Los adolescentes de Massachusetts toman la iniciativa en el carbono incorporado

El equipo de robótica Brickwolves de la escuela Waring desarrolló un plan de estudios de calculadora de carbono para estudiantes para capacitar a los estudiantes con información sobre el carbono incorporado.

por Charlie Pound (octavo grado), un miembro de la Escuela Waring Brickwolves, un equipo de 14 y 15 años que participa en el Primera Liga Lego (FLL) competencia STEM global

"Mientras estaba fuera de la Casa del Estado de Massachusetts en Boston a las 11:30 a. M. De un viernes por la mañana, miré a mi alrededor a una gran multitud de estudiantes y otros jóvenes con carteles". Así fue como Olive Sauder, miembro de la Waring School Brickwolves, describió la huelga climática estudiantil global del 20 de septiembre de 2019, que se inspiró en la activista sueca Greta Thunberg.

Casi todos los miembros de nuestro equipo de robótica asistieron a la huelga climática y estábamos rodeados por dos tercios del alumnado de la Escuela Waring. Más de 6.000 estudiantes de otras escuelas con ideas afines se unieron a nosotros y se tomaron un día libre para protestar por la inacción del gobierno sobre el cambio climático a nivel estatal y federal.

Miembros del equipo de los Brickwolves de Waring School en la huelga climática de Boston

Los discursos comenzaron y se prolongaron durante casi dos horas. Durante los discursos, a los Brickwolves que asistieron les sorprendió que, aunque los oradores eran claramente apasionados por el cambio climático, no enfatizaron datos científicos o soluciones específicas que hubieran hecho más convincentes sus argumentos a favor del cambio de políticas. “Los oradores se centraron en imágenes clásicas del cambio climático: transporte ineficiente y grandes fábricas, mientras que en realidad, esos no son los mayores contribuyentes al cambio climático”, dijo Olive. Por ejemplo, la creación y operación de edificios es responsable del 40% de todas las emisiones anuales de gases de efecto invernadero en todo el mundo, pero los oradores de la huelga climática no lo mencionaron.

Si los estudiantes quieren presionar eficazmente al gobierno para que tome medidas con respecto al medio ambiente, deben poder utilizar hechos convincentes y el vocabulario adecuado para asegurarse de que los adultos que estén en condiciones de implementar cambios los escuchen. Nuestro equipo de robótica se dio cuenta de que podíamos empoderar a los jóvenes, brindándoles los datos y conocimientos específicos que necesitan, a través de nuestro Proyecto de Innovación.

The Waring School Brickwolves es un PRIMERA Liga Lego (FLL) equipo de robótica. FLL es la competencia de robótica más grande del mundo, con 38.800 equipos y 310.400 participantes. Como parte de la competencia anual, cada equipo completa un Proyecto de innovación relacionado con el tema de ese año.

At the start of the season, inspired by the global student climate strike, we thought in somewhat vague terms about doing a City Shaper project aimed at helping the environment. We were also inspired by the fact that our school, the Waring School in Beverly, Massachusetts, is constructing a new building designed to be extremely energy efficient. This provided a perfect opportunity to study how buildings impact the environment.

Nuestro equipo en los Campeonatos del Estado. De izquierda a derecha; Owen Cooper, Francis Schaefer (entrenador y profesor de física), Peter Hanna, Adam Madeja, Charlie Pound, Olive Sauder, Amelia Wyler, Chris Douglas, Collin Keegan, Sarah Carlson-Lier (entrenador y bibliotecario escolar)

Nos enteramos de que nuestro edificio escolar planificado, que se espera que abra en diciembre de 2020, está diseñado para cumplir con un estándar de sostenibilidad llamado "Casa pasiva". Este estándar es el estándar de sostenibilidad más riguroso del mundo y requiere que el edificio use 9 veces menos energía que un edificio promedio. También requiere que el edificio esté virtualmente sellado para evitar la pérdida de calor. Nuestra escuela será la primera escuela secundaria en Nueva Inglaterra en tener un edificio escolar Passive House.

With the help of one of our teachers, we contacted the architect working on our new building, Tim Lock, to jump start our project. Tim is the principal architect at OPAL, a leading Passive House firm for commercial-scale projects. During our interview with Tim, he told our team that Passive House is the best standard to lower the operational carbon of a building. He explained that operational carbon is the carbon that a building emits due to lights, appliances, heating, cooling, and other electric items. However, he also pointed out that Passive House doesn’t address the other 50% of the carbon emitted over the life cycle of a structure, which is called embodied carbon, the emissions associated with building construction, including extracting, transporting, and manufacturing materials.

Una representación del edificio de la nueva casa pasiva en Waring School.

Tim Lock nos dijo que el carbono incorporado representa aproximadamente 20% de las emisiones globales al año y las empresas y los gobiernos lo ignoran en su mayoría porque es muy difícil de calcular y abordar. El carbono incorporado es difícil de medir, ya que requiere conocimientos avanzados y un software costoso para completar lo que se llama una Evaluación del ciclo de vida del edificio completo (WBLCA). WBLCA es un complemento opcional para las aplicaciones arquitectónicas populares, pero su uso puede resultar confuso y requiere conocimientos avanzados de arquitectura y diseño 3D. Sería un desafío para un estudiante de secundaria o preparatoria comprender el desafío de reducir el carbono incorporado mediante el uso de una herramienta de este tipo.

We imagined students walking around their school, taking measurements, and seeing their school in a new way. We also wanted them to obtain data and numbers about their school’s embodied carbon from the SCC to empower them with information when they spoke to adults about the issue. Finally, we wanted the calculator to give students specific ways to improve the carbon footprint of their school buildings.

With the help of Suzanne Strahl-Cooper, an expert web developer who is also Owen’s mom, we began to code our idea into reality. We needed to integrate some key data, including values for embodied carbon emissions of typical building materials. We were very relieved when team members Collin and Chris came running into our work space ecstatic that they had found the Base de datos del Inventario de Carbono y Energía (ICE), publicado por Circular Ecology, una organización de la Universidad de Bath en el Reino Unido.

Después de horas de revisar la base de datos de ICE, encontramos los números que necesitábamos.

Usando valores que encontramos en la base de datos de ICE, creamos un formulario pidiendo a los estudiantes medidas específicas del edificio de su escuela, como el área cuadrada del edificio, los perímetros de las habitaciones, los materiales y el grosor de las paredes. Codificamos una ecuación matemática compleja para calcular el carbono incorporado utilizando valores y números de la base de datos ICE. Trabajamos muchas horas aprendiendo a codificar en una sala de conferencias a veces fría, pero nos sentimos orgullosos cuando nuestras ideas comenzaron a transformarse en realidad y comprendimos las complejidades de cómo funcionaba el código detrás de los cálculos.

El código detrás de nuestra Calculadora de carbono para estudiantes

Terminamos el SCC justo a tiempo para nuestro primer torneo de FLL, el Torneo de Clasificación de Revere. Ganamos el primer lugar en parte porque a los jueces les encantó nuestra aplicación de software: el SCC. Dijeron que nuestro proyecto era "súper sólido" y estaba "empoderando a otros". Ganar el torneo clasificatorio nos dio la oportunidad de competir en el campeonato estatal en Newton, Massachusetts, lo que significó que tuvimos que luchar para mejorar nuestro proyecto.

In the week between the two tournaments, we met with Sam Hoyo, the director of sciences for the Arlington school system. She helped us identify how a curriculum based on the SCC might fit into the Massachusetts Education Frameworks, the guidelines for courses in Massachusetts’ public schools. She then helped us craft the outline for a 30-day Project Based Learning curriculum on embodied carbon using our SCC. We got it done just in time to head off to Newton.

Con la ayuda del director de la escuela de Arlington, Mike Hanna, quien también es el padre de Peter Hanna, determinamos cómo diseñar un plan de estudios de carbono incorporado más desarrollado alrededor de nuestra calculadora. Sin embargo, casi no había recursos para aprovechar porque nadie más había hecho lo que estábamos tratando de hacer.

Sin embargo, también es difícil porque hay pocos materiales sobre el carbono incorporado que sean adecuados para que los estudiantes los usen, los pidan prestados o los hagamos referencia.

Mike Hanna trabajando con Peter, Olive y Chris en la edición del plan de estudios.

Aproximadamente una semana después de que calificamos para Worlds, Andrew Himes, ex ejecutivo de Microsoft y especialista en programas del Carbon Leadership Forum, encontró un artículo en línea sobre nosotros en el Tiempos de Gloucester, un periódico local. Como activista apasionado por reducir el carbono incorporado, Andrew se acercó a nosotros para felicitarnos y ofrecernos ayuda. Durante nuestra primera videoconferencia con Andrew, habló sobre la misión del Carbon Leadership Forum de reducir drásticamente el carbono incorporado a través de la investigación, la educación y la acción. Él apoyó mucho nuestro plan de estudios y se ofreció a leerlo cuando estuviera listo.

After many hours of hard work, we sent the first draft of our curriculum off to be critiqued by Mike Hanna, and we asked one of the teachers at the Waring School to run a condensed version of our curriculum in his 8th-grade science class. We thought we had better test it out!

Se me prohibió responder preguntas durante las primeras dos clases porque había ayudado a crear las preguntas. Entonces, sentado en silencio, disfruté viendo a toda la clase comenzar a comprender el carbono incorporado y usar el SCC. Vi que nuestro arduo trabajo dio sus frutos cuando el primer grupo de estudiantes aprendió sobre este importante tema.

Después de que se evaluó el SCC en mi clase de ciencias, los estudiantes y el maestro nos dieron valiosos comentarios sobre cómo mejorar el SCC y el plan de estudios. Por ejemplo, vieron que nos habíamos olvidado de incluir el carbono incorporado en los cimientos de un edificio. ¡También encontraron muchos errores ortográficos!

Chris Douglas y Olive Sauder, miembros de los Brickwolves de Waring School, enseñan la versión de diez días de nuestro plan de estudios.

Actualmente, estamos trabajando con otra escuela en Arlington para ver si están dispuestos a ejecutar nuestro plan de estudios de 30 días en clases de ciencias. Esperamos poder presentarles nuestras ideas en las próximas semanas.

Andrew Himes y Kate Simonen no solo nos brindaron recursos valiosos para nuestro plan de estudios y nos presentaron muchos conceptos nuevos, sino que también están considerando alojar nuestro plan de estudios en el sitio web de CLF. Esto permitiría que personas de todo el mundo vieran nuestro trabajo y difundiría el uso de nuestra calculadora más allá de lo que jamás habíamos imaginado. Sin esa ayuda de la CLF, nuestro proyecto solo incluiría las competencias de robótica, que finalizan a partir de este año. Con suerte, con la ayuda de CLF, podremos difundir nuestro plan de estudios por todo el país, y tal vez incluso más allá, para que pueda utilizarse durante muchos años.