
Come si finisce la lavorazione del tessuto? La tintura dà il colore al tessuto. I coloranti si fissano con calore o vapore. Il finissaggio è l’ultima fase: trattamenti meccanici e chimici migliorano le prestazioni del tessuto. Si possono ottenere tessuti idrorepellenti (che respingono l’acqua), antipiega (che mantengono la forma) e antibatterici (che eliminano i batteri).
Che cos’è la maglieria? La maglieria non usa due sistemi di fili come il telaio. Usa un solo filo che forma una serie di maglie, cioè piccoli anelli collegati tra loro. I tessuti a maglia sono più elastici e morbidi dei tessuti tradizionali. Le magliette e i maglioni si producono con la maglieria.
Modello di funzionamento del telaio tradizionale.
Armatura a tela.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra filatura e tessitura? Armatura a raso
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Perché un maglione è più elastico di una camicia in cotone?
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07 |Fibre tessili
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IL RAPPORTO TRA LE FIBRE TESSILI E L’AMBIENTE Perché l’industria tessile inquina?
Come si possono riciclare i tessuti?
L’industria tessile è una delle più inquinanti al mondo. Produce il 10% delle emissioni globali di CO2. La produzione di una sola t-shirt di cotone richiede circa 2700 litri d’acqua: quanto una persona ne beve in 2,5 anni. I coloranti chimici scaricano sostanze tossiche nei fiumi e nei laghi.
Il riciclo meccanico sfilaccia i tessuti usati e ottiene nuove fibre più corte, adatte per nuovi prodotti. Il riciclo chimico scompone le fibre sintetiche per recuperare i monomeri originali. Esistono anche nuove fibre ricavate da materiali naturali come alghe e scarti agricoli. Queste soluzioni aiutano a ridurre i rifiuti tessili.
Che cos’è la fast fashion? La fast fashion è un sistema di produzione di abiti molto rapido e a basso costo. Le collezioni cambiano di continuo per seguire le tendenze. Si producono moltissimi capi che vengono usati pochissimo e poi buttati. Questo causa sprechi enormi di acqua, energia e materie prime.
Che cosa possiamo fare? • Comprare meno capi, ma di qualità superiore e più duraturi nel tempo. • Riparare i vestiti invece di buttarli quando hanno un difetto. • Portare i vecchi abiti nei punti di raccolta per il riciclo o la donazione.
obiettivo COMPETENZE
Perché la fast fashion è dannosa per l’ambiente? Elenca almeno due motivi. Cerca l’etichetta di un capo che hai a casa. Ci sono simboli di qualità ambientale come l’Ecolabel UE?
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PARTE PRIMA |I materiali
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Play test
Esercizio 1: Completa la mappa concettuale Usa questi termini: filatura / cellulosa / pecora / naturali / petrolio / cotone Fibre …………………………, fibre artificiali, fibre sintetiche in quali gruppi si dividono?
da dove vengono le fibre naturali?
Le FIBRE TESSILI si dividono in tre gruppi
come inizia il ciclo tessile?
Da piante, come il ………………………………… o da animali, come la lana della …………………………………
e le fibre artificiali e sintetiche?
La prima fase è la ………………………………… che trasforma le fibre sciolte in un filo continuo
Le artificiali dalla ………………………… del legno. Le sintetiche dal ………………………… per polimerizzazione.
Esercizio 2: Vero o Falso Scrivi V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. Il cotone è una fibra di origine animale. La seta è prodotta dal baco da seta. La viscosa si ottiene dal petrolio. Il nylon è stato inventato nel 1935. La tessitura intreccia fili di ordito e di trama La fast fashion riduce l’impatto ambientale dell’industria tessile.
V
F
Esercizio 3: Collega il termine con la definizione corretta a. Filatura
1. Fibra lucente prodotta dal baco da seta
b. Infeltrimento
2. Processo che trasforma le fibre sciolte in filo
c. Seta
3. Fibra sintetica più prodotta al mondo
d. Poliestere
4. Compattazione della lana bagnata e strofinata
Esercizio 4: Scegli la soluzione corretta A. La lana trattiene bene il calore perché: a. intrappola l’aria tra le fibre grazie alla sua struttura ondulata. b. viene prodotta a partire dal petrolio con speciali reazioni chimiche.
B. La viscosa è una fibra artificiale perché: a. si ottiene da reazioni chimiche tra monomeri derivati dal petrolio. b. si ricava dalla cellulosa del legno trasformata chimicamente in filamenti.
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08 |Metalli
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CHE COSA SONO I METALLI Che cos’è un metallo? Il metallo è un materiale solido, lucente e resistente. I metalli conducono il calore e l’elettricità meglio di quasi tutti gli altri materiali. Hanno una struttura cristallina, cioè gli atomi sono disposti in modo ordinato e compatto. Gli elettroni liberi che si muovono tra gli atomi rendono i metalli brillanti e buoni conduttori.
Da dove vengono i metalli? I metalli si trovano in natura sotto forma di minerali, cioè composti chimici mescolati con la roccia. Le rocce metallifere vengono estratte nelle miniere. Poi i minerali vengono lavorati nelle industrie metallurgiche, cioè fabbriche specializzate nella lavorazione dei metalli. Alla fine si ottiene il metallo puro, pronto per l’industria.
Quali sono le principali proprietà dei metalli? I metalli hanno tre tipi di proprietà: • Chimico-fisiche: densità, conducibilità elettrica e termica, resistenza alla corrosione. • Meccaniche: durezza, resistenza agli urti, capacità di deformarsi senza rompersi.
O VIDEO INTRODUTTIV
Come si classificano i metalli? I metalli si dividono in due grandi famiglie: ferrosi e non ferrosi. Tipo
Esempi
Proprietà principali
Usi comuni
Ferrosi Ferro, ghisa, Resistenti, acciaio magnetici, possono arrugginire Non Alluminio, Leggeri, ferrosi rame, zinco non arrugginiscono, buoni conduttori
Travi, ponti, macchinari, auto Cavi elettrici, lattine, infissi, radiatori
Esistono anche i metalli preziosi: sono oro, argento, platino e vengono usati in gioielleria e in elettronica di precisione.
• Tecnologiche: malleabilità (si riduce in lamine), duttilità (si allunga in fili), fusibilità e saldabilità.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra un metallo ferroso e uno non ferroso? Fai un esempio per ciascuno. Perché i metalli conducono bene l’elettricità? Che cosa lo rende possibile? Prendi una calamita e avvicinala a tre oggetti metallici. Quali attraggono? Sono ferrosi o non ferrosi?
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PARTE PRIMA |I materiali
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LA METALLURGIA Che cos’è la metallurgia?
Che cos’è la metallurgia secondaria?
La metallurgia è la scienza che studia come si estraggono i metalli dai minerali e come si trasformano in materiali utili. Il processo parte dalle miniere e arriva alle industrie che producono lamiere, barre e fili metallici.
La metallurgia secondaria è il riciclo dei metalli. Invece di estrarre nuovo minerale, si raccolgono rottami di ferro, alluminio e altri metalli. I rottami vengono selezionati, puliti e rifusi per ottenere nuovi lingotti e lamiere. Il metallo riciclato ha la stessa qualità del metallo originario.
Come si estrae il minerale dalla roccia? Il minerale viene estratto in miniere a cielo aperto, quando si trova vicino alla superficie, oppure in miniere sotterranee, con gallerie scavate in profondità. Il minerale grezzo viene poi frantumato e macinato per separare la parte utile dalla roccia. Per i minerali ferrosi si usa la separazione magnetica. Per il rame si usa la flottazione, cioè si separano i materiali sfruttando bolle d’aria e sostanze chimiche.
Come si trasforma il minerale in metallo? I minerali vengono trattati in tre modi: • Pirometallurgia: si usano alte temperature per fondere e purificare il metallo. • Idrometallurgia: si usano soluzioni chimiche per sciogliere il metallo e poi recuperarlo. • Elettrometallurgia: si usa la corrente elettrica per ottenere metalli molto puri, come alluminio e rame.
Raccolta differenziata dei contenitori di alluminio.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra metallurgia primaria e metallurgia secondaria? Perché la metallurgia secondaria è più sostenibile? Che cosa evita di fare?
Miniera di rame a cielo aperto.
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08 |Metalli
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LA SIDERURGIA Che cos’è la siderurgia? La siderurgia è il settore della metallurgia che produce ferro e acciaio. È una delle industrie più importanti al mondo. Ogni anno si producono oltre 1,8 miliardi di tonnellate di acciaio.
Come funziona l’altoforno? L’altoforno è un grande forno che funziona senza fermarsi, 24 ore su 24. Dall’alto si caricano minerale di ferro, coke (un combustibile ricco di carbonio) e calcare. Il coke brucia e raggiunge temperature altissime, fino a 2000 °C. Il minerale di ferro fonde e diventa ghisa liquida, cioè una lega di ferro con molto carbonio. Le impurità formano la loppa, che galleggia sopra la ghisa e viene rimossa separatamente.
Modello di altoforno per la produzione della ghisa.
Come si produce l’acciaio? La ghisa liquida arriva in acciaieria e viene purificata. Un getto di ossigeno brucia il carbonio in eccesso. La ghisa diventa acciaio, cioè una lega di ferro con meno carbonio (fino all’1,7%). L’acciaio è più resistente e flessibile della ghisa. Con la colata continua l’acciaio liquido si raffredda e diventa semilavorati: bramme, blumi e billette.
Laminazione
Che cos’è la laminazione? La laminazione è il processo in cui il metallo passa tra rulli che lo schiacciano e lo allungano. Si ottengono lamiere, barre, fili e profilati pronti per l’edilizia e l’industria.
obiettivo COMPETENZE
Quali tre materiali entrano nell’altoforno? Che cosa producono insieme? Qual è la differenza tra ghisa e acciaio? Quale dei due è più adatto per costruire un ponte? Perché?
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PARTE PRIMA |I materiali
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I METALLI NON FERROSI E I METALLI PREZIOSI Che cos’è l’alluminio e come si usa? L’alluminio è il metallo più abbondante nella crosta terrestre. È tre volte più leggero dell’acciaio e non arrugginisce: sulla sua superficie si forma uno strato di ossido che lo protegge. È molto malleabile: si può ridurre in fogli sottilissimi. Si usa per aerei, auto, lattine, infissi e imballaggi. Può essere riciclato infinite volte senza perdere qualità.
Che cos’è il rame e perché è così importante? Il rame è stato il primo metallo lavorato dall’uomo. Ha una conducibilità elettrica eccellente, seconda solo all’argento: per questo si usa nei cavi elettrici. Il rame è anche molto duttile: si può ridurre in fili sottilissimi. Le sue leghe più note sono il bronzo (rame e stagno) e l’ottone (rame e zinco), usati per oggetti di uso quotidiano, strumenti musicali e materiali da costruzione.
Attenzione: il piombo è tossico e il suo uso è oggi molto limitato.
Che cosa sono i metalli preziosi? I metalli preziosi sono rari, lucenti e non si ossidano: i più importanti sono oro, argento e platino. L’oro si usa in gioielleria e in elettronica di precisione per la sua resistenza all’ossidazione. L’argento è il miglior conduttore di elettricità tra tutti i metalli e si usa in pannelli solari e batterie. Il platino si usa nei catalizzatori delle auto, cioè nei dispositivi che riducono i gas inquinanti dei motori.
A cosa servono zinco e piombo? Lo zinco si usa soprattutto per la zincatura, cioè per rivestire l’acciaio con uno strato protettivo che impedisce la ruggine. Il piombo è molto pesante e resistente alla corrosione. Si usa per le batterie delle auto e per proteggere dalle radiazioni negli ospedali.
Strumeto a fiato in ottone.
Maschera d’oro di Tutankhamon.
obiettivo COMPETENZE
Perché l’alluminio è preferito all’acciaio per costruire aerei? Indica almeno due motivi. Perché l’uso del piombo è oggi molto limitato? Che cosa è cambiato rispetto al passato?
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08 |Metalli
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IL RAPPORTO TRA I METALLI E L’AMBIENTE Perché la produzione dei metalli inquina? L’industria metallurgica produce il 7% delle emissioni globali di CO2, cioè di anidride carbonica che scalda il pianeta. L’estrazione mineraria consuma molta energia e modifica il paesaggio in modo irreversibile. Per ottenere una sola tonnellata di rame servono fino a 300 tonnellate di minerale: si generano in questo modo enormi quantità di scarti.
Quanto si risparmia riciclando i metalli? Il riciclo è la soluzione più efficace per ridurre l’impatto ambientale. Riciclare l’alluminio risparmia fino al 95% dell’energia rispetto alla produzione da bauxite. Riciclare l’acciaio risparmia il 75% di energia. Riciclare il rame risparmia l’85% di energia. Ogni metallo riciclato riduce anche le quantità di CO2 emesse nell’atmosfera.
Come funziona il riciclo dei metalli? I metalli usati vengono raccolti sotto forma di rottame. Il rottame viene selezionato, pulito e fuso in un forno elettrico. Si ottengono nuovi lingotti e lamiere con la stessa qualità del metallo originario. Oggi sistemi di intelligenza artificiale riconoscono e separano i diversi tipi di metallo in modo preciso e veloce.
Che cosa possiamo fare ogni giorno? • Gettare lattine e oggetti metallici nel contenitore della raccolta differenziata. • Riparare gli oggetti metallici invece di buttarli: si risparmiano risorse preziose. • Scegliere prodotti realizzati con metalli riciclati e preferire oggetti durevoli nel tempo.
obiettivo COMPETENZE Perché riciclare l’alluminio è molto più conveniente che produrlo dalla bauxite? Che cosa puoi fare tu ogni giorno per ridurre i rifiuti metallici? Descrivi due azioni concrete.
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PARTE PRIMA |I materiali
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Play test
Esercizio 1: Completa la mappa concettuale Usa questi termini: minerali / acciaio / rame / ghisa / 95% Nell’altoforno il minerale di ferro diventa ………………………………… poi trasformata in acciaio come si lavora il ferro? I METALLI si ottengono quali sono i metalli ferrosi?
e i metalli non ferrosi? dai ………………………………… estratti nelle miniere conviene riciclarli? Alluminio e
Ferro, ghisa e ………………………………… contengono ferro e sono molto resistenti
Riciclare l’alluminio risparmia fino al ………………………… dell’energia rispetto alla bauxite
………………………… non arrugginiscono e conducono l’elettricità
Esercizio 2: Vero o Falso Scrivi V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. I metalli ferrosi contengono sempre alluminio. L’altoforno trasforma il minerale di ferro in ghisa. L’alluminio è tre volte più pesante dell’acciaio. Il rame si usa nei cavi elettrici per la sua elevata conducibilità Riciclare i metalli consuma più energia che produrli da minerale. Il platino si usa nei catalizzatori per ridurre i gas inquinanti dei motori.
V
F
Esercizio 3: Collega il termine con la definizione corretta a. Siderurgia
1. Scorie che galleggiano sopra la ghisa nell’altoforno
b. Loppa
2. Settore della metallurgia che produce ferro e acciaio
c. Duttilità
3. Metallo usato per proteggere l’acciaio dalla ruggine
d. Zinco
4. Capacità di essere allungato in fili senza rompersi
Esercizio 4: Scegli la soluzione corretta A. La ghisa si differenzia dall’acciaio perché: a. contiene una quantità maggiore di carbonio. b. è prodotta senza ferro.
B. Riciclare l’alluminio è vantaggioso principalmente perché: a. richiede temperature più alte e produce un metallo più puro. b. risparmia fino al 95% dell’energia rispetto alla produzione da bauxite.
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09 IL SETTORE PRIMARIO
09 | Agricoltura, allevamento e pesca
Che cos’è il settore primario?
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O VIDEO INTRODUTTIV
Il settore primario comprende agricoltura, allevamento, pesca e acquacoltura. Queste attività forniscono le materie prime per la nostra alimentazione.
Come è cambiata l’agricoltura nel tempo? L’agricoltura è nata circa 10.000 anni fa con la rivoluzione neolitica. Con il tempo arrivarono trattori, macchine e nuove tecniche agricole.
Che cos’è la Rivoluzione Verde? Negli anni ‘50, la Rivoluzione Verde introdusse fertilizzanti chimici e sementi selezionate. La produzione di cibo aumentò molto, ma crebbe anche l’inquinamento del suolo.
Che cos’è l’Agricoltura 4.0? L’Agricoltura 4.0 usa droni, sensori digitali e intelligenza artificiale e permette di monitorare i campi in tempo reale e di ridurre gli sprechi. Oggi meno del 3% degli europei lavora in agricoltura, ma produce cibo per tutti. Agricoltura moderna meccanizzata.
obiettivo COMPETENZE
Che differenza c’è tra la Rivoluzione Verde e l’Agricoltura 4.0? Perché poche persone riescono a produrre cibo per molti grazie alle tecnologie?
Agricoltura tradizionale con attrezzi manuali.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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COME SI COLTIVA LA TERRA Come si prepara il terreno per la semina? Il lavoro agricolo inizia con la preparazione del terreno. Il trattore traina l’aratro, che smuove e rivolta la terra. Dopo l’aratura, il terreno viene livellato per distribuire l’acqua in modo uniforme.
Come funziona la semina moderna? La seminatrice deposita i semi alla giusta profondità e distanza. In questo modo le piantine crescono nel modo corretto e i semi non vengono sprecati.
Come si irrigano i campi? L’irrigazione porta acqua alle piante durante la crescita. Il metodo più moderno è l’irrigazione a goccia, che porta l’acqua direttamente alle radici. Risparmia fino al 50% di acqua rispetto ai metodi tradizionali.
Come avviene la raccolta? La mietitrebbiatrice raccoglie i prodotti maturi su grandi superfici in poco tempo. Dopo la raccolta, i cereali vengono conservati in silos asciutti. Fase
Macchina
Preparazione del terreno
Trattore + aratro
Funzione
Smuovere e livellare il terreno Semina Seminatrice Depositare i semi in modo preciso Irrigazione Impianto a goccia Portare l’acqua alle radici Raccolta Mietitrebbiatrice Raccogliere i prodotti maturi Conservazione Silos Conservare i cereali all’asciutto
Mietitrebbiatrice.
obiettivo COMPETENZE
Perché l’irrigazione a goccia risparmia più acqua dell’irrigazione tradizionale? Seminatrice.
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Descrivi le fasi del ciclo agricolo nell’ordine corretto.
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09 | Agricoltura, allevamento e pesca
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LE COLTURE E LE NUOVE TECNOLOGIE Quali sono le principali colture agricole?
Che cosa sono le serre tecnologiche?
Le colture si dividono in tre grandi gruppi:
Le serre tecnologiche sono ambienti chiusi, con temperatura e luce controllate automaticamente. La coltivazione idroponica, invece fa crescere le piante senza terra, usando acqua e sostanze nutritive.
• Cereali (grano, riso, mais): questi prodotti sono alla base dell’alimentazione mondiale. • Ortofrutticoli (frutta e verdura): alimenti che vengono coltivati nei campi e nelle serre. • Piante industriali (cotone, barbabietola): vengono utilizzate per ottenere fibre, zuccheri e biocarburanti.
Che cos’è l’agricoltura di precisione? L’agricoltura di precisione usa droni, sensori IoT e intelligenza artificiale. I droni fotografano le colture dall’alto e mostrano dove servono acqua o fertilizzanti. I sensori IoT misurano umidità, temperatura e pH del suolo.
Come funzionano i trattori moderni? I trattori moderni usano il GPS nei campi per seguire percorsi prestabiliti. I sensori installati nel computer di bordo controllano la profondità di aratura e l’umidità del terreno.
Braccio robotico che raccoglie lattuga in una serra idroponica.
Il riso è uno dei cereali più diffusi nel mondo.
obiettivo COMPETENZE
In che modo i droni aiutano a ridurre l’uso di fertilizzanti nei campi? Uso del drone per monitorare le coltivazioni.
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Qual è la differenza tra una coltivazione tradizionale e una idroponica?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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ALLEVAMENTO E PESCA Che cos’è l’allevamento?
Che cos’è l’acquacoltura?
L’allevamento produce cibo e altri prodotti da animali come bovini, suini, ovini e pollame. Da ogni specie si ottengono prodotti diversi: latte, carne, uova, lana e salumi.
L’acquacoltura consiste nell’allevamento di pesci, molluschi e crostacei in vasche o gabbie marine. Si usa per produrre orate, trote, salmoni, cozze e ostriche.
Qual è la differenza tra allevamento estensivo e intensivo?
Come avviene la pesca?
Nell’allevamento estensivo gli animali vivono in grandi spazi aperti. Nell’allevamento intensivo sono in spazi chiusi con alimentazione automatizzata.
La pesca si pratica con reti, palangari (cavi con ami) e nasse (trappole per crostacei). La pesca eccessiva può causare sovrasfruttamento e danneggiare gli ecosistemi marini.
Come funzionano gli allevamenti moderni? I robot di mungitura permettono alle mucche di essere munte in autonomia. Ogni animale ha un microchip che registra salute e abitudini: questa è quella che viene chiamata tracciabilità.
Controllo dell’allevamento dei bovini.
Allevamento in acquacoltura.
obiettivo COMPETENZE Che cosa si intende per “tracciabilità” negli allevamenti moderni? Qual è la differenza tra allevamento estensivo e intensivo?
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09 | Agricoltura, allevamento e pesca
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IL SETTORE PRIMARIO E L’AMBIENTE Che cos’è l’agricoltura biologica? L’agricoltura biologica non usa pesticidi o fertilizzanti chimici di sintesi. Rispetta il terreno e gli insetti impollinatori, come le api e le farfalle.
Cosa sono gli OGM? Gli OGM (Organismi Geneticamente Modificati) hanno il DNA modificato in laboratorio. Possono rendere le piante più resistenti alla siccità, ma rischiano di ridurre la biodiversità. In Europa il loro uso è molto limitato e controllato.
Che cos’è la pesca sostenibile? La pesca sostenibile rispetta le specie marine e ne garantisce la sopravvivenza. Il marchio MSC certifica il pesce da pesca sostenibile; il marchio ASC certifica l’acquacoltura responsabile.
Etichetta MSC che certifica che il pesce proviene da pesca sostenibile.
Che cosa possiamo fare ogni giorno? In Italia si spreca circa il 27% del cibo acquistato ogni anno (ISTAT 2023). Ognuno di noi può fare piccole scelte per l’ambiente: • Scegliere prodotti con il marchio biologico UE (foglia verde). • Preferire prodotti locali o a “chilometro zero” per ridurre l’inquinamento da trasporto.
Controllo della filiera di produzione alimentare.
• Leggere l’etichetta per conoscere l’origine di pesce e carne. • Ridurre gli sprechi alimentari scegliendo le quantità giuste.
obiettivo COMPETENZE
Perché l’agricoltura biologica è considerata più sostenibile di quella convenzionale? Cerca un prodotto con marchio MSC o ASC al supermercato. Che cosa indica?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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Play test
Esercizio 1: Completa la mappa concettuale Usa questi termini: pesca / preparazione / fertile / intensivo / acquacoltura / biodiversità Agricoltura, allevamento e …………………………………
che cosa comprende?
come lavora l’agricoltura?
Inizia con la ………………………………… del terreno, poi semina e raccolta La rotazione delle colture mantiene il suolo …………………………………
Il SETTORE PRIMARIO usa le risorse naturali per produrre cibo
come si allevano animali e pesci?
perché scegliere il biologico?
Allevamento estensivo
I prodotti biologici proteggono la
(all’aperto) o ………………………………… (in spazi chiusi).
………………………………… di specie animali e vegetali
L’………………………………… alleva pesci e molluschi in vasche
Esercizio 2: Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. L’Agricoltura 4.0 usa droni, sensori e intelligenza artificiale. L’irrigazione a goccia consuma più acqua dell’irrigazione tradizionale. Nell’allevamento estensivo gli animali vivono in grandi spazi aperti. La mietitrebbiatrice viene usata per preparare il terreno alla semina. Il marchio MSC certifica il pesce proveniente da pesca sostenibile. In Europa l’uso degli OGM è libero e molto diffuso.
V
F
Esercizio 3: Collega il termine con la definizione corretta a. Mietitrebbiatrice
1. Gabbia per catturare crostacei come aragoste e granchi
b. Acquacoltura
2. Macchina che raccoglie e trebbia i cereali in un solo passaggio
c. Nassa
3. Allevamento di pesci e molluschi in ambienti controllati
d. OGM
4. Organismo il cui DNA è stato modificato in laboratorio
Esercizio 4: Scegli la soluzione corretta A. L’irrigazione a goccia è preferita all’irrigazione tradizionale perché: a. porta l’acqua direttamente alle radici, risparmiando fino al 50% di acqua. b. inonda il campo per distribuire l’acqua in modo uniforme.
B. L’agricoltura biologica si distingue perché: a. usa fertilizzanti chimici per aumentare la produzione. b. non usa pesticidi di sintesi e rispetta gli insetti impollinatori.
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10 ALIMENTI E NUTRIENTI 10 | Tecnologie alimentari
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Che cosa sono i nutrienti? O VIDEO INTRODUTTIV
I nutrienti sono le sostanze contenute negli alimenti. Il corpo li usa per crescere e rimanere in salute. I principali nutrienti sono: carboidrati, proteine, grassi, vitamine e sali minerali.
Quali nutrienti danno energia al corpo? I carboidrati danno energia rapida: si trovano in pane, pasta e cereali. Le proteine costruiscono i muscoli: si trovano in carne, pesce e legumi. I grassi sono la riserva energetica del corpo.
A cosa servono vitamine e sali minerali? Le vitamine regolano le funzioni biologiche e si trovano in frutta e verdura. I sali minerali controllano i processi vitali. L’acqua è indispensabile: il corpo è per più della metà fatto d’acqua.
Pizza.
Che cos’è la piramide alimentare? La piramide alimentare mostra quali cibi mangiare ogni giorno e quali meno frequentemente. Frutta, verdura e cereali sono alla base. Dolci e snack salati sono in cima. Panettone.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra carboidrati, proteine e grassi? Perché il corpo ha bisogno di tutti e tre? Guarda la tua merenda di oggi: quale nutriente contiene di più?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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L’INDUSTRIA ALIMENTARE Come si trasformano le materie prime in alimenti?
Come si conservano gli alimenti nell’industria?
L’industria alimentare trasforma materie prime in alimenti sicuri. Le materie prime vengono da agricoltura, allevamenti e pesca. Ogni fase è controllata per garantire sicurezza e qualità.
La refrigerazione (0–4 °C) rallenta il deterioramento. La surgelazione (–18 °C) blocca l’attività batterica. L’essiccazione elimina l’acqua necessaria ai microrganismi per crescere.
Come si eliminano i batteri negli alimenti? La pastorizzazione scalda gli alimenti a circa 72 °C per pochi secondi. Elimina i batteri pericolosi e conserva sapore e nutrienti. La sterilizzazione UHT scalda gli alimenti a circa 150 °C. Distrugge le spore batteriche e permette una lunga conservazione.
Trattamento
Temperatura
Come si controlla la qualità dei prodotti alimentari? I sensori ottici controllano colore e dimensioni. Gli spettrometri analizzano la composizione chimica. I metal detector trovano corpi estranei nel prodotto. Tutti questi controlli garantiscono la sicurezza finale dell’alimento. Alimenti per cui si utilizza
Pastorizzazione
~72 °C
Latte, succhi, birra
UHT
~150 °C
Latte a lunga conservazione
Refrigerazione
0–4 °C
Carni, latticini, frutta
Surgelazione
–18 °C
Carni, pesce, verdure
Essiccazione
variabile
Pasta, frutta secca, spezie
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra pastorizzazione e sterilizzazione UHT? Un addetto misura la temperatura del latte in fase di pastorizzazione in una vasca di un caseificio utilizzando un dispositivo elettronico.
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Perché la surgelazione conserva meglio il cibo rispetto alla sola refrigerazione?
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10 | Tecnologie alimentari
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DAL LATTE AL FORMAGGIO Come si lavora il latte prima della trasformazione? Il latte appena munto viene subito refrigerato. In caseificio viene standardizzato: la panna è separata e rimescolata nelle giuste proporzioni. Poi è omogeneizzato: i globuli di grasso diventano più piccoli e uniformi.
Come si trasforma il latte in formaggio? Si aggiunge il caglio, che coagula il latte formando la cagliata. La cagliata si taglia e pressa per eliminare il siero. Si forma così una pasta compatta di formaggio.
Vari tipi di formaggi e lavorazione in caseificio.
Che cos’è la stagionatura? La stagionatura è il periodo di riposo del formaggio. I formaggi riposano in ambienti freschi e umidi. Enzimi e microrganismi sviluppano il sapore e il profumo caratteristici.
Qual è la differenza tra formaggi freschi e stagionati? I formaggi freschi contengono molta acqua e si consumano dopo pochi giorni. Esempi: mozzarella, ricotta, stracchino. I formaggi stagionati perdono acqua e diventano più duri e saporiti. Esempi: Parmigiano Reggiano, Grana Padano.
obiettivo COMPETENZE
Perché il formaggio deve essere stagionato? Che cosa cambia durante la stagionatura? Osserva un formaggio in casa: è fresco o stagionato? Come lo riconosci?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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DAL GRANO ALL’OLIO: DUE FILIERE Come si produce la farina? Il grano duro dà la semola per la pasta. Il grano tenero dà la farina per il pane. Entrambi vengono macinati nei mulini a cilindri.
Come nasce la pasta industriale? La pasta si produce mescolando semola e acqua. L’impasto viene modellato nelle trafile in forme diverse. La pasta si essicca lentamente per conservarsi a lungo.
Come si produce il pane industriale?
Come si estrae l’olio extravergine di oliva? L’olio extravergine di oliva si ottiene solo con processi meccanici. Le olive si frantumano e l’impasto si centrifuga. La temperatura deve restare sotto i 27 °C per preservare profumo e nutrienti.
Come si garantisce la qualità dell’olio? L’olio extravergine deve avere acidità inferiore allo 0,8%. Gli esperti ne valutano profumo e sapore con il panel test.
Il pane si fa con farina, acqua, sale e lievito. L’impasto lievita e poi cuoce in forni a 250 °C.
Produzione industriale della pasta.
L’olio extravergine di oliva è il re dei condimenti.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra semola e farina? Da quale tipo di grano si ottiene ciascuna? Perché l’olio extravergine si produce solo a freddo? Che cosa succederebbe con il calore? Lavoro in un panificio artigianale.
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10 | Tecnologie alimentari
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CIBO E PIANETA Quanto cibo sprechiamo ogni anno?
Che cosa possiamo fare?
Ogni anno nel mondo si sprecano 1,3 miliardi di tonnellate di cibo. Questo equivale a un terzo della produzione globale. Sensori e intelligenza artificiale riducono gli sprechi lungo tutta la filiera.
• Controllare le date di scadenza e acquistare solo ciò che si consuma.
Che cos’è il packaging sostenibile?
• Preferire imballaggi riciclabili o biodegradabili. • Scegliere prodotti locali e di stagione per ridurre le emissioni di trasporto. • Leggere le etichette per fare scelte alimentari più consapevoli.
L’industria sta sostituendo le plastiche con imballaggi biodegradabili. Alcune confezioni si fanno con scarti agricoli come bucce di pomodoro. Le confezioni intelligenti cambiano colore quando il cibo non è più adatto per il consumo.
Che cosa sono le proteine alternative? Le proteine alternative riducono l’impatto ambientale rispetto alla carne. Si ottengono da legumi, cereali, alghe e insetti. Gli insetti commestibili producono 100 volte meno gas serra della carne bovina.
Come si legge un’etichetta alimentare? L’etichetta indica ingredienti, valori nutrizionali e data di scadenza. Gli ingredienti sono in ordine decrescente: il primo è il più abbondante. Leggere l’etichetta aiuta a fare scelte più consapevoli.
obiettivo COMPETENZE
Perché sprecare cibo è un problema ambientale? Quale impatto ha sulla produzione? Leggi l’etichetta di un alimento a casa: quanti grammi di zucchero contiene per porzione?
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PARTE SECONDA |Tecnologie PARTE SECONDA |Tecnologie
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Play test
Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: caglio / meccanici / materie prime / filiera / pastorizzazione / proteine I nutrienti sono: carboidrati, …………………………………, grassi, vitamine e sali minerali che cosa contengono gli alimenti? Le TECNOLOGIE ALIMENTARI quali sono i trattamenti?
come arriva il cibo sulla tavola? trasformano le ………………………………… in alimenti sicuri e pronti
La ………………………………… scalda a circa 72 °C ed elimina i batteri Il latte diventa formaggio grazie al …………………………………
come si ottiene l’extravergine? L’olio extravergine si ottiene solo con processi
La ………………………………… è il percorso completo di un alimento, dal campo alla tavola
………………………………… a freddo
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. I carboidrati sono la principale fonte di proteine. La pastorizzazione elimina i batteri patogeni negli alimenti. I formaggi stagionati contengono più acqua di quelli freschi. La surgelazione blocca quasi completamente l’attività batterica. L’olio extravergine di oliva si ottiene con processi chimici. La piramide alimentare mostra quali cibi mangiare spesso e quali raramente.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Caglio b. Filiera c. Pastorizzazione d. Caloria
1. Percorso completo di un alimento dal campo alla tavola 2. Sostanza che fa coagulare il latte per fare il formaggio 3. Misura dell’energia fornita dagli alimenti 4. Trattamento termico a circa 72 °C per eliminare i batteri
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. La surgelazione conserva gli alimenti perché: a. porta la temperatura a –18 °C, bloccando quasi completamente l’attività batterica. b. aggiunge sale per fermare i microrganismi.
B. Per essere classificato “extravergine”, l’olio di oliva deve: a. essere prodotto con solventi chimici a caldo. b. avere acidità inferiore allo 0,8% e superare il panel test.
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11LA CONSERVAZIONE DEL CIBO 11 | Conservazione degli alimenti
Perché il cibo si deteriora? Gli alimenti si deteriorano a causa di batteri, muffe e reazioni chimiche. Nella zona di pericolo (tra 4 °C e 60 °C) i batteri crescono molto velocemente: conservare il cibo significa tenerlo fuori da questo intervallo di temperatura.
Che cosa fa il freddo per conservare gli alimenti?
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O VIDEO INTRODUTTIV
Quali metodi a freddo si usano per conservare?
I tre metodi a freddo si distinguono per temperatura e durata di conservazione. Metodo
Temperatura
Durata
Refrigerazione 0–4 °C
pochi giorni
Congelamento
–18/–20 °C
settimane/mesi
Surgelazione
circa –40 °C
mesi (qualità migliore)
Il freddo rallenta la crescita dei batteri negli alimenti. La refrigerazione tra 0 e 4 °C mantiene il cibo per pochi giorni. Il congelamento porta la temperatura a –18/–20 °C e conserva per settimane.
Qual è la differenza tra congelamento e surgelazione? Il congelamento normale raffredda il cibo lentamente e forma grandi cristalli di ghiaccio. La surgelazione raffredda a circa –40 °C molto rapidamente. I cristalli di ghiaccio sono piccoli: gusto e qualità rimangono quasi inalterati.
Conservazione dei cibi in frigorifero.
obiettivo COMPETENZE
Perché i surgelati mantengono la qualità meglio dei cibi congelati normalmente? Cerca nel frigo di casa un alimento e indica il metodo di conservazione usato.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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CALORE, ESSICCAZIONE E CHIMICA Come si conservano gli alimenti con il calore?
Che cosa sono gli additivi e la fermentazione?
La pastorizzazione riscalda il cibo a 60–85 °C ed elimina i batteri patogeni. Il trattamento UHT usa 135–150 °C per soli 2–5 secondi. Il latte UHT si conserva mesi senza bisogno del frigorifero.
Gli additivi alimentari si riconoscono in etichetta dal codice con la lettera E. La fermentazione usa microrganismi buoni che producono acidi naturali conservanti. Yogurt, kefir e crauti sono esempi di alimenti fermentati.
Che cosa sono l’essiccazione e la liofilizzazione? L’essiccazione rimuove l’acqua dal cibo perché senza acqua i batteri non possono crescere. La liofilizzazione congela l’alimento e poi rimuove l’acqua per sublimazione. Il cibo liofilizzato è leggero e mantiene quasi tutte le sue vitamine.
Come si conserva con il confezionamento? Il sottovuoto rimuove l’aria dalla confezione e blocca i batteri aerobi. Il confezionamento MAP sostituisce l’aria con gas inerti come azoto. Si usa per carne, pesce e insalate nei supermercati per allungare la conservazione.
Essiccazione del pesce all’aria aperta.
La gran parte dei cibi contiene conservanti e additivi vari.
Conservazione con il calore.
obiettivo COMPETENZE
Perché la liofilizzazione conserva meglio le vitamine rispetto all’essiccazione normale? Guarda una confezione in casa: trovi ingredienti con codice E? Quali?
Conservazione sotto vuoto.
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11 | Conservazione degli alimenti
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L’ETICHETTA ALIMENTARE Perché è importante leggere l’etichetta? L’etichetta aiuta a scegliere il prodotto giusto in modo consapevole e sicuro. La legge europea obbliga i produttori a indicare su di esse informazioni chiare e corrette.
Che cosa sono gli ingredienti e gli allergeni? L’elenco degli ingredienti è in ordine: dal più abbondante al meno abbondante. Gli allergeni (come glutine, latte e uova) devono essere evidenziati in grassetto. In questo modo chi è allergico può evitare i prodotti pericolosi.
Che cosa indica la tabella nutrizionale? La tabella nutrizionale indica calorie, grassi, zuccheri, proteine e sale per 100 g. Questa tabella aiuta a confrontare prodotti simili e scegliere quello più salutare.
Etichetta tipo.
Qual è la differenza tra le date di scadenza? L’etichetta riporta due tipi di data di scadenza. «Da consumarsi entro» indica che oltre quella data il cibo non è sicuro. «Da consumarsi preferibilmente entro» indica un calo di qualità, non di sicurezza. Tabella nutrizionale di un alimento.
obiettivo COMPETENZE
Come potresti sapere se un alimento contiene allergeni? Confronta le tabelle nutrizionali di due prodotti simili: qual è più salutare? Indicazione degli ingredienti.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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CONSERVARE PER NON SPRECARE Quanto cibo viene sprecato ogni anno?
Che cosa possiamo fare?
Ogni anno circa un terzo della produzione alimentare mondiale viene sprecato. Questo significa sprecare anche acqua, energia e suolo agricolo. Migliorare la conservazione è uno dei modi più efficaci per ridurre lo spreco.
• Controllare sempre la data di scadenza per non buttare cibo ancora buono.
Come si possono usare le nuove tecnologie per ridurre gli sprechi?
• Preferire confezioni riciclabili o con meno imballaggio possibile. • Conservare correttamente il cibo in frigo per farlo durare di più. • Comprare solo quello che si consuma davvero per ridurre gli sprechi.
Il packaging intelligente cambia colore quando il cibo non è più fresco. L’atmosfera modificata (MAP) allunga la conservazione senza usare conservanti chimici. L’intelligenza artificiale monitora la temperatura durante il trasporto con sensori IoT.
Perché il packaging sostenibile è importante? Molte confezioni alimentari sono ancora fatte di plastica non riciclabile. Le bioplastiche derivano da fonti naturali e si possono biodegradare. Scegliere packaging riciclabile riduce i rifiuti e protegge l’ambiente.
obiettivo COMPETENZE
Perché sprecare cibo significa anche sprecare acqua ed energia? A casa tua, cosa si potrebbe fare per ridurre il cibo buttato ogni settimana?
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| Conservazione degli alimenti 1111 |Conservazione degli alimenti
Play test
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Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: additivi / surgelazione / 60 / batteri / abbondante / pastorizzazione La zona di pericolo è tra 4 °C e ………………………………… °C, in cui i batteri crescono in fretta qual è la zona di pericolo?
quali metodi si usano?
La CONSERVAZIONE serve a bloccare la crescita di
che cosa dice l’etichetta?
…………………………………, e muffe come si leggono i codici E?
La …………………………………, raffredda a circa –40 °C: cristalli di ghiaccio piccolissimi. La …………………………………, riscalda a 60–85 °C ed elimina i batteri patogeni
Gli ingredienti sono elencati Gli …………………………………, si riconoscono in etichetta dal codice con la lettera E
dal più …………………………………, a quello meno presente
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. La refrigerazione porta il cibo a temperature inferiori a –18 °C. La surgelazione forma cristalli di ghiaccio piccoli che preservano la qualità. La pastorizzazione elimina tutti i microrganismi, incluse le spore batteriche. Gli allergeni devono essere evidenziati sull’etichetta degli alimenti. “Da consumarsi preferibilmente entro” significa che il cibo è pericoloso oltre quella data. La liofilizzazione trasforma il ghiaccio direttamente in vapore per sublimazione.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Pastorizzazione
1. Rimozione dell’acqua per sublimazione
b. Surgelazione
2. Raffreddamento rapido a circa –40 °C
c. Liofilizzazione
3. Confezionamento con gas inerti come azoto
d. MAP
4. Riscaldamento a 60–85 °C per eliminare i batteri patogeni
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. La «zona di pericolo» per i batteri negli alimenti è: a. tra –18 °C e 0 °C b. tra 4 °C e 60 °C
B. Gli additivi alimentari si riconoscono in etichetta perché: a. hanno un codice che inizia con la lettera E b. sono scritti in maiuscolo nell’elenco degli ingredienti
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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LO STATO DELL’AMBIENTE Che cos’è l’ambiente? L’ambiente è l’insieme di aria, acqua, suolo, piante e animali. Le attività umane stanno cambiando gli equilibri naturali del clima e degli ecosistemi.
Che cos’è l’effetto serra? L’effetto serra è un fenomeno naturale che mantiene la Terra alla temperatura adatta al proliferare della vita. I gas serra nell’atmosfera trattengono parte del calore del Sole.
Che cos’è il riscaldamento globale?
O VIDEO INTRODUTTIV
Perché il riscaldamento globale è pericoloso? Il riscaldamento causa effetti gravi su tutto il pianeta, come: • I ghiacciai si sciolgono e il livello dei mari aumenta. • Alluvioni, siccità e ondate di calore diventano più frequenti. • Molte specie animali e vegetali rischiano di scomparire.
Il riscaldamento globale è l’aumento della temperatura della Terra causato dalle attività umane. Bruciare combustibili fossili aumenta la concentrazione di CO2, metano e protossido di azoto nell’atmosfera.
Minore calore disperso nello spazio
Sole
iazio
Rad o ne s
Gas serra
L’inquinamento dell’aria crea anche problemi di salute.
ter res t
re
lare
Terra
Ra
dia
zio
ne
Atmosfera
Maggiore calore trattenuto
obiettivo COMPETENZE
Che cos’è l’effetto serra e perché diventa un problema per il pianeta? Elenca tre effetti del riscaldamento globale e spiega quale ti sembra più grave.
Schema dell’effetto serra.
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12 | Tecnologia e ambiente
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I TIPI DI INQUINAMENTO Che cos’è l’inquinamento?
Come viene inquinata l’acqua?
L’inquinamento è l’introduzione nell’ambiente di sostanze nocive che alterano gli equilibri naturali. Aria, acqua e suolo possono essere contaminati da industrie, traffico e agricoltura intensiva.
Ogni anno finiscono negli oceani 8 milioni di tonnellate di rifiuti plastici. La plastica si scompone in microplastiche: particelle invisibili che entrano nella catena alimentare marina.
Come viene inquinata l’aria? I principali inquinanti atmosferici sono il particolato (PM2,5), gli ossidi di azoto e l’anidride solforosa. Il particolato è così piccolo da penetrare nei polmoni e nel sangue. Tipo di inquinamento
Principali cause
Come viene inquinato il suolo? L’inquinamento del suolo è causato da pesticidi e metalli pesanti che si accumulano nel terreno. Il biorisanamento usa batteri e piante per degradare gli inquinanti in modo naturale. Effetti
Aria
Traffico, industrie
Problemi respiratori, piogge acide
Acqua
Plastica, pesticidi
Danni agli ecosistemi acquatici
Suolo
Fertilizzanti, Perdita di metalli pesanti fertilità
Acustico
Traffico, cantieri
Stress, disturbi del sonno
L’inquinamento dell’aria nella Pianura Padana.
La plastica inquina i mari e provoca danni alle specie che li abitano.
obiettivo COMPETENZE
Perché le microplastiche negli oceani sono un problema anche per la salute umana? Cerca un esempio di inquinamento vicino a casa tua. Di che tipo è?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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I RISCHI NATURALI E LA PROTEZIONE CIVILE Che cos’è il rischio idrogeologico?
Come si monitorano i rischi naturali?
Il rischio idrogeologico comprende frane e alluvioni causate da piogge intense e dall’impermeabilizzazione del suolo. In Italia oltre 7 milioni di persone vivono in aree a rischio di frane.
Per monitorare i rischi si usano: pluviometri (misurano le precipitazioni), idrometri (monitorano il livello dei fiumi) e sismografi (rilevano i terremoti). Questi strumenti inviano dati e allarmi automatici in tempo reale.
Che cos’è il rischio sismico? Il rischio sismico è alto in Italia a causa della posizione geologica del paese. I terremoti si misurano con la scala Richter (che misura l’energia rilasciata) e la scala Mercalli (che rileva gli effetti osservati).
Le frane colpiscono gran parte delle zone collinari.
Che cos’è la Protezione Civile? La Protezione Civile gestisce le emergenze, che siano alluvioni, terremoti o incendi. Dal 2023, il sistema IT-alert invia messaggi di allarme direttamente sui telefoni cellulari in caso di concreto rischio per la popolazione.
Vigili del fuoco in azione durante un’alluvione.
obiettivo COMPETENZE
Perché l’Italia è particolarmente esposta al rischio sismico e idrogeologico? Se scatta un’allerta arancione nel tuo comune, come ti comporteresti?
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12 | Tecnologia e ambiente
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ECONOMIA CIRCOLARE E GESTIONE DEI RIFIUTI Che cos’è l’economia circolare? L’economia circolare è un modello che elimina gli sprechi. Propone di ridurre, riutilizzare, riciclare e recuperare i materiali, invece del modello estrarre–produrre– buttare.
Come funziona la raccolta differenziata? La raccolta differenziata consiste nel separare i rifiuti per materiale (carta, plastica, vetro, organico...) e nel conferirli in contenitori diversi, così che possano essere selezionati e avviati al riciclo. In Italia la media supera il 65%, ma tra le regioni le differenze sono grandi.
Come si smaltiscono i rifiuti non riciclabili? I rifiuti non riciclabili vengono bruciati nei termovalorizzatori, che producono energia elettrica e calore. Le discariche controllate sono l’ultima opzione: raccolgono solo ciò che non può essere trattato altrimenti.
Come può la tecnologia migliorare la gestione dei rifiuti? I contenitori intelligenti con sensori segnalano quando sono pieni, riducendo gli sprechi di carburante. L’Intelligenza Artificiale negli impianti di trattamento separa i materiali riciclabili in modo automatico e preciso.
Discarica controllata.
Cassonetti per la raccolta differenziata.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra economia lineare ed economia circolare? Osserva i cassonetti del tuo quartiere. In che modo viene gestita la raccolta differenziata? Modello di riciclo dei rifiuti.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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AMBIENTE E SOSTENIBILITÀ Che cos’è la sostenibilità? La sostenibilità è l’idea di usare le risorse della Terra senza sprecarle. Significa fare scelte responsabili per un futuro migliore.
Qual è l’obiettivo ambientale dell’Unione Europea entro il 2050? L’UE vuole ridurre del 55% le emissioni di gas serra entro il 2030 rispetto al 1990. Entro il 2050 l’obiettivo è diventare a impatto climatico neutro: ovvero le emissioni nette siano zero.
Perché è importante gestire bene i RAEE? I RAEE (Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche) contengono materiali preziosi come rame e oro. Vanno consegnati agli appositi centri di raccolta e non buttati nell’indifferenziato.
Che cosa possiamo fare ogni giorno? Ogni cittadino può contribuire con azioni quotidiane: • Spostarsi a piedi o in bici per ridurre le emissioni. • Separare correttamente i rifiuti e preferire prodotti riutilizzabili. • Risparmiare energia: spegnere i dispositivi quando non servono. • Non sprecare cibo e comprare solo ciò che serve.
Alcuni comportamenti virtuosi da assumere per la protezione dell’ambiente.
obiettivo COMPETENZE
Perché ridurre le emissioni di gas serra è urgente per il nostro futuro? Quale delle quattro azioni del testo ti sembra più facile da fare ogni giorno?
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| Tecnologia e ambiente 1212 |Tecnologia e ambiente
Play test
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Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: riciclare / 65% / naturale / raccolta / riscaldamento globale / anidride carbonica Le attività umane aumentano i gas serra come …………………………………, metano e protossido di azoto quali sono i gas serra?
che cosa accade se aumenta?
L’EFFETTO SERRA è un feno– meno ………………………………… che mantiene la Terra a una temperatura mite
che cosa propone l’economia circolare?
come si avvia il riciclo? Se i gas serra aumentano troppo, la temperatura sale: questo processo si chiama
La ………………………………… differenziata è il primo passo per il riciclo
…………………………………
In Italia supera il …………………………………
Ridurre, riutilizzare, ………………………………… e recuperare i materiali
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. L’effetto serra è un fenomeno artificiale causato solo dall’uomo. Le microplastiche negli oceani possono entrare nella catena alimentare. In Italia il rischio sismico è basso perché il territorio è pianeggiante. I termovalorizzatori producono energia bruciando i rifiuti non riciclabili. L’economia circolare si basa sul modello “estrarre–produrre–buttare”. I RAEE devono essere consegnati agli appositi centri di raccolta.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Effetto serra
1. Rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche
b. Biorisanamento
2. Particelle invisibili di plastica negli oceani
c. Microplastiche
3. Uso di batteri e piante per purificare il suolo inquinato
d. RAEE
4. Fenomeno naturale che mantiene la Terra alla giusta temperatura
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. Il riscaldamento globale è causato principalmente da: a. l’aumento dei gas serra prodotti dalle attività umane. b. l’aumento della luce solare che raggiunge la Terra.
B. L’economia circolare si distingue da quella lineare perché: a. produce più rifiuti, ma in modo più organizzato. b. mantiene i materiali in uso il più a lungo possibile, riducendo gli sprechi.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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L’ENERGIA O VIDEO INTRODUTTIV
Che cos’è l’energia? L’energia è la capacità di compiere un lavoro o produrre un cambiamento. La troviamo nel vento, nella luce del sole e nel cibo che mangiamo. Senza energia non funzionerebbero case, scuole né trasporti, e anche le persone ne hanno bisogno per vivere.
Quali sono le forme dell’energia? L’energia si presenta in sei forme principali: • Meccanica — del movimento e della posizione. • Termica — del calore. • Elettrica — scorre nei cavi. • Chimica — nelle batterie e nel cibo.
Come si trasforma l’energia? L’energia non si crea e non si distrugge: si trasforma, ad esempio una lampadina trasforma l’energia elettrica in energia luminosa. Durante ogni trasformazione, una parte si disperde come calore.
Come usiamo l’energia ogni giorno? La sveglia, il tostapane e lo smartphone usano energia elettrica. L’autobus usa l’energia chimica del carburante per muoversi. L’energia elettrica viene prodotta nelle centrali e distribuita alle case.
• Luminosa — trasportata dalla luce. • Nucleare — nel nucleo degli atomi.
Energia meccanica.
Energia elettrica.
obiettivo COMPETENZE
Che cosa significa che “l’energia si trasforma ma non si distrugge”? Elenca tre oggetti di casa tua. Che forma di energia usano?
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13 | Energia
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LE FONTI RINNOVABILI Che cosa sono le fonti rinnovabili? Le fonti rinnovabili si rigenerano naturalmente e non si esauriscono. Non producono emissioni durante il funzionamento. Le principali sono: sole, vento, acqua, geotermia e biomasse.
Come funziona l’energia solare? I pannelli fotovoltaici trasformano la luce solare in elettricità. I pannelli solari termici usano il calore solare per riscaldare l’acqua. In Italia il solare copre il 12% del fabbisogno elettrico.
girare un generatore collegato alla rete. In Italia l’eolico copre il 7% del fabbisogno elettrico.
Come funziona l’energia idroelettrica? Una diga trattiene l’acqua del fiume in un bacino artificiale. L’acqua scende lungo le condotte e fa girare le turbine. L’idroelettrico copre il 18% del fabbisogno elettrico italiano.
Quali altre fonti rinnovabili esistono? Esistono anche la geotermia e le biomasse: Fonte
Come funziona
Quota in Italia
Geotermica
Calore naturale dal sottosuolo
~2%
Biomasse
Combustione di materiali organici
~5%
Come funziona l’energia eolica? Le turbine eoliche catturano il vento e lo trasformano in elettricità. Le pale fanno
Energia eolica
Biomasse
Energia solare
Energia idroelettrica
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra un pannello fotovoltaico e un pannello solare termico? Quale fonte rinnovabile puoi osservare vicino a casa tua? Come la riconosci?
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Energia geotermica
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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LE FONTI NON RINNOVABILI Che cosa sono le fonti non rinnovabili? Le fonti non rinnovabili si formano in milioni di anni. L’uomo le consuma molto più in fretta di quanto si ricreino. Le principali sono: carbone, petrolio, gas naturale e uranio.
Perché dobbiamo ridurre le fonti non rinnovabili? Fonte
Tipo
Problema principale
Carbone
Fossile
CO2 e polveri sottili
Che cosa sono i combustibili fossili?
Petrolio
Fossile
CO2 e inquinamento marino
Carbone, petrolio e gas naturale sono i combustibili fossili. Si formano da organismi vissuti in tempi antichissimi e rimasti sepolti per milioni di anni. Bruciarli produce gas serra e inquina l’atmosfera.
Gas naturale
Fossile
CO2 e metano disperso
Uranio
Non fossile
Scorie radioattive
Come funziona l’energia nucleare? Nelle centrali nucleari l’uranio viene spezzato: è la fissione nucleare. Si produce enorme energia senza emettere CO2. Le scorie radioattive però rimangono pericolose per migliaia di anni.
I combustibili fossili causano il cambiamento climatico. Si trovano concentrati in pochi Paesi del mondo. Per questo Italia ed Europa puntano sulle rinnovabili.
Uranio
Piattaforma offshore
Carbone Petrolio
Gas naturale
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DALLE CENTRALI ALLE CASE 5 1
2
3
4
Modello di funzionamento di una generica centrale elettrica. 1. Fonte di energia; 2. Turbina; 3. Generatore (Alternatore); 4. Trasformatore; 5. Linea a alta tensione.
Come funziona una centrale elettrica?
Che cos’è l’efficienza energetica?
In ogni centrale, una fonte di energia fa girare una turbina. La turbina fa ruotare un generatore che produce elettricità. Un trasformatore alza la tensione per il trasporto a lunga distanza.
Efficienza energetica significa fare le stesse cose usando meno energia. Le lampadine LED consumano fino all’80% in meno. Gli elettrodomestici di classe A riducono i consumi.
Come arriva l’elettricità nelle nostre case? L’elettricità viaggia sugli elettrodotti ad alta tensione. Vicino alle città la tensione viene abbassata. Alla presa di casa arriva a 230 volt.
Chi gestisce la rete elettrica italiana? Terna gestisce la rete elettrica nazionale. Controlla che produzione e consumo siano sempre in equilibrio. L’Italia importa elettricità da Paesi europei vicini.
Che cosa sono le Comunità Energetiche Rinnovabili? Le Comunità Energetiche Rinnovabili (CER) sono gruppi di cittadini con impianti rinnovabili. Condividono l’energia prodotta e pagano bollette più basse.
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Immagine generata con IA
obiettivo COMPETENZE
Perché la tensione viene alzata per il trasporto e poi abbassata per l’uso? Cerca in casa una lampadina LED. Quanti watt consuma rispetto a una tradizionale?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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IL RAPPORTO TRA ENERGIA E AMBIENTE Perché l’energia fossile fa male all’ambiente? Bruciare carbone, petrolio e gas libera anidride carbonica (CO2). La CO2 è il principale gas responsabile del cambiamento climatico. Le centrali termoelettriche emettono anche polveri sottili e ossidi di azoto.
Quali altri impatti ha la produzione di energia? Le dighe modificano gli ecosistemi dei fiumi. I tralicci dell’alta tensione cambiano il paesaggio. I pannelli solari richiederanno uno smaltimento attento a fine vita.
Che cosa fa l’Europa per un’energia più pulita? Il piano europeo REPowerEU punta ad aumentare le energie rinnovabili. Nel 2023 l’Italia ha prodotto il 42% dell’elettricità da fonti pulite. La transizione energetica mira alla neutralità climatica entro il 2050.
Che cosa possiamo fare? • Spegnere le luci quando non servono. • Usare lampadine LED invece di quelle tradizionali a incandescenza. • Staccare i dispositivi dallo standby assicurandosi che si spenga la spia. • Preferire docce brevi e usare il riscaldamento con attenzione.
obiettivo COMPETENZE
Perché usare fonti rinnovabili riduce le emissioni di CO2 nell’atmosfera? In casa tua, dove puoi risparmiare più energia ogni giorno?
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Play test
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Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: turbina / non rinnovabili / lavoro / generatore / meccanica / rinnovabili ………………………………… , elettrica, termica, chimica, luminosa e nucleare
in quali forme si presenta?
quali fonti si rigenerano?
L’ENERGIA è la capacità di compiere un
e quali si esauriscono?
…………………………………
Le fonti ………………………………… (sole, vento, acqua) si rigenerano naturalmente e non si esauriscono
Esercizio 2 — Vero o Falso
come si produce l’elettricità? Nelle centrali una …………………………………
Le fonti ………………………………… (carbone, petrolio, gas) si formano in milioni di anni
collegata a un ………………………………… produce elettricità
Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. L’energia si crea quando accendiamo la luce. I pannelli fotovoltaici trasformano la luce del sole in elettricità. Il carbone è una fonte di energia rinnovabile. L’energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma. Terna gestisce la rete elettrica nazionale italiana. Le scorie nucleari sono pericolose solo per qualche anno.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Fissione nucleare
1. Macchina che permette di aumentare la tensione dell’energia elettrica per il trasporto
b. CER
2. Spaccatura del nucleo di uranio che libera enorme energia
c. Trasformatore
3. Comunità di cittadini che condivide energia rinnovabile
d. Turbina
4. Macchina con pale che converte il movimento in rotazione
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. L’energia idroelettrica si produce: a. bruciando combustibili fossili in una caldaia. b. sfruttando la forza dell’acqua in caduta su una turbina.
B. Le lampadine LED sono più efficienti perché: a. consumano fino all’80% in meno rispetto a quelle tradizionali. b. producono più calore delle lampadine a incandescenza. 13_energia.indd 77
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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L’ELETTRICITÀ
O VIDEO INTRODUTTIV
Che cos’è la corrente elettrica?
Che cosa dice la legge di Ohm?
La corrente elettrica è il movimento ordinato di particelle chiamate elettroni all’interno di un materiale conduttore, come il rame. Possiamo immaginarla come una corrente di elettroni che scorre in un filo. Per muoversi, gli elettroni hanno bisogno di una “spinta” chiamata tensione o differenza di potenziale.
La legge di Ohm mette in relazione le tre grandezze con la formula: V = I × R. A parità di tensione, se la resistenza diminuisce, la corrente aumenta. Se la resistenza aumenta, la corrente diminuisce. È la regola fondamentale per calcolare e progettare qualsiasi circuito elettrico.
Come si dividono i due tipi di corrente elettrica?
Legge di Ohm
La corrente continua (DC) scorre sempre nella stessa direzione. La producono pile, batterie e alimentatori: alimenta telefoni, torce e computer. La corrente alternata (AC) cambia direzione molte volte al secondo. È la corrente che arriva nelle prese di casa: alimenta lampade e grandi elettrodomestici.
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
Che cosa sono le grandezze elettriche? Grandezza
Simbolo
Unità di misura
Significato
Tensione
V
volt (V)
“spinta” che muove gli elettroni
Intensità
I
ampere (A)
quanti elettroni passano ogni secondo
Resistenza
R
ohm (Ω)
ostacolo al passaggio della corrente
La tensione è come la pressione dell’acqua in un tubo. L’intensità è quanta acqua scorre. La resistenza è quanto è stretto il tubo.
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Descrizione
Stufa elettrica.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra corrente continua e corrente alternata? Calcola l’intensità se la tensione è 12 V e la resistenza è 4 Ω.
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14 | Eletricità ed elettronica
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I CIRCUITI ELETTRICI Che cos’è un circuito elettrico?
Come funziona un circuito in parallelo?
Un circuito elettrico è un percorso chiuso che permette alla corrente di scorrere da un polo all’altro di un generatore. Il circuito più semplice è formato da una pila, dei fili conduttori, una lampadina e un interruttore. Se il circuito è interrotto (aperto), la corrente non passa e i componenti si spengono.
In un circuito in parallelo i componenti sono collegati su percorsi separati. La tensione è uguale per tutti i componenti, ma la corrente si divide tra i rami. Se un componente si guasta, gli altri continuano a funzionare: è il sistema usato in casa.
Come funziona un circuito in serie? In un circuito in serie i componenti sono collegati uno dopo l’altro su un unico percorso. La corrente è uguale in ogni punto del circuito. Se un componente si guasta, tutto si interrompe, come le vecchie lucine dell’albero di Natale.
Circuito con collegamento in serie.
Come è protetto l’impianto elettrico di casa? Il quadro elettrico distribuisce la corrente in tutti i circuiti della casa. L’interruttore magnetotermico interrompe il circuito se la corrente è troppo alta, evitando cortocircuiti. Il salvavita (interruttore differenziale) scatta immediatamente se una persona tocca un filo scoperto: protegge dalla scossa elettrica.
Circuito con collegamento in parallelo.
obiettivo COMPETENZE
Perché in un circuito parallelo una lampadina rotta non spegne le altre? Qual è la funzione del salvavita nell’impianto domestico?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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MACCHINE ELETTRICHE ED ELETTRONICA Che cosa sono le macchine elettriche? Le macchine elettriche trasformano l’energia elettrica in altre forme di energia, oppure producono elettricità. L’alternatore trasforma il movimento in corrente alternata: è usato nelle centrali e nei motori delle auto. Il motore elettrico trasforma la corrente in movimento meccanico: è presente in lavatrici, ventole e auto elettriche. Il trasformatore modifica la tensione per trasportare l’energia a grande distanza senza perdite.
Come funzionano pile e accumulatori? La pila produce corrente continua grazie a una reazione chimica tra i suoi materiali interni. Quando le sostanze chimiche si consumano, la pila si esaurisce e smette di funzionare. Gli accumulatori (batterie ricaricabili) funzionano come le pile, ma la reazione può essere invertita: basta collegarli a un caricatore.
Qual è la differenza tra elettricità ed elettronica? L’elettricità trasporta grandi quantità di energia per far funzionare motori, lampade e grandi apparecchi. L’elettronica usa correnti piccolissime per elaborare e trasmettere informazioni. È l’elettronica che fa funzionare smartphone, computer, telecomandi e circuiti di controllo.
Che cosa sono i componenti elettronici? I componenti si dividono in: • Passivi (non amplificano il segnale): resistenza, condensatore, induttore. • Attivi (controllano o amplificano): diodo, LED, transistor.
Il transistor è l’elemento chiave dell’informatica: si comporta come un interruttore velocissimo, rappresentando 0 e 1. Milioni di transistor inseriti in un chip di silicio formano un microchip, il “cervello” di ogni dispositivo digitale.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra un alternatore e una macchina elettrica? Motore elettrico sezionato.
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Perché il transistor è fondamentale per il funzionamento dei computer?
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14 | Eletricità ed elettronica
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ELETTRICITÀ E SOSTENIBILITÀ Perché il risparmio energetico è importante?
Che cosa succede ai vecchi dispositivi elettronici?
L’elettricità che usiamo deve essere prodotta, trasportata e distribuita. Quando proviene da combustibili fossili, produce emissioni di CO2 e inquinamento atmosferico. In Italia, il settore residenziale consuma circa il 30% dell’energia elettrica totale: ogni piccola scelta quotidiana conta. Il risparmio energetico è il modo più diretto per ridurre l’impatto ambientale.
I dispositivi elettronici contengono metalli preziosi (rame, litio, cobalto) e sostanze pericolose. Ogni anno in Europa si producono circa 12 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici, detti RAEE (Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche). I RAEE vanno consegnati ai centri di raccolta appositi, ciò garantisce il corretto riciclo.
Come funzionano le etichette energetiche?
Che cosa possiamo fare?
Ogni elettrodomestico ha un’etichetta energetica con classi dall’A (più efficiente) alla G (meno efficiente). Un frigorifero in classe A consuma fino al 50% in meno rispetto a uno in classe F. Scegliere apparecchi efficienti riduce la bolletta e l’impatto sull’ambiente.
• Spegnere le luci quando si esce da una stanza. • Non lasciare i dispositivi in standby: consumano energia anche da “spenti”. • Usare lampade LED al posto di quelle a incandescenza: consumano fino all’80% in meno. • Portare i dispositivi rotti o vecchi ai centri di raccolta RAEE.
Apparecchiature elettroniche che finiscono come RAEE.
obiettivo COMPETENZE
Perché è importante portare i vecchi dispositivi elettronici al centro di raccolta RAEE? Guarda gli elettrodomestici di casa tua. Qual è la classe energetica di ciascuno?
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PARTE SECONDA |Tecnologie PARTE SECONDA |Tecnologie
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Play test
Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: continua / elettroni / I / alternata / ampere / tensione Gli elettroni si muovono grazie a una ‘spinta’ chiamata …………………………………………… che cosa li mette in moto?
con quali grandezze si misura?
Le grandezze fondamentali sono: tensione in volt, intensità in …………………………………………… e resistenza in ohm
La CORRENTE ELETTRICA è il movimento ordinato di particelle chiamate ……………………………………………
di quali tipi può essere?
come sono legate tra loro?
La legge di Ohm dice: V = …………………………………………… × R
La corrente …………………………………………… (DC) scorre in una sola direzione; la corrente …………………………………………… (AC) arriva nelle prese di casa
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. V La corrente continua cambia direzione molte volte al secondo. La tensione si misura in volt. In un circuito in serie, se un componente si guasta, gli altri continuano a funzionare. Il motore elettrico trasforma la corrente elettrica in movimento meccanico. I transistor sono componenti passivi. I RAEE vanno consegnati ai centri di raccolta appositi.
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Alternatore
1. Dispositivo che spegne l’impianto in caso di dispersione
b. Salvavita
2. Chip di silicio con milioni di transistor
c. Microchip
3. Macchina che trasforma il movimento in corrente alternata
d. Motore elettrico
4. Macchina che trasforma la corrente in movimento meccanico
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. La corrente alternata è usata nelle prese di casa perché: a. può essere modificata dai trasformatori e trasportata a distanza in modo efficiente. b. non ha bisogno di fili per scorrere nei conduttori.
B. Un elettrodomestico con etichetta energetica di classe A: a. consuma più energia di uno di classe F. b. consuma meno energia ed è più rispettoso dell’ambiente.
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15 IL SISTEMA EDILIZIO
15 | Ambiente costruito
Che cos’è il sistema edilizio? Il sistema edilizio è l’insieme di opere e tecniche per costruire edifici e infrastrutture. Include case, scuole, strade, ponti e fabbriche. Oggi usa soluzioni innovative per costruire in modo sicuro e sostenibile.
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O VIDEO INTRODUTTIV
Dove troviamo il sistema edilizio ogni giorno? Il sistema edilizio ci circonda ogni giorno. La casa, la scuola e le strade sono tutte opere edilizie. Anche le reti elettriche, idriche e digitali ne fanno parte.
Come si è evoluta la costruzione nel tempo? I Romani inventarono il calcestruzzo e lo utilizzarono per i loro monumenti. Nell’Ottocento l’acciaio rese possibili i primi grattacieli. Dal 2000, il BIM e la stampa 3D stanno trasformando l’edilizia.
Quali sono le principali tipologie di edifici? Gli edifici si classificano in base alla loro funzione: Edilizia moderna.
Tipologia
Esempi
Funzione
Residenziale
Case, condomini Abitazione
Pubblica
Scuole, ospedali Servizi per tutti
Commerciale Negozi, centri commerciali
Attività economiche
Produttiva
Produzione industriale
Fabbriche, capannoni
obiettivo COMPETENZE
Che differenza c’è tra un edificio residenziale e uno pubblico? Elenca due esempi di edilizia commerciale che conosci nella tua città.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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MATERIALI E SISTEMI COSTRUTTIVI Che cosa sono i laterizi? I laterizi si ottengono dalla cottura dell’argilla. Il mattone pieno è compatto e regge i carichi pesanti. I blocchi forati hanno cavità che migliorano l’isolamento termico.
Che cos’è il cemento armato? Il cemento mescolato con acqua si indurisce. Con cemento, sabbia e ghiaia si produce il calcestruzzo. Il cemento armato unisce calcestruzzo e acciaio: resiste a compressione e trazione.
Quali sono i principali sistemi costruttivi? Nella muratura portante i muri reggono il peso dell’edificio. Nel telaio in cemento armato pilastri e travi formano la struttura. I muri non sono portanti. Le strutture in acciaio o legno si usano per grandi costruzioni sostenibili.
Quali altri materiali si usano in edilizia? • Legno - leggero e naturale. Usato per edifici di più piani con il CLT. • Vetro - permette la luce. Esistono vetri temperati, laminati e fotovoltaici. • Acciaio - resistente, usato per travi, pilastri e grattacieli.
Struttura a telaio in cemento armato.
obiettivo COMPETENZE
Perché il cemento armato è più resistente del calcestruzzo da solo? Quale sistema costruttivo sceglieresti per una casa ecologica? Spiega perché.
Getto di calcestruzzo armato su una soletta.
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15 | Ambiente costruito
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LE INFRASTRUTTURE Che cosa sono le infrastrutture? Le infrastrutture sono opere che permettono a una comunità di funzionare. Comprendono strade, ponti, ferrovie, reti idriche ed elettriche. Senza di esse non potremmo spostarci né comunicare.
A cosa servono strade, ponti e ferrovie? Le strade collegano abitazioni, scuole e servizi ogni giorno. I ponti e i viadotti superano fiumi e vallate. Le ferrovie trasportano persone e merci in modo rapido ed ecologico.
Perché è importante la manutenzione delle infrastrutture? Le infrastrutture invecchiano e devono essere monitorate con cura. La manutenzione predittiva usa sensori per segnalare guasti prima che accadano. I droni e i georadar ispezionano anche i punti difficili da raggiungere.
Che cosa sono le reti idriche e digitali? Gli acquedotti portano acqua potabile alle case e alle scuole. Le fognature raccolgono l’acqua usata e la inviano alla depurazione. Le reti digitali (fibra ottica e antenne) permettono di comunicare ovunque.
Messa in opera di tubazioni per il teleriscaldamento.
Treno ad alta velocità.
obiettivo COMPETENZE
Quali infrastrutture usi ogni giorno? Elencane almeno tre. Perché la manutenzione predittiva è preferibile a quella ordinaria?
Aeroporto internazionale di Londra.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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COSTRUIRE IN MODO SOSTENIBILE Perché l’edilizia ha un impatto ambientale?
Come può la tecnologia aiutare a costruire meglio?
L’edilizia consuma il 40% dell’energia mondiale e produce il 36% delle emissioni di CO2. È urgente costruire in modo sostenibile.
Il BIM raccoglie le informazioni di un edificio in un modello 3D. I sensori IoT controllano vibrazioni e qualità dell’aria in tempo reale. La domotica regola luce e riscaldamento automaticamente da smartphone.
Che cos’è la bioedilizia? La bioedilizia costruisce edifici nel rispetto dell’ambiente. Usa legno, sughero e terra cruda come materiali principali. Riduce i consumi energetici e garantisce ambienti sani.
Come si misura l’efficienza di un edificio? L’APE classifica gli edifici dalla classe A (emissioni zero) alla classe G (più energivori). Scegliere la classe A significa consumare meno e inquinare meno.
Che cosa possiamo fare? • Scegliere edifici con classe A o B per consumare meno. • Usare la domotica per evitare sprechi di energia. • Preferire materiali naturali e riciclabili per ristrutturare. • Sensibilizzare la famiglia sull’efficienza energetica della casa.
obiettivo COMPETENZE
Perché un edificio in classe A inquina meno di uno in classe G? Cerca in casa tua: è presente un’etichetta APE? Di che classe è il tuo edificio?
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15 | Ambiente costruito
Play test
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Esercizio 1: Completa la mappa concettuale Usa questi termini: BIM / residenziale / laterizi / A / telaio / cemento armato quali materiali resistono di più?
Il ………………… unisce calcestruzzo e acciaio, resistendo a compressione e trazione
come si regge un edificio?
La struttura a ………………… usa pilastri e travi come gabbia portante
L’EDILIZIA costruisce edifici usando materiali come i …………………, ottenuti dalla cottura dell’argilla
come si progetta oggi? Gli edifici si classificano in tipologie: …………………, pubblica e commerciale
come si distinguono?
Il ………………… è un modello digitale 3D che raccoglie tutte le informazioni dell’edificio
quanta energia consumano?
La classe ………………… indica un edificio a emissioni zero
Esercizio 2: Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. I laterizi si ottengono dalla cottura dell’argilla. Nel telaio in cemento armato i muri reggono tutto il peso. Le ferrovie producono meno impatto ambientale rispetto al trasporto su gomma La classe A è la peggiore classe energetica degli edifici. Il BIM è un modello digitale 3D dell’edificio. La domotica regola automaticamente luce, riscaldamento e sicurezza.
V
F
Esercizio 3: Collega il termine con la definizione corretta a. Cemento armato
1. Modello digitale 3D completo di un edificio
b. Infrastrutture
2. Opere che permettono a una comunità di funzionare
c. APE
3. Documento che classifica l’efficienza energetica di un edificio
d. BIM
4. Materiale composito di calcestruzzo e barre d’acciaio
Esercizio 4: Scegli la soluzione corretta A. Il cemento armato è più resistente del calcestruzzo perché: a. unisce calcestruzzo e acciaio che si completano a vicenda. b. è prodotto interamente con ferro fuso ad alte temperature.
B. La bioedilizia è preferibile perché: a. usa materiali più economici dei mattoni tradizionali. b. riduce i consumi energetici e usa materiali naturali e rinnovabili.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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L’ABITAZIONE
O VIDEO INTRODUTTIV
Che cos’è un’abitazione?
Come si è evoluta l’abitazione nel tempo?
L’abitazione è un sistema tecnologico complesso progettato per i bisogni umani. Non è solo un riparo dal freddo o dalla pioggia. Integra spazi, impianti e materiali che lavorano insieme. La casa moderna garantisce sicurezza, comfort e funzionalità.
Le prime abitazioni erano grotte e capanne di rami. I Romani inventarono l’acquedotto e il riscaldamento a pavimento, chiamato ipocausto. Nel XX secolo l’elettricità e l’acqua corrente diventarono standard in ogni casa. Oggi le abitazioni si trasformano in smart home grazie alla domotica.
A che cosa deve rispondere un’abitazione? Un’abitazione deve soddisfare cinque esigenze fondamentali: • protezione — da freddo, rumore e intrusioni esterne • comfort termico — temperature adeguate in ogni stagione • salubrità — aria pulita, luce naturale e controllo dell’umidità
Che cos’è la domotica? La domotica è la tecnologia che rende “intelligente” una casa. Permette di controllare luci, riscaldamento e sicurezza in modo automatico. Usa sensori e dispositivi collegati a internet per ridurre i consumi energetici.
• funzionalità — spazi organizzati per le attività quotidiane • sicurezza — prevenzione di incendi, fughe di gas e incidenti
Abitazione tradizionale di montagna.
obiettivo COMPETENZE
Quali cinque esigenze deve soddisfare un’abitazione moderna? Che differenza c’è tra una casa tradizionale e una smart home?
Angolo cottura di una cucina.
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16 | Abitazione e territorio
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TIPI DI ABITAZIONE Come si classificano le abitazioni?
Che cos’è un condominio?
Le abitazioni si classificano in base al numero di famiglie che possono ospitare e alla struttura costruttiva. Ogni tipo risponde a esigenze specifiche di spazio, costo e impatto ambientale. In Italia i tipi più diffusi sono cinque.
Il condominio è un edificio con più appartamenti indipendenti. Ottimizza l’uso del territorio: molte famiglie vivono nello stesso spazio. Le spese per ascensore, riscaldamento e sicurezza sono condivise tra i condomini. Richiede però una buona gestione delle parti comuni.
Quali sono i principali tipi di abitazione? Tipo
Casa unifamiliare Case a schiera Condominio
Edilizia sociale Case tradizionali
Caratteristiche
Una sola famiglia, completamente indipendente Case unite su uno o due lati Più appartamenti nello stesso edificio Abitazioni per chi ha reddito limitato Costruite con materiali locali (pietra, legno)
Vantaggio principale
Massima privacy e autonomia Meno suolo occupato
Che cos’è l’edilizia sociale? L’edilizia sociale garantisce abitazioni dignitose a chi ha un reddito limitato. Usa tecnologie standardizzate per contenere i costi di costruzione. Permette a tutti i cittadini di avere una casa confortevole e sicura.
Spese condivise tra i condomini Accessibilità economica Adatte al clima e al territorio
Case a schiera.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra una casa a schiera e un condominio? Casa unifamiliare.
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Perché una baita alpina è costruita in legno e pietra e non in cemento?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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L’UNITÀ ABITATIVA E L’ARREDAMENTO Come è organizzata un’unità abitativa?
Che cos’è l’accessibilità universale?
L’unità abitativa è divisa in zone funzionali, ognuna con scopi diversi. La distribuzione degli ambienti garantisce comfort, privacy e sicurezza. Ogni zona ha esigenze tecniche specifiche. • zona giorno — soggiorno e cucina: ampi spazi e buona luce naturale
L’accessibilità universale progetta spazi utilizzabili da persone di tutte le abilità. Prevede rampe al posto di gradini, porte larghe almeno 80 cm e bagni accessibili. Fa uso di tecnologie come il controllo vocale e i sensori di movimento. Rende la casa inclusiva anche per anziani e persone con disabilità.
• zona notte — camere e bagni: privacy e isolamento acustico
Come si arredano le stanze?
• zona servizi — ripostigli e lavanderia: concentra gli impianti idraulici • spazi di collegamento — corridoi e ingressi: percorsi sicuri e accessibili
Che cosa studia l’ergonomia domestica? L’ergonomia domestica studia come adattare gli spazi alle caratteristiche fisiche delle persone. Determina l’altezza dei piani di lavoro, la profondità degli armadi e la larghezza dei corridoi. Un buon progetto ergonomico rende la casa comoda per persone di tutte le età.
Ogni stanza ha mobili pensati per la sua funzione. Il soggiorno ha il divano e i ripiani; la cucina ha mobili resistenti al calore. La camera da letto privilegia il comfort del riposo con il letto e l’armadio. I mobili devono essere pratici, sicuri e proporzionati alle dimensioni dell’ambiente.
obiettivo COMPETENZE
Elenca le quattro zone funzionali di un’unità abitativa. Perché l’accessibilità universale è importante per le persone anziane?
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GLI IMPIANTI TECNICI Che cosa sono gli impianti tecnici? Gli impianti tecnici sono una parte fondamentale dell’abitazione moderna. Distribuiscono energia, acqua e aria in tutti gli ambienti. Ogni casa ha quattro impianti principali: elettrico, idrico, di riscaldamento e del gas.
Come funziona l’impianto elettrico? L’impianto elettrico porta energia in tutta la casa. Il quadro elettrico protegge l’impianto con gli interruttori automatici. Il salvavita interrompe la corrente in caso di guasto elettrico, evitando incidenti. I cavi scorrono in tubi nascosti nei muri e collegano prese e punti luce.
L’acqua arriva dall’acquedotto attraverso contatori e valvole di controllo. Le tubazioni di scarico portano le acque verso la rete fognaria. I sifoni impediscono il ritorno dei cattivi odori dai tubi.
Come funziona l’impianto di riscaldamento? Il sistema di riscaldamento mantiene la casa calda in inverno e fresca in estate. La pompa di calore è la soluzione più moderna: preleva energia dall’aria o dal terreno. Il calore si distribuisce tramite radiatori o pavimenti radianti. Il termostato regola automaticamente la temperatura in ogni stanza.
Come funziona l’impianto idrico? L’impianto idrico porta acqua potabile e smaltisce le acque di scarico. Prese elettriche Rete
Pannelli fotovoltaici Lampade
obiettivo COMPETENZE Qual è la funzione del salvavita nell’impianto elettrico? Perché la pompa di calore è considerata più efficiente di una caldaia a gas?
Contatore
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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SMART HOME E SMART CITY Che cos’è una smart home? Una smart home è un’abitazione dotata di tecnologie intelligenti. Sensori interni misurano temperatura, umidità e qualità dell’aria. L’intelligenza artificiale regola gli impianti automaticamente, riducendo i consumi. I pannelli solari e le batterie di accumulo rendono la casa più autonoma energeticamente.
Che cos’è una smart city? Una smart city è una città che usa le tecnologie digitali per essere più sostenibile. Sensori urbani monitorano traffico, inquinamento e consumi energetici in tempo reale. In Europa oltre il 60% delle grandi città ha avviato progetti di smart city (Eurostat 2024). L’obiettivo è migliorare la qualità della vita riducendo l’impatto sull’ambiente.
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Quali materiali si usano per costruire in modo sostenibile? Per costruire edifici sostenibili si scelgono materiali a basso impatto ambientale: • legno certificato — rinnovabile, resistente e completamente riciclabile • sughero e canapa — eccellenti isolanti termici e acustici di origine naturale • calcestruzzo riciclato e acciaio da recupero — riducono l’estrazione di nuove materie prime
Che cosa possiamo fare per una città più sostenibile? • Preferire i mezzi pubblici e la bicicletta all’automobile privata. • Raccogliere l’acqua piovana dai tetti per irrigare orti e giardini. • Creare tetti verdi e pareti vegetali sugli edifici per ridurre il calore. • Scegliere elettrodomestici di classe A e lampadine LED a basso consumo.
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Play test
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Esercizio 1: Completa la mappa concettuale Usa questi termini: sistema / funzionali / ergonomia / salvavita / pompa di calore / smart city L’………………………………… studia come adattare gli spazi alle caratteristiche fisiche delle persone
Si divide in quattro zone …………………………………: giorno, notte, servizi e collegamento in quali zone si divide?
La CASA è un ………………………………… tecnologico complesso che integra spazi, impianti e materiali
come è protetto l’impianto?
come si adatta al nostro corpo?
e la città intorno?
L’impianto elettrico è protetto dal ………………………………, che interrompe la corrente in caso di guasto
Una ………………………………… usa tecnologie digitali per ridurre traffico, consumi e inquinamento
come si riscalda? Il sistema di riscaldamento moderno usa la ………………………………… , che preleva energia dall’aria o dal terreno
Esercizio 2: Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. L’abitazione è solo un riparo dalla pioggia e dal freddo. Il condominio permette di condividere le spese delle parti comuni. La zona notte comprende il soggiorno e la cucina. Il salvavita interrompe la corrente in caso di guasto elettrico. La pompa di calore preleva energia dall’aria o dal terreno. Le smart city usano sensori per ridurre traffico e inquinamento
V
F
Esercizio 3: Collega il termine con la definizione corretta a. Domotica
1. Sistema che porta acqua potabile alle abitazioni
b. Ergonomia
2. Adatta gli spazi alle caratteristiche fisiche delle persone
c. Acquedotto
3. Città che usa tecnologie digitali per la sostenibilità
d. Smart city
4. Tecnologia che rende intelligente una casa
Esercizio 4: Scegli la soluzione corretta A. Il quadro elettrico serve a: a. misurare i consumi di acqua nella casa. b. proteggere l’impianto elettrico con gli interruttori automatici.
B. L’accessibilità universale prevede: a. porte larghe almeno 80 cm e rampe al posto dei gradini. b. pareti più spesse per migliorare l’isolamento acustico.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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CHE COSA SONO I TRASPORTI? Che cos’è un mezzo di trasporto? Un mezzo di trasporto è un veicolo che sposta persone o merci. Esempi: automobili, autobus, treni, navi, aerei. Ogni mezzo ha bisogno di infrastrutture, cioè strade, ferrovie, porti e aeroporti.
Che cos’è la logistica? La logistica è l’organizzazione dei trasporti. Stabilisce come, quando e dove far viaggiare le merci. È il “cervello” del sistema: coordina tutto per consegnare nel posto giusto.
Come si classificano i trasporti?
O VIDEO INTRODUTTIV
Come si sono evoluti i trasporti nel tempo? Circa 3500 anni fa in Mesopotamia fu inventata la ruota. Nel 1800 la macchina a vapore portò ferrovie e navi a vapore. Oggi si usano motori elettrici, droni e intelligenza artificiale.
obiettivo COMPETENZE
Che differenza c’è tra “mezzo di trasporto” e “infrastruttura”? Fai un esempio per ciascuno. Quale modalità sceglieresti per spedire 500 tonnellate di grano dall’Italia al Brasile? Perché?
I trasporti si dividono in tre modalità principali. Modalità
Esempi di mezzi
Caratteristica principale
Terrestre
Auto, treno, camion
Flessibile e capillare
Acquatico
Nave, traghetto
Economico per grandi carichi
Aereo
Aereo, elicottero
Velocissimo per lunghe distanze
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17 | Trasporti e logistica
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I TRASPORTI VIA TERRA Che cosa include il trasporto terrestre?
Come funziona il trasporto su rotaia?
Il trasporto terrestre include veicoli su strada e su rotaia. È il sistema di trasporto più usato nella vita quotidiana. Raggiunge quasi ogni luogo con grande flessibilità.
Quali sono i principali veicoli stradali?
I treni viaggiano su binari e trasportano molte persone o grandi carichi. Consumano meno energia per passeggero rispetto all’automobile. I treni ad alta velocità possono superare i 300 km/h.
I veicoli stradali si differenziano per capacità e utilizzo.
Quali sistemi di propulsione usano i veicoli terrestri?
• Automobili — spostamenti privati su brevi distanze.
Il motore a combustione brucia benzina o gasolio e produce emissioni inquinanti. Il motore elettrico usa batterie: non produce emissioni inquinanti durante la guida. Il sistema ibrido combina entrambi i motori per ridurre i consumi.
• Autobus — trasporto pubblico collettivo in città. • Camion — merci su strada, collegano fabbriche e punti vendita. • Biciclette e monopattini — brevi distanze, senza emissioni inquinanti.
obiettivo COMPETENZE
Perché il treno è considerato più sostenibile dell’automobile? Cita almeno due motivi. Elenca un vantaggio e uno svantaggio del motore elettrico rispetto al motore a combustione.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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I TRASPORTI VIA ACQUA Perché il trasporto via acqua è importante? Il trasporto acquatico è il più economico per trasportare grandi carichi. Attraversa mari, oceani, fiumi e laghi per collegare paesi e continenti. La maggior parte delle merci mondiali viaggia tutt’ora via nave.
Quali tipi di navi esistono? Le navi sono specializzate per diversi tipi di trasporto. • Navi portacontainer — merci in grandi casse metalliche standard. • Petroliere — petrolio e gas liquido in grandi quantità. • Traghetti — passeggeri e automobili su tratte brevi. • Navi da crociera — trasporto passeggeri per turismo.
Il porto Gru Macchinari per sollevare e spostare i container.
Come è fatta una nave portacontainer? La nave ha uno scafo che sostiene tutto il peso del carico. Sul ponte si trovano i comandi e il personale di bordo. Nella stiva vengono impilati i container. L’elica spinge la nave, il timone ne dirige la rotta.
Come funziona un porto moderno? Il porto è un sistema logistico con gru automatizzate e magazzini robotizzati. Gestisce il carico e lo scarico di migliaia di container ogni giorno. I sistemi informatici coordinano l’intero flusso di merci.
obiettivo COMPETENZE
Perché le navi portacontainer sono così importanti per il commercio mondiale? Descrivi le parti principali di una nave portacontainer e la loro funzione.
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.
Navi cargo portacontainer Imbarcazioni utilizzate per il trasporto di merci.
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Faro e boe Strutture che aiutano la navigazione e l’attracco in sicurezza.
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17 | Trasporti e logistica
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I TRASPORTI VIA ARIA E LA LOGISTICA Perché un aereo riesce a volare?
Che cos’è la catena logistica?
Un aereo vola grazie a quattro forze: portanza, peso, spinta e resistenza. La portanza sostiene l’aereo: l’aria scorre più veloce sopra l’ala che sotto. La forza peso è la forza di gravità diretta verso il basso. La spinta è prodotta dai motori a reazione, alimentati dal carburante cherosene. La resistenza è la forza generata dall’attrito dell’aria al movimento dell’aereo.
La catena logistica porta il prodotto dal produttore al consumatore. Le fasi sono: approvvigionamento, produzione, magazzino, distribuzione, vendita. L’obiettivo è consegnare al posto giusto, in tempi brevi, al costo minore.
Quali tipi di aeromobili esistono? • Aerei di linea, riservati a passeggeri su rotte regolari, anche intercontinentali. • Aerei cargo, trasportano merci con grandi portelloni di carico. • Elicotteri, decollano verticalmente, raggiungono zone difficilmente praticabili. • Droni, aerei senza pilota per consegne e sorveglianza.
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Come funzionano i magazzini moderni? Nei magazzini automatizzati robot spostano i pacchi sugli scaffali. I codici a barre tracciano ogni prodotto in tempo reale. L’Intelligenza Artificiale prevede la domanda e ottimizza i percorsi di consegna.
obiettivo COMPETENZE
Spiega con parole tue le quattro forze che permettono a un aereo di volare. Qual è la differenza tra un aereo di linea e un aereo cargo?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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MOBILITÀ SOSTENIBILE E SICUREZZA STRADALE Perché i trasporti sono un problema per l’ambiente?
Come possiamo muoverci in modo più sicuro?
I trasporti tradizionali producono grandi quantità di anidride carbonica (CO2). Circa un quarto (25%) delle emissioni globali proviene proprio dai trasporti. Ridurre queste emissioni è una delle sfide più urgenti per il clima del pianeta.
La sicurezza stradale riguarda tutti gli utenti della strada. I pedoni devono attraversare solo sulle strisce pedonali e rispettare i semafori. I ciclisti devono indossare il casco e rispettare le regole del Codice della strada.
Che cosa sono i veicoli elettrici?
• Preferire la bicicletta o i mezzi pubblici all’auto privata.
Le auto elettriche non producono emissioni di CO2 durante la guida. Le auto elettriche montano motori elettrici che non fanno uso di combustibili fossili. Usano batterie al litio che si caricano con energia elettrica da rete. Se l’energia viene da fonti rinnovabili, l’impatto ambientale è molto basso.
Che cosa possiamo fare ogni giorno?
• Usare il car sharing o il bike sharing quando è possibile. • Camminare a piedi per le brevi distanze: fa bene alla salute e all’ambiente. • Rispettare sempre i segnali stradali e le norme di sicurezza.
obiettivo COMPETENZE
Perché circa un quarto delle emissioni globali proviene dai trasporti? Proponi una soluzione. Elenca tre comportamenti sicuri e responsabili per un pedone o un ciclista in città.
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16 | Abitazione e territorio
Play test
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Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: 25% / logistica / acquatica / 300 / elettrico / infrastrutture
Le …………………………………………… sono strade, ferrovie, porti e aeroporti che rendono possibili i trasporti
La …………………………………………… organizza il flusso di merci dal produttore al consumatore
su cosa viaggiano?
come si muovono le merci?
I TRASPORTI si dividono in tre modalità: terrestre, …………………………………………… e aerea quanto sono veloci?
quanto inquinano?
I treni ad alta velocità raggiungono oltre …………………………………………… km/h
Circa il …………………………………………… delle emissioni globali proviene dai trasporti
quali motori non inquinano? Il motore …………………………………………… non produce emissioni di CO2 durante la guida
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. Il trasporto acquatico è il più veloce per lunghe distanze. La logistica organizza il flusso di merci dal produttore al consumatore. I treni ad alta velocità possono superare i 300 km/h. Le auto elettriche producono emissioni di CO2 durante la guida. Circa un quarto delle emissioni globali proviene dai trasporti. L’elicottero ha bisogno di una pista per decollare e atterrare.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Portacontainer b. Logistica c. Propulsione ibrida d. Portanza
1. Organizzazione del flusso di merci dal produttore al consumatore 2. Forza che sostiene l’aereo in volo grazie alla differenza di pressione sull’ala 3. Nave specializzata nel trasporto di merci in casse metalliche standard 4. Sistema che combina motore a combustione e motore elettrico
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. Il trasporto acquatico viene scelto per grandi carichi perché: a. è il più veloce tra tutte le modalità di trasporto. b. è il più economico per grandi quantità su lunghe distanze.
B. Nei magazzini automatizzati, robot e IA vengono usati per: a. produrre direttamente i beni da vendere ai clienti. b. spostare pacchi, tracciare prodotti e ottimizzare le consegne.
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18CHE COS’È UN SISTEMA
PARTE SECONDA |Tecnologie
100
PRODUTTIVO?
Che cos’è un sistema produttivo? Un sistema produttivo è un insieme di elementi che lavorano insieme. Questi elementi trasformano le materie prime in prodotti finiti. Tutte le parti devono essere organizzate e coordinate tra loro.
Quali sono gli elementi fondamentali di un sistema produttivo? Ogni sistema produttivo ha quattro elementi: • Materie prime — i materiali di partenza, come legno, metalli o cotone. • Macchine e impianti — strumenti tecnologici che lavorano con velocità e precisione. • Manodopera — le persone che partecipano, ovvero operai, tecnici e ingegneri. • Informazioni — dati, progetti e ordini che guidano tutta la produzione.
Come è cambiata la produzione nel tempo?
O VIDEO INTRODUTTIV
Rivoluzione
Periodo
Novità principale
Prima
1780–1870
Macchina a vapore; prime fabbriche tessili
Seconda
1870–1970
Elettricità e catena di montaggio
Terza
1970–2010
Computer e prime macchine automatiche
2010–oggi
Industria 4.0: robot, IoT e Intelligenza Artificiale
Quarta
Che cos’è la Transizione 5.0? La Transizione 5.0 è la fase più recente dello sviluppo industriale. Unisce tecnologia avanzata e sostenibilità ambientale. Le fabbriche usano robot e digitale, ma riducono sprechi e consumi energetici. L’obiettivo è creare industrie più verdi e più attente alle persone.
Il modo di produrre è cambiato profondamente grazie alle rivoluzioni industriali.
obiettivo COMPETENZE
Quali sono i quattro elementi fondamentali di un sistema produttivo? Spiega a cosa serve ciascuno. Qual è la principale differenza tra Industria 4.0 e Transizione 5.0?
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18 | Sistemi produttivi
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LE MACCHINE: DAL SEMPLICE AL COMPLESSO Che cosa sono 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. Le principali macchine semplici sono: leva, piano inclinato, vite, cuneo, carrucola e verricello. Usiamo queste macchine ogni giorno senza accorgercene.
Che cos’è una leva e quali tipi esistono? La leva è un’asta rigida che ruota attorno a un punto fisso, il fulcro. Ne esistono tre tipi in base alla posizione del fulcro: • Primo genere — il fulcro è tra potenza e resistenza (forbici, tenaglie). • Secondo genere — la resistenza è tra fulcro e potenza (carriola, apribottiglie). • Terzo genere — la potenza è tra fulcro e resistenza (pinzette, canna da pesca).
Esempi: ruote dentate (ingranaggi), cinghie, catene e sistema biella-manovella. Nella bicicletta, gli ingranaggi permettono di cambiare marcia in salita o pianura.
Come funziona il motore a quattro tempi? Il motore a quattro tempi trasforma l’energia chimica del carburante in movimento. Funziona con quattro fasi in sequenza: • Aspirazione — il pistone scende e aspira aria e carburante nel cilindro. • Compressione — il pistone sale e comprime la miscela. • Scoppio — la candela accende la miscela; il pistone scende con forza. • Scarico — il pistone risale ed espelle i gas bruciati.
Che cosa sono le macchine complesse? Le macchine complesse nascono quando più macchine semplici si combinano. Servono soprattutto a trasmettere e trasformare il movimento.
Principio della leva.
Schema del funzionamento interno di un motore a combustione interna, con pistoni, valvole e camere di scoppio mostrati in sezione.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra una macchina semplice e una macchina complessa? Fai un esempio per ciascuna. Catena di trasmissione che collega ruote dentate: il sistema è molto usato in biciclette, moto e macchine industriali.
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Descrivi le quattro fasi del motore a quattro tempi con parole tue.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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AUTOMAZIONE E ROBOTICA Che cos’è l’automazione e come funziona? L’automazione permette alle macchine di lavorare con un intervento umano ridotto. Garantisce alta qualità, velocità costante e maggiore sicurezza per gli operatori. Ogni sistema automatico funziona in tre fasi: • Rilevamento — i sensori misurano temperatura, pressione o difetti. • Elaborazione — l’unità di controllo analizza i dati e decide come agire. • Attuazione — gli attuatori trasformano i comandi in movimenti reali.
Che cosa sono i robot industriali? I robot industriali sono macchine programmabili che possono svolgere compiti diversi. La loro struttura ricorda un braccio umano con articolazioni motorizzate. All’estremità si trova l’end-effector: un utensile che afferra, salda o taglia. I robot sono usati nell’industria automobilistica, elettronica e alimentare.
Che cos’è l’Industria 4.0? L’Industria 4.0 è la quarta rivoluzione industriale. Le macchine sono collegate a Internet e comunicano tra loro in tempo reale. Le tecnologie principali sono: IoT (Internet delle Cose), Big Data e Intelligenza Artificiale. I cobot (robot collaborativi) lavorano accanto alle persone in sicurezza.
Che cos’è una smart factory? La smart factory è la fabbrica intelligente del futuro. Ogni macchina ha un gemello digitale: un modello virtuale per simulare la produzione. La manutenzione predittiva usa i dati per prevedere guasti prima che accadano. Così si evitano fermi macchina e si riducono i costi di gestione.
Immagine generata con IA
Robot industriali al lavoro su una catena di montaggio automatizzata di automobili.
obiettivo COMPETENZE
Descrivi le tre fasi di un sistema automatico: rilevamento, elaborazione e attuazione.
Un tecnico programma al computer una macchina CNC, controllando le operazioni di taglio automatizzato in fabbrica.
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Che cosa sono i cobot e in che cosa si differenziano dai robot industriali tradizionali?
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18 | Sistemi produttivi
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PRODUZIONE AUTOMATIZZATA E SOSTENIBILITÀ Perché l’automazione può aiutare l’ambiente? I sistemi automatizzati offrono grandi opportunità per ridurre l’impatto ambientale. Le macchine si spengono automaticamente quando non servono. Regolano la potenza in base alle esigenze reali della produzione. I consumi energetici possono ridursi fino al 30% rispetto agli impianti tradizionali.
Cobot La Transizione 5.0 vuole fabbriche più verdi, efficienti e attente ai lavoratori. Le fabbriche possono installare pannelli solari per alimentare i macchinari. Il calore dei forni viene recuperato per riscaldare gli ambienti interni. I cobot aiutano gli operatori nei compiti pesanti e riducono i rischi.
Che cosa possiamo fare?
Come riduce gli sprechi la produzione automatizzata?
• Preferire prodotti di aziende con certificazioni ambientali (es. ISO 14001).
I sistemi di controllo qualità rilevano difetti in tempo reale sui prodotti. Un difetto individuato subito evita di produrre altri pezzi sbagliati. Così si riducono gli sprechi di materiali, energia e tempo. Anche gli scarti di lavorazione diminuiscono grazie alla precisione dei robot.
• Scegliere oggetti durevoli e riparabili invece di quelli usa e getta. • Informarsi sulle condizioni di lavoro nei Paesi dove sono prodotti i nostri oggetti. • Sostenere aziende che usano energia rinnovabile nei processi produttivi.
obiettivo COMPETENZE
Linea automatica per il confezionamento delle uova.
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In che modo l’automazione può ridurre i consumi energetici nelle fabbriche? Fai un esempio. Cerca un prodotto che hai a casa. Riesci a trovare informazioni su come è stato prodotto e dove?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
104
Play test
Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: sensori / scoppio / materie / attuatori / manodopera / inclinato
come si usa meglio la forza?
Le macchine semplici (leva, piano ……………………………………………, vite, cuneo, carrucola) aiutano a usare la forza in modo vantaggioso
Un SISTEMA PRODUTTIVO trasforma le …………………………………………… prime in prodotti finiti, grazie a macchine, …………………………………………… e informazioni
come funziona un motore?
come lavorano da sole? Il motore a quattro tempi funziona in quattro fasi: aspirazione, compressione, …………………………………………… e scarico I sistemi automatici usano …………………………………………… per rilevare i dati dell’ambiente e …………………………………………… per eseguire i movimenti
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. Un sistema produttivo non ha bisogno di manodopera. La carrucola serve a cambiare la direzione della forza applicata. Il motore elettrico produce gas di scarico. I cobot possono lavorare fianco a fianco con le persone in sicurezza. L’automazione può ridurre i consumi energetici fino al 30%. L’Industria 4.0 collega le macchine a Internet.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Sensore b. Attuatore c. Cobot d. Fulcro
1. Robot collaborativo che lavora accanto alle persone 2. Dispositivo che rileva grandezze fisiche (temperatura, pressione…) 3. Punto fisso attorno a cui ruota una leva 4. Dispositivo che trasforma comandi in movimenti reali
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. Il motore a quattro tempi si chiama così perché: a. ha quattro pistoni che lavorano in contemporanea. b. il suo funzionamento è diviso in quattro fasi successive.
B. La Transizione 5.0 si differenzia dall’Industria 4.0 perché: a. aggiunge l’obiettivo della sostenibilità ambientale alla tecnologia avanzata. b. sostituisce tutti i robot con lavoratori umani.
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19COME COMUNICHIAMO? 19 | Comunicazione
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O VIDEO INTRODUTTIV
Che cos’è la comunicazione?
Che cos’è il rumore?
La comunicazione è lo scambio di informazioni tra due persone. Si può comunicare con parole, gesti e strumenti tecnologici.
Il rumore è tutto ciò che disturba la comunicazione. Può essere fisico, tecnico o semantico. Il rumore impedisce che il messaggio arrivi correttamente.
Quali sono gli elementi del processo comunicativo?
Che differenza c’è tra linguaggio verbale e non verbale?
Ogni comunicazione coinvolge elementi fondamentali:
Il linguaggio verbale usa le parole, scritte o parlate. Il linguaggio non verbale usa gesti, espressioni e tono della voce. Oltre il 50% della comunicazione umana è non verbale.
• Il mittente invia il messaggio. • Il messaggio è l’informazione trasmessa. • Il canale è il mezzo usato: aria, cavi, onde radio o internet. • Il destinatario riceve e comprende il messaggio. • Il feedback è la risposta del destinatario al mittente.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra mittente e destinatario in una comunicazione? Fai un esempio di rumore comunicativo che hai vissuto di persona.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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LE TECNOLOGIE DELLA COMUNICAZIONE Come si trasmettono i segnali a distanza?
Come funzionano telegrafo, telefono e radio?
Le telecomunicazioni trasmettono informazioni a distanza. Il segnale trasporta l’informazione: può essere elettrico, radio o luminoso.
Il telegrafo (Morse, 1837) trasmette messaggi in codice Morse via filo elettrico. Il telefono (Bell, 1876) trasforma la voce in segnale elettrico su cavi di rame. La radio (Marconi, 1895) trasmette suoni nell’aria tramite onde elettromagnetiche.
Che differenza c’è tra segnale analogico e segnale digitale? Il segnale analogico è continuo e assume valori infiniti. Il segnale digitale usa solo i valori 0 e 1, chiamati bit. Il segnale digitale è più resistente al rumore e si copia senza perdite.
Sistema
Analogico Digitale
Caratteristica
Quali tecnologie hanno trasformato la comunicazione nel Novecento? Il cinema proietta 24 fotogrammi al secondo: l’occhio vede il movimento. La televisione trasmette immagini e suoni via onde, cavi o satellite. Oggi la TV è digitale e comporta più canali e immagini più nitide.
Esempio
Segnale continuo, valori infiniti Vinile, radio FM tradizionale Solo 0 e 1 (bit)
Smartphone, streaming, TV digitale
Le tecnologie della comunicazione sono nate per superare le numerose barriere comunicative ancora esistenti.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza principale tra il segnale analogico e quello digitale? Quale invenzione tra telegrafo, telefono e radio ti sembra più importante? Perché?
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19 | Comunicazione
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INTERNET E SOCIAL MEDIA Che cos’è Internet?
Cosa sono i social media?
Internet è una rete globale di computer collegati tra loro. Permette di scambiare messaggi, immagini e dati in pochi istanti.
I social media sono piattaforme dove tutti creano e condividono contenuti. Gli algoritmi scelgono quali post mostrare a ogni utente. I rischi principali sono: dipendenza, cyberbullismo e perdita di privacy.
Come viaggiano i dati? Le informazioni vengono divise in piccoli pacchetti. I router guidano i pacchetti lungo il percorso più veloce. I protocolli sono regole comuni: il protocollo IP assegna l’indirizzo, il protocollo TCP controlla i pacchetti.
Che cos’è il Web? Il Web è la parte di Internet per consultare pagine e contenuti. Fu inventato nel 1991 da Tim Berners-Lee. Il browser usa gli URL per raggiungere esattamente la pagina cercata.
obiettivo COMPETENZE
Come fa un pacchetto di dati a raggiungere la destinazione su Internet?
Sistema globale delle telecomunicazioni: i cavi sottomarini che attraversano gli oceani trasportano la maggior parte dei dati Internet.
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Quali rischi dei social media conosci? Come pensi di proteggerti?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
COMUNICAZIONE E AMBIENTE Perché le tecnologie digitali consumano tanta energia? I data center ospitano i server di Internet e funzionano 24 ore su 24. Di tutto l’insieme dell’utilizzo, lo streaming video supera il 60% del traffico Internet mondiale.
Cosa sono i rifiuti elettronici?
Che cosa possiamo fare ogni giorno? • Spegnere i dispositivi quando non vengono usati. • Preferire dispositivi riparabili e aggiornabili. • Portare i vecchi dispositivi nei centri di raccolta RAEE. • Ridurre lo streaming video non necessario.
I dispositivi non più utilizzati diventano rifiuti elettronici, i RAEE. Contengono metalli preziosi ma anche sostanze tossiche. Vanno portati ai centri di raccolta appositi, non ai collettori dei rifiuti normali.
Che cos’è l’obsolescenza programmata? L’obsolescenza programmata è una strategia che produce dispositivi con vita breve intenzionalmente. Serve a spingere i consumatori ad acquistare nuovi modelli frequentemente. Circa l’80% dell’impatto ambientale di uno smartphone avviene in produzione.
obiettivo COMPETENZE Perché è importante smaltire correttamente i dispositivi elettronici dismessi? Elenca due comportamenti per ridurre l’impatto ambientale delle tecnologie digitali.
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19 | Comunicazione
Play test
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Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: router / bit / RAEE / mittente / digitale / feedback Il segnale …………………………………………… usa solo i valori 0 e 1, chiamati ……………………………………………
Il …………………………………………… è la risposta del destinatario al mittente
come risponde chi riceve?
come viaggia l’informazione? La COMUNICAZIONE è lo scambio di informazioni tra …………………………………………… e destinatario
come funziona Internet?
che fine fanno i dispositivi?
Su Internet, i …………………………………………… guidano i pacchetti verso la destinazione
I dispositivi dismessi diventano rifiuti elettronici: i ……………………………………………
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. Il mittente è chi riceve il messaggio. Il segnale analogico usa solo i valori 0 e 1. Samuel Morse inventò il telegrafo nel 1837. Su Internet i dati viaggiano divisi in pacchetti. I social media non comportano nessun rischio per i giovani. I RAEE sono rifiuti elettronici da smaltire correttamente.
V
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Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Feedback
1. Parte di Internet per consultare pagine web
b. Bit
2. Risposta del destinatario al mittente
c. Router
3. Dispositivo che guida i pacchetti su Internet
d. Web
4. Unità di informazione digitale: 0 o 1
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. Il segnale digitale è più resistente alle interferenze rispetto all’analogico perché: a. usa solo due valori (0 e 1), più facili da distinguere dai disturbi. b. viaggia più velocemente attraverso i cavi di rame.
B. Internet funziona dividendo le informazioni in pacchetti perché: a. ogni pacchetto può seguire il percorso più veloce nella rete. b. i pacchetti sono troppo piccoli per essere letti durante il viaggio.
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20 IL SISTEMA ECONOMICO
PARTE SECONDA |Tecnologie
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Che cos’è l’economia? L’economia studia come una società produce, distribuisce e consuma beni e servizi. Ogni persona ha bisogni fondamentali: cibo, casa, vestiti, istruzione e trasporti. Per soddisfarli, le persone collaborano, scambiano e costruiscono insieme.
Che cosa sono i bisogni e i beni? I bisogni sono le necessità che le persone vogliono soddisfare. Si dividono in primari (cibo, casa, salute) e secondari (svago, comunicazione). I beni soddisfano i bisogni: possono essere materiali (un computer) o immateriali (un’app).
Chi partecipa al sistema economico?
O VIDEO INTRODUTTIV
Le imprese producono. Lo Stato fornisce servizi pubblici. Il resto del mondo partecipa con import ed export.
Che cos’è il mercato? Il mercato è il luogo fisico o digitale dove si incontrano domanda e offerta. La domanda è la quantità di bene che i consumatori vogliono acquistare. L’offerta è la quantità che i produttori sono disposti a vendere.
Che cos’è l’economia digitale? L’economia digitale comprende tutte le attività basate su tecnologie digitali. Include l’e-commerce, i servizi in cloud, le app e le piattaforme online. Oggi milioni di scambi avvengono ogni giorno su mercati virtuali.
I soggetti economici sono tutti coloro che partecipano all’economia. Le famiglie consumano beni e offrono la propria forza lavoro in cambio di un salario.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra un bisogno primario e uno secondario? Fai un esempio di ciascuno. Cerca un prodotto che hai a casa. È un bene materiale o immateriale? Spiega il motivo. L’Educazione finanziaria è un aspetto importante dell’Educazione civica.
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20 | Sistema economico
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COME FUNZIONA UN’AZIENDA? Che differenza c’è tra impresa e azienda?
Che cos’è il processo produttivo?
L’impresa è qualsiasi attività organizzata per produrre beni o servizi e ottenere un profitto. L’azienda è il complesso di beni per esercitare l’impresa: uffici, macchinari, persone e metodi di lavoro.
Il processo produttivo trasforma le materie prime in un prodotto finito. Comprende progettazione, produzione, controllo della qualità e distribuzione. Oggi robot e sensori IoT rendono la produzione più precisa ed efficiente.
Come si organizza un’azienda? Ogni azienda si divide in quattro funzioni aziendali: • Produttiva — trasforma le materie prime in prodotti finiti. • Commerciale — gestisce marketing, vendite e rapporti con i clienti. • Amministrativa — controlla risorse finanziarie, contabilità e personale. • Ricerca e sviluppo (R&S) — crea nuovi prodotti e migliora quelli esistenti.
Operatore del settore quaternario.
Quali sono i settori produttivi? L’economia si divide in tre settori principali, più un quarto settore digitale, detto quaternario.
Settore
Attività principali
Primario
Estrae e Agricoltura, utilizza risorse pesca, miniere dalla natura
Secondario
Trasforma materie prime in prodotti
Industria, edilizia, energia
Terziario
Offre servizi alle persone
Commercio, trasporti, sanità
Servizi digitali avanzati
Cloud, streaming, cybersecurity
Quaternario
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Esempi
Operatore del settore secondario.
obiettivo COMPETENZE
In quale settore produttivo lavora un falegname? E un programmatore? Spiega la differenza. Qual è la funzione aziendale che crea nuovi prodotti? Perché è importante per un’azienda?
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PARTE SECONDA |Tecnologie
SICUREZZA E LAVORO Che cos’è la sicurezza sul lavoro? La sicurezza sul lavoro protegge le persone mentre svolgono le loro attività. In Italia la norma principale è il D.Lgs. 81/2008 (“Testo Unico sulla Sicurezza”). Ogni luogo di lavoro deve ridurre i rischi per la salute di chi lavora.
Video istituzionale dell'Ispettorato Nazionale del Lavoro.
Che cosa sono prevenzione e protezione? La prevenzione evita i rischi alla fonte, prima che si verifichino. Ad esempio: sensori che rilevano gas pericolosi o simulazioni digitali della sicurezza. La protezione difende dai rischi che non possono essere eliminati del tutto.
Che cosa sono i DPI? I DPI (Dispositivi di Protezione Individuale) proteggono il lavoratore dai pericoli. Oggi esistono DPI “intelligenti”: caschi con GPS, guanti con sensori, occhiali a realtà aumentata. Questi dispositivi rilevano fatica, stress e pericoli, e possono chiamare i soccorsi automaticamente.
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.
Come si presenta il mercato del lavoro in Italia? In Italia il mercato del lavoro comprende persone occupate, disoccupate e NEET. I NEET sono giovani che non studiano, non lavorano e non seguono percorsi di formazione. Le piccole e medie imprese familiari rappresentano gran parte della forza produttiva italiana.
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obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra prevenzione e protezione nella sicurezza sul lavoro? Cosa significa NEET? Perché questo fenomeno è una sfida per la nostra società?
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20 | Sistema economico
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ECONOMIA, LAVORO E SOSTENIBILITÀ Che cosa dice la Costituzione sul lavoro? L’articolo 1 afferma: “L’Italia è una Repubblica democratica fondata sul lavoro.” L’articolo 4 stabilisce che il lavoro è un diritto e un dovere per tutti. Lo Stato deve garantire le condizioni per la piena occupazione e la retribuzione equa.
Quali diritti ha chi lavora? L’articolo 36 garantisce che la retribuzione sia proporzionale alla quantità e qualità del lavoro. L’articolo 37 tutela le lavoratrici: le donne hanno gli stessi diritti degli uomini. La legge stabilisce un’età minima per lavorare e protegge il lavoro dei minori.
• People — deve garantire condizioni di lavoro giuste ai dipendenti. • Planet — deve ridurre sprechi e rispettare l’ambiente.
In Italia oltre il 70% degli occupati lavora nel settore terziario (ISTAT 2024).
Che cosa possiamo fare? • Informarsi sui propri diritti come futuri lavoratori e consumatori responsabili. • Scegliere prodotti di aziende che rispettano lavoratori e ambiente. • Ridurre gli sprechi nelle scelte di acquisto quotidiane. • Usare i pagamenti digitali in modo sicuro e consapevole.
Che cos’è la sostenibilità economica? Un’azienda sostenibile segue il modello della triple bottom line: • Profit — deve guadagnare abbastanza per rimanere attiva nel tempo.
obiettivo COMPETENZE
Cosa garantisce l’articolo 36 della Costituzione ai lavoratori? Perché è importante? Trova un’azienda vicino a casa tua. Segue la triple bottom line? Spiega come.
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PARTE SECONDA |Tecnologie
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Play test
Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: domanda / 4 / primario / produce / prevenzione / imprese
I soggetti economici sono famiglie, ……………………………………………, Stato e resto del mondo
Il mercato è il luogo dove si incontrano …………………………………………… e offerta
chi sono i protagonisti?
dove avvengono gli scambi? Il SISTEMA ECONOMICO studia come una società …………………………………………… e distribuisce beni e servizi
come si divide la produzione? I settori produttivi sono: ……………………………………………, secondario, terziario e quaternario
come si lavora in sicurezza?
che cosa dice la legge?
L’articolo …………………………………………… della Costituzione afferma che il lavoro è un diritto e un dovere
La sicurezza sul lavoro si basa su …………………………………………… e protezione
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. L’economia studia come produrre e distribuire beni e servizi. I bisogni secondari sono più importanti di quelli primari. La funzione R&S si occupa di creare nuovi prodotti. Il settore primario trasforma le materie prime in prodotti finiti. Il D.Lgs. 81/2008 è la norma principale sulla sicurezza sul lavoro. L’articolo 1 della Costituzione fonda la Repubblica sul lavoro.
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Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Mercato b. Triple bottom line c. NEET d. Prevenzione
1. Strategia per evitare rischi alla fonte 2. Luogo dove si incontrano domanda e offerta 3. Modello di sostenibilità: profit, people, planet 4. Giovani che non studiano né lavorano né si formano
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. Il settore terziario comprende: a. le attività di estrazione di risorse dalla natura. b. i servizi alle persone come commercio, sanità e trasporti.
B. La “triple bottom line” significa che un’azienda sostenibile deve: a. guadagnare molto, senza preoccuparsi di ambiente e persone. b. bilanciare obiettivi economici, sociali e ambientali.
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21CHE COS’È L’INFORMATICA? 21 | Informatica e computer
Che cos’è l’informatica? L’informatica è la scienza che studia l’elaborazione automatica delle informazioni. Il termine nasce dall’unione di “informazione” e “automatica”. I dati vengono rappresentati in codice binario, cioè con sequenze di 0 e 1.
Quando nasce la storia dell’informatica?
Che cos’è un sistema informatico?
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O VIDEO INTRODUTTIV
Un sistema informatico è un insieme di componenti che elaborano informazioni. Ne fanno parte smartphone, tablet, computer e smart TV. Tutti questi dispositivi seguono gli stessi principi di base.
L’informatica moderna nasce negli anni ‘40 del Novecento con i primi grandi computer. Negli anni ‘70 arrivano i personal computer (PC), usabili anche a casa. Negli anni ‘90 la diffusione di Internet cambia il modo di comunicare e informarsi.
In quali ambiti usiamo l’informatica ogni giorno? L’informatica è presente in molti settori della vita moderna: • comunicazione — messaggi, videochiamte, social network • istruzione — piattaforme e-learning, ricerche, simulazioni • medicina — diagnosi digitale, telemedicina, protesi intelligenti • trasporti — navigatori GPS, auto a guida assistita
obiettivo COMPETENZE
Che cosa significa che un computer usa il “codice binario”? Fai un esempio. Scegli un ambito in cui usi l’informatica ogni giorno e spiega come ti aiuta.
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PARTE TERZA |Informatica
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HARDWARE: I COMPONENTI DEL COMPUTER Che cosa significa hardware? L’hardware è l’insieme dei componenti fisici di un computer. Si può vedere e toccare: processore, memoria, schermo, tastiera. Senza hardware il computer non esiste fisicamente.
Che cos’è la CPU? La CPU (Central Processing Unit) è il “cervello” del computer. Esegue le istruzioni dei programmi e coordina tutti gli altri componenti. Una CPU moderna può eseguire miliardi di operazioni al secondo.
Tipo
Che cosa sono i dispositivi di input e di output? I dispositivi di input permettono di inserire dati: tastiera, mouse, microfono, scanner. I dispositivi di output mostrano i risultati: monitor, altoparlanti, stampante. Alcuni dispositivi fanno entrambe le cose, come il touchscreen.
Quali tipi di memoria usa il computer? Il computer usa tre tipi principali di memoria, ognuno con una funzione diversa.
Funzione
Durata
RAM
Memoria di lavoro veloce, usata durante l’esecuzione
Temporanea: si svuota spegnendo il PC
ROM
Contiene le istruzioni base per l’avvio
Permanente: non si cancella
SSD / HDD
Conserva file, programmi e sistema operativo
Permanente: resta anche a PC spento
CPU
RAM
obiettivo COMPETENZE Qual è la differenza tra RAM e SSD? Che cosa succede ai dati di lavoro quando spegni il PC?
Hard disk
Elenca tre dispositivi di input e tre di output che usi ogni giorno. Dove li trovi?
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21 | Informatica e computer
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SOFTWARE E SISTEMA OPERATIVO Che cos’è il software? Il software è l’insieme dei programmi che contengono le istruzioni per il computer. Senza software, l’hardware non sa cosa fare. Esistono tre tipi principali di software: sistema operativo, applicazioni e driver.
Che cos’è il sistema operativo? Il sistema operativo (SO) gestisce tutte le risorse del computer. Fa da intermediario tra hardware e applicazioni. Windows, macOS, Linux, Android e iOS sono esempi di sistemi operativi.
partono tutte le sottocartelle. Ogni file ha un percorso univoco che indica esattamente dove si trova.
Come si collegano le periferiche al computer? Le periferiche si collegano tramite porte o connessioni wireless. La porta USB è la più diffusa: trasporta dati e spesso anche l’alimentazione. Il Bluetooth permette la connessione wireless a corto raggio, senza cavi.
Come sono organizzati i file nel computer? I file sono organizzati in una struttura gerarchica, come un albero rovesciato. Alla base c’è la cartella radice (root), da cui
Monitor Stampante.
obiettivo COMPETENZE
Terminali di un cavo di connessione USB: il terminale in primo piano è un connettore USB-A. L’altro terminale è spesso un USB-C.
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Qual In quale è la settore funzione produttivo principale lavora del sistema un falegname? E un programmatore? operativo? Come sarebbe Spiega usare la un differenza. computer senza di esso? Qual è la funzione aziendale che crea nuovi prodotti? Apri Esplora Perché file èsul importante computer.per Descrivi un’azienda? come sono organizzate le cartelle che vedi.
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PARTE TERZA |Informatica
SOSTENIBILITÀ DIGITALE E RIFIUTI ELETTRONICI Perché i rifiuti elettronici sono un problema? I RAEE (Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche) comprendono anche smartphone e computer usati. Nel 2024 nel mondo si stimavano 62 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici. Solo il 22% viene raccolto e riciclato in modo corretto.
Che cosa contengono i dispositivi elettronici? I dispositivi elettronici contengono materiali preziosi: oro, rame, argento e terre rare. Contengono anche sostanze pericolose come piombo e mercurio. Se non smaltiti correttamente, inquinano il suolo e l’acqua, e possono causare problemi di salute.
Come si può allungare la vita di un dispositivo? Prima di comprare un nuovo dispositivo, è utile chiedersi se quello vecchio funziona ancora. La manutenzione e la riparazione prolungano la vita dei dispositivi. I dispositivi ricondizionati sono una buona alternativa ai nuovi.
Che cosa possiamo fare ? • Portare i dispositivi rotti ai centri di raccolta RAEE autorizzati. • Preferire dispositivi ricondizionati quando possibile. • Non gettare mai batterie e smartphone nell’indifferenziato. • Aggiornare il software invece di comprare un nuovo dispositivo.
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Immagine generata con IA
obiettivo COMPETENZE
Perché i RAEE non si gettano nell’indifferenziato? Quali rischi ci sono per l’ambiente? Cerca il centro di raccolta RAEE più vicino alla tua scuola. Come si smaltisce un dispositivo?
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21 | Informatica e computer
Play test
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Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: cervello / tonnellate / software / informazioni / temporanea / binario Un computer è composto da hardware (componenti fisici) e …………………………………………… (programmi e istruzioni)
I dati vengono rappresentati in codice ……………………………………………, con sequenze di 0 e 1
come si scrivono i dati?
da che cosa è formato? L’INFORMATICA è la scienza che studia l’elaborazione automatica delle ……………………………………………
chi esegue i programmi?
La CPU è il “……………………………………………” del computer: esegue le istruzioni dei programmi
e quando si butta?
I RAEE sono rifiuti elettronici: nel 2024 se ne stimavano 62 milioni di …………………………………………… nel mondo
dove lavora il computer?
La RAM è una memoria veloce ma ……………………………………………: si svuota spegnendo il PC
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. L’informatica studia la trasformazione manuale delle informazioni. La CPU è il processore centrale del computer. La RAM conserva i dati in modo permanente. Il sistema operativo fa da intermediario tra hardware e applicazioni. I RAEE non devono essere portati ai centri di raccolta. Tastiera e mouse sono dispositivi di input.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Hardware b. RAM c. Sistema operativo d. RAEE
1. Software che gestisce risorse e programmi del computer 2. Insieme dei componenti fisici del computer 3. Memoria di lavoro veloce e temporanea 4. Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. La CPU è: a. la memoria permanente del computer. b. il processore che esegue le istruzioni dei programmi.
B. Dove si portano i dispositivi elettronici da smaltire? a. Nell’indifferenziato insieme ai rifiuti comuni. b. Nei centri di raccolta RAEE autorizzati.
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PARTE TERZA |Informatica
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LE RETI INFORMATICHE
O VIDEO INTRODUTTIV
Che cos’è una rete informatica?
Quali dispositivi formano una rete?
Una rete informatica collega due o più dispositivi per scambiarsi dati e condividere risorse. I dispositivi sono come “case” collegate da “strade” digitali. I dati sono i “veicoli” che viaggiano su queste strade.
Il modem collega la rete di casa alla rete dell’operatore Internet. Il router decide dove mandare i dati e collega la rete locale a Internet. L’access point crea o amplia la copertura Wi-Fi in un edificio.
Quali tipi di reti esistono in base alle dimensioni?
Che differenza c’è tra rete cablata e rete wireless?
Le reti si classificano in base alla distanza che coprono.
La rete cablata (Ethernet) usa un cavo ed è stabile e veloce. La rete wireless (Wi-Fi) non usa cavi, è più comoda ma può indebolirsi con la distanza. Entrambe permettono di navigare su Internet e condividere file.
Tipo
Nome
Personal Area PAN Network LAN
Local Area Network
Metropolitan MAN Area Network
WAN
Wide Area Network
Estensione
Esempio
Pochi metri
Bluetooth: smartphone e cuffie
Un edificio
Rete di casa o di scuola
Rete che collega le Una città sedi di una scuola Grandi distanze
Internet Router Wi-Fi (wireless): permette ai dispositivi (smartphone, tablet, PC) di collegarsi a Internet tramite onde radio. Spesso a casa trovi un unico apparecchio che fa modem + router + Wi-Fi insieme. In reti più grandi (come scuole e aziende), invece, questi ruoli possono essere separati in dispositivi diversi.
Rete client-server (topologia a stella): un server centrale è collegato a più computer client e gestisce risorse e servizi condivisi (file, applicazioni, accesso alla rete).
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra LAN e WAN? Fai un esempio di ciascuna. Quali dispositivi di rete ci sono nella tua scuola? Identificane almeno due.
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COME FUNZIONA INTERNET Che cos’è Internet?
Qual è la differenza tra HTTP e HTTPS?
Internet è la più grande rete di reti del mondo. Collega miliardi di dispositivi in tutto il pianeta. Non ha un “centro unico”: se una parte si interrompe, i dati trovano un’altra strada.
HTTP è il protocollo che permette al browser di richiedere e ricevere pagine web. HTTPS fa la stessa cosa ma cifra i dati: sono protetti come in una “busta chiusa”. Se vedi il lucchetto nella barra del browser, la connessione è HTTPS, cioè più sicura.
Come viaggiano i dati su Internet? I dati vengono divisi in piccoli pezzi chiamati pacchetti. Ogni pacchetto può viaggiare attraverso un percorso diverso. Quando arrivano a destinazione, vengono riassemblati nell’ordine corretto.
Che cos’è il DNS? Il DNS (Domain Name System) funziona come una rubrica telefonica per Internet. Traduce i nomi dei siti nei loro indirizzi IP numerici. Senza il DNS, dovresti digitare sempre una lunga serie di numeri invece del nome.
obiettivo COMPETENZE
Perché i dati su Internet vengono divisi in pacchetti? Qual è il vantaggio? Google è un motore di ricerca: qui si inserisce una query (domanda o parole chiave) per trovare siti e informazioni sul Web.
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Apri un sito web e controlla se nella barra dell’indirizzo compare il lucchetto HTTPS.
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PARTE TERZA |Informatica
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NAVIGARE IN SICUREZZA Che cos’è il phishing?
Che cos’è la netiquette?
Il phishing è una truffa in cui qualcuno finge di essere un servizio per rubare password. Arriva via email o messaggio e chiede di cliccare su un link urgente. Se il messaggio ti mette fretta, fermati e non cliccare: è quasi sempre una truffa.
La netiquette è l’insieme delle buone regole di comportamento in rete. Rispetta gli altri: dietro ogni profilo c’è una persona vera. Non scrivere tutto in maiuscolo e non diffondere notizie senza averle verificate.
Come si proteggono gli account online?
Che cosa è il cyberbullismo e come si affronta?
Usa password lunghe e diverse per ogni account. Attiva la verifica in due passaggi (2FA): anche se ti rubano la password, non basta. Controlla spesso le impostazioni della privacy per decidere chi può vedere il tuo profilo.
Il cyberbullismo è usare gli strumenti digitali per insultare, minacciare o umiliare qualcuno. Può continuare anche a casa ed è spesso più pesante del bullismo “dal vivo”. Se succede non rispondere, salva le prove, blocca l’account e parla con un adulto.
Per proteggere i dati personali è opportuno utilizzare la verifica in due passaggi (2FA).
obiettivo COMPETENZE
Quali sono i segnali che un messaggio potrebbe essere phishing? Quali regole della netiquette applichi già ogni giorno? Quali potresti migliorare? Phishing: è una truffa in cui un messaggio o un link porta a una finta pagina di accesso per rubare username e password.
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22 |Reti, Internet e il Web
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INTERNET, SOSTENIBILITÀ E CITTADINANZA DIGITALE Internet ha un impatto sull’ambiente?
Che cosa possiamo fare?
Internet non è solo “immateriale”: dietro ci sono cavi, antenne, router e data center. Un singolo data center può consumare l’elettricità di una piccola città. Ogni email inviata produce circa 4 grammi di CO2; un’ora di streaming HD circa 36 grammi.
• Abbassare la qualità video quando l’HD non serve davvero.
Che cos’è la cittadinanza digitale? Essere cittadini digitali significa conoscere diritti e doveri in rete. Tra i diritti ci sono la privacy e la libertà di espressione. Tra i doveri ci sono il rispetto degli altri e la verifica delle informazioni prima di condividerle.
Che cosa sono le fake news e i deepfake? Le fake news sono notizie false costruite per fare scalpore o dividere le persone. I deepfake sono video o audio falsi creati dall’IA: sembrano reali ma sono artificiali. Prima di condividere qualcosa, controlla sempre la fonte su un sito autorevole.
• Preferire il Wi-Fi alla rete mobile per i download pesanti. • Non condividere foto o notizie senza averle prima verificate. • Segnalare sempre i contenuti offensivi alle piattaforme.
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).
obiettivo COMPETENZE
Che cosa puoi fare concretamente per ridurre l’impronta digitale del tuo uso di Internet? 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.
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Come riconosci una fake news? Descrivi i passi che faresti per verificarla.
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PARTE TERZA |Informatica
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Play test
Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: reti / pacchetti / indirizzi IP / protegge / password / comportamento
I dati viaggiano divisi in ……………………………………………, poi riassemblati a destinazione
Il DNS traduce i nomi dei siti nei loro …………………………………………… numerici
come viaggiano i dati?
come si trova un sito? INTERNET è la più grande rete di …………………………………………… del mondo
come si naviga sicuri? La connessione HTTPS è più sicura perché cifra, cioè ……………………………………………, i dati
quali pericoli ci sono?
come ci si comporta?
La netiquette è l’insieme delle regole di …………………………………………… in rete
Il phishing è una truffa che cerca di rubare …………………………………………… e codici di accesso
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. Internet è una singola grande rete con un centro unico. Il router decide dove mandare i pacchetti di dati. Il DNS traduce i nomi dei siti in indirizzi IP numerici. HTTPS è meno sicuro di HTTP. Il cyberbullismo può fare danni anche fuori dalla scuola. Una LAN è una rete che copre grandi distanze come Internet.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Router
1. Rete personale a pochi metri, es. Bluetooth
b. PAN
2. Dispositivo che instrada i pacchetti di dati
c. Phishing
3. Truffa online per rubare password e dati
d. Netiquette
4. Buone regole di comportamento in rete
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. La verifica in due passaggi (2FA) serve per: a. rendere più veloce la connessione a Internet. b. proteggere l’account anche se la password viene rubata.
B. Se ricevi un messaggio urgente che ti chiede di cliccare un link: a. clicchi subito per risolvere il problema. b. ti fermi, non clicchi e verifichi con un adulto.
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23TESTI E PRESENTAZIONI DIGITALI 23 |Creazioni digitali
Che cos’è la videoscrittura? La videoscrittura è l’uso del computer per scrivere, modificare e salvare testi digitali. I programmi più usati sono Word, Google Documenti e LibreOffice Writer. Permettono di formattare il testo, scegliere il carattere e collaborare online.
Come si lavora su un documento in modo ordinato? Usare gli stili (Titolo 1, Titolo 2, Testo) rende il documento coerente e ordinato. Uno stile applicato sempre allo stesso modo permette di creare automaticamente un indice. La collaborazione online consente a più persone di lavorare sullo stesso file in tempo reale.
Google DOC
LibreOffice WRITER
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Come si crea una presentazione O VIDEO INTRODUTTIV efficace? I software più usati per le presentazioni sono PowerPoint, Google Presentazioni e Canva. La regola principale è: poco testo e idee chiare, non copiare tutto nelle slide. Le immagini e i grafici devono chiarire il concetto, non decorare.
Come si struttura una presentazione? Una buona presentazione segue tre parti: introduzione, sviluppo e conclusione. Nell’introduzione si cattura l’attenzione con un dato curioso o una domanda. Nella conclusione si riassumono i punti chiave con un messaggio finale.
Microsoft WORD
obiettivo COMPETENZE
Qual è la regola più importante per creare slide efficaci? Perché è importante rispettarla? Apri un documento e applica lo stile “Titolo 1” al titolo. Che cosa cambia nell’aspetto?
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PARTE TERZA |Informatica
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IMMAGINI DIGITALI Che differenza c’è tra immagine raster e vettoriale? Le immagini raster sono fatte di tanti puntini colorati chiamati pixel: sono le foto digitali. Se ingrandisci troppo un’immagine raster, diventa “sgranata” perché i pixel si vedono. Le immagini vettoriali usano formule matematiche, e si possono ingrandire senza perdere qualità.
Quali software si usano per le immagini? Canva è uno strumento online con modelli pronti: ideale per poster e presentazioni. GIMP è gratuito e permette ritocchi avanzati come i professionisti. Paint (Windows) è semplice e utile per disegni e modifiche veloci.
Dove si usano i due tipi di immagine? Le immagini raster si usano per le fotografie e i contenuti web. Le immagini vettoriali si usano per loghi, icone e grafica che devono essere ridimensionati. I formati vettoriali più comuni sono SVG; quelli raster più comuni sono JPG, PNG e WebP.
Immagine raster troppo ingrandita.
Quali sono i formati di immagine più usati? Formato
Tipo
Ideale per
Nota
JPG
Raster
Fotografie
PNG
Raster
Loghi, icone con trasparenza
SVG
Vettoriale
Loghi e icone scalabili
WebP
Raster
Immagini per il web
File leggero; perde qualità se risalvato Alta qualità; file più pesante del JPG Si ingrandisce senza perdere qualità Più leggero di JPG e PNG
obiettivo COMPETENZE
Perché un logo si crea in formato SVG e non in JPG? Quali vantaggi offre? Apri Canva e crea un biglietto da visita digitale con il tuo nome e una frase.
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23 |Creazioni digitali
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AUDIO E VIDEO DIGITALI Come si crea un audio digitale? Il suono viene “misurato” migliaia di volte al secondo: questo si chiama campionamento. Si registra con uno smartphone o con un software come Audacity (gratuito). Il formato più comune è l’MP3: comprime il file e lo rende facilmente condivisibile.
Che cos’è un podcast? Un podcast è una serie di audio a episodi su un argomento specifico, ascoltabili online. A scuola si possono creare podcast per riassumere lezioni, raccontare storie o fare interviste. Basta uno smartphone e un ambiente silenzioso per ottenere un audio chiaro.
e si cerca stabilità. Con un programma come OpenShot (gratuito) si taglia, si aggiungono titoli e musica.
Che cos’è lo storytelling digitale? Lo storytelling digitale è raccontare una storia attraverso un video o una presentazione. Un buon video ha un inizio forte (nei primi 5 secondi), uno sviluppo chiaro e una conclusione. L’audio pulito è fondamentale: un video si abbandona subito se il suono è disturbato.
Come si realizza un breve video con lo smartphone? Prima si prepara una scaletta: si decide cosa mostrare e in quale ordine. Durante le riprese si tiene lo smartphone in orizzontale Logo di un social di intrattenimento molto diffuso.
obiettivo COMPETENZE
Perché l’audio di qualità è così importante in un video? Cosa succede se il suono è scarso? Prepara una scaletta di 5 punti per un breve video su un argomento che conosci bene.
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PARTE TERZA |Informatica
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COPYRIGHT, FAKE NEWS E SOSTENIBILITÀ DEI CONTENUTI Che cos’è il copyright e perché va rispettato? Il copyright protegge le opere creative: foto, musiche, testi e video appartengono ai loro autori. Usare materiale altrui senza permesso è una violazione della legge. Per i tuoi lavori scolastici usa immagini con licenza Creative Commons e cita sempre la fonte.
Che cosa sono i deepfake? I deepfake sono video o audio falsi creati con l’IA: sembrano reali ma sono inventati. Si riconoscono da labbra non sincronizzate, occhi inespressivi o voci artificiali. Se un video ti sembra strano, cerca la fonte originale e chiedi conferma a un adulto.
Che cosa possiamo fare?
Che cosa sono le fake news e come si riconoscono?
• Usare immagini e musiche con licenza libera (es. Creative Commons).
Le fake news sono notizie false costruite per sembrare vere e fare scalpore. Spesso hanno titoli esagerati e cercano di farti cliccare subito. Prima di condividere: controlla l’autore, la data e verifica su un sito autorevole come ANSA.
• Citare sempre le fonti dei materiali usati nei propri lavori.
Immagine generata con IA
• Comprimere i file prima di caricarli online: riduce consumi energetici inutili. • Non condividere mai contenuti senza averli prima verificati.
obiettivo COMPETENZE
Perché citare la fonte di un’immagine è importante? Cosa rischi se non lo fai? Trova un’immagine su Unsplash o Pixabay. Come devi citarla correttamente in una presentazione?
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22 |Reti, Internet e il Web
Play test
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Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: libera / qualità / forte / pixel / audio / ingrandire
Le immagini vettoriali usano formule matematiche: si possono …………………………………………… senza perdere qualità
Il formato JPG è leggero ma perde …………………………………………… se il file viene ri-salvato molte volte
e se usano formule?
in che formato si salvano? Le IMMAGINI RASTER sono fatte di ……………………………………………, come le fotografie digitali
e con i suoni?
Un podcast è una serie di …………………………………………… a episodi su un argomento specifico
come si racconta una storia?
si possono usare le opere altrui?
Il copyright protegge le opere creative: per usarle serve sempre il permesso o una licenza ……………………………………………
Lo storytelling digitale racconta una storia con un inizio ……………………………………………, uno sviluppo e una conclusione
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. Un’immagine raster mantiene la qualità anche se ingrandita al massimo. Il formato SVG è vettoriale e si usa per loghi e icone. Audacity è un software gratuito per registrare e modificare audio. Nelle presentazioni efficaci si scrive molto testo in ogni slide. Le fake news hanno spesso titoli esagerati per farti cliccare subito. Usare la musica di altri nei propri video non richiede alcun permesso.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Pixel
1. Notizia falsa costruita per sembrare vera
b. Podcast
2. Puntino colorato che forma le immagini raster
c. Fake news
3. Video o audio falso creato con l’intelligenza artificiale
d. Deepfake
4. Serie di audio a episodi ascoltabili online
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. Per creare il logo di una scuola si usa: a. il formato JPG, perché è il più diffuso. b. il formato SVG, perché è vettoriale e non perde qualità.
B. Prima di condividere una notizia trovata online, devi: a. condividerla subito perché sembra interessante. b. verificare la fonte su un sito autorevole prima di condividerla.
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PARTE TERZA |Informatica
ALGORITMI E PENSIERO COMPUTAZIONALE Che cos’è un algoritmo? Un algoritmo è una sequenza finita di istruzioni precise che, eseguite nell’ordine corretto, risolvono un problema. Gli algoritmi esistono anche nella vita di tutti i giorni: una ricetta, le istruzioni di un gioco. In informatica ogni passo deve essere così chiaro da non lasciare spazio a interpretazioni.
Che cos’è il pensiero computazionale? Il pensiero computazionale è un modo di ragionare che aiuta a risolvere problemi con metodo. Si basa su quattro pilastri: scomposizione, riconoscimento di pattern, astrazione e progettazione di algoritmi. Non riguarda solo i computer: è utile per organizzare lo studio e prendere decisioni.
O VIDEO INTRODUTTIV
Che cosa significa scomporre un problema? La scomposizione significa dividere un problema grande in parti più piccole. Per esempio, “preparare lo zaino” si scompone in: controllare l’orario, prendere i libri, aggiungere quaderni e astuccio. In questo modo ogni parte è più semplice da risolvere.
Che cosa significa fare debugging? Il debugging è il processo di trovare e correggere gli errori in un algoritmo. Un buon algoritmo non nasce perfetto: va provato, controllato e migliorato. Il termine “bug”, “insetto”, nasce da una storia reale: nel 1947 una falena bloccò un computer di Harvard.
obiettivo COMPETENZE
Progettazione di algoritmi Progettare algoritmi significa 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”.
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Scrivi un algoritmo di almeno 5 passi per un’azione che fai ogni giorno, come lavarsi i denti. Che cosa significa “debug” in informatica? Fai un esempio di errore e come lo correggeresti.
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24 |Pensiero computazionale
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DIAGRAMMI DI FLUSSO Che cos’è un diagramma di flusso?
Come si usa il simbolo a rombo?
Un diagramma di flusso (flowchart) rappresenta graficamente un algoritmo. Si legge dall’alto verso il basso, seguendo le frecce. Mostra subito l’ordine delle operazioni e i punti in cui si deve scegliere o ripetere.
Il rombo rappresenta una decisione: contiene una domanda con due alternative (Sì/No). Dal rombo partono due frecce che portano a percorsi diversi. Esempio: “Piove oggi? Sì: prendi l’ombrello. No: esci senza ombrello.”
Quali simboli si usano nei diagrammi di flusso?
Come si rappresentano le ripetizioni?
I diagrammi di flusso usano simboli standard, ognuno con un significato preciso. Simbolo
Forma
Inizio / Fine Ovale
Processo
Rettangolo
Input / Output
Parallelogramma
Decisione
Rombo
Flusso
Freccia
Significato
Quando un’azione va ripetuta, una freccia torna indietro a un punto precedente: si chiama ciclo. Esempio: “Ripeti finché tutti i libri sono controllati.” I cicli rendono un algoritmo più semplice ed efficiente.
Indica dove parte e dove termina l’algoritmo Rappresenta un’azione da eseguire Indica l’inserimento o la visualizzazione di dati È una domanda con due risposte: Sì o No Indica l’ordine dei passaggi
obiettivo COMPETENZE
Disegna sul quaderno un diagramma di flusso per decidere se portare la giacca a scuola. Qual è la differenza tra un rettangolo e un rombo nel diagramma di flusso?
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PARTE TERZA |Informatica
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CODING CON SCRATCH Che cos’è Scratch?
Che cos’è uno sprite?
Scratch è un ambiente di programmazione gratuito creato dal MIT di Boston. Si programma trascinando blocchi colorati a incastro, come un puzzle. È disponibile online su scratch.mit.edu e non richiede installazione.
Lo sprite è il personaggio che si muove nello Stage di Scratch. Il gatto è lo sprite predefinito, ma si può cambiare o disegnarne uno nuovo. Ogni sprite ha il suo script: i blocchi che dicono come deve muoversi e reagire.
Come è organizzato l’ambiente di Scratch?
Come si usano i blocchi di controllo in Scratch?
L’interfaccia di Scratch è divisa in tre aree principali:
Il blocco “se... allora” fa eseguire un’azione solo quando una condizione è vera. Il blocco “ripeti N volte” fa eseguire lo stesso script per un numero definito di volte. Il blocco “per sempre” ripete uno script all’infinito, finché non si ferma il progetto.
• Libreria dei blocchi (sinistra): i blocchi colorati per costruire il programma • Area di programmazione (centro): dove si incastrano i blocchi per creare lo script • Stage (destra): lo “schermo” dove si vede il risultato del programma
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.
obiettivo COMPETENZE
Apri Scratch e fai muovere il gatto di 10 passi ogni volta che premi la freccia destra. Qual è la differenza tra il blocco “ripeti 10 volte” e il blocco “per sempre”?
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24 |Pensiero computazionale
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PROGRAMMARE IN MODO RESPONSABILE Gli algoritmi influenzano la nostra vita?
Che cosa possiamo fare?
Gli algoritmi decidono ogni giorno quali contenuti vediamo sui social e quali video ci vengono suggeriti. Oggi Internet conta oltre 5 miliardi di utenti nel mondo: gli algoritmi influenzano le scelte di tutti loro. Capire come funzionano ci rende utenti più consapevoli e meno manipolabili.
• Riflettere criticamente sui contenuti che gli algoritmi ci suggeriscono. • Segnalare sempre i contenuti offensivi o falsi alle piattaforme. • Creare programmi e contenuti digitali che rispettino la privacy degli altri. • Imparare a programmare per capire — e non subire — la tecnologia.
Che cos’è il divario digitale? Il divario digitale è la differenza tra chi ha accesso alla tecnologia e chi no. Nel mondo, molte persone non possono connettersi a Internet per mancanza di dispositivi o reti. La tecnologia deve essere uno strumento per tutti, non un privilegio per pochi.
Come si crea un programma inclusivo e responsabile? Un programma è inclusivo quando funziona bene per tutte le persone, anche quelle con difficoltà. Significa scegliere colori con buon contrasto, testi leggibili e comandi semplici. Chi programma deve pensare sempre a chi userà il programma, non solo a come funziona.
obiettivo COMPETENZE
Perché capire come funzionano gli algoritmi ci rende utenti più consapevoli? Che cosa significa progettare un programma “inclusivo”? Fai un esempio concreto.
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PARTE TERZA |Informatica
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Play test
Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: errori / no / precise / blocchi / semplici / decisione
Un algoritmo è una sequenza di istruzioni …………………………………………… che risolvono un problema
Il debugging è il processo di trovare e correggere gli …………………………………………… in un algoritmo
con quale strumento?
e se qualcosa non funziona? Il PENSIERO COMPUTAZIONALE aiuta a risolvere problemi scomponendoli in parti più ……………………………………………
come si disegna? Nel diagramma di flusso il rombo rappresenta una ……………………………………………: ha sempre due risposte, Sì o No
come si programma?
tutti hanno le stesse possibilità?
Il divario digitale è la differenza tra chi ha accesso alla tecnologia e chi ……………………………………………
In Scratch si programma trascinando …………………………………………… colorati a incastro, come un puzzle
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. Un algoritmo può avere passi nell’ordine che si preferisce. Il pensiero computazionale è utile anche nella vita di tutti i giorni. Il simbolo ovale nei diagrammi di flusso indica inizio e fine. In Scratch si programma scrivendo codice testo come i professionisti. Il debugging serve per trovare e correggere gli errori. Gli algoritmi dei social non influenzano i contenuti che vediamo.
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Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. Algoritmo
1. Rappresentazione grafica di un algoritmo con simboli
b. Debugging
2. Sequenza di istruzioni precise per risolvere un problema
c. Diagramma di flusso
3. Personaggio che si muove nello Stage di Scratch
d. Sprite
4. Processo di ricerca e correzione degli errori
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. Nel diagramma di flusso, il rombo indica: a. un’azione da eseguire, come “calcola il totale”. b. una decisione con due alternative, Sì o No.
B. Un programma “inclusivo” è quello che: a. funziona solo per gli utenti esperti di tecnologia. b. funziona bene per tutte le persone, anche quelle con difficoltà.
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25 L’INTELLIGENZA ARTIFICIALE 25 |IA e robotica
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O VIDEO INTRODUTTIV
Che cos’è l’Intelligenza Artificiale?
Dove incontriamo l’IA ogni giorno?
L’Intelligenza Artificiale (IA) è la capacità di un sistema informatico di svolgere compiti “intelligenti”. Significa capire informazioni, riconoscere schemi, fare previsioni e scegliere tra alternative. Non costruisce macchine che “pensano come noi”: usa algoritmi che imparano dai dati.
L’IA è presente in molte applicazioni quotidiane, spesso senza che ce ne accorgiamo:
Come funziona un sistema di IA?
• Riconoscimento facciale — lo smartphone si sblocca riconoscendo il volto
Un sistema di IA lavora in tre fasi principali. Prima impara analizzando molti dati (testi, immagini, suoni) per trovare schemi e regolarità. Poi ragiona confrontando i nuovi dati con ciò che ha appreso, e infine decide producendo un risultato.
• Assistenti vocali — Siri, Alexa e Google Assistant riconoscono la voce e rispondono • Sistemi di raccomandazione — Netflix, Spotify e YouTube suggeriscono contenuti personalizzati
• Traduttori automatici — traducono testi in pochi secondi
Quali sono i tipi di IA? L’IA ristretta (Narrow AI) è specializzata in un compito preciso: tradurre, riconoscere volti, suggerire film. È il tipo di IA più diffuso oggi: ogni sistema è “bravo” in una sola cosa. L’IA generale (AGI), capace di fare tutto come un essere umano, al momento non esiste ancora.
obiettivo COMPETENZE
Qual è la differenza tra IA ristretta e IA generale? Quale esiste davvero oggi? Immagine generata con IA
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Elenca tre situazioni della tua giornata in cui usi l’IA senza accorgertene.
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PARTE TERZA |Informatica
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IA GENERATIVA E INTERNET DELLE COSE Che cos’è l’IA generativa?
Che cos’è l’Internet of Things (IoT)?
L’IA generativa è un tipo di IA capace di creare contenuti nuovi: testi, immagini, musica e video. Funziona dando un prompt, cioè un’istruzione in linguaggio naturale. Cambiando il prompt, cambia lo stile e il contenuto della risposta.
L’Internet of Things (Internet delle Cose) è una rete di oggetti fisici connessi a Internet. Ogni oggetto ha sensori che raccolgono dati (temperatura, movimento, luce) e li inviano online. Esempi: termostati intelligenti, smartwatch, semafori che si adattano al traffico.
Quali chatbot IA sono più usati? I chatbot più diffusi hanno caratteristiche diverse, adatte a scopi diversi.
Chatbot
Prodotto da
Meglio per
ChatGPT
OpenAI
Studio, scrittura, spiegazioni, analisi di file
Copilot
Microsoft
Produttività in Word, Excel, PowerPoint
Gemini
Claude
Anthropic
Come funziona un sistema IoT? Un sistema IoT è composto da quattro elementi che lavorano insieme. Il sensore misura i dati; la connettività (Wi-Fi, Bluetooth) li trasmette online. Un sistema li elabora e l’interfaccia permette all’utente di controllarli o ricevere avvisi.
Ricerche e integrazione con Google Drive Testi lunghi, analisi di documenti estesi
obiettivo COMPETENZE
Che cosa Apri Scratch significa e fai muovere dare un “prompt” il gatto dia10 unpassi chatbot ogniPerché IA? volta che è importante premi la freccia formularlo destra. bene? Descrivi Qual è la un differenza dispositivo tra IoT il blocco che conosci “ripeti 10 o hai volte” a e il blocco casa. Come“per raccoglie sempre”? e usa i dati?
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ROBOTICA EDUCATIVA Che cos’è la robotica educativa?
Che cos’è Arduino e a cosa serve?
La robotica educativa permette di costruire e programmare piccoli robot a scuola. Aiuta a capire come funziona un sistema tecnico reale: si prova, si sbaglia e si corregge. I concetti principali sono gli stessi della programmazione: sequenze, cicli e condizioni.
Arduino è una piccola scheda elettronica che legge sensori e controlla attuatori (LED, motori). Funziona come il “cervello” di un robot: riceve segnali e decide cosa fare. Il suo principio base è semplice: “Se succede X, allora fai Y.”
Come si programma un robot con Scratch?
Che cos’è il Vibe Coding?
Con Scratch si possono controllare robot educativi tramite apposite estensioni. I blocchi “quando...”, “accendi motore” e “porta potenza a...” comandano motori e sensori. Esempio: “se il sensore rileva un ostacolo, allora ferma il motore.”
Il Vibe Coding è un modo di programmare “a piccoli passi”: si parte da un’idea semplice. Prima si crea una versione minima che funziona, poi si migliora una cosa alla volta. Ogni piccola modifica insegna qualcosa di nuovo su come ragiona il programma.
obiettivo COMPETENZE
Qual è ilcapire Perché principio comebase funzionano di Arduino? gli algoritmi Scrivi un ci rende utenti esempio con più “se...consapevoli? allora...”. Che cosa significa programmare progettare un “a programma piccoli passi” “inclusivo”? nel Vibe Coding? Fai unQual esempio è il vantaggio? concreto.
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PARTE TERZA |Informatica
IA, IOT E SOSTENIBILITÀ L’IA può aiutare l’ambiente? Sì, l’IA permette di analizzare grandi quantità di dati e trovare soluzioni più efficienti. Le reti elettriche intelligenti (smart grid) usano l’IA per ridurre gli sprechi di energia. I sistemi di agricoltura di precisione usano sensori e IA per irrigare solo dove serve.
L’IA e l’IoT hanno un costo ambientale? Sì, addestrare un grande modello di IA può consumare l’energia equivalente a quella di una casa per diversi anni. I data center che ospitano i server consumano circa l’1,5% dell’elettricità mondiale. La produzione e lo smaltimento dei dispositivi IoT genera rifiuti elettronici (RAEE).
personali (nome, scuola, numero di telefono) con sistemi di IA online.
Che cosa possiamo fare? • Formulare i prompt in modo preciso: risposte più brevi consumano meno energia. • Non chiedere all’IA cose che puoi trovare facilmente con una breve ricerca. • Usare dispositivi IoT solo quando servono davvero: disattivare le funzioni inutili. • Cambiare le password predefinite dei dispositivi smart di casa.
Come si usa l’IA in modo responsabile? L’IA è uno strumento utile, ma va usato con criterio. Bisogna verificare sempre le risposte dei chatbot: possono fare errori o inventare informazioni. Non condividere mai dati
obiettivo COMPETENZE
In che modo l’IA può aiutare a ridurre gli sprechi energetici? Fai un esempio concreto. Perché è importante non condividere dati personali con un chatbot IA? Quali rischi ci sono?
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Play test
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Esercizio 1 — Completa la mappa concettuale Usa questi termini: attuatori / Internet / elettricità / intelligenti / generativa / dati
L’IA impara analizzando grandi quantità di ……………………………………………, cercando schemi e regolarità come impara?
Un prompt è un’istruzione in linguaggio naturale che si dà a un sistema di IA …………………………………………… come si comunica?
L’INTELLIGENZA ARTIFICIALE è la capacità di un sistema informatico di svolgere compiti “……………………………………………”
come si collegano gli oggetti?
come si costruisce un robot?
quanto consuma?
L’IoT (Internet delle Cose) è una rete di oggetti fisici dotati di sensori e connessi a ……………………………………………
I data center per l’IA consumano circa l’1,5% dell’…………………………………………… mondiale
Arduino è una piccola scheda elettronica che legge sensori e controlla …………………………………………… (LED, motori)
Esercizio 2 — Vero o Falso Scegli V (vero) o F (falso) accanto a ogni affermazione. L’IA generale (AGI), capace di fare tutto come un umano, esiste già oggi. L’IA ristretta è specializzata in un solo compito preciso. I sistemi di raccomandazione di Netflix usano l’Intelligenza Artificiale. L’IoT è una rete di oggetti fisici connessi a Internet. Addestrare un grande modello di IA non consuma quasi energia. Arduino può controllare LED e motori in base a segnali dei sensori.
V
F
Esercizio 3 — Collega il termine con la definizione corretta a. IA generativa
1. Piccola scheda elettronica che legge sensori e controlla attuatori
b. Prompt
2. Tipo di IA che crea testi, immagini e video da una richiesta
c. IoT
3. Istruzione in linguaggio naturale data a un sistema di IA
d. Arduino
4. Rete di oggetti fisici connessi a Internet
Esercizio 4 — Scegli la soluzione corretta A. L’IA ristretta di oggi è: a. capace di fare qualsiasi cosa, come un essere umano. b. specializzata in un compito preciso, come riconoscere una voce.
B. Per usare l’IA in modo sostenibile è utile: a. fare molte domande lunghe per ottenere risposte complete. b. formulare prompt precisi e non chiedere cose che si trovano facilmente altrove.
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APPUNTI ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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APPUNTI ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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APPUNTI ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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Responsabile di progetto: Marco Mauri Redazione: Federico Zanni 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.AI Le immagini alle pagine 75, 102, 118, 128 e 135 sono state generate con sistemi di intelligenza artificiale, sotto controllo redazionale. Non ritraggono persone realmente esistenti: ogni eventuale somiglianza è puramente casuale. Font: leggimi©Sinnos - www.sinnos.org Contenuti digitali: NextMedia Studio SL, bSmart labs Prima edizione: gennaio 2027 Printed in Italy © 2026 - Proprietà letteraria riservata. È vietata la riproduzione, anche parziale, con qualsiasi mezzo effettuata, compresa la fotocopia, anche ad uso interno o didattico, non autorizzata. Le fotocopie per uso personale del lettore possono essere effettuate nei limiti del 15% di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall’art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n. 633. Le riproduzioni per finalità di carattere professionale, economico o commerciale o comunque per uso diverso da quello personale, possono essere effettuate a seguito di specifica autorizzazione rilasciata da CLEARedi (Centro licenze e autorizzazioni per le riproduzioni editoriali), corso di Porta Romana 108, 20122 Milano, e-mail autorizzazioni@clearedi.org e sito web www.clearedi.org. L’editore fornisce – per il tramite dei testi scolastici da esso pubblicati e attraverso i relativi supporti nel sito www.gruppoeli.it materiali e link a siti di terze parti esclusivamente per fini didattici o perché indicati e consigliati da altri siti istituzionali. Pertanto l’editore non è responsabile, neppure indirettamente, del contenuto e delle immagini riprodotte su tali siti in data successiva a quella della pubblicazione, dopo aver controllato la correttezza degli indirizzi web ai quali si rimanda. Ai sensi dell’art. 70-quater della legge 22 aprile 1941, n. 633, sono espressamente riservati i diritti di riproduzione ed estrazione di testo e dati (text and data mining) relativi ai contenuti della presente opera sui quali l’Editore può legittimamente esercitare tali diritti, incluso l’utilizzo per l’addestramento, lo sviluppo e il perfezionamento di sistemi e modelli di intelligenza artificiale. Tali utilizzi non sono autorizzati senza il consenso dell’avente diritto, fatti salvi i casi consentiti da norme inderogabili.
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La casa editrice attua procedure idonee ad assicurare la qualità nel processo di progettazione, realizzazione e distribuzione dei prodotti editoriali. La realizzazione di un libro scolastico è infatti un’attività complessa che comporta controlli di varia natura. È pertanto possibile che, dopo la pubblicazione, siano riscontrabili errori e imprecisioni. La casa editrice ringrazia fin da ora chi vorrà segnalarli a: Servizio clienti Principato-Gruppo Editoriale ELi e-mail: info@gruppoeli.it
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Il rispetto dell’ambiente è un impegno concreto verso le nuove generazioni e il territorio in cui operiamo. Per questo utilizziamo carta certificata PEFC, realizzata con cellulosa proveniente da foreste gestite in modo sostenibile e tracciata lungo tutta la filiera.
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