Einstein Più - Tecnologia - ESTRATTO by Gruppo Editoriale Raffaello

F. F

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Francesco Furci - Elisabetta Pozzi

Questo volume, sprovvisto del talloncino a fronte (o opportunamente punzonato o altrimenti contrassegnato), è da considerarsi copia di SAGGIO-CAMPIONE G RATUITO, fuori commercio (vendita e altri atti di disposizione vietati: art. 17, c. 2 L. 633/1941). Esente da I.V.A. (D.P.R. 26-10-1972, n° 633, art. 2 lett. d). Esente da bolla di accompagnamento (D.P.R. 6-10-1978, n° 627, art.4. n° 6).

Più Einstein Alla scoperta della Tecnologia

Francesco Furci - Elisabetta Pozzi

Più Einstein Alla scoperta della Tecnologia Scuola secondaria di primo grado

Einstein Più

Per il docente

Per lo studente • Tavole per il disegno • Tecnologia per studenti con BES (con CD Audio MP3) • DVD M.I.O. BOOK Studente

• Guida per il docente • DVD M.I.O. BOOK Docente • CD Audio MP3 • Vademecum BES

Configurazioni di vendita ISBN 978-88-472-2771-2 ISBN 978-88-472-2772-9 ISBN 978-88-472-2773-6 ISBN 978-88-472-2774-3 ISBN 978-88-472-2775-0 ISBN 978-88-472-2776-7 ISBN 978-88-472-2701-9 ISBN 978-88-472-2777-4 ISBN 978-88-472-2044-7 ISBN 978-88-472-2705-7 ISBN 978-88-472-2706-4

Tecnologia + Disegno + Tavole per il disegno + Coding + Informatica + DVD M.I.O. BOOK Studente Tecnologia + Disegno + Tavole per il disegno + Coding + DVD M.I.O. BOOK Studente Tecnologia + Disegno + Coding + DVD M.I.O. BOOK Studente Tecnologia + Disegno + Tavole per il disegno + DVD M.I.O. BOOK Studente Tecnologia + Disegno + DVD M.I.O. BOOK Studente Tecnologia + Coding + DVD M.I.O. BOOK Studente Tecnologia + DVD M.I.O. BOOK Studente Disegno + Tavole per il disegno + DVD M.I.O. BOOK Studente Informatica + DVD M.I.O. BOOK Studente Tecnologia per studenti con BES + CD Audio MP3 Coding

€ 29,50 € 24,50 € 22,90 € 22,90 € 20,50 € 18,00 € 16,50 € 12,50 € 9,50 € 7,50 € 6,00

Tecnologia

• Tecnologia • Disegno • Coding

Tecnologia • Certificazione delle competenze • Compiti di realtà • Esercitazioni CLIL • Educazione ambientale

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•v isionare i video tutorial.

Doppia versione: • per il docente e la classe • per lo studente • Creazione di classi virtuali • Auto-produzione di contenuti e loro condivisione

M.I.O. BOOK • Testo digitale ricco di contenuti multimediali: raccolte di immagini, varietà di file audio e video, percorsi interattivi e interdisciplinari, esercitazioni autovalutative e giochi. • I nterazione continua tra utente e dispositivo attraverso una ricca strumentazione per la scrittura e per la consultazione. •P ossibilità di creare e condividere documenti personali (presentazioni, mappe mentali, linee del tempo).

• Compatibile con differenti sistemi operativi • Multidevice • Sempre aggiornato

Strumenti per lo sviluppo delle competenze digitali

LIBRO ACCESSIBILE

AUDIO LEZIONI

Il libro accessibile, grazie alla sua tecnologia, si adatta a differenti esigenze di lettura, in particolar modo agli studenti con DSA. • Consente di ingrandire i caratteri del testo, di modificarne il colore e i contrasti testo/sfondo, di utilizzare il carattere ad alta leggibilità leggimi © Sinnos Editrice. • Disponibile il servizio di traduzione del testo in molteplici lingue, indicato per studenti stranieri con problemi nella comprensione della lingua italiana.

I testi sono forniti di audioletture, utili per ogni tipo di difficoltà nel lavoro in classe e nello studio a casa. I file audio non sono generati da sintetizzatori vocali ma sono letti da speaker professionisti.

Francesco Furci - Elisabetta Pozzi

Più Einstein Alla scoperta della Tecnologia Scuola secondaria di primo grado

Tecnologia

PRESENTAZIONE

Com'è fatto il libro Il volume Tecnologia spiega e approfondisce gli interventi e le trasformazioni che l’uomo opera nell’ambiente per soddisfare i propri bisogni: materiali, agricoltura, territorio, energia, macchine, mezzi di trasporto e di comunicazione ecc. Il volume è scandito da numerosi momenti di verifica delle conoscenze e delle competenze, con attività varie e diversificate che permetteranno di acquisire le competenze chiave per l’apprendimento permanente e fornire spunti per esercitarsi con i compiti di realtà. Molta attenzione è posta all’inclusione attraverso frequenti pagine dedicate a tutti gli studenti per fissare i concetti principali della disciplina. Sono presenti dei percorsi CLIL per favorire l’apprendimento della Tecnologia in lingua inglese.

Area: si apre con una doppia pagina introduttiva in cui trovi il titolo delle Unità contenute nell’Area e un indice fotografico.

Indice degli strumenti di didattica inclusiva: comprende l’elenco delle risorse a disposizione per poter svolgere la lezione a tutta la classe.

Obiettivi specifici dell’Area: raggruppa gli obiettivi che raggiungerai dopo lo studio dell’intera Area.

Indice delle risorse digitali: comprende l’elenco del materiale digitale del M.I.O. BOOK e i contenuti digitali integrativi legati all’Area.

Obiettivi di apprendimento e Traguardi per lo sviluppo delle competenze: sono un estratto delle Indicazioni nazionali e specificano gli obiettivi e i traguardi che dovrai raggiungere dopo aver studiato l’Area.

Linea del tempo: riporta in un percorso storico alcuni degli eventi più significativi legati agli argomenti trattati.

Presentazione

Unità: è introdotta da un’immagine che fa da sfondo al titolo.

Lezione: il volume è sviluppato in Lezioni, organizzate in due o quattro pagine affiancate. Il testo è suddiviso in brevi paragrafi con un linguaggio di facile comprensione, integrato con la terminologia specifica. All’interno delle Lezioni sono presenti box, rubriche, tabelle e schemi a blocchi, utili per chiarire o approfondire gli argomenti analizzati.

Punti di domanda: sono domande che hanno lo scopo di verificare se hai appreso i concetti principali affrontati nella Lezione.

Link Storia: è un punto di partenza da cui puoi cominciare ad analizzare la situazione attuale realizzando un collegamento tra passato e presente.

Immagini: per rendere i concetti più esplicativi sono presenti diverse immagini, corredate di didascalie che integrano i contenuti del testo.

Parole della Tecnologia: viene spiegato il significato dei termini tecnici di più difficile comprensione, evidenziati nel testo con il colore rosso.

Risorse digitali: sono icone che indicano la presenza di materiale digitale e ne precisano la tipologia.

Illustrazioni: sono corredate di brevi testi che progressivamente descrivono il processo oppure spiegano il funzionamento dei componenti principali.

Link: si tratta di approfondimenti che riguardano temi di carattere interdisciplinare.

III

Presentazione Sostenibilità e riciclo: è un’intera Lezione, caratterizzata da uno sfondo di colore verde e dedicata alle tematiche ambientali, che spiega i vantaggi e i processi dell’attività di riciclo.

Osserva e sperimenta. Immagina e progetta. Trasforma e produci: comprendono piccole proposte di lavoro per mettere in pratica ciò che hai studiato.

Cittadinanza attiva: fornisce consigli e suggerimenti per imparare a comportarti in maniera responsabile.

Nuove tecnologie: tratta le tecnologie più attuali e innovative, già presenti o già sperimentate, con lo scopo di spingerti a riflettere sulla realtà; sono un approfondimento per stimolare la tua curiosità.

Box: contengono approfondimenti ai contenuti principali.

Educazione ambientale: affronta i temi legati all’ambiente, all’ecologia, alla sostenibilità o al riciclaggio, analizzando la realtà con spirito critico in modo da farti sviluppare una maggiore consapevolezza circa le problematiche attuali.

Presentazione

Competenze: attività riguardanti argomenti di attualità e vita quotidiana, spesso con interazioni multidisciplinari e con esercitazioni pratiche da svolgere in gruppo o mediante strumenti digitali. Offrono spunti per esercitarsi con i compiti di realtà.

Esercizi: permettono di verificare le conoscenze acquisite nelle singole Lezioni dell’Unità.

Apprendimento cooperativo: segnala attività da svolgere in coppia o in gruppo.

Si fa riferimento alla lezione sulla quale verificare le conoscenze.

Esercizi di riepilogo: nella parte finale sono raccolti esercizi relativi all’intera sezione, per una verifica globale dell’unità.

Competenza digitale: indica esercizi o ricerche da svolgere al computer.

CLIL: percorsi per approfondire la Tecnologia in lingua inglese, con esercitazioni e ascolti audio.

Autovalutazione: consente un’immediata autovalutazione del lavoro svolto. In alternativa l’insegnante può esprimere qui la sua valutazione.

Presentazione

Didattica inclusiva DIDATTICA INCLUSIVA

BES

Einstein Più presenta strumenti cartacei e digitali pensati appositamente per rispondere alle esigenze degli alunni con bisogni educativi speciali, garantendo così un insegnamento individualizzato e una didattica inclusiva rivolti a tutti gli studenti. In questo modo è più semplice per il docente la gestione delle classi con competenze linguistiche e bisogni educativi molto diversificati. Nell’indice del volume e in apertura di ogni Area sono elencate tutte le risorse a disposizione.

Sintesi dell'Unità

Audiolettura lenta e scandita, specifica per DSA.

Il testo è proposto con carattere ad alta leggibilità.

I contenuti delle lezioni sono proposti in forma sintetica e semplificata. I concetti chiave sono evidenziati.

Mappa dell'Unità

L’Unità è riassunta con schemi e parole chiave.

Alcune immagini aiutano a fissare concetti principali.

Presentazione

Audiolettura integrale Nel M.I.O. BOOK è disponibile la versione audio integrale di tutte le lezioni.

Audio facile: audiolettura lenta e scandita delle pagine di didattica inclusiva.

Un libro accessibile a tutti Accessibilità: la visualizzazione del libro è adattabile a ogni esigenza, grazie al formato ePub.

La materia Con la formazione della Terra, avvenuta oltre 4 miliardi di anni fa, ha avuto inizio una lenta trasformazione chimicofisica degli elementi che la costituivano e che hanno dato luogo alla materia, parola che deriva dal latino mater che significa madre, cioè l’origine di ogni cosa. La concentrazione di molti elementi chimici, la presenza di elevate temperature e forti pressioni interne portarono alla formazione, ad esempio, dei minerali di cui l’uomo si serve per ottenere alcune materie prime indispensabili per le proprie necessità. Ferro, oro, argento, uranio, sabbia, granito, argilla e migliaia di altri elementi sono utilizzati ogni giorno nella produzione industriale.

Traduzione automatica: è possibile selezionare parole e porzioni di testo e tradurle in altre lingue.

Alta leggibilità: tutti i contenuti sono proposti con carattere di lettura ad alta leggibilità (leggimi © Sinnos editrice). È inoltre possibile modificare il colore, lo sfondo, la dimensione e il tipo di carattere del testo.

VII

Presentazione

Il M.I.O. BOOK è Multimediale Interattivo Open Il M.I.O. BOOK è l’innovativo testo digitale concepito per essere utilizzato in classe con la LIM e a casa dallo studente. Contiene già integrati tutti i materiali multimediali del testo e si aggiorna con materiali extra, scaricabili gratuitamente su www.raffaellodigitale.it (in linea con le direttive ministeriali).

È possibile aumentare la dimensione del testo e modificare il font (tra cui leggimi © Sinnos editrice, appositamente studiata per i DSA) trasformandolo in MAIUSCOLO. Si può attivare la traduzione in altre lingue di tutto il testo o di alcune parti. Questo strumento è particolarmente utile agli studenti stranieri, ma non solo.

La materia Terra, avvenuta Con la formazione della fa, ha avuto inizio oltre 4 miliardi di anni i ne chimico-fisica degl una lenta trasformazio ano e che hanno ituiv cost la che enti elem , parola che deriva dato luogo alla materia ifica madre, cioè dal latino mater che sign l’origine di ogni cosa. ti elementi chimici, La concentrazione di mol temperature e forti la presenza di elevate arono alla formazione, pressioni interne port i di cui l’uomo si eral min dei pio, ad esem ne materie prime alcu nere otte per e serv rie necessità. Ferro, indispensabili per le prop ia, granito, argilla e oro, argento, uranio, sabb sono utilizzati ogni migl iaia di altri elementi industriale. giorno nella produzione

Ogni testo è stato letto, in tutte le sue parti, da speaker professionisti. Alcune parti sono facilitate, cioè sono audioletture lente e scandite per studenti con BES.

È ricco di contenuti digitali: raccolte di immagini, file audio e video, percorsi interattivi e interdisciplinari, esercitazioni e giochi.

Permette un’interazione continua tra utente e dispositivo, attraverso una ricca strumentazione per la scrittura e per la consultazione.

VIII

È «aperto» perché personalizzabile e integrabile con: • l’inserimento di appunti e segnalibri; • la possibilità di allegare documenti, immagini, file audio e video; • la possibilità di creare documenti (presentazioni, linee del tempo e mappe mentali). Inoltre è possibile condividere tutto il materiale con la classe.

È possibile aggiungere dei collegamenti a risorse multimediali esterne al libro (documenti, immagini, video, audio, web link).

Presentazione

Risorse digitali

Contenuti digitali integrativi

M.I.O. BOOK

Einstein Più si sviluppa sul M.I.O. BOOK e presenta numerosi contenuti digitali integrativi: audio, video, esercizi interattivi, approfondimenti, gallerie immagini, mappe.

AUDIO Audiolettura dei contenuti.

GALLERIA IMMAGINI Raccoglie immagini indicative di ogni Unità. Per ciascuna di esse è attivo uno zoom.

ALTA LEGGIBILITÀ Tutti i contenuti dell’Unità sono anche proposti con carattere di lettura ad alta leggibilità (leggimi © Sinnos editrice).

CONTENUTI INTERATTIVI (Illustrazioni) Sono attività interattive e autocorrettive realizzate con le illustrazioni presenti nel volume.

RISORSE AGGIUNTIVE Sono approfondimenti, ulteriori informazioni e curiosità relativi agli argomenti trattati nelle Lezioni. VIDEO Sono filmati di approfondimento incentrati su specifici argomenti affrontati nelle Lezioni.

CONTENUTI INTERATTIVI (Esercizi) Al termine di ogni Unità sono presenti esercizi interattivi di diverse tipologie, con autocorrezione, punteggio, possibilità di rivedere gli errori e di stampare gli esercizi.

MAPPA Mostra i concetti chiave dell’Area, anche in versione video.

INDICE INDICE Risorse digitali Alta leggibilità

Audio facile

Audio

Risorse aggiuntive

Contenuti interattivi

Video

Galleria immagini

M.I.O. BOOK AREA

Risorse, produzione, sostenibilità Tecnologia, risorse e materiali

UNITÀ 1

LEZIONE

1 Il cammino della tecnologia 3 I materiali

BES

UNITÀ 2

.....................................................................................................

........................................................................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

10 11 12 13

Produzione industriale e sostenibilità LEZIONE

................................................................

..................................................................

..........................................................................

.......................................................................................

4 Industria e settori economici 5 Produzione e sostenibilità 6 Rifiuti e smaltimento

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

........................................................................

2 Materia e risorse

DIDATTICA INCLUSIVA

.......................................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

20 21 22 23

AREA

Trasformazione delle materie organiche Legno

UNITÀ 3

LEZIONE

..............................................................................................................................................................

7 Che cos’è il legno

...............................................................................................

8 Produzione del legname 9 Legni derivati

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

................................................................................................ 32

11 Sostenibilità e riciclo BES

............................................................................................................. 30

10 Settori di impiego

DIDATTICA INCLUSIVA

.............................................................................

......................................................................................... 33

34 35 36 37

Mappa

Contenuti digitali integrativi

Indice M.I.O. BOOK

Contenuti digitali integrativi

Carta .................................................................................................................................................................. 38

UNITÀ 4

LEZIONE

12 Che cos’è la carta

................................................................................................

13 Ciclo di produzione

...........................................................................................

14 Sostenibilità e riciclo DIDATTICA INCLUSIVA

BES

UNITÀ 5

.........................................................................................

38 40 42

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

Fibre tessili

LEZIONE

45 46 47

..............................................................................................................................................

15 Che cosa sono le fibre tessili

..................................................................

16 Fibre tessili vegetali ............................................................................................ 49 17 Fibre tessili animali e minerali ................................................................ 52 18 Fibre chimiche

........................................................................................................

19 Filatura, tessitura e confezione .............................................................. 56 DIDATTICA INCLUSIVA

BES

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

60 61 62 63

AREA

Trasformazione delle materie inorganiche

UNITÀ 6

Materie plastiche e gomme LEZIONE

.............................................................................................

20 Le materie plastiche

.........................................................................................

21 Tecnologie di produzione

...........................................................................

22 Usi delle materie plastiche 23 Sostenibilità e riciclo

BES

UNITÀ 7

66 70

........................................................................

.........................................................................................

24 Gomma naturale e sintetica DIDATTICA INCLUSIVA

....................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

Metalli

LEZIONE

77 78 79

..............................................................................................................................................................

25 Che cosa sono i metalli

................................................................................

26 Centro siderurgico: altoforno

..................................................................

27 Centro siderurgico: acciaieria e laminatoio

..............................

................................................................................................

..........................................................................................................

.................................................................................................................

28 Alluminio e leghe 29 Rame e leghe 30 Altri metalli

31 Lavorazione dei metalli

.................................................................................

Indice M.I.O. BOOK LEZIONE

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

UNITÀ 8

32 Sostenibilità e riciclo

Vetro

95 96 97

.................................................................................................................................................................

33 Che cos’è il vetro

.................................................................................................

34 Ciclo di produzione

........................................................................................

35 Sostenibilità e riciclo BES

UNITÀ 9

.....................................................................................

100 103 104

Ceramica

108

105 106 107

.................................................................................................................................................

36 Che cos’è la ceramica

.................................................................................

37 Tecnologie di produzione BES

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

LEZIONE

DIDATTICA INCLUSIVA

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

LEZIONE

DIDATTICA INCLUSIVA

........................................................................................

........................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

108 110 112 113 114 115

Materiali per l'edilizia ............................................................................................................... 116

UNITÀ 10

LEZIONE

38 Pietre naturali

.......................................................................................................

116

39 Leganti

.........................................................................................................................

118

40 Laterizi

..........................................................................................................................

120

41 Sostenibilità e riciclo DIDATTICA INCLUSIVA

BES

.....................................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

121 122 123 124 125

AREA

4 UNITÀ 11

Settore agroalimentare Agricoltura ............................................................................................................................................. 128 LEZIONE

42 Ambiente, terreno, clima 43 Lavorazioni agricole

XII

..........................................................................

128

........................................................................................

130

44 Colture erbacee

.................................................................................................

134

45 Colture arboree

..................................................................................................

138

Contenuti digitali integrativi

Indice M.I.O. BOOK

LEZIONE

46 Zootecnia

..................................................................................................................

47 Pesca e acquicoltura

.....................................................................................

48 Agricoltura biologica e miglioramento genetico DIDATTICA INCLUSIVA

BES

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

LEZIONE

149

..............................................................................

150 152

51 Carne, pesce, uova

.........................................................................................

156

.....................................................................................................................................

158

.....................................................................................................................

160 164 165 166 167

.....................................................................................

54 Metodi di conservazione 55 Etichette alimentari

BES

150

.......................................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

LEZIONE

DIDATTICA INCLUSIVA

...................................................................................

50 Latte e suoi derivati

Conservazione degli alimenti

UNITÀ 13

144

148

53 Bevande BES

142

147

49 Dai cereali agli alimenti

52 Oli

DIDATTICA INCLUSIVA

140

146

Trasformazione degli alimenti

UNITÀ 12

..............

Contenuti digitali integrativi

168

..........................................................................

168

........................................................................................

175

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

176 177 178 179

Alimentazione ................................................................................................................................... 180

UNITÀ 14

LEZIONE

56 Principi nutritivi

...................................................................................................

57 Dieta equilibrata

................................................................................................

58 Disturbi alimentari e problemi DIDATTICA INCLUSIVA

BES

...........................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

180 182 186 188 189 190 191

AREA

5 UNITÀ 15

Abitare il territorio Territorio e spazio urbano ............................................................................................... 194 LEZIONE

59 Territorio

.....................................................................................................................

194

XIII

Indice M.I.O. BOOK LEZIONE

60 Città e struttura

..................................................................................................

61 Rete di impianti tecnologici 62 Rischi ambientali DIDATTICA INCLUSIVA

BES

LEZIONE

63 Casa

204 205 206 207 .................................................................................................. 208

................................................................................................................................ 208

64 Strutture portanti

..............................................................................................

65 Edificio: fasi di costruzione 66 Impianti

214

.......................................................................................................................

218

68 Case ecocompatibili

...............................................................

222

......................................................................................

224

69 Inquinamento all’interno dello spazio domestico BES

210

.....................................................................

67 Spazi interni di un’abitazione

DIDATTICA INCLUSIVA

198

............................................................................................... 202

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze Costruzione e abitazione

UNITÀ 16

...................................................................

196

.........

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

226 228 229 230 231

AREA

Risorse energetiche Manifestazioni dell'energia .............................................................................................. 234

UNITÀ 17

LEZIONE

70 Forme di energia

..............................................................................................

71 Classificazione delle fonti DIDATTICA INCLUSIVA

BES

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

236 238 239 240 241

Energie non rinnovabili ......................................................................................................... 242

UNITÀ 18

LEZIONE

72 Carbone 73 Petrolio

..................................................................................................................... 242

........................................................................................................................ 244

74 Gas naturale

........................................................................................................... 248

75 Energia nucleare

................................................................................................

76 Centrale termoelettrica DIDATTICA INCLUSIVA

BES

XIV

........................................................................

234

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES

..............................................................................

250 252 256 257

Contenuti digitali integrativi

Indice M.I.O. BOOK

Esercizi Competenze Energie rinnovabili

UNITÀ 19

LEZIONE

258 259 ...................................................................................................................... 260

77 Energia idroelettrica

....................................................................................... 260

78 Energia solare

....................................................................................................... 264

79 Energia eolica

.......................................................................................................

80 Energia geotermica

........................................................................................

81 Biomasse e biocombustibili DIDATTICA INCLUSIVA

BES

Contenuti digitali integrativi

..................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

270 272 274 276 277 278 279

AREA

Elettricità e macchine Corrente elettrica ......................................................................................................................... 282

UNITÀ 20

LEZIONE

82 Che cos’è la corrente elettrica 83 Semplici circuiti elettrici 84 Generatori chimici

............................................................ 282

............................................................................. 284

........................................................................................... 286

85 Generatori elettromeccanici e trasformatori 86 Effetto elettromagnetico

...........................................................................

87 Effetto termico e luminoso 88 Elettrodomestici

BES

UNITÀ 21

.................................................................... 292

.............................................................................................. 296

................................................................................................................ 298

91 Rifiuti elettrici ed elettronici DIDATTICA INCLUSIVA

..................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze Energia meccanica LEZIONE

291

................................................................................................. 294

89 Effetto fisiologico 90 Elettronica

....................... 288

301 302 303 304 305

.................................................................................................................... 306

92 Macchine semplici

.......................................................................................... 306

93 Trasmissione del moto 94 Meccanismi

...............................................................................

310

............................................................................................................

312

95 Macchine motrici a combustione esterna 96 Motori a combustione interna 97 Automazione e robotica

.............................

314

............................................................

316

...........................................................................

320

Indice M.I.O. BOOK DIDATTICA INCLUSIVA

BES

DIDATTICA In breveINCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

322 323 324 325

AREA

Mobilità e mezzi di trasporto Mezzi di trasporto

UNITÀ 22

LEZIONE

.......................................................................................................................

98 Trasporto su gomma 99 Trasporto su rotaia

....................................................................................

328

..........................................................................................

334

100 Trasporto marittimo 101 Trasporto aereo 102 Veicoli spaziali 103 Logistica

.......................................................................................

336

..................................................................................................

338

...................................................................................................... 340

..................................................................................................................... 342

104 Mobilità sostenibile DIDATTICA INCLUSIVA

BES

........................................................................................ 344

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

346 347 348 349

Educazione stradale

UNITÀ 23

LEZIONE

................................................................................................................

105 Utenti della strada

...........................................................................................

106 Segnaletica stradale DIDATTICA INCLUSIVA

BES

328

.......................................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

350 350 354 356 357 358 359

AREA

9 UNITÀ 24

Il mondo delle comunicazioni Comunicazioni e telecomunicazioni .................................................................. 362 LEZIONE

107 Cosa sono le comunicazioni 108 Stampa

........................................................................................................................ 364

109 Fotografia 110 Cinema 111 Musica

.................................................................................................................. 366

........................................................................................................................ 368 ..........................................................................................................................

112 Telecomunicazioni 113 Radio

370

..........................................................................................

372

.............................................................................................................................

374

114 Televisione 115 Telefonia

XVI

................................................................ 362

...............................................................................................................

376

....................................................................................................................

378

Contenuti digitali integrativi

Indice M.I.O. BOOK LEZIONE

116 Sistemi satellitari

................................................................................................ 380

117 Telecomunicazioni e computer DIDATTICA INCLUSIVA

BES

Contenuti digitali integrativi

......................................................... 382

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

384 385 386 387

AREA

Economia e lavoro Sistema economico

UNITÀ 25

LEZIONE

................................................................................................................. 390

118 Bisogni, beni, servizi

...................................................................................... 390

119 Soggetti economici

........................................................................................ 392

120 Finanza

........................................................................................................................ 394

121 Globalizzazione

.................................................................................................. 396

122 Green economy DIDATTICA INCLUSIVA

BES

................................................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

397 398 399 400 401

Lavoro e orientamento scolastico ...................................................................... 402

UNITÀ 26

LEZIONE

123 Lavoro

..........................................................................................................................

124 Orientamento scolastico DIDATTICA INCLUSIVA

BES

.........................................................................

In breveDIDATTICA INCLUSIVA Mappa BES Esercizi Competenze

402 406 408 409 410 411

AREA

CLIL LESSON

1 Solids, liquids, gases

.....................................................................................

2 Rubbish? Reduce, Re-use, Recycle! 3 Eat well, stay healthy! 4 Water is life

414

..............................................

416

..................................................................................

418

............................................................................................................. 420

5 Earthquakes and Tsunamis 6 Energy sources

.................................................................... 422

................................................................................................... 424

7 Electricity in everyday life 8 London Underground

........................................................................ 426

.................................................................................. 428

9 Computers speak English

........................................................................ 430

XVII

AREA

Risorse, produzione, sostenibilità

MAPPA DELL’AREA

Risorse digitali M.I.O. BOOK

GALLERIA IMMAGINI U1-U2 CONTENUTI INTERATTIVI Lezione 6 Esercizi U1-U2 Contenuti digitali integrativi

RISORSE AGGIUNTIVE Vita dei materiali Lez. 5 L’impronta ecologica Lez. 5 La conferenza mondiale sul clima di Parigi Lez. 5 Differenziare in modo responsabile Lez. 6 VIDEO Settore primario Lez. 4 Settore secondario Lez. 4 Settore terziario Lez. 4 Rifiuti e riciclo: gli sprechi alimentari Lez. 6 DIDATTICA INCLUSIVA

BES

Bisogni educativi speciali In breve: sintesi ad alta leggibilità con audiolettura facilitata. Mappa: schema riassuntivo con i concetti chiave.

TECNOLOGIA, RISORSE E MATERIALI

1760-1830 In Inghilterra, verso la metà del XVIII secolo, ha inizio la prima Rivoluzione industriale che, nell’arco di un secolo, si diffonde in altri Paesi europei e negli Stati Uniti, portando a un radicale cambiamento dei metodi di produzione.

1700

ALTA LEGGIBILITÀ Visualizzazione del libro adattabile a ogni esigenza AUDIO FACILE In breve AUDIO Audiolettura di tutte le lezioni Nel volume per studenti con BES lezioni semplificate ad alta leggibilità e con audiolettura facilitata.

2 milioni di anni fa Nel Paleolitico l’uomo inizia a costruire utensili utilizzando i materiali naturali a sua disposizione: pietra, legno, ossa. Grazie all’uso degli utensili, via via sempre più perfezionati, la civiltà umana progredisce e si sviluppa.

OBIETTIVI SPECIFICI DELL’AREA

OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO

TRAGUARDI PER LO SVILUPPO DELLE COMPETENZE

Comprendere lo stretto rapporto

Effettuare prove o semplici inda-

L’alunno riconosce nell’ambiente

tra la tecnologia e il progresso. Conoscere le classificazioni dei materiali in base alla loro origine. Acquisire padronanza dei concetti base relativi alla produzione industriale.

gini sulle proprietà […] di vari materiali. Valutare le conseguenze di scelte e decisioni relative a situazioni problematiche. Utilizzare semplici procedure per eseguire prove sperimentali nei vari settori della tecnologia […]

che lo circonda i principali sistemi tecnologici […] È in grado di ipotizzare le possibili conseguenze di una decisione o di una scelta di tipo tecnologico […] Ricava dalla lettura e dall’analisi di testi o tabelle informazioni sui beni o sui servizi […]

PRODUZIONE INDUSTRIALE E SOSTENIBILITÀ

1913 Lo statunitense Henry Ford, produttore di automobili, introduce la catena di montaggio nelle sue industrie: il lavoro degli operai viene suddiviso e la produzione svolta in operazioni l’una successiva all’altra. Con questa innovazione la produzione industriale conosce uno sviluppo incredibile.

1900

1920 Lo scrittore ceco Karel Capek utilizza per primo il termine robot in un suo racconto di fantascienza. Oggi la robotica ha modificato profondamente la produzione industriale, sostituendo l’uomo in molte operazioni, specie quelle più complesse, pesanti e ripetitive.

2015 La Conferenza mondiale sul clima di Parigi, alla quale ha partecipato la maggior parte degli Stati del pianeta, ha sancito un importante accordo per ridurre le emissioni inquinanti e combattere così il riscaldamento globale, attraverso la massima cooperazione di tutti i Paesi.

1950

2000

1987 Per la prima volta si parla ufficialmente di sviluppo sostenibile. La Commissione mondiale sull’ambiente e lo sviluppo stabilisce infatti che «lo sviluppo sostenibile è uno sviluppo che soddisfi i bisogni del presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di soddisfare i propri».

Risorse, produzione, Risorse, produzione,sostenibilità sostenibilità

UNITÀ

AREA 1

Tecnologia, risorse e materiali LEZIONE

1. Il cammino della tecnologia Studiare tecnologia PAROLE DELLA TECNOLOGIA Materie prime: qualunque forma di materia disponibile in natura dalla quale è possibile ricavare dei prodotti o dei semilavorati (minerali, alberi, vegetali, petrolio ecc.). Globalizzazione: processo mondiale, sviluppatosi dagli anni Novanta, la cui caratteristica fondamentale è l’interdipendenza economica, sociale e culturale di ogni zona del mondo.

La tecnologia è la disciplina finalizzata alla progettazione e alla realizzazione di oggetti e macchinari utili alla vita dell’uomo. Lo studio della tecnologia è molto importante perché aiuta a capire come l’uomo, facendo uso del sapere e del saper fare, riesca a realizzare tutto ciò che è necessario per le proprie esigenze quotidiane. Lo studio di questa disciplina ci porta anche ad avere una visione più ampia e rispettosa nei confronti di ciò che la natura ci offre: da lei attingiamo le materie prime indispensabili per ottenere, con adeguate trasformazioni, prodotti di vario genere. Conoscere serve a poter fare scelte mirate e ad avere atteggiamenti rispettosi verso tutto ciò che ci circonda. Analizzare aiuta a capire come l’impiego della tecnologia moderna contribuisca a migliorare, oltre alla nostra vita, anche i processi produttivi rendendo, di conseguenza, più flessibile e meno gravosa la fatica dei lavoratori. L’evoluzione della tecnologia è frutto dell’incontro di saperi e discipline differenti: agricoltura, comunicazione, medicina, produzione energetica, informazione e trasporti sono solo alcuni dei settori dove il progresso tecnologico è costantemente presente e offre sicurezza, affidabilità e competitività, tutto ciò che è necessario oggi per affrontare l’enorme sfida della globalizzazione. Il progresso tecnologico si basa sull’innovazione che introduce di continuo nuove tecnologie, permettendo di ottimizzare il tempo e i costi a favore di una maggiore crescita economica e sociale. In questi ultimi anni si sono fatte scelte più consapevoli delle materie prime, in base alla loro disponibilità e in favore della tutela dell’ambiente evitando, dove possibile, metodi estrattivi e produttivi che causino danni al suolo, all’acqua, all’aria e alla salute dell’uomo. Studiare tecnologia vuol dire, pertanto, avere una maggiore consapevolezza di tutto ciò che avviene intorno a noi e scoprire cosa si nasconde dietro ai beni e ai servizi offerti ogni giorno alla collettività.

Tecnologia, risorse e materiali

UNITÀ 1

Con lo studio della tecnologia conoscerai e analizzerai: • le risorse, ossia gli elementi naturali presenti nell’ambiente usati dall’uomo per soddisfare i propri bisogni; • i materiali usati per costruire ogni oggetto che ci circonda; • i processi con cui le risorse divengono materie prime, poiché in molti casi i materiali estratti dalla natura hanno bisogno di alcune lavorazioni per poter essere utilizzati; • il ciclo produttivo industriale, ossia le fasi di trasformazione delle materie prime o dei semilavorati in prodotti finiti ottenuti con appositi macchinari; • la relazione tra industria e ambiente, le cause dell’alterazione ambientale e le azioni che devono essere intraprese per limitarne o eliminarne i rischi; • l’organizzazione del territorio e le infrastrutture che permettono l’interscambio tra le attività industriali; • le varie tipologie di fonti energetiche necessarie per «mettere in moto» il sistema produttivo; • i differenti mezzi di comunicazione e telecomunicazione che rendono possibili le relazioni e gli scambi di informazioni; • il sistema economico con cui produttori e consumatori entrano in relazione. Dai primi rudimentali strumenti per la caccia, le varie trasformazioni tecnologiche hanno permesso la creazione di robot e oggi, mediante le nanotecnologie, si cerca di comprendere le proprietà della materia su scala nanometrica, ovvero su grandezze dell’ordine di un nanometro (equivalente a un miliardesimo di metro), che più o meno corrisponde alla dimensione di un atomo.

Dagli utensili in pietra alla robotica L’uomo, da sempre, esprime se stesso attraverso pensieri, parole e comportamenti, ma anche grazie a manufatti artistici e tecnologici: la tecnologia fa parte quindi, a tutti gli effetti, della cultura umana e, al pari di quest’ultima, si trasforma continuamente. L’arte di levigare gli utensili di legno e di pietra è stata tra le prime attività dell’uomo: questo modo di realizzare i primi rudimentali strumenti, che servivano per la caccia, era l’inizio di un processo tecnologico. In un primo tempo i manufatti si tramandavano così com’erano di padre in figlio. Successivamente prevalse la regola della modificazione: i prodotti tecnologici del passato erano presi come modelli da riprodurre, ma ogni volta si attuava una rigida selezione per stabilire quali servivano ancora e per scartare quelli di cui non si avvertiva più il bisogno. Ogni generazione proponeva così variazioni e innovazioni. Si cominciava a parlare, cioè, di trasformazioni tecnologiche. Comparve ben presto il concetto di accelerazione, ossia cambiamento continuo. L’accelerazione, associata alle scoperte scientifiche e all’industrializzazione con le sue macchine, si velocizzò ulteriormente sotto la forte spinta del computer, che negli ultimi decenni ha modificato l’organizzazione della società e del mercato. Il cammino tecnologico è continuato giungendo fino alla robotica che, in virtù della sua natura interdisciplinare, trova applicazione in molteplici contesti come quello medico (biorobotica), domestico (domotica), spaziale e industriale.

CITTADINANZA ATTIVA PUNTI DI DOMANDA

Tecnologia e tecnica

1. Perché è importante lo studio della tecnologia? 2. Su che cosa si basa il progresso tecnologico? 3. Che cosa si intende per trasformazioni tecnologiche? 4. Qual è la differenza tra tecnica e tecnologia?

La tecnologia è la disciplina finalizzata alla progettazione e alla realizzazione di oggetti e macchinari utili alla vita dell’uomo. All’origine dello sviluppo tecnologico ci deve essere sempre una conoscenza, basata sulla ricerca, che permette la costruzione di utensili, strumenti e macchine per tutti i settori della produzione. La tecnica è un insieme di norme che si applicano per eseguire in maniera pratica un lavoro. Di conseguenza, il tecnico è un lavoratore con adeguate competenze, esperto in un preciso settore tecnologico; se, ad esempio, si vuole far riparare un elettrodomestico si chiama il tecnico. Il tecnologo è l’esperto di procedimenti tecnologici e offre risposte a problemi sia tecnici sia teorici: è un tecnologo, ad esempio, l’ingegnere che progetta oggetti concreti usando le teorie che i fisici o i matematici usano per scopi di pura conoscenza.

AREA 1

Risorse, produzione, sostenibilità LEZIONE

2. Materia e risorse La materia Con la formazione della Terra, avvenuta oltre 4 miliardi di anni fa, ha avuto inizio una lenta trasformazione chimico-fisica degli elementi che la costituivano e che hanno dato luogo alla materia, parola che deriva dal latino mater che significa madre, cioè l’origine di ogni cosa. La concentrazione di molti elementi chimici, la presenza di elevate temperature e forti pressioni interne portarono alla formazione, ad esempio, dei minerali di cui l’uomo si serve per ottenere alcune materie prime indispensabili per le proprie necessità. Ferro, oro, argento, uranio, sabbia, granito, argilla e migliaia di altri elementi sono utilizzati ogni giorno nella produzione industriale. La materia viene manipolata e trasformata dall’uomo con l’utilizzo di tecniche e tecnologie avanzatissime per ottenere nuovi prodotti, o per migliorare quelli già esistenti. Prima di iniziare lo studio dei materiali utilizzati nei processi produttivi è bene soffermarsi, quindi, sulle caratteristiche della materia stessa.

Tutti gli elementi presenti sulla Terra sono costituiti da materia.

Gli elementi presenti sulla Terra, come l’aria, l’acqua, gli animali, i vegetali e i minerali, sono tutti costituiti da materia, che ha la proprietà di occupare uno spazio con una massa e un volume. La materia è costituita da un insieme di particelle legate tra loro, le molecole, che a loro volta sono formate da un raggruppamento di altri elementi invisibili a occhio nudo, gli atomi. A seconda della forza che tiene unite le molecole la materia può assumere diverse forme.

STATI DELLA MATERIA

Stato solido

Stato liquido

Tra i legami delle molecole vi è una forte coesione: la materia ha volume proprio e forma propria. Per spezzare i legami e causare frattura, taglio e modifiche della forma è necessaria una forza esterna, a volte molto intensa. Legno, vetro, ceramica, metalli, plastica, laterizi, carbone…

Tra i legami delle molecole vi è una debole coesione: la materia ha volume proprio ma non forma propria, per cui la sostanza priva di vincoli può muoversi liberamente assumendo la forma di un eventuale contenitore. Acqua, bevande, petrolio…

Modello di atomo in 3D.

Stato aeriforme

Tra i legami delle molecole, che sono in continuo movimento, vi è una debolissima coesione: la materia non ha forma né volume propri, ma occupa tutto lo spazio disponibile. Anidride carbonica, ossigeno, gas metano…

Tecnologia, risorse e materiali

UNITÀ 1

Le risorse naturali PAROLE DELLA TECNOLOGIA Geologici: relativi alla geologia, la scienza che studia la storia, la costituzione e la struttura della crosta terrestre.

L’uomo, dopo aver osservato che alcuni elementi presenti in natura potevano essere trasformati in materiali utili per la sua sopravvivenza, cercò di scoprirne di nuovi per migliorare sempre più le proprie condizioni di vita. Inizialmente non fu un’impresa facile, sia a causa della mancanza di strumenti e conoscenze appropriate, sia perché tali materie erano disseminate in punti diversi e spesso poco accessibili del pianeta. In seguito, però, grazie alla tecnologia e al contributo degli studi geologici e di speciali mezzi di ricerca, come aerei e sonde spaziali, è divenuto possibile conoscere l’ubicazione di molti giacimenti di risorse, che hanno determinato lo sviluppo della produzione industriale attuale. Le nuove ricerche e le accurate osservazioni del suolo hanno però anche rivelato, purtroppo, che i giacimenti di alcune materie prime stanno esaurendo le loro scorte a causa delle incessanti estrazioni: in un futuro prossimo sarà pertanto necessario sviluppare nuove tecnologie per poterle salvaguardare. Occorre capire bene la differenza tra risorse e riserve: • le risorse sono tutti gli elementi presenti nell’ambiente naturale che vengono usati dall’uomo per soddisfare i propri bisogni come, ad esempio, i minerali, il petrolio, l’acqua, le piante, i prodotti dell’agricoltura, i prodotti ittici e quelli dell’allevamento; • le riserve sono costituite dall’insieme delle risorse effettivamente disponibili e di cui si conosce l’esatta collocazione, i cui giacimenti sono economicamente sfruttabili oggi e negli anni futuri grazie alle tecnologie a disposizione dell’uomo. Le risorse si possono classificare secondo due aspetti:

RISORSE L’attività di estrazione del carbone ha un forte impatto sull’ambiente.

Secondo la loro origine • Ambientali come acqua, Sole, vento, paesaggio, biodiversità… • Minerarie come metalli, materie inorganiche in generale… • Biologiche come prodotti agricoli, materie organiche... • Energetiche, ciò che permette di ottenere energia (indicate con il termine fonti), come legno, petrolio, Sole, uranio, carbone…

Secondo la loro disponibilità • Esauribili o non rinnovabili, la cui riserva è destinata a estinguersi a causa del continuo utilizzo: minerali, combustibili fossili… • Rinnovabili, la cui riserva è quasi infinita o può essere comunque ricostituita in tempi brevi: acqua, Sole, prodotti della Terra…

PUNTI DI DOMANDA 1. Da cosa è costituita la materia? 2. In quali stati può presentarsi la materia? 3. Perché alcuni giacimenti di materie prime si stanno esaurendo? 4. Come sono classificate le risorse?

NUOVE TECNOLOGIE Scarti che diventano risorse Si considerano oggi risorse anche gli scarti delle attività agricole che, grazie alle tecnologie esistenti, vengono utilizzati per ottenere nuove materie prime da utilizzare in moltissimi settori. Non è escluso che la ricerca e il progresso tecnologico renderanno possibile anche lo sfruttamento futuro di risorse al momento impossibili da recuperare.

AREA 1

Risorse, produzione, sostenibilità LEZIONE

3. I materiali Dalla materia ai materiali

PAROLE DELLA TECNOLOGIA Argilla: è una roccia

sedimentaria utilizzata nella realizzazione della ceramica e dei laterizi. Silice: è un minerale diffuso sulla crostra terrestre, utilizzato nella produzione del vetro.

Ogni volta che l’uomo vuole produrre un oggetto ha bisogno di un materiale da cui partire: le risorse naturali vengono allora in suo aiuto offrendosi, direttamente o indirettamente, per i suoi scopi. Alcune epoche storiche devono il proprio nome proprio ai materiali scoperti e usati in quel determinato periodo (età della pietra, età del bronzo…). Si definisce materiale qualunque elemento fisico prelevato dall’ambiente naturale e impiegato dall’uomo per ottenere prodotti utili a soddisfare i propri bisogni. In relazione all’origine dei materiali si può compiere una netta distinzione tra: • materiali naturali, cioè quelli impiegati senza eccessive trasformazioni o sottoposti a minime lavorazioni finalizzate al loro impiego; • materiali naturali trasformati, quelli la cui materia prima si trova in natura ma necessita di processi industriali per ottenere i prodotti utili all’uomo (truciolato, vetro, ferro, carta); • materiali artificiali, ottenuti da miscele di materie prime sottoposte a specifici processi industriali, trasformati con lo scopo di avere determinate prestazioni.

LINK ➜ STORIA I primi materiali conosciuti e usati dall’uomo, in ordine di necessità, furono il legno e la pietra, perché erano immediatamente disponibili e facilmente reperibili. Seguirono l’argilla, le fibre tessili, i metalli e tanti altri materiali. Con il passare del tempo e con le nuove scoperte, l’uomo imparò a trasformare i materiali naturali in prodotti aventi caratteristiche diverse da quelle di origine. Primo tra tutti fu il vaso di ceramica ottenuto con la cottura dell’argilla, e poi il vetro, che si ricava dalla lavorazione della silice.

I materiali naturali, a loro volta, sono classificati in: • materiali organici, ovvero di origine animale o vegetale, che si ricavano da esseri viventi in grado di riprodursi (legno, paglia, cotone, gomma); • materiali inorganici, ovvero di origine minerale, cioè composti naturali non in grado di riprodursi che si trovano sulla crosta terrestre (oro, argento, ferro, marmo, diamanti, sabbia).

Le proprietà dei materiali La scelta di un materiale per produrre un bene è determinata dalla conoscenza di una o più sue proprietà perché non tutti i materiali sono uguali e, soprattutto, non tutti presentano le medesime caratteristiche. È necessario quindi conoscere la funzione che dovrà svolgere il prodotto e le sollecitazioni esterne cui verrà sottoposto per poter scegliere il materiale più idoneo. Molto spesso, per ottenere materiali idonei a più scopi, vengono uniti più elementi: nell’acciaio, ad esempio, una percentuale di carbonio unita al ferro influenza molto la durezza della lega. O ancora, modificando la quantità di collante nel processo produttivo della carta, ne consegue una variazione dell’assorbimento finale dell’inchiostro. Aggiungendo del piombo alla miscela di preparazione del vetro si ottiene una maggiore durezza e una migliore trasparenza, e così via.

NUOVE TECNOLOGIE Materiali di ultima generazione Una pepita d’oro, un materiale inorganico molto prezioso.

Oggi il continuo sviluppo dei materiali è affidato a specifici settori della ricerca che lavorano incessantemente per migliorarne le proprietà o immetterne di nuovi sul mercato: i materiali di ultima generazione divengono i veri testimoni dell’evoluzione dell’umanità.

Tecnologia, risorse e materiali

UNITÀ 1

Proprietà fisico-chimiche

I materiali impermeabili non assorbono l’acqua.

Le proprietà fisico-chimiche sono proprie degli elementi che costituiscono i singoli materiali, ovvero si riferiscono alle caratteristiche generali della materia stessa. Le proprietà fisiche non alterano la composizione della materia, ma agiscono sulla forma e sul volume; quelle chimiche invece cambiano la composizione della sostanza. Le principali sono: • conducibilità termica ed elettrica, la capacità di trasmettere calore o elettricità; • resistenza all’ossidazione e alla corrosione, cioè al deterioramento dovuto ad agenti esterni; • peso specifico, il rapporto tra il peso e il volume di un corpo; • colore, la sensazione che dà all’occhio la luce riflessa dai corpi; • temperatura di fusione, alla quale una sostanza passa dallo stato solido a quello liquido; • dilatazione termica, la variazione del volume di una sostanza dovuta alla temperatura; • igroscopicità o impermeabilità, la capacità o meno di una sostanza di assorbire acqua e umidità.

PUNTI DI DOMANDA 1. Qual è la definizione di materiale? 2. Che cosa sono i materiali naturali trasformati? 3. Qual è la differenza tra materiale organico e inorganico? 4. Quali sono le proprietà dei materiali?

Proprietà meccaniche Le proprietà meccaniche si riferiscono al comportamento dei materiali quando si trovano in presenza di particolari sollecitazioni esterne. Le principali sono: • resistenza alle sollecitazioni meccaniche, come la trazione (che allunga il materiale), la compressione, la flessione (che lo piega), la torsione (che lo ruota), il taglio; • durezza, la resistenza di un materiale alla penetrazione; • elasticità, la capacità di un materiale di tornare alla forma di partenza dopo aver subito una sollecitazione; • resilienza, la capacità di un materiale di resistere agli urti senza rompersi.

Proprietà tecnologiche

Il rame è un materiale molto malleabile (in alto) e duttile (a destra).

Le proprietà tecnologiche riguardano tutti i materiali sottoposti a qualsiasi tipo di lavorazione e consistono nell’attitudine a lasciarsi modellare per ottenere una determinata forma finale. Le principali sono: • malleabilità, la proprietà di un materiale di poter essere ridotto in lamine e lastre sottili; • duttilità, la proprietà di un materiale di poter essere ridotto in fili; • plasticità, la capacità di un materiale di cambiare forma in maniera definitiva; • temprabilità, la capacità di un materiale di acquistare maggiore resistenza attraverso la tempra, che consiste nel riscaldamento e nell’immediato raffreddamento del materiale; • fusibilità, la proprietà di un materiale di passare dallo stato solido a quello liquido con il calore; • saldabilità, la capacità di un materiale di essere unito con altri costituendo un unico nuovo pezzo.

IN BREVE

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

Lezione 1 - Il cammino della tecnologia La tecnologia è la disciplina che progetta e realizza oggetti utili per la vita dell’uomo. È nata tanti anni fa con la costruzione dei primi utensili in legno e in pietra, per arrivare fino alla moderna robotica. Grazie al continuo incontro con le altre scienze, il progresso tecnologico è presente in diversi settori (agricoltura, medicina ecc.) con innovazioni che permettono di ridurre i costi e i tempi lavorativi, a favore dello sviluppo economico e sociale. Particolare attenzione viene rivolta alla tutela dell’ambiente per ridurre l’uso di sostanze e di materiali dannosi per la salute degli esseri viventi. Lezione 2 - Materia e risorse Tutti gli elementi presenti sulla Terra (aria, acqua, animali ecc.) sono formati dalla materia, cioè da un insieme di particelle legate tra loro, dette molecole. Le molecole sono, a loro volta, costituite dagli atomi, elementi invisibili a occhio nudo. La materia occupa uno spazio con una massa e un volume. A seconda della forza che lega tra loro le molecole, la materia può assumere tre diverse forme: stato solido (plastica), liquido (bevande) o gassoso (ossigeno). Le risorse naturali presenti sulla Terra sono usate dall’uomo per soddisfare i propri bisogni. Alcune sono rinnovabili (Sole, acqua ecc.), altre invece sono esauribili (minerali). È bene, quindi, evitare l’uso continuo delle risorse esauribili. Lezione 3 - I materiali I materiali sono elementi fisici propri dell’ambiente naturale usati per soddisfare i bisogni dell’uomo. Possono essere naturali (sabbia), naturali trasformati (vetro, ferro, carta) o artificiali. I materiali naturali, a loro volta, possono essere organici (di origine animale o vegetale) o inorganici (di origine minerale). I materiali hanno diverse proprietà: • le proprietà fisiche degli elementi che costituiscono il materiale agiscono sulla sua forma e sul suo volume; • le proprietà chimiche (conducibilità termica ed elettrica, colore, temperatura di fusione ecc.) cambiano la composizione della sostanza; • le proprietà meccaniche (durezza, elasticità, resilienza ecc.) sono determinate dalle reazioni dei materiali alle diverse sollecitazioni esterne; • le proprietà tecnologiche (malleabilità, duttilità, plasticità ecc.) sono definite dall’attitudine dei materiali a lasciarsi modellare per ottenere una determinata forma finale.

MAPPA

Tecnologia, risorse e materiali DIDATTICA INCLUSIVA

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

con le altre discipline

oggetti e macchinari utili per l’uomo si confronta sempre progetta

le risorse naturali

esauribili

per realizzare innovazioni efficienti

rinnovabili

UNITÀ 1

La tecnologia usa

per ricavare 3

i materiali

si è sviluppata in varie fasi

che hanno determinate proprietà

• • • •

fisiche chimiche meccaniche tecnologiche

quali • la levigazione di utensili in pietra • la riproduzione di modelli • l’accelerazione della produzione • la robotica

ESERCIZI Lezione

Lezione

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

Lezione

2. Negli ultimi anni si fa attenzione alla tutela dell’ambiente.

3. L’arte di levigare gli utensili risale al XVIII secolo.

2. Quale tra le seguenti è una proprietà meccanica? A saldabilità B elasticità C igroscopicità

4. I manufatti artistici e tecnologici hanno sempre contraddistinto l’evoluzione dell’uomo.

3. Quale tra le seguenti è una proprietà tecnologica? A colore B duttilità C durezza

5. I primi rudimentali arnesi costruiti dall’uomo servivano per la caccia.

2. Completa la frase scegliendo tra i termini seguenti. Il progresso tecnologico si basa sull’................................................ che introduce continuamente nuove do di ottimizzare il giore crescita

................................................,

.....................................

..........................................

permetten-

e i costi a favore di una mag-

e sociale.

a. campo domestico b. campo medico

........................................................

deriva dal latino e significa

2. Gli studi .............................................. hanno contribuito a individuare l’ubicazione di molti giacimenti di risorse. 3. Studiare

...................................................

....................................................

Lezione

8. Abbina i termini al proprio significato. 1. 2. 3. 4.

materiali materiali materiali materiali

organici inorganici naturali artificiali

a. b. c. d.

materiali materiali materiali materiali prodursi

ottenuti senza particolari trasformazioni di origine minerale che necessitano di molte trasformazioni di origine animale o vegetale, in grado di ri-

..........................

4. Inserisci i termini mancanti. 1. La parola «madre».

Lezione

1. Quale tra le seguenti è una proprietà fisico-chimica? A peso specifico B durezza C fusibilità

3. Abbina il tipo di tecnologia al settore di applicazione. 1. biorobotica 2. domotica

Lezione

7. Scegli l’alternativa corretta.

1. Il progresso tecnologico non si basa sull’innovazione.

tecnologie – economica – tempo – innovazione

Lezione

vuol dire avere una maggiore

di tutto ciò che avviene attorno a noi.

5. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false. 1. La molecola è una parte fondamentale della materia.

2. L’anidride carbonica si trova allo stato liquido.

3. Gli atomi sono formati da molecole.

6. Completa la tabella indicando con una crocetta le giuste corrispondenze. Risorse Sole Minerali Vegetali Carbone Petrolio Acqua Vento Uranio

Esauribili

Rinnovabili

Esercizi di riepilogo 1. Individua l’intruso. 1. Quale elemento non fa parte dello studio della tecnologia? A materiale B risorsa C grammatica 2. In quale campo la robotica non trova applicazioni? A scolastico B spaziale C industriale 3. Quale elemento non compone la materia? A molecola B risorsa C atomo 4. Quale materiale non è di origine organica? A gomma B legno C sabbia 2. Scegli l’alternativa corretta. 1. Quale materiale è stato scoperto per ultimo dall’uomo? A legno B ceramica C fibre tessili D vetro 2. Quale lavoratore è esperto di procedimenti tecnologici? A tecnologo B tecnico C tecnocrate D supertecnico 3. Come sono classificate le risorse secondo la loro disponibilità? A minerarie B ambientali C rinnovabili D biologiche 4. Che cosa modifica la dilatazione termica? A il colore B il volume C il peso

l’elasticità

UNITÀ 1

AL TA

COM

COMPETENZE

Tecnologia, risorse e materiali TI DI RE

1. Secondo te, perché la tecnologia è una disciplina considerata fondamentale per il progresso dell’uomo? Scrivi le tue riflessioni. 2. Esegui una ricerca in internet per descrivere l’evoluzione delle tecnologie usate dall’uomo da quando utilizza la pietra come utensile fino ai nostri giorni. 3. Svolgete una ricerca per approfondire i processi che hanno portato alla creazione dei minerali. Poi indicate alcuni materiali utilizzati dall’uomo che derivano da essi. 4. Realizzate un cartellone sul quale illustrare, con immagini e disegni, i materiali organici e i materiali inorganici. 5. Spiega, facendo alcuni esempi, come i rifiuti e gli scarti possono diventare delle risorse per l’uomo. 6. Spiegate il nesso che lega i termini materie prime e globalizzazione. Utilizzate internet e testi di altre discipline per approfondire e illustrare il concetto. 7. Role play: immagina di essere un imprenditore che lavora nell’ambito della produzione di vari materiali (metalli, plastica ecc.). Devi tenere un corso di aggiornamento ai tuoi dipendenti per spiegare l’importanza delle proprietà tecnologiche dei materiali. Prepara una relazione e uno schema riassuntivo che sia di aiuto a far comprendere al meglio tali concetti. Procurati anche immagini da internet o da giornali che ti serviranno per rendere visibile l’impiego delle proprietà nell’uso quotidiano di alcuni settori produttivi.

9. Provate a definire il termine «innovazione» come più ritenete opportuno. Realizzate un cartellone con le migliori spiegazioni del concetto, illustrando con immagini e foto alcuni processi o prodotti che ritenete essere innovativi. 10. Analizza la tabella che riporta i valori di alcuni materiali relativi alle proprietà indicate. Quale materiale, secondo te, si presta più degli altri per: a. ottenere dei fili sottilissimi; b. avere una buona elasticità; c. resistere alle forze esterne. Materiale Acciaio Alluminio Rame Vetro Fibre di carbonio Legno massello Gomma

Rigidità 200 74 125 70

Resistenza 300 260 50 300

Duttilità 30 22 40 0,05

110

800

0,3

0,002

700

11. Immagina di vivere nella casa rappresentata nell’immagine. Racconta in un breve testo quali risorse naturali potresti utilizzare per soddisfare i tuoi bisogni.

8. Qual è, secondo te, la proprietà fondamentale per cui alcuni materiali vengono scelti per specifici impieghi in alcuni settori produttivi? Indica alcuni materiali compatibili ai seguenti settori produttivi e alcuni, invece, che non sono compatibili per le loro proprietà: a. aerospaziale; b. biomedico; c. elettrotecnico.

Autovalutazione Per svolgere le attività hai utilizzato alcune delle competenze sotto descritte: con l’aiuto dell’insegnante, prova a indicare accanto a ognuna il tuo livello scrivendo D (Iniziale) se hai trovato difficoltà, C (Base) se sei riuscito ma con qualche difficoltà, B (Intermedio) se sei riuscito bene e A (Avanzato) se sei riuscito in pieno e senza difficoltà. Ipotizzare le conseguenze di una scelta di tipo tecnologico. Saper ricercare velocemente nuove informazioni.

Impegnarsi per portare a compimento il lavoro iniziato da solo o insieme ad altri. Orientarsi nello spazio e nel tempo.

Risorse, produzione, Risorse, produzione,sostenibilità sostenibilità

UNITÀ

AREA 1

2 Produzione

industriale e sostenibilità LEZIONE

4. Industria e settori economici I settori economici Ogni processo produttivo si lega inevitabilmente a quelli che l’economia definisce settori economici, ovvero la suddivisione delle attività produttive secondo caratteristiche comuni. In base a questa classificazione i settori sono distinti in primario, secondario, terziario e terziario avanzato. Riprenderemo e approfondiremo le caratteristiche dell’economia nell’Area 10, intanto vediamo da vicino i settori economici: L’agricoltura è un’attività

del settore primario. SETTORI ECONOMICI

Primario Tutte le attività lavorative svolte per ottenere i beni primari indispensabili per la vita dell’uomo. Comprende l’agricoltura, la silvicoltura (la coltivazione dei boschi per ricavarne legname), la zootecnia (allevamento), la pesca e le attività estrattive (minerali, risorse energetiche).

Secondario Tutte le attività lavorative finalizzate alla trasformazione delle materie prime in prodotti semilavorati o prodotti finiti. Esso è strettamente legato al settore primario, perché non avrebbe motivo di esistere se non vi fossero le materie prime da trasformare. Comprende l’industria e l’artigianato.

Terziario Tutte le attività finalizzate alla vendita dei beni prodotti e alla fornitura dei vari servizi, inclusi quelli di pubblica utilità (per questo motivo, il terziario è anche chiamato settore dei servizi). Questi servizi possono essere destinati alla vendita (ad esempio i trasporti, il commercio, l’attività bancaria, il turismo), oppure non destinati alla vendita e generalmente a carico dell’Amministrazione Pubblica (ad esempio la giustizia, la sanità, la sicurezza, l’istruzione).

Terziario avanzato È un settore di ultima generazione, definito anche quaternario, al quale appartengono le attività di ricerca scientifica e di sviluppo di programmi informatici, capaci di gestire le macchine per la produzione e che offrono un valido supporto nella gestione amministrativa delle società avanzate.

Produzione industriale e sostenibilità

UNITÀ 2

PAROLE DELLA TECNOLOGIA

L'industria

Prodotti di massa: prodotti

L’industria fa parte del settore secondario. Ogni industria: • opera all’interno di un preciso settore produttivo, come ad esempio il settore metalmeccanico, il settore alimentare, il settore petrolchimico, il settore tessile ecc.; • reperisce le materie prime grazie alle attività svolte nell’ambito dell’agricoltura, dell’allevamento, dell’estrazione dei minerali ecc.; • utilizza servizi offerti dai settori dei trasporti, delle telecomunicazioni, del commercio, della finanza ecc.

industriali realizzati in grandi quantità e in serie, cioè tutti identici tra loro, in modo da soddisfare un alto numero di consumatori. Mercato: il complesso degli scambi economici.

PUNTI DI DOMANDA 1. Quali sono le principali attività che fanno parte del settore primario? 2. Che differenza c’è tra settore terziario e terziario avanzato? 3. Che cos’è la capacità produttiva di un impianto? 4. Come possono essere organizzati i processi industriali?

L’industria è un complesso sistema di lavoratori e macchinari che, attraverso l’impiego di risorse naturali, finanziarie e tecniche, trasforma le materie prime in semilavorati e prodotti finiti destinati al consumo. L’industria fornisce alla società prodotti di massa con l’aiuto di sistemi sempre più efficienti che sostituiscono e, in alcuni casi eliminano del tutto, il lavoro manuale. Talvolta, infatti, il compito dell’uomo all’interno di alcune tipologie di industria è divenuto unicamente quello di controllare che tutti i processi si svolgano secondo precisi e stabiliti schemi di lavorazione. Ogni industria, operante all’interno di differenti settori produttivi, è organizzata con strutture e modalità di lavoro proprie, ma alla base c’è quasi sempre la ricerca di metodi di produzione e di tecnologie innovative necessarie per poter competere all’interno del mercato. La robotizzazione e la computerizzazione caratterizzano oggi molti cicli produttivi: grazie a macchinari sempre più innovativi ogni prodotto viene controllato più volte e può uscire dall’industria solamente se non presenta imperfezioni.

Gli impianti industriali Gli impianti industriali sono costituiti dall’insieme di macchine, strumenti e servizi organizzati in uno o più spazi con lo scopo di permettere la messa in opera delle diverse fasi di un ciclo produttivo. Eseguono cioè il ciclo tecnologico del prodotto, ossia la sequenza delle attività necessarie per passare dalle materie prime ai prodotti finiti. Ogni impianto ha una specifica capacità produttiva, ossia ha la possibilità teorica di produrre un certo numero di pezzi in una precisa unità di tempo.

CITTADINANZA ATTIVA L’artigianato L’artigiano è un imprenditore che esercita un’attività manuale non di serie, con l’utilizzo di appositi macchinari, lavorando da solo o con la collaborazione di familiari o di pochi aiutanti. Nel nostro Paese, l’attività artigianale ha sempre avuto un ruolo economico importante anche per l’offerta di posti di lavoro, legandosi ad attività diversificate come l’edilizia, i trasporti e molte altre (falegnami, imbianchini, idraulici, fabbri, meccanici, parrucchieri, sarti ecc.).

Gli impianti industriali possono essere organizzati secondo due tipi di processi: • processo di tipo continuo, che svolge un solo ciclo di lavorazione fornendo una sola varietà di prodotto per un periodo di tempo indeterminato; si basa generalmente sulla catena di montaggio, ossia la disposizione dei macchinari nell’ordine in cui si svolgono le fasi di lavorazione; • processo di tipo intermittente, che svolge in modo alterno cicli di lavorazione diversi per ottenere differenti varietà di prodotti; qui le macchine uguali o simili sono riunite in reparti specializzati indipendentemente dall’ordine delle fasi di lavorazione previste.

AREA 1

Risorse, produzione, sostenibilità LEZIONE

5. Produzione e sostenibilità Il ciclo produttivo industriale

Una coltivazione di cotone, una materia prima molto utilizzata nell’industria tessile.

MATERIE PRIME

Per dare vita a un processo industriale occorrono materiali offerti dalla natura: questi dovranno essere facilmente lavorabili e, soprattutto, economicamente convenienti da trasformare. Le risorse naturali che entrano nell’industria per essere immesse in un ciclo produttivo vengono chiamate materie prime. Esse subiscono una serie di trasformazioni che cambiano le loro caratteristiche rendendole adatte alle successive fasi del ciclo, divengono cioè materiali semilavorati. I semilavorati devono poi essere sottoposti a ulteriori lavorazioni, al termine delle quali diventano dei prodotti finiti pronti per la commercializzazione. Ogni prodotto è utilizzato dalle persone per un certo periodo di tempo, breve o lungo a seconda delle caratteristiche dell’oggetto stesso: questa fase viene chiamata consumo. Quando il prodotto ha soddisfatto il bisogno per cui è stato prodotto, cioè quando è stato consumato, si trasforma in rifiuto e deve essere eliminato: si parla in questo caso di dismissione. Facciamo un esempio per illustrare il ciclo produttivo industriale. Il cotone è una risorsa naturale adatta alla produzione industriale, subisce quindi una prima lavorazione che lo trasforma in filato, cioè in un semilavorato, e diventa un’importante materia prima per il settore tessile. Il filato viene successivamente lavorato da un’altra industria per ottenere un tessuto, ovvero un altro semilavorato. Saranno successive lavorazioni a trasformarlo in un prodotto finito, ad esempio in una T-shirt, pronta a soddisfare i desideri dei consumatori finali. Nel momento in cui la T-shirt sarà troppo consumata o rovinata per essere utilizzata verrà dismessa.

PRODOTTI SEMILAVORATI

PRODOTTI FINITI

CONSUMO

DISMISSIONE

Circular economy: un ciclo industriale sostenibile Nel corso dei millenni, l’uomo ha sempre utilizzato quanto trovava in natura per la propria sopravvivenza, senza mai preoccuparsi della gestione dei rifiuti che produceva. Era la natura stessa che provvedeva, in un tempo breve, a riutilizzarli come parte integrante di un ciclo biologico. Ogni forma di rifiuto diveniva una risorsa indispensabile per altri esseri viventi: la nascita, la crescita, la morte e la trasformazione erano alla base di quello che si definisce ciclo naturale chiuso, ossia materia che si trasforma in altra materia.

Produzione industriale e sostenibilità

Contenitori biodegradabili in torba, un materiale naturale.

Con il tempo, però, le scoperte della chimica e il progredire della tecnologia hanno contribuito alla produzione di materiali sintetici che hanno apportato vantaggi nella vita quotidiana, ma i cui scarti non si sono mostrati adatti a essere smaltiti dalla natura: sono risultati cioè non biodegradabili. L’uomo ha interrotto il ciclo virtuoso naturale chiuso per dare vita a un ciclo aperto caratterizzato dall’estrazione delle materie prime, dalla loro trasformazione in prodotti e successivamente in rifiuti. Lo smaltimento dei beni dismessi ha, pian piano, portato con sé squilibri ambientali, con ripercussioni anche sulla salute dell’uomo. A queste problematiche si è aggiunta la consapevolezza di una progressiva diminuzione della disponibilità delle risorse naturali.

Nei termovalorizzatori i rifiuti vengono bruciati e producono energia termica, che viene raccolta e utilizzata.

PAROLE DELLA TECNOLOGIA Biosfera: insieme di tutte le zone della Terra idonee per lo sviluppo della vita. Termovalorizzatori: impianti utilizzati per smaltire rifiuti che vengono bruciati liberando energia termica.

PUNTI DI DOMANDA 1. Che differenza c’è tra materia prima e semilavorato? 2. Cosa accade a un prodotto dopo il consumo? 3. Che differenza c’è tra ciclo industriale tradizionale e ciclo industriale chiuso? 4. Che cosa si intende con il termine di sostenibilità dello sviluppo?

UNITÀ 2

Tutto ciò ha portato l’uomo a ripensare alle fasi del ciclo industriale tradizionale e a introdurre, anche se lentamente, un sistema industriale con ciclo chiuso. Esso prevede che il prodotto, dopo il consumo, torni al punto di partenza del ciclo industriale stesso divenendo nuovamente materia prima grazie al riciclo: partendo dalle bottiglie di vetro già utilizzate si possono ad esempio ottenere nuove bottiglie di vetro, oppure dal riciclo della carta usata si può ottenere nuova carta. Attualmente gli Stati industrializzati stanno adottando sistemi innovativi per un’economia produttiva definita economia circolare, secondo la quale i rifiuti di origine biologica possono rientrare nel flusso della biosfera che li reintegra come nutrienti per il terreno, mentre i rifiuti tecnologici sono rivalorizzati come risorsa per ottenere nuove materie prime. Solo quando vengono a mancare le condizioni per il riciclo i rifiuti sono smaltiti in discariche oppure nei termovalorizzatori o inceneritori.

Lo sviluppo sostenibile «Lo sviluppo sostenibile è quello sviluppo che consente alla generazione presente di soddisfare i propri bisogni senza compromettere la capacità delle future generazioni di soddisfare i loro propri bisogni». (Rapporto Brundtland, 1987) Nell’ultimo secolo il modello di sviluppo dei Paesi industrializzati si è basato sul consumo indiscriminato delle materie prime della Terra e delle risorse energetiche, soprattutto quelle di origine fossile, determinando tra l’altro l’inquinamento dell’ambiente. Ci si è quindi resi conto che la Terra e le sue risorse sono in pericolo e si è pertanto cercato di trovare soluzioni alle diverse problematiche ambientali. Nel 1992 fu redatta la Dichiarazione di Rio, ossia un codice di comportamento in cui sono fissati alcuni principi universali da realizzare su scala mondiale, nella quale si parla di sviluppo sostenibile. Il termine sostenibilità dello sviluppo indica una nuova modalità di vita e di progresso che: • permetta di utilizzare le risorse esauribili in maniera più «attenta», sia per non consumarle completamente sia per non provocare, estraendole e utilizzandole, un impatto negativo sull’ambiente; • utilizzi maggiormente le risorse inesauribili, ma in maniera attenta per non generare squilibri all’ecosistema (ad esempio, al taglio degli alberi deve seguire un rimboschimento); • non coinvolga in modo negativo l’aria, l’acqua e il suolo rilasciando nell’ambiente sostanze inquinanti e rifiuti; • sia attento alla salute dell’uomo. Lo sviluppo sostenibile deve essere supportato da cambiamenti nell’impostazione delle politiche economiche; non bisogna dimenticare, però, che è importante modificare anche i nostri comportamenti individuali se vogliamo lasciare alle generazioni future una Terra migliore rispetto a come l’abbiamo trovata.

AREA 1

Risorse, produzione, sostenibilità LEZIONE

6. Rifiuti e smaltimento Discariche e raccolta differenziata

PAROLE DELLA TECNOLOGIA Falde acquifere: contengono l’acqua che si raccoglie nel sottosuolo e che torna poi a disposizione dell’uomo per i suoi bisogni. Stoccaggio: conservazione di materiali in un deposito.

Prima della Rivoluzione industriale, l’uomo utilizzava materiali semplici e sottoposti a pochissime trasformazioni, per cui i rifiuti prodotti risultavano compatibili con l’ambiente. Con l’industrializzazione le materie prime iniziano a subire profonde modifiche e diversificati processi di lavorazione: si utilizzano moltissimi nuovi prodotti, ma aumentano di pari passo i rifiuti non biodegradabili. Il territorio comincia allora a ospitare le prime discariche, ossia ampi territori o cavità naturali che accolgono tutto ciò che viene dismesso. Queste però si rivelano ben presto responsabili di inquinamento delle falde acquifere e dell’ambiente. Per arginare il problema vengono introdotte allora delle norme molto rigide per regolamentare la raccolta di rifiuti e per evitare il disperdersi degli inquinanti nel terreno: nascono le discariche controllate, luoghi dove avviene lo stoccaggio definitivo dei rifiuti solidi urbani dei quali non è possibile eseguire il riciclaggio.

In ogni città sono ormai presenti i contenitori colorati per la raccolta differenziata dei rifiuti da avviare al riciclo.

Purtroppo ancora oggi nel nostro territorio vengono spesso scoperte discariche non controllate o abusive, all’interno delle quali vengono accumulati rifiuti spesso pericolosi, creando gravi problematiche di inquinamento del terreno e rischi per la salute dell’uomo. A quest’ultime si affiancano anche gli abbandoni nell’ambiente di elettrodomestici, pneumatici, mobili e materiali edili. Fondamentale diviene quindi la raccolta differenziata, che ha come obiettivo il riciclaggio della maggior parte dei rifiuti al fine di salvaguardare l’ambiente e recuperare materie prime le cui riserve tendono pian piano a esaurirsi. A questo progetto di ecosostenibilità dobbiamo partecipare tutti noi con azioni semplici e responsabili, attivandoci per incrementare il riuso, la riduzione degli scarti e la separazione attenta dei vari materiali per il riciclo, che permetta la successiva trasformazione in materia prima di seconda generazione, ovvero non derivante direttamente dalle risorse naturali.

EDUCAZIONE AMBIENTALE Le quattro R Ri ut iliz za re

e rar pe cu Re

Molto spesso sentiamo parlare di recupero, di riciclo, di riutilizzo e di riduzione: non sono sinonimi ma termini che si riferiscono a specifiche funzioni di gestione dei rifiuti, con l’obiettivo comune di favorire la sostenibilità ambientale: Ridurre • recupero si riferisce a una serie complessa di azioni (raccolta, trasporto, immagazzinamento) finalizzate alla valorizzazione dei rifiuti come risorse; • riciclaggio indica il riutilizzo delle materie prime che costituiscono il prodotto al termine del suo ciclo di vita e che possono essere impiegate in un nuovo ciclo produttivo; i materiali comunemente sottoposti a riciclo sono i metalli, la carta, il legno, il vetro e parte delle maRiciclare terie plastiche; • riutilizzo o riuso indica il nuovo utilizzo di prodotti senza che avvenga alcuna lavorazione; i prodotti sono talvolta impiegati con funzioni diverse da quelle originarie (ad esempio trasformare una vecchia bottiglia di plastica in un vaso per i fiori); • riduzione si riferisce alle azioni finalizzate alla riduzione effettiva dei rifiuti, come acquistare prodotti con poco imballaggio, utilizzare per la spesa una borsa in tela o acquistare solo prodotti effettivamente necessari.

Produzione industriale e sostenibilità

UNITÀ 2

Si definisce rifiuto qualsiasi sostanza, oppure oggetto di scarto, derivante da attività umane o da cicli naturali, eliminato o abbandonato. Generalmente i rifiuti sono distinti in tre categorie principali: • rifiuti urbani, provenienti da fabbricati o altri insediamenti civili, oppure posti nei cestini su strade e aree pubbliche o private; • rifiuti speciali, derivanti da lavorazioni industriali e da attività agricole, commerciali, artigianali; sono compresi i rifiuti ospedalieri, i materiali provenienti da demolizioni e scavi, quelli dai veicoli a motore, i residui di rifiuti solidi e i fanghi derivanti dalla depurazione delle acque; • rifiuti nocivi, contenenti sostanze tossiche e nocive come, ad esempio, amianto, arsenico, mercurio, piombo, solventi, scorie radioattive.

Le centrali nucleari producono energia dalla lavorazione dell’uranio ma hanno il grave problema della gestione dei rifiuti di lavorazione, altamente inquinanti e molto pericolosi.

› La discarica controllata Captazione del biogas prodotto dalla fermentazione ed eventuale impianto per produrre energia elettrica

Copertura con terreno

Strati di rifiuti compattati Depurazione delle acque

Compattatore

Strato impermeabile con materiali plastici

Strato di sabbia drenante

Collettore di raccolta delle acque (percolato)

PUNTI DI DOMANDA 1. Che differenza c’è tra discariche controllate e discariche non controllate? 2. Come si classificano i rifiuti? 3. Che differenza c’è tra biodegradabilità e compostaggio?

L'isola ecologica L’isola ecologica, conosciuta anche con il nome di piazzola ecologica o eco-centro, è un’area presente sul territorio comunale nella quale i cittadini e le aziende possono portare i propri rifiuti ingombranti o non smaltiti con il normale sistema di raccolta porta a porta. Strutturalmente l’area è recintata per avere un maggior controllo sullo smaltimento dei rifiuti, suddivisi per frazioni omogenee nei vari cassonetti. Una volta riempiti i cassonetti si procederà al loro invio presso i centri specializzati per l’attività di recupero e trattamento. L’accesso all’area è generalmente ristretto e controllato.

EDUCAZIONE AMBIENTALE Il valore dell’umido Nella raccolta differenziata l’umido, ovvero l’insieme di scarti alimentari e dei piccoli scarti del giardino, è raccolto in un sacchetto biodegradabile per essere inviato a un centro attrezzato di compostaggio. Da questi scarti si ottiene il compost, una sostanza per fertilizzare il terreno. Bisogna fare attenzione a non confondere la biodegradabilità con il compostaggio: • i materiali biodegradabili sono quelli che si degradano, in un tempo più o meno lungo, a causa di specifici batteri presenti nell’ambiente e alla fine del processo sono assorbiti direttamente dal terreno; • il compostaggio è il risultato del processo di decomposizione dovuto all’azione di batteri che avviene, in un tempo molto breve, sulle sostanze vegetali alla fine del loro processo vitale; si ottiene il compost, un ottimo fertilizzante per l’agricoltura.

IN BREVE

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

Lezione 4 - Industria e settori economici I settori economici riguardano tutte le attività produttive dell’uomo; vengono distinti in: • settore primario (agricoltura, allevamento, pesca, attività estrattive ecc.); • settore secondario (industria, artigianato); • settore terziario (commercio, turismo, sanità, istruzione ecc.); • settore terziario avanzato (ricerca scientifica, informatica ecc.). L’industria appartiene al settore secondario ma è legata al primario perché trasforma le materie prime in semilavorati e in prodotti finiti da destinare alla vendita e al consumo. L’industria sta eliminando sempre di più il lavoro manuale: con lo sviluppo della robotizzazione e della computerizzazione il controllo su ogni fase della produzione è sempre maggiore. L’insieme delle macchine e dei servizi che permettono lo svolgimento del ciclo tecnologico del prodotto costituisce l’impianto industriale. Lezione 5 - Produzione e sostenibilità Il ciclo produttivo all’interno delle industrie avviene in varie fasi: le materie prime vengono trasformate in materiali semilavorati e, successivamente, in prodotti finiti. A questo punto, i beni sono pronti per il consumo da parte delle persone. Terminato il consumo essi diventano rifiuti e vengono eliminati. Gli Stati industrializzati stanno adottando un’economia circolare per ricorrere più frequentemente al riciclo, grazie al quale si può riutilizzare la stessa materia per una nuova produzione, risparmiando così l’impiego di nuove materie prime. Lo sviluppo sostenibile è, quindi, un’importante meta da raggiungere anche attraverso un comportamento corretto nei confronti dell’ambiente da parte di ogni persona. Lezione 6 - Rifiuti e smaltimento Dalla Rivoluzione industriale a oggi sono aumentati notevolmente i rifiuti non biodegradabili (inquinanti). È quindi diventato necessario utilizzare ampi territori o cavità naturali come discariche, per raggruppare tutto ciò che non si può più utilizzare. Le discariche hanno provocato, però, seri danni all’ambiente. Sono nate così le discariche controllate, dove la raccolta dei rifiuti deve rispettare rigide norme. Purtroppo esistono ancora discariche abusive: anche per questo è fondamentale che ogni cittadino ricorra alla raccolta differenziata per incrementare il riuso, la riduzione degli scarti e la separazione dei materiali per il riciclo. I rifiuti sono distinti in tre categorie principali: • rifiuti urbani, provenienti dalle abitazioni; • rifiuti speciali, provenienti dalle lavorazioni industriali e agricole; • rifiuti nocivi, contenenti sostanze tossiche e veleni.

MAPPA

Produzione DIDATTICA industriale e sostenibilità INCLUSIVA

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

trasforma le materie prime in prodotti finiti

perché settore secondario

settore primario

appartiene al

è legata al 1

La produzione industriale

è sempre più

robotizzata e computerizzata

deve sempre considerare la sostenibilità della produzione per favorire

UNITÀ 2

avviene in

varie fasi

quali

il riciclo e ridurre i rifiuti

• lavorazione delle materie prime • creazione dei semilavorati • creazione dei prodotti finiti

ESERCIZI Lezione

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false. V

2. Le attività agricole appartengono al settore primario.

4. Le attività sanitarie fanno parte del settore terziario avanzato. 4

Lezione

F F

2. Scegli l’alternativa corretta. 1. L’attività svolta dalle istituzioni scolastiche rientra nel settore A primario B secondario C terziario D terziario avanzato 2. La ricerca scientifica rientra nel settore A primario B secondario C terziario

terziario avanzato

3. La pesca rientra nel settore A primario B secondario

terziario avanzato

terziario

Lezione

consulente finanziario a. commercialista boscaiolo assicuratore b. minatore meccanico agente turistico c. insegnante allevatore sarto d. falegname programmatore informatico

1. Quando il bene ha soddisfatto il bisogno per cui è stato prodotto si trasforma in rifiuto.

2. Il cotone non è una risorsa naturale adatta alla produzione industriale.

3. Il consumismo ci porta a produrre una notevole quantità di rifiuti.

4. Il ciclo naturale chiuso si riferisce alla materia che si trasforma in altra materia.

5. L’economia circolare non prevede che i rifiuti di origine biologica possono rientrare nel flusso della biosfera.

6. Individua l’intruso. 1. Quale dei seguenti elementi non indica una categoria di classificazione dei rifiuti? A rifiuti alimentari B rifiuti urbani rifiuti speciali

rifiuti nocivi

2. Nella gestione dei rifiuti le quattro R indicano A riuso B recupero C riciclo D raccolta

settore primario Lezione

settore secondario

5. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

3. Associa a ogni figura professionale il settore di appartenenza. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Lezione

1. Le attività svolte per ottenere un bene primario appartengono al settore secondario. 3. Le attività edilizie fanno parte del settore secondario.

Lezione

7. Inserisci i termini mancanti. 1. I materiali

.....................................

sono quelli che si degradano in

un tempo più o meno lungo. settore terziario

2. Le discariche controllate sono luoghi dove avviene lo stoccaggio definitivo dei rifiuti solidi

.....................................

dei quali

non è possibile eseguire il riciclaggio. settore terziario avanzato

Esercizi di riepilogo

4. Completa le frasi scegliendo tra i termini seguenti. finanziarie – sistema – semilavorati – macchinari – cicli – computerizzazione – volte – innovativi 1. L’industria è un complesso ..........................................

................................................

di lavoratori e

che, attraverso l’impiego di risorse naturali,

.................................................. ...............................................

e tecniche, trasforma le materie prime in

e prodotti finiti destinati al consumo.

2. La robotizzazione e la ........................................................

.................................................

caratterizzano molti

produttivi: grazie a macchinari sempre

più .......................................................... ogni prodotto viene controllato più ....................................................

e può uscire dall’industria solamente se

non presenta imperfezioni.

1. Individua l’intruso. 1. L’industria fornisce alla società A prodotti di massa B prodotti individuali 2. Gli impianti industriali possono essere organizzati secondo A due tipi di processi B un solo tipo di processo 3. Quando un bene è stato consumato si procede alla sua A riproduzione B dismissione 4. Un tipo di sviluppo che non comprometta i bisogni delle future generazioni si dice A sostenibile B biodegradabile 5. Per poter riciclare la maggior parte dei rifiuti si attua A l’abbandono dei rifiuti nell’ambiente B la raccolta differenziata

TI DI RE

1. Formate un gruppo all’interno del quale ogni membro si dovrà occupare di approfondire uno specifico settore economico: realizzate quindi un cartellone nel quale, con schemi e immagini, sintetizzare il vostro lavoro. 2. Attraverso internet approfondisci le caratteristiche della produzione artigianale e l’importanza che riveste per la collettività. Confrontate inoltre l’artigianato di un secolo fa con l’artigianato dei nostri giorni. 3. Descrivi gli obiettivi che, secondo te, l’industria si prefigge di raggiungere con i prodotti di massa o per il mercato globalizzato. 4. Svolgete una ricerca sulle attività economiche presenti sul vostro territorio. Raccogliete i dati in una tabella suddividendo le attività in ogni settore economico. Settori economici Primario

Secondario

UNITÀ 2

AL TA

COM

COMPETENZE

Produzione industriale e sostenibilità

Terziario

Terziario avanzato

8. Qual è la differenza tra rifiuti urbani e rifiuti speciali? 9. Nella tua abitazione eseguite la raccolta differenziata dei rifiuti? Compila una tabella nella quale registrerai, ogni giorno per una settimana, quale tipo di rifiuti di ogni tipologia (carta, vetro, plastica ecc.) avete differenziato. Poi discutetene in classe. Giorno Lunedì Martedì Mercoledì Giovedì Venerdì Sabato Domenica

Tipo di rifiuti

10. Osserva il grafico che illustra la distribuzione dei lavoratori in Italia nei tre settori produttivi e commenta i dati scrivendo un breve testo.

22,3% 5,2%

5. Svolgi una ricerca sugli impianti industriali esistenti sul tuo territorio: scrivi alcune osservazioni sulla loro produzione e sulla relazione che hanno con l’ambiente circostante. 6. Realizzate un cartellone nel quale, con immagini e schemi, evidenziate le fasi di lavorazione effettuate per trasformare le materie prime in prodotti finiti. 7. Analizzate quali interventi sono, secondo voi, utili per limitare la produzione dei rifiuti e come questi dovrebbero essere smaltiti correttamente.

72,5%

Primario

Secondario

Terziario

11. Scrivete le vostre osservazioni sui vantaggi e sugli svantaggi per la vita dei materiali che derivano dalla circular economy e dal ciclo aperto. Cercate in internet o su alcune riviste delle immagini adeguate per arricchire le vostre osservazioni.

Autovalutazione Per svolgere le attività hai utilizzato alcune delle competenze sotto descritte: con l’aiuto dell’insegnante, prova a indicare accanto a ognuna il tuo livello scrivendo D (Iniziale) se hai trovato difficoltà, C (Base) se sei riuscito ma con qualche difficoltà, B (Intermedio) se sei riuscito bene e A (Avanzato) se sei riuscito in pieno e senza difficoltà. Analizzare i principali processi di produzione di beni.

Osservare e interpretare ambienti, fatti e fenomeni.

Saper ricercare velocemente nuove informazioni.

Comprendere le relazioni tra sistemi tecnologici, uomo e natura.

AREA

Trasformazione delle materie organiche

MAPPA DELL’AREA

Risorse digitali M.I.O. BOOK

GALLERIA IMMAGINI U3-U4-U5 VIDEO Cassetta in legno U3 Segnalibro con carta riciclata U4 Ciotola con carta da riciclo U4 CONTENUTI INTERATTIVI Lezioni 8-13-14-19 Esercizi U3-U4-U5 Contenuti digitali integrativi

RISORSE AGGIUNTIVE Pelle e cuoio Area 2 Legno e musica Lez. 10 Piante in città Lez. 11 Percorso storico della carta Lez. 12 Tessuti, abiti e colore Lez. 19

LEGNO

VIDEO Semilavorati in legno Lez. 9 Industria della carta Lez. 13 Bachicoltura Lez. 17 Tessitura Lez. 19 DIDATTICA INCLUSIVA

BES

1200 circa Le prime segherie utilizzano come fonte primaria di energia i corsi d’acqua che si trovano nelle vicinanze dei boschi, con sistemi analoghi a quelli dei mulini ad acqua.

Bisogni educativi speciali In breve: sintesi ad alta leggibilità con audiolettura facilitata. Mappa: schema riassuntivo con i concetti chiave. ALTA LEGGIBILITÀ Visualizzazione del libro adattabile a ogni esigenza AUDIO FACILE In breve AUDIO Audiolettura di tutte le lezioni Nel volume per studenti con BES lezioni semplificate ad alta leggibilità e con audiolettura facilitata.

1200

1700

1264 L’invenzione della carta è attribuita ai Cinesi, ma sono gli Arabi che la diffondono in Occidente. In Italia la città di Fabriano grazie alla vicinanza con il porto di Ancona, aperto a scambi commerciali con il mondo arabo, a partire dal 1264 diventa il più importante centro di produzione di carta d’Europa.

OBIETTIVI SPECIFICI DELL’AREA

OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO

TRAGUARDI PER LO SVILUPPO DELLE COMPETENZE

Analizzare le caratteristiche dei

Effettuare prove e semplici inda-

L’alunno riconosce nell’ambiente

diversi materiali organici. Comprendere le relazioni tra materia prima e prodotto finito attraverso l’analisi dei cicli produttivi. Conoscere le tipologie di macchine usate nelle diverse fasi produttive dei materiali. Comprendere l’importanza del riciclo per il rispetto ambientale.

gini sulle proprietà […] di vari materiali. Immaginare modifiche di oggetti e prodotti di uso quotidiano in relazione a nuovi bisogni o necessità. Utilizzare semplici procedure per eseguire prove sperimentali nei vari settori della tecnologia […]

che lo circonda i principali sistemi tecnologici […] Conosce i principali processi di trasformazione di risorse […] È in grado di ipotizzare le possibili conseguenze di una decisione o di una scelta di tipo tecnologico […] Conosce e utilizza oggetti, strumenti e macchine di uso comune […]

CARTA

FIBRE TESSILI

1846 Elias Howe brevetta una macchina per cucire. La vera rivoluzione, però, avviene per opera di Isaac Merrit Singer, che nel 1851 brevetta la macchina per cucire a doppia impuntura. L’azienda Singer diventa la prima al mondo nel campo della cucitura a macchina.

1800

1801 Nasce il telaio Jacquard, dal nome del suo inventore, il francese Joseph-Marie Jacquard. Si tratta di un telaio dotato di un meccanismo con una scheda perforata per la movimentazione automatica dei singoli fili di ordito, in grado di produrre tessuti molto complessi.

1900

2000

1936 Per le Olimpiadi di Berlino viene creato il primo pallone in cuoio. Le norme per la realizzazione del pallone erano state stabilite nel 1863 e revisionate nel 1872 dalla federazione calcistica inglese Football Association.

Trasformazione delle organiche Trasformazione dellematerie materie organiche

UNITÀ

AREA 2

3 Legno LEZIONE

7. Che cos'è il legno LINK ➜ STORIA Fin dall’antichità l’uomo ha utilizzato il legno, impiegandolo nella costruzione di armi per la caccia e attrezzi per coltivare; ne comprese anche l’utilità come combustibile e poté servirsene per scaldarsi, cuocere i cibi, tenere lontani gli animali feroci e illuminare. Successivamente affinò alcune tecniche e imparò a costruire piroghe e poi navi per scoprire nuove terre e scambiare le merci. La versatilità di questo materiale e la sua facilità di lavorazione fecero sì che il suo impiego continuasse per i millenni successivi. Già gli antichi Egizi conoscevano la tecnica dell’impiallacciatura; i Romani usavano il legno per costruire le imponenti strutture ancora oggi visibili; nel Medioevo gli artigiani creavano svariati oggetti: da quelli più piccoli di uso quotidiano ai mobili intarsiati per arredare le case.

PROPRIETÀ FISICO-CHIMICHE

In ambito commerciale si considera come legno, o legname, la parte di tronco situata sotto la corteccia di una pianta, costituita da un insieme di fibre vegetali che svolgono le funzioni di trasporto della linfa, di immagazzinamento delle sostanze nutritive e di sostegno della pianta. Il legno, in generale, ha scarsa conducibilità elettrica; le sue qualità isolanti dal punto di vista termico e acustico sono abbastanza buone e la sua resistenza nel tempo è lunghissima. È infiammabile e, in ambiente umido, può venire attaccato dai parassiti. Di seguito le principali proprietà del legno.

PROPRIETÀ MECCANICHE

PROPRIETÀ TECNOLOGICHE

Colore e odore: caratteristiche per cui si distingue un legno da un altro.

Durezza: resistenza alla scalfittura e all’abrasione.

Plasticità: capacità di deformarsi sotto l’effetto di una forza esterna.

Igroscopicità: capacità di assorbire acqua o umidità.

Resistenza: capacità di opporsi a tutte le forze esterne come la trazione, la compressione, la torsione, la flessione e il taglio.

Curvabilità: capacità di assumere una forma curva e di mantenerla nel tempo.

Ritiro e dilatazione: variazione delle dimensioni del legno per effetto della perdita di umidità o dell’assorbimento. Conducibilità elettrica e termica: capacità del legno di opporsi al passaggio della corrente e del calore (il legno è un isolante).

Elasticità: capacità di piegarsi e di riprendere la forma iniziale.

Fendibilità: capacità di fendersi, cioè di lasciarsi spaccare nel senso della lunghezza delle fibre. Attitudine al taglio: capacità di lasciarsi tagliare con gli attrezzi.

Legno PAROLE DELLA TECNOLOGIA Essenza: termine che indica

le diverse tipologie di legno. Resina: sostanza appiccicosa e profumata prodotta da alcuni vegetali.

UNITÀ 3

La classificazione delle essenze I legnami possono essere classificati in base alla regione geografica di provenienza: si distinguono in legnami di zone temperate (Europa e America) ed esotici, provenienti in genere da zone tropicali. Un’altra classificazione è definita dall’albero di provenienza: legname da latifoglie, alberi che hanno foglie larghe e caduche, e legname da aghifoglie, sempreverdi con foglie aghiformi. Infine, le essenze sono distinte in base alla loro durezza. Legni teneri: hanno una colorazione più chiara e un minor peso dei legni duri. Si lasciano scalfire facilmente anche con l’unghia.

Betulla

Pioppo

Tiglio Legni resinosi: sono legni teneri che contengono all’interno una resina che ha la funzione di proteggere la pianta dagli attacchi dei funghi e degli insetti. La resina è molto utilizzata dall’industria chimica.

Abete rosso

Pino

Larice naz.

Douglas

Pitch-pine Legni duri: provengono da piante che crescono in climi temperati, il cui legno è duro e compatto; sono ricchi di lignina, non si lasciano scalfire facilmente.

Faggio

Mogano

Frassino

Teak

Noce naz.

Palissandro

Rovere

Iroko

Ciliegio

Wenge

Legni esotici: provengono da zone tropicali, dove esiste un’unica stagione e la crescita degli alberi è continua. I legni sono duri e compatti. Non sempre questi legni provengono da foreste gestite in modo sostenibile, di conseguenza occorre fare attenzione prima di acquistare manufatti realizzati con queste essenze.

I difetti del legno Il legno, in quanto materiale biologico, è soggetto ad alterazioni naturali che ne compromettono il normale utilizzo tecnologico. I principali difetti sono quindi dovuti a malformazioni naturali del tronco. In alcuni casi, anche le lavorazioni a cui il legno è sottoposto possono causare delle deformazioni.

PUNTI DI DOMANDA 1. Che cos’è il legno e quali sono le sue principali proprietà? 2. Come vengono classificate le essenze del legno e quali sono le loro caratteristiche? 3. Quali sono i principali difetti del legno?

Cipollatura o lunatura: formazione di distacchi tra le fibre attorno agli anelli di accrescimento contigui, proprio come in una cipolla tagliata trasversalmente.

Fenditure o raggi midollari: distacchi tra le fibre che avvengono in modo radiale, dalla corteccia verso il midollo.

Eccentricità: spostamento del midollo verso l’esterno.

Nodi vivi: inserzioni di giovani rami che non si sono sviluppati. Questi nodi esaltano la bellezza del legno. Nodi morti: rappresentano il punto di sviluppo dei rami e con la stagionatura spesso si staccano lasciando un buco.

AREA 2

Trasformazione delle materie organiche LEZIONE

8. Produzione del legname Dal taglio al trasporto Per ottenere il legname, la prima operazione consiste nel taglio o abbattimento della pianta, generalmente eseguito nella stagione invernale, quando l’attività vegetativa è minima. Il taglio si esegue con motoseghe manuali o con speciali macchine montate su trattori, dotate di braccio meccanico e cesoie. Al taglio seguono la sramatura, cioè l’eliminazione dei rami, la depezzatura o troncatura, che consiste nella riduzione del tronco a misure standardizzate per agevolarne il trasporto, la scortecciatura, che si esegue generalmente in segheria e qualche volta sul luogo di taglio. Il trasporto dei tronchi alla segheria può avvenire per mezzo di camion, vagoni ferroviari oppure, dove possibile, per via fluviale immergendo i tronchi in acqua. Nelle zone montane, per facilitare il trasporto, i tronchi La motosega è costituita da un motore a vengono fatti scendere a valle in prossimità di una strada utilizzando funi combustione interna, alimentato con benzina e teleferiche simili a funivie. o con una miscela di olio e benzina. Un ingranaggio sull’albero motore trasmette il moto a una catena, su ogni segmento della quale sono fissati i denti della lama. Oggi sono disponibili modelli elettrici.

PAROLE DELLA TECNOLOGIA Chip: sono piccoli trucioli o pezzetti di legno triturati.

Pellet: si tratta di prodotti

granulari o cilindrici, usati come combustibile, ottenuti sottoponendo gli scarti, sotto forma di segatura, a essiccazione e a una forte pressione senza aggiunta di collanti. Sciavero: è la prima tavola ottenuta dal taglio del tronco. Presenta una faccia interna piatta e una esterna curva.

La tecnologia della lavorazione

Arrivati in segheria, prima di essere segati i tronchi vengono scortecciati. La corteccia, assieme ad altri scarti, viene macinata e ridotta in chip da cui si otterranno pannelli semilavorati, pellet e pasta di cellulosa. Per evitare la decomposizione e l’attacco da parte di muffe e insetti, il legno viene lavato immergendolo in vasche con acqua, oppure viene sottoposto a getti di vapore a 100 °C in un’apposita camera. I tronchi passano alla fase successiva, la segagione, che viene effettuata con la sega a nastro o con macchine multilame. Con la sega a nastro, dopo aver tolto lo sciavero, si taglia la parte più esterna del tronco, una tavola per volta. È così possibile controllare eventuali difetti o imperfezioni decidendo di volta in volta come continuare il taglio. L’uso della multilame, invece, permette, con una o due operazioni, di trasformare tutto il tronco in tavole di uguale spessore. Il segato viene quindi trasportato in appositi locali per la stagionatura.

La stagionatura, o essiccatura, è il processo mediante il quale il legno cede all’ambiente la propria umidità, e può essere di tipo naturale o artificiale. La stagionatura naturale si esegue lasciando, per uno o più anni, il legname all’aperto, disposto in cataste. Queste sono coperte da tettoie per proteggere il legname dal Sole e dalla pioggia e sono posizionate in modo da favorire la ventilazione per far perdere l’umidità alle tavole.

CITTADINANZA ATTIVA La salubrità del luogo di lavoro Nella segheria, così come in tantissimi altri luoghi di lavoro, durante le fasi produttive dei manufatti, in particolare durante le fasi di taglio, abrasione e lisciatura si generano delle polveri pericolose. Questi residui, che si disperdono nell’aria, devono essere eliminati per la salvaguardia della salute dei lavoratori, così da evitare gravi problemi respiratori. Il locale di lavoro deve essere quindi dotato di aspiratori che filtrano l’aria la quale, una volta depurata, può venire nuovamente immessa in circolo oppure espulsa all’esterno.

Legno

UNITÀ 3

La stagionatura artificiale si realizza mettendo il legname all’interno di locali riscaldati con aria calda. Il processo dura alcuni giorni. Il legno così stagionato resiste agli sbalzi di umidità e non si deforma facilmente. Un altro metodo di stagionatura artificiale è la deumidificazione per condensazione, che consiste nel sottrarre il vapore dall’ambiente con una macchina frigorifera. Il legno è così costretto a cedere la propria umidità all’ambiente circostante. Terminata la stagionatura, le tavole di legno sono pronte per essere acquistate dalle falegnamerie o dalle industrie che le trasformeranno in semilavorati e prodotti finiti di vario genere. La stagionatura naturale si esegue disponendo il segato in cataste all’aperto e lasciando spazi tra le tavole, in modo da favorire la circolazione dell’aria e far perdere così l’umidità al legname. Questa pratica è indispensabile per evitare che il legno, con il passare del tempo, possa rilasciare l’umidità e di conseguenza subire deformazioni e spaccature.

La struttura del tronco Il tronco è la parte di albero che si trova tra la chioma e le radici. Al suo interno passano i vasi legnosi che servono per trasportare la linfa grezza dalle radici alle foglie, e i vasi cribrosi che, con un percorso inverso, trasportano la linfa elaborata. Analizzando la sezione di un tronco si possono osservare le diverse parti che lo compongono.

› La struttura del tronco 3

Alburno. È la parte di legno di più recente formazione, ricca di vasi legnosi.

4 Cambio. È uno strato elastico che rappresenta la crescita del tronco.

2 Durame, o legno propriamente detto. È la parte più vecchia del tronco e la più compatta, formata da cellule morte dove non scorre più la linfa.

Midollo. È situato al centro del tronco, è costituito da una sostanza spugnosa e nelle piante più vecchie tende a sparire. 1

L’imbarcamento è uno dei peggiori difetti del legno: si tratta di un incurvamento nel senso della lunghezza delle fibre; la causa è quasi sempre una cattiva stagionatura.

5 Libro. È uno strato sottile sotto la corteccia, all’interno del quale scorre la linfa verso le radici.

6 Corteccia. È lo strato superficiale, formato da cellule morte, che riveste il tronco e lo protegge dagli agenti atmosferici e dai parassiti.

LINK ➜ SCIENZE L’età degli alberi

PUNTI DI DOMANDA 1. Come si esegue il taglio degli alberi? 2. Quali sono le fasi di lavorazione in una segheria? 3. Da quali parti è composta la struttura del tronco?

Tagliando un tronco e osservandone la sezione si può notare una serie di cerchi concentrici, chiamati anelli annuali di accrescimento. Questi sono caratterizzati da diversi toni di colore: un colore chiaro identifica il legno formatosi in primavera/estate e un colore scuro indica che l’accrescimento è avvenuto in autunno/inverno. Poiché ogni anno si formano due anelli di accrescimento, è facile determinare l’età della pianta. Gli anelli servono anche per ottenere dei riscontri sulla condizione climatica nel corso della vita della pianta: la larghezza degli anelli, infatti, è in stretta relazione con una situazione climatica favorevole allo sviluppo.

AREA 2

Trasformazione delle materie organiche LEZIONE

9. Legni derivati Sono così definiti tutti i semilavorati legnosi ottenuti impiegando diverse parti dell’albero che, grazie alle loro buone caratteristiche, sono in grado di sostituire il legno naturale. Le moderne tecnologie, infatti, consentono di ottenere pannelli di legno come il compensato, il multistrato, il paniforte, il tamburato, il truciolato, l’MDF e il lamellare utilizzando i rami e altri scarti della lavorazione dei tronchi che altrimenti sarebbero destinati a divenire rifiuti. I piallacci sono sottili fogli di legno che si ottengono facendo ruotare sul proprio asse il tronco, reso cilindrico, contro una lama affilatissima chiamata sfogliatrice, che lo riduce a un foglio continuo. Oppure si ottengono tramite la tranciatura, realizzata bloccando il tronco mentre una lama, detta coltello, lo riduce in singoli fogli, la cui larghezza Piallaccio varia in base alle dimensioni del tronco. Per effettuare queste operazioni è necessario che il tronco sia reso morbido Una lama con il vapore. I piallacci trovano impiego nella produzione dei compensaaffilatissima sfoglia il tronco di legno. ti o per nobilitare, cioè rivestire con essenze pregiate, altri tipi di pannelli.

Tronco di legno

I rulli fanno ruotare il tronco di legno.

I principali pannelli Eventuale piallaccio con essenze pregiate

Piallaccio con essenze poco pregiate

Eventuale piallaccio con essenze pregiate

Piallacci con essenze poco pregiate

Piallaccio

Listelli massicci di legno poco pregiato

Piallaccio

Intelaiatura di legno Anima a nido d’ape di cartone

Compensato: si ottiene incollando, a caldo o a freddo, tre fogli sottili di legno. Per aumentarne la resistenza, lo strato centrale viene disposto con le fibre nella direzione opposta e in modo perpendicolare rispetto agli altri due strati. I due fogli esterni possono essere due piallacci di essenze nobili. Lo spessore del pannello di compensato è di 3-5 mm.

Multistrato: è un semilavorato che si ottiene con la sovrapposizione di più strati di legno sfogliato, incollati tra loro con le fibre incrociate per migliorarne la resistenza alla flessione. Lo spessore può essere di 20-30 mm. Per la sua facilità di lavorazione e per le sue caratteristiche di resistenza è usato nell’industria del mobile e nelle lavorazioni artigianali. In commercio si trova allo stato grezzo, impiallacciato, laccato e con finiture varie.

Paniforte: è un pannello ottenuto incollando tra loro dei listelli di legno a sezione quadrata o rettangolare, che ne formano l’anima, rivestiti con due fogli di piallaccio che possono essere di legno pregiato. Il prodotto così ottenuto non si deforma e si presta molto bene alla fabbricazione di porte, tavoli e mobili in generale.

Tamburato: si tratta di un pannello formato generalmente da due fogli esterni di compensato. La parte interna può contenere un’anima a nido d’ape di cartone oppure può essere vuota, e in questo caso è dotata di un’intelaiatura di legno per fissare i due fogli esterni. Il pannello risulta leggero e resistente, non si deforma e viene usato per la fabbricazione di porte e ante di mobili.

Legno

UNITÀ 3

Truciolato: è il semilavorato più utilizzato, commercializzato sotto forma di pannelli. Si ottiene riducendo rami e scarti di lavorazione in piccoli trucioli di legno poco pregiati. Questi, dopo essere stati impastati con una resina che fa da collante, vengono stesi e compressi in casseforme. Lo spessore che si ottiene varia da 10 a 30 mm. Il suo basso costo e la sua versatilità ne fanno un prodotto di largo impiego, utilizzato sia allo stato naturale sia ricoperto con piallacci di essenze pregiate o laminati plastici colorati. MDF: conosciuto come fibra a media densità, è un pannello costituito da una finissima fibra di legno mista a un materiale collante resinoso, il tutto adeguatamente pressato. Ricorda molto il truciolato, ma si differenzia per la facilità di lavorazione dei bordi e della superficie, simile a quella del legno massello. Lo spessore di questi pannelli è compreso tra 2 e 50 mm. La compattezza uniforme delle fibre lo rende un materiale omogeneo; può essere facilmente verniciato, laccato, impiallacciato o rivestito con laminati plastici colorati. Viene largamente usato nella costruzione di mobili.

PAROLE DELLA TECNOLOGIA Massello: è il legno ottenuto tagliando il tronco senza alcun trattamento eccetto l’essiccazione.

Lamellare: si tratta di un insieme di listelli incollati e pressati tra loro, con i quali si realizzano travi e tavole. Risulta molto resistente alla flessione e viene utilizzato soprattutto per costruire grosse strutture portanti, come i ponti e le coperture degli impianti sportivi, con grandi luci e prive di pilastri.

PUNTI DI DOMANDA 1. Come si ottiene un piallaccio e a che cosa serve? 2. Quali sono i principali pannelli?

EDUCAZIONE AMBIENTALE Il legno è eterno… ma con qualche accorgimento Il legno è un materiale molto longevo. In particolar modo le sue essenze dure si degradano meno di quelle tenere, così come il durame è più resistente dell’alburno. Per mantenere il legno in buono stato è necessario proteggerlo con vernici che, oltre a dare il colore, creano una pellicola isolante, impedendo l’aggressione dei parassiti e proteggendolo dagli agenti atmosferici. Per rendere il legno ignifugo (cioè resistente al fuoco) si usano degli impregnanti. In passato il legno veniva trattato con vernici contenenti solventi; oggi, invece, per rispettare l’ambiente si preferisce ricorrere a prodotti a base acquosa, che prendono il nome di vernici all’acqua.

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Trasformazione delle materie organiche LEZIONE

10. Settori di impiego In passato il legno era impiegato solo come fonte energetica e per la costruzione di case e ponti, mentre oggi è uno dei materiali più usati e trova impiego in diversi settori. Nel settore della carpenteria si usano principalmente travi, travetti, tavole, perline per il tetto e travi in legno lamellare, ideali per strutture portanti e coperture.

L'edilizia Al legno è stato restituito un posto di primo piano nel settore delle costruzioni edilizie. Questo materiale ha tra i suoi pregi quello di possedere una buona elasticità e di opporsi alla trasmissione del calore, per cui è un ottimo isolante termico oltre che acustico. Oggi molti architetti tornano a utilizzare il legno anche per Balconate e frangisole realizzare le strutture portanti, oltre che per le finiture estesono realizzati in legno tiche degli interni. massello, generalmente con essenze resinose. Il legno, inoltre, è un materiale robusto e solido ma allo stesso tempo elastico, qualità che permettono la costruzione di edifici antisismici, capaci di sopportare scosse telluriPer i serramenti (porte e finestre) che di grande intensità. si utilizza È da sottolineare, tuttavia, che un uso indiscriminato del leprevalentemente gno, se non regolamentato da enti che ne certifichino la il legno massello, in particolare provenienza e la sostenibilità, può creare uno squilibrio quello ricavato da ambientale notevole. Quando si acquista un qualunque proessenze resinose come larice, abete dotto in legno, bisogna fare il possibile per scegliere prodote pino, ma anche ti in cui vi sia il marchio FSC, a garanzia che le foreste da cui il legno lamellare per infissi e scuri. il legname proviene siano gestite in maniera responsabile.

Il parquet è una pavimentazione composta da legno massello con spessore di 10-22 mm, oppure si ottiene dall’assemblaggio di singoli elementi di legno nobile con spessore di 2,5 mm, uniti a un supporto che può essere in multistrato di betulla o di un altro legno poco pregiato.

La casa in legno è tradizionalmente associata agli edifici unifamiliari, ma le eccellenti proprietà meccaniche del legno, l’elasticità e l’elevata portata, unite all’utilizzo di nuove tecnologie permettono la realizzazione di edifici a sei, sette e più piani realizzati interamente in legno.

L'industria del mobile Per tavoli e sedie si usa il legno massello, mentre in genere i mobili sono fabbricati con semilavorati impiallacciati, dai costi inferiori. Per i mobili da giardino si utilizzano legnami provenienti da alberi a legno duro, come il teak o la quercia, molto resistenti. L'industria cartaria Fa un largo uso di legno tenero per l’estrazione di pasta di legno e pasta di cellulosa. PUNTI DI DOMANDA 1. Perché il legno è molto usato nell’edilizia? 2. In quali altri settori industriali si utilizza il legno?

L'industria navale Il legno galleggia e non arrugginisce. Al tradizionale impiego del legno massello, oggi riservato alle piccole imbarcazioni, si è affiancato quello del compensato marino e del lamellare incrociato, utilizzati per realizzare interni e arredi, paratie, sottofondo dei ponti e cabine sia su motoscafi sia per grandi navi. L'industria musicale Per la realizzazione di strumenti musicali come chitarra, pianoforte, oboe, violino, viola, si utilizzano legni di primissima scelta, con caratteristiche meccaniche particolari.

Legno

UNITÀ 3

EDUCAZIONE AMBIENTALE INTERVIENI E PRODUCI 1. Prepara un cartellone per una «pubblicità progresso» a favore del legno sostenibile.

LEZIONE

11. Sostenibilità e riciclo Il riciclo del legno è fondamentale sia per l’equilibrio ambientale sia per il risparmio delle risorse boschive, preziose per la vita del nostro pianeta.

› Il riciclo del legno

3 Gli scarti vengono portati nei centri di trasformazione. Qui subiscono una prima fase di triturazione grossolana e un lavaggio, per eliminare eventuali impurità e corpi estranei minori, come chiodi o sassolini; quindi vengono ridotti in chip.

Altri scarti di legno più voluminosi possono provenire dalle industrie e dalla demolizione di edifici: travi di legno, porte, finestre, pavimenti in legno, mobili oppure scarti di lavorazione di mobilifici, pallet, ramaglie o scarti provenienti dalle segherie. 2

1 Il legno da riciclare, costituito da imballi, cassette della frutta e verdura, piccoli mobili e ramaglie provenienti dalla potatura o dell’abbattimento di alberi, viene raccolto in apposite isole ecologiche.

4 In altre industrie i chip di legno vengono trasformati, a seconda della tipologia, in altri prodotti: pellet, pasta di cellusa, compost.

6 I pannelli vengono utilizzati per realizzare nuovi mobili.

Il pellet è una biomassa secca, cioè un materiale organico da cui si ricava energia, ottenuta attraverso semplici lavorazioni meccaniche. La segatura di legno viene fatta passare, ad altissima pressione, attraverso una filiera. Il calore che si sviluppa durante la lavorazione attiva l’effetto legante della lignina, una sostanza naturale presente nel legno, che determina la compattezza e la forma a cilindro. Il pellet rappresenta un’alternativa ai tradizionali combustibili per il riscaldamento domestico: è pratico da trasportare, ecologico, economico.

5 Oppure i chip sono utilizzati per la produzione di pannelli di legno.

Con i chip, una volta amalgamati con resine e pressati, si producono: • pannelli di legno impiegati per la costruzione di mobili e rivestimenti; • bricchetti e pellet utilizzabili per alimentare stufe. Gli scarti industriali della lavorazione del legno vergine (segature, rifili, rimanenze da tagli) possono essere impiegati nella produzione di: • pasta di cellulosa per le industrie cartarie; • blocchi di legno-cemento per il settore edile. Le alternative al riciclaggio sono l’incenerimento e la messa in discarica: • quando il legno non è adatto al riciclo viene inviato agli impianti di termovalorizzazione e utilizzato per produrre calore ed energia elettrica; si tratta di un processo non ripetibile dato che la materia viene eliminata; • la messa in discarica dei rifiuti di legno è la soluzione più sconsigliata perché le discariche occupano territorio e costituiscono una possibile fonte di inquinamento, dal momento che il gas prodotto dalla degradazione del materiale organico contribuisce all’effetto serra. I pallet sono pedane di legno usate nei magazzini per facilitare le operazioni di carico e scarico delle merci, tramite l’uso di carrelli elevatori o gru.

IN BREVE

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

Lezione 7 - Che cos’è il legno Il legno è la parte di tronco situata sotto la corteccia di una pianta. Il legno è un materiale resistente, è isolante acustico e termico, assorbe l’umidità, è infiammabile e ha una straordinaria capacità elastica. Le essenze si distinguono in base alla durezza e alla zona di provenienza: • i legni teneri si lasciano scalfire con l’unghia; • i legni resinosi contengono la resina, una sostanza che protegge la pianta; • i legni duri sono più resistenti; • i legni esotici provengono da zone tropicali e sono duri e compatti. Il legno può presentare difetti come malformazioni naturali o di lavorazione. Lezione 8 - Produzione del legname La produzione del legname inizia con il taglio della pianta nel bosco e il successivo trasporto alla segheria. Qui si procede alla scortecciatura e alla segagione per trasformare il tronco in tavole; segue poi la stagionatura per far evaporare l’acqua. A questo punto, le tavole sono vendute alle falegnamerie o alle industrie. Il tronco ha una sua struttura: all’esterno c’è la corteccia, che ha una funzione di protezione, verso l’interno si trovano l’alburno (il legno di nuova formazione) e il durame (lo strato più duro). Lezione 9 - Legni derivati I legni derivati sono i semilavorati ottenuti impiegando diverse parti dell’albero. Il piallaccio è un sottile foglio continuo di legno che si ottiene facendo ruotare il tronco contro una lama. I piallacci vengono poi incollati e pressati tra loro ottenendo compensati e multistrati; con l’aggiunta di listelli di legno si producono paniforti e tamburati; con i trucioli di legno miscelati con colle si hanno i truciolati e l’MDF. Lezione 10 - Settori di impiego Il legno è utilizzato principalmente nel settore edile: per la struttura dei tetti (travi), per la costruzione di serramenti (porte), per parquet e scale. L’industria del mobile e l’industria navale usano soprattutto il legno massello; l’industria cartaria estrae dal legno la cellulosa; l’industria musicale impiega legni di prima scelta per strumenti come chitarre e violini. Lezione 11 - Sostenibilità e riciclo Il legno da riciclare viene raccolto nelle isole ecologiche e poi ritrasformato in semilavorato per la produzione di pannelli, con cui si realizzeranno nuovi mobili. Con la parte non riciclabile si produce il pellet, combustibile per le stufe a biomassa.

MAPPA

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

• • • •

Legno

DIDATTICA INCLUSIVA

UNITÀ 3

BES

resistente elastico isolante combustibile

• • • •

tenero duro resinoso esotico ad esempio

diverse caratteristiche positive

di diversi tipi è

ha 2

Il legno riciclato

può essere

è usato in

• • • • •

naturali

di lavorazione

ha diverse fasi di produzione

ad esempio

per ottenere

del mobile cartaria navale musicale

difetti

diversi settori

edilizia industria industria industria industria

i prodotti derivati (semilavorati)

ESERCIZI Lezione

Lezione

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false.

Lezione

1. Il legno è un isolante elettrico.

2. Nell’antichità il legno era impiegato per cucinare i cibi e per scaldarsi.

3. I legni pregiati sono quelli provvisti di lunatura.

2. Scegli l’alternativa corretta. 1. Le fenditure sono dei distacchi di fibre dalla forma A radiale B circolare C rettangolare 2. I legni resinosi sono legni A duri B teneri

esotici

3. I legni esotici provengono da zone A tropicali B fredde

collinari

Lezione

acqua – segheria – artificiale – legname – stagionatura – tavole – aziende

7. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false. 1. Il legno è poco utilizzato in edilizia.

2. Per realizzare i mobili si utilizzano anche i semilavorati.

3. L’industria della carta utilizza la cellulosa del legno.

4. Il legno viene impiegato come materiale antisismico.

8. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false. F

la ...................................; tale processo, che può avvenire in modo natu-

2. Nella prima fase di riciclaggio gli scarti del legno vengono bruciati.

rale o

3. Il pellet è un combustibile ottenuto dal carbone.

4. L’unico legno che può essere riciclato è quello di essenze tenere.

5. Dal riciclo del legno si ottiene il massello.

....................................,

In seguito, il dalle

ha lo scopo di eliminare l’.................................... .

..............................................

può essere commercializzato

del settore.

4. Scegli l’alternativa corretta. 1. L’alburno si trova vicino A al durame B alla corteccia

al libro

2. La deumidificazione per condensazione avviene con una macchina A teleferica B calorifera C frigorifera 3. Dalla scortecciatura si ricavano A chip B legni masselli 9

1. L’MDF è un pannello costituito da A legno massello B fibra di legno C tavole lamellari 2. Per una struttura portante in legno è meglio utilizzare pannelli di A paniforte B lamellare C MDF 3. I piallacci si ricavano dal tronco mediante una lama chiamata A sfogliatrice B depezzatrice C massellatrice

...........................................,

che verranno accatastate lasciando degli spazi vuoti per favorire

Lezione

6. Scegli l’alternativa corretta.

1. Il riciclo del legno è utile per l’ambiente.

inizia la segagione per trasformare il tronco in

3. Inserisci i termini mancanti scegliendoli tra i seguenti.

Una volta tagliati, i tronchi giungono alla .............................................. dove

Lezione

sciaveri

5. Indica il tipo di legno rappresentato nell’immagine. 1. ............................ 2. ............................ 3. ............................ 4. ............................

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false. 1. Con la tranciatura si ottengono singoli fogli di legno.

2. Il compensato è composto da un unico foglio di legno.

3. Il multistrato si ottiene incollando fra di loro tre sottili fogli di legno.

4. I piallacci sono sottili fogli di legno.

5. Il pellet è una biomassa.

2. Scegli l’alternativa corretta. 1. Per il rispetto dell’ambiente è meglio acquistare un legno A con certificazione FSC B d’importazione

Esercizi di riepilogo

2. Per il parquet è meglio utilizzare A pannelli di tamburato B legno massello duro 3. Per i lavori di carpenteria si usano legni A duri B esotici C teneri

resinosi

UNITÀ 3

AL TA

COM

COMPETENZE

Legno TI DI RE

1. Role play: immagina di essere un esperto falegname. Ti viene richiesto di eseguire i seguenti lavori: a. la copertura di un impianto sportivo (palestra); b. alcuni mobili per un soggiorno; c. alcune ante per vari armadi; d. le strutture per alcuni cassetti di mobili per la cucina. Nel tuo magazzino hai a disposizione i seguenti materiali: pannelli di fibra a media densità, travi in lamellare, pannelli in tamburato, pannelli di multistrato, massello di betulla, tiglio, noce, piallacci vari. Stabilisci quale tipo di legno è più idoneo per ogni lavoro da eseguire, giustificando le tue scelte. 2. Svolgete una ricerca sulle piante ad alto fusto che dovrebbero essere presenti nel vostro territorio e la funzione che esse rivestono (ad es. fanno ombra, producono frutta ecc.). Effettuate un’uscita sul territorio e scattate alcune fotografie alle piante che incontrate. Realizzate un cartellone con le immagini, riportando il loro nome comune e quello scientifico, che troverete consultando dei testi scolastici o utilizzando internet. Verificate infine quali piante sono effettivamente autoctone e quali no.

7. Svolgi una ricerca in internet sulle foreste equatoriali e descrivi perché sono considerate il «polmone della Terra». Individua quali sono le principali essenze che vengono tagliate in queste foreste per essere destinate all’industria del legno. Spiega, infine, qual è il ruolo delle organizzazioni di certificazione, come FSC, che operano in questo ambito. 8. I nostri nonni usavano molti oggetti in legno che oggi, grazie alle innovazioni tecnologiche, sono prodotti con una grande varietà di materiali. a. Osservate le immagini e provate a scoprire il nome e la funzione degli antichi manufatti illustrati. b. Proseguite l’attività cercando in internet immagini di altri vecchi oggetti in legno e analizzateli mettendo in evidenza le loro funzioni e le loro caratteristiche. c. Cercate poi immagini di oggetti con la stessa funzione di quelli precedentemente trovati, ma prodotti in epoca recente e con altri materiali. d. Create, utilizzando tutto il materiale che avete raccolto, una presentazione con il computer dalla quale emerga l’influenza dell’innovazione tecnologica sulla produzione di oggetti d’uso quotidiano.

3. Spiega come procederesti per verificare praticamente le seguenti proprietà del legno: igroscopicità, durezza, elasticità. 4. Scrivi quali operazioni eseguiresti per mantenere il legno dei mobili e delle porte in buono stato di conservazione ed evitare ogni forma di degrado o alterazione che si potrebbe verificare nel tempo. 5. Un tuo amico vuole realizzare un mobile utilizzando le tavole che ricava da alcuni tronchi. Ognuno dei tronchi, però, presenta un difetto dato dall’eccentricità, dalle fenditure, dai nodi vivi, dai nodi morti e dalle cipollature. Secondo te, quali tronchi potrebbero essere comunque utilizzati per ottenere un buon lavoro senza compromettere la struttura del mobile?

6. Scrivi alcune considerazioni personali sui vantaggi legati all’utilizzo del legno e sugli svantaggi che derivano da un suo eccessivo utilizzo.

Risolvere problemi e proporre soluzioni.

Partecipare allo svolgimento delle attività secondo i propri limiti e le proprie potenzialità.

Progettare e realizzare prodotti digitali.

Trasformazione delle organiche Trasformazione dellematerie materie organiche

UNITÀ

AREA 2

4 Carta LEZIONE

12. Che cos'è la carta La carta è il prodotto finale di una lavorazione specifica delle fibre di cellulosa ed è utilizzata principalmente per la scrittura e l’imballaggio. La carta è adatta a molteplici usi e per ognuno di questi deve possedere una caratteristica specifica. Così, se la carta è destinata ad avvolgere alimenti, deve resistere ai grassi; per l’industria grafica è indispensabile l’assorbimento dell’inchiostro; per le confezioni è richiesta una buona resistenza allo strappo; se invece è usata per le banconote, non deve usurarsi facilmente. PROPRIETÀ FISICO-CHIMICHE Grammatura: peso della carta, espresso in g/m2. Spessore: misura dello spessore del foglio, espressa in mm. Igroscopicità: capacità di assorbire acqua o umidità. Opacità: proprietà di non lasciarsi attraversare dalla luce.

PROPRIETÀ MECCANICHE Resistenza alla trazione: capacità di resistere a due forze uguali e contrarie. Resistenza allo strappo: poca capacità di resistere alla rottura per lacerazione.

PROPRIETÀ TECNOLOGICHE Lisciatura: capacità di assumere un aspetto ruvido, liscio, satinato. Stampabilità: capacità di assorbire prodotti per la stampa. Collatura: proprietà che migliora la scrivibilità del foglio.

Resistenza alla piegatura: scarsa capacità di opporsi alla piegatura (la carta è facilmente piegabile).

LINK ➜ STORIA Nel 3000 a.C. gli Egizi cominciarono a scrivere su rotoli di papiro, una pianta diffusa lungo il fiume Nilo, costituiti da striscioline pressate ed essiccate. Essendo però un prodotto di origine vegetale, il papiro era soggetto alla formazione di muffe e batteri che lo deterioravano. Nel III secolo a.C. nella città di Pergamo fu creata la pergamena, un sottile strato di pelle di ovini. Alla pergamena fece seguito la carta, inventata

nel 105 a.C. in Cina, che usava come materia prima gli stracci di indumenti. Grazie agli scambi commerciali, la tecnica della fabbricazione della carta arrivò in Europa. Alcuni artigiani di Fabriano, nelle Marche, intorno al XIII secolo applicarono delle innovazioni, introducendo dei macchinari e l’uso della colla animale, derivata dagli scarti delle concerie, che rese la carta più resistente all’attacco dei microrganismi.

Carta

UNITÀ 4

I tipi di carta e gli usi La carta viene impiegata per molteplici necessità quotidiane, che vanno dall’uso domestico all’uso industriale.

Le carte per stampare • Carta da stampa: viene usata nelle tipografie e litografie e si adatta ai vari inchiostri specifici per la stampa; è impiegata per realizzare giornali, dépliant, volantini pubblicitari, libri, carte geografiche. • Carta per quotidiani: di qualità scadente, non contiene sostanze collanti. • Carta patinata: grazie alla sua caratteristica di buona resistenza viene usata per libri e riviste. Le carte per disegnare e scrivere • Carta da disegno: è prodotta con cellulosa pregiata, non contiene sostanze minerali e resiste molto bene alle cancellature. È impiegata anche per i lucidi da disegno. • Carta da ufficio: è la carta utilizzata per stampanti, fotocopie, fax, buste. • Carta per quaderni: viene realizzata con pasta di cellulosa ed è poco assorbente. Le carte per alimenti e imballaggi • Carta da forno: è una carta oleata e resiste alle alte temperature. • Carta accoppiata: si tratta di una carta per alimenti, dotata di una protezione in plastica. • Carta paglia: è usata generalmente per avvolgere alimenti quali carni e salumi, accoppiata a un sottile foglio plastificato. Per fabbricarla si impiega la paglia di grano. • Carta kraft o carta per pacchi: di colore marrone, è molto resistente. Per produrla si usano anche scarti della canapa; è una carta economica. Viene utilizzata per sacchetti, buste della spesa, fogli per rivestire i pacchi. • Carta di riso: è una qualità pregiata, ottenuta dalla pianta del riso; è molto resistente allo strappo e molto sottile, per questo viene impiegata, oltre che per confezioni, per realizzare volumi di migliaia di pagine. Le carte speciali • Carta assorbente: essendo priva di colla risulta molto assorbente e trova largo impiego nella realizzazione di fazzoletti e tovaglioli. • Carta per uso domestico, igienico e sanitario: è usata per asciugamani, rotoli asciugatutto, lenzuola mediche. • Carta per banconote: è di ottima qualità e molto resistente, presenta una filigrana ed è fabbricata esclusivamente dalla Zecca di Stato. • Carta decorativa, carta da parati, carta adesiva, carta per fotografia: si tratta di materiali accoppiati, che hanno un supporto di carta unito ad altre sostanze, come ad esempio la plastica o la colla. IMMAGINA E PROGETTA 1. Raccogli diversi tipi di carte speciali e descrivine le caratteristiche che percepisci col tatto. 2. Crea un messaggio pubblicitario per un prodotto cartario, usando anche delle fotografie scattate da te o delle immagini tratte da giornali e riviste.

I cartoni Cartoni e cartoncini: possono essere ondulati o a più strati. I contorni sono formati da due fogli di carta spessa, incollati e distanziati da un foglio ondulato: in questo modo la struttura diventa rigida e molto resistente. Sono usati prevalentemente per realizzare scatole per l’imballaggio. I cartoncini, costituiti da cartone pressato, sono trasformati in cartellette, raccoglitori e scatole. L’industria che si occupa della trasformazione delle bobine di carta in cartoni è quella cartotecnica. Generalmente ogni cartiera è specializzata in un particolare tipo di carta. Esistono, infatti, cartiere che producono carta per quotidiani, altre specifiche per cartoni da imballo e altre ancora per uso alimentare.

AREA 2

Trasformazione delle materie organiche LEZIONE

13. Ciclo di produzione La materia prima: la cellulosa La cellulosa è una delle componenti fondamentali delle piante a essenza tenera; è presente, ad esempio, negli alberi di pioppo, ma anche nelle piante della canapa e del lino: per questo motivo anticamente la carta era ricavata dagli indumenti realizzati con queste fibre.

I maggiori produttori di legna e cellulosa per carta sono i Paesi ricchi di foreste, come quelli scandinavi e il Canada. In Norvegia, per esempio, esistono delle speciali piantagioni a uso industriale dove vengono piantati alberi che crescono rapidamente, in circa 6-7 anni, e che hanno elevate rese produttive, come i pioppi e le betulle. Una volta tagliati per ricavare il legname utile, gli alberi vengono nuovamente ripiantati.

Per utilizzare la cellulosa come materia prima è necessario estrarla dalle piante. Il metodo più tradizionale è quello di sottoporre il legno scortecciato all’azione abrasiva di una mola rotante che, in presenza di acqua, sottrae gran parte della lignina, la sostanza che rende duro il legno. Si ottiene in questo modo la pasta meccanica, o greggia, di colore paglierino scuro, che presenta il vantaggio di sfruttare al 95% il legno; la qualità però risulta scadente. Trattando chimicamente questa pasta, si riesce a eliminare la lignina residua ottenendo la pasta semi-chimica.

Tutt’altro procedimento è riservato alla produzione della pasta chimica: in particolari autoclavi i trucioli di legno vengono sottoposti all’azione del calore dell’acqua e ai processi chimici che eliminano tutte le sostanze non cellulosiche. La pasta così ottenuta viene utilizzata dall’industria come cellulosa greggia, oppure può subire un processo di sbiancatura, che può avvenire con l’ossigeno, il cloro o l’acqua ossigenata, per rendere la cellulosa più bianca. Il cloro ha sempre dato ottimi risultati perché è in grado › La pasta per carta di dissolvere la lignina senza danneggiare la cellulosa; tuttavia, dal momento che questo elemento è molto inquiPasta I tronchetti di legno scortecciati meccanica vengono sfibrati tramite lame. nante, oggi si preferisce usare l’acqua ossigenata, che è meno inquinante e migliora La pasta viene filtrata, anche la qualità della carta. raffinata, quindi resa più fine, sbiancata e lavata.

Viene poi tolta l’acqua (processo di disidratazione). Pasta chimica

Si ottiene la pasta meccanica.

Trucioli di legno In autoclavi, recipienti ad alta pressione, le scaglie vengono bollite a 150 °C con prodotti chimici per eliminare la lignina dal legno.

Il composto viene filtrato, sbiancato e lavato.

Viene poi tolta l’acqua (processo di disidratazione). Si ottiene la pasta di cellulosa. Confezionata in balle, viene venduta alle cartiere.

La cellulosa che si estrae dalle piante annuali, come il lino, la canapa e il cotone, presenta fibre lunghe che la rendono molto resistente all’usura. La paglia di riso e di frumento è molto usata per ottenere cellulosa adatta alla produzione di cartoni ondulati e carta paglia.

PAROLE DELLA TECNOLOGIA Sbiancatura: è un procedimento chimico che serve per rendere più bianca la cellulosa.

Carta

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PUNTI DI DOMANDA

La macchina continua

1. Da quali piante si ricava la cellulosa? 2. Qual è la differenza tra pasta meccanica e pasta chimica? 3. Come funziona la macchina continua?

Partendo dalla cellulosa si arriva alla carta attraverso una serie di processi di lavorazione automatizzati, eseguiti da apposite macchine. La pasta di cellulosa viene sminuzzata, in presenza di acqua, dentro speciali raffinatori. Le fibre, sotto l’effetto mescolante delle pale rotanti, si dispongono in modo disordinato intrecciandosi e aumentando la compattezza e la resistenza. Per migliorare la qualità della carta si aggiungono minerali in polvere, come caolino, talco o polvere di marmo, che conferiscono peso, opacità e stampabilità al prodotto finito. Infine si aggiunge una colla di origine animale o sintetica, che serve per tenere compatta la pasta e regolare l’assorbenza dell’inchiostro. La colorazione può avvenire aggiungendo il colore all’impasto oppure colorando il foglio con appositi rulli in una fase successiva. La pasta viene avviata sui nastri trasportatori della macchina continua, dove una serie di coppie di cilindri, a mano a mano che avanza, la compattano e l’asciugano. L’ultima coppia di cilindri, chiamata calandra, determina lo spessore finale, oltre a diminuire la porosità della carta e ad aumentarne la brillantezza. Il foglio, che esce dalla macchina continua alla velocità di circa 2 chilometri al minuto, viene avvolto in una bobina. In ogni bobina è avvolto un foglio di carta lungo fino a 10 chilometri e largo anche 10 metri.

› La macchina continua Pasta meccanica Magazzini della materia prima

1 Nel raffinatore conico le fibre, che vengono miscelate continuamente, si intrecciano tra di loro.

Pasta di cellulosa Pasta semi-chimica

3 Nella vasca di afflusso il materiale è costituito per il 95-97% da acqua e per la percentuale restante da fibre. Questo componente ha il compito di distribuire l’impasto in modo uniforme sulla tela.

2 A seconda del tipo di carta che si vuole ottenere, all’impasto vengono aggiunti caolino, coloranti e collanti.

4 L’impasto viene posto su una rete metallica mentre una serie di rulli fa avanzare il foglio.

Nella seccheria il sottile foglio passa attraverso una serie di rulli che lo privano dell’acqua restante. 6

7 Il foglio umido passa nella calandra, costituita da una serie di rulli riscaldati che rendono la superficie liscia, lucida e brillante.

8 Infine, il foglio di carta viene avvolto in grandi bobine che possono raggiungere una lunghezza di 10 chilometri.

5 Le fibre di cellulosa rimangono sulla tela e l’impasto si compatta mentre l’acqua filtra verso il basso.

La bobina ottenuta dalle lavorazioni con la macchina continua viene tagliata trasversalmente in bobine di dimensioni inferiori, della larghezza di 1 o 2 metri, che vengono poi inviate ad altre cartiere più piccole, che si occupano di ulteriori processi di lavorazione.

AREA 2

Trasformazione delle materie organiche

EDUCAZIONE AMBIENTALE LEZIONE

14. Sostenibilità e riciclo Acquistare un prodotto di carta o cartone proveniente da foreste che non siano state tagliate illegalmente o in violazione dei diritti civili dei lavoratori è molto importante, ma spesso risulta difficile; come si può essere certi di acquistare prodotti sicuri?

Le certificazioni per la carta Su buste, libri e riviste a volte si trova stampato il logo FSC. Che cosa significa? Il marchio FSC (Forest Stewardship Council) certifica che la carta impiegata è stata realizzata con materie prime provenienti da foreste dove sono rispettati rigorosi standard ambientali, sociali ed economici. La certificazione FSC, riconosciuta a livello internazionale, garantisce una gestione ecosostenibile delle foreste tutelando e salvaguardando l’ambiente. Oltre al marchio FSC esistono anche altre certificazioni, come ad esempio il PEFC (Programma per il riconoscimento di schemi nazionali di Certificazione Forestale).

La carta da macero Carta e cartoni non più utili diventano rifiuti che possono essere riutilizzati per ricavare nuova carta. La carta recuperata prende il nome di carta da macero, dalla quale, attraverso diversi processi, si ottiene la carta riciclata.

Per produrre un megagrammo di nuova carta a partire dalla carta da macero sono necessari 1 900 litri di acqua e 2 500 kWh di energia; usando materie prime si utilizzano, invece, 3 500 litri di acqua e 4 700 kWh di energia, oltre a 1 800 kg di legno (circa 10 alberi).

L’utilizzo della carta da macero per produrre nuova carta comporta diversi vantaggi. • Si limita il taglio di nuovi alberi: utilizzare la carta da macero per ricavare fibre di cellulosa costituisce un grande risparmio in termini di legno necessario per la produzione di nuova cellulosa, con una conseguente salvaguardia degli equilibri ambientali. • Si limita lo smaltimento nelle discariche: in questo modo diminuisce la quantità di rifiuti che continuamente si accumulano nelle discariche. • Si evita di bruciare rifiuti di carta negli inceneritori: di conseguenza si evitano pericolose emissioni di gas inquinanti per l’ambiente.

I materiali accoppiati e il Tetra Pak Il termine Tetra Pak, conosciuto come un sistema per la confezione di alimenti, non è altro che il nome dell’azienda multinazionale che per prima mise sul mer-cato questo tipo di contenitore, il quale inizialmente aveva la forma di un tetraedro, ovvero un solido a quattro facce. Oggi tale termine indica un contenitore di cartoncino accoppiato con altri materiali, impermeabile all’aria. È costituito da una pellicola di alluminio e un cartoncino, pressati tra due rulli riscaldati, tra i quali è inserito un velo di polietilene che, sotto l’effetto del calore, fa da collante tra i due strati esterni. Il primo prodotto conservato in tale contenitore è stato il latte, mentre oggi vi si confezionano molti prodotti liquidi, come succhi di frutta o vino, e conserve. Va ricordato che, purtroppo, non sempre è possibile smaltire questo materiale in modo differenziato perché la separazione dei vari componenti è difficoltosa e necessita di costi elevati.

Polietilene Pellicola di alluminio Polietilene

Cartoncino

Polietilene

UNITÀ 4

Carta

• Si risparmiano acqua ed energia elettrica, due importantissime risorse: la filiera del macero rappresenta un valido contributo per il risparmio energetico e per un minore consumo di acqua durante i processi di lavorazione da cui si ottengono le paste per carta. Il riciclaggio ha inizio con la raccolta di tutti i prodotti a base di cellulosa, come gli imballaggi che portiamo a casa con la spesa e poi quotidiani, riviste, quaderni, fogli da disegno, libri e cartoni, posti in appositi contenitori.

Carta e cartone che hanno completato il proprio ciclo di utilità prendono il nome di carta da macero, che viene distinta in: • carta da macero industriale, proveniente dagli scarti delle varie attività industriali, come tipografie e grandi magazzini; • carta da macero domestica, ottenuta tramite la raccolta porta a porta effettuata dai Comuni; comprende i rifiuti di abitazioni e di piccole attività commerciali. In questo caso l’operazione è più complessa per via della raccolta molto varia e non sempre ben selezionata.

› Il riciclo della carta

Il riciclaggio si svolge in due fasi distinte: • recupero delle fibre dalla carta da macero; • produzione della carta riciclata. Purtroppo, il riciclaggio della carta non può avvenire all’infinito, come per altri materiali, perché a ogni riciclo le fibre si indeboliscono e si spezzano; dopo 5-6 volte sono talmente ridotte da non poter essere più riutilizzate.

PUNTI DI DOMANDA 1. A che cosa serve la certificazione della carta? 2. Perché è importante la carta da macero? 3. Come avviene il riciclo della carta?

La carta e il cartone provenienti dalla raccolta differenziata, dalla raccolta porta a porta dei Comuni e dalle isole ecologiche vengono portati presso i centri di raccolta.

2 In questi centri il materiale viene separato dai corpi estranei.

Il materiale filtrato viene compresso in balle. 3

4 Le balle di carta vengono acquistate dalle cartiere.

5 Le balle di carta vengono sminuzzate.

Il materiale viene immerso nell’acqua all’interno di uno spappolatore per ottenere un impasto. 6

Segue la depurazione, un processo mediante il quale le fibre, con l’ausilio di mezzi chimici o meccanici, vengono ripulite da residui di resine, collanti ed eventuali patinature. 8 Segue la disinchiostrazione, passaggio obbligato in quanto sia i quotidiani sia le riviste presentano alte percentuali di inchiostro di stampa, che deve essere eliminato per ottenere una pasta bianca, chiamata in gergo pasta carta.

9 La pasta carta proveniente dalla carta macero viene utilizzata da sola o mista a pasta carta vergine e viene trasferita nella macchina continua per produrre nuove bobine di carta.

IN BREVE

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

DIDATTICA INCLUSIVA

BES

Lezione 12 - Che cos’è la carta La carta è il prodotto finale della lavorazione delle fibre di cellulosa ed è utilizzata principalmente come supporto per la scrittura e l’imballaggio. A seconda del tipo di impasto si possono ottenere diversi tipi di carta: • la carta da stampa, sottile e con buona assorbenza agli inchiostri tipografici; • la carta da disegno, prodotta con cellulosa di buona qualità; • la carta per quaderni, poco assorbente; • la carta per alimenti, resistente ai grassi; • la carta per pacchi, resistente allo strappo; • le carte speciali, come la carta per banconote, resistente all’usura nel tempo; • i cartoni, costituiti da due fogli di carta spessa per garantire rigidità e resistenza, impiegati nella produzione di scatole per l’imballaggio. Lezione 13 - Ciclo di produzione La materia prima utilizzata per la produzione della carta è la cellulosa, estratta principalmente da alberi a essenza tenera come il pioppo, ma anche da piante come la canapa e il lino. Dal legno si ottengono la pasta meccanica, mediante procedimenti meccanici, e la pasta chimica, tramite processi chimici. La produzione della carta avviene con la macchina continua, un grande impianto in cui viene inserito un impasto costituito per il 95% da acqua e in minima parte da fibre di cellulosa e da altre sostanze per migliorarne le caratteristiche finali. L’impasto viene steso su un telo di rete metallica e, mentre le fibre rimangono sulla tela, l’acqua viene recuperata in basso. L’impasto passa poi in una lunga serie di rulli che dapprima lo compattano, poi lo asciugano e, se necessario, lo lucidano; quindi viene avvolto su una grande bobina. La bobina, lunga fino a dieci chilometri, verrà tagliata secondo le lunghezze commerciali e venduta alle varie tipografie o industrie del settore. Lezione 14 - Sostenibilità e riciclo La carta e i cartoni vengono raccolti dai Comuni e poi gestiti da centri specializzati che si occupano di recuperare le fibre di cellulosa per ottenere nuova carta. Il recupero di carta e cartone e il successivo riciclaggio evitano il ricorso alle discariche e agli inceneritori; permettono inoltre di risparmiare acqua ed energia elettrica rispetto alle quantità impiegate partendo da materie prime. Evitano, infine, il taglio di nuovi alberi da cui ricavare il legno da destinare al ciclo produttivo.

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