5 de marzo de 2020

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.

Charlie Pound

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.

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.

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.

El tema de este año es "City Shaper", en otras palabras, un enfoque en la planificación, los edificios y la construcción de la ciudad.

Al comienzo de la temporada, inspirados por la huelga global de estudiantes por el clima, pensamos en términos un tanto vagos sobre hacer un proyecto de City Shaper destinado a ayudar al medio ambiente. También nos inspiró el hecho de que nuestra escuela, Waring School en Beverly, Massachusetts, está construyendo un nuevo edificio diseñado para ser extremadamente eficiente en términos de energía. Esto brindó una oportunidad perfecta para estudiar cómo los edificios impactan el medio ambiente.

Equipo Brickwolves

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.

Estábamos entusiasmados con esta idea porque educaría a los estudiantes sobre las ideas generales del carbono incorporado, la construcción y los gases de efecto invernadero, al tiempo que haría que el problema fuera personal y cercano al enfocarse en las escuelas.

Con la ayuda de uno de nuestros profesores, contactamos al arquitecto que trabaja en nuestro nuevo edificio, Tim Lock, para poner en marcha nuestro proyecto. Tim es el arquitecto principal de OPAL, una firma líder de casas pasivas para proyectos a escala comercial. Durante nuestra entrevista con Tim, le dijo a nuestro equipo que Passive House es el mejor estándar para reducir el carbono operativo de un edificio. Explicó que el carbono operativo es el carbono que emite un edificio debido a las luces, electrodomésticos, calefacción, refrigeración y otros elementos eléctricos. Sin embargo, también señaló que Passive House no aborda el otro 50% del carbono emitido durante el ciclo de vida de una estructura, que se llama carbono incorporado, las emisiones asociadas con la construcción de edificios, incluida la extracción, el transporte y la fabricación de materiales.

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.

Hablamos con otro arquitecto que había estado diseñando escuelas durante 30 años. Nunca había oído hablar del carbono incorporado o del estándar Passive House.

Luego nos dimos cuenta de que el carbono incorporado es un tema nuevo e importante, pero también es prácticamente desconocido, incluso para algunos profesionales que trabajan en el campo. Nuestro Proyecto de Innovación podría ayudar a difundir la comprensión sobre el carbono incorporado a los estudiantes de todo Estados Unidos y más allá.

codificación

Suzanne Strahl-Cooper y Charlie Pound trabajando juntos en la codificación de Student Carbon Calculator.

Decidimos codificar una calculadora que permitiría a los estudiantes determinar el carbono incorporado para sus escuelas. Llamamos a nuestra idea Calculadora de carbono para estudiantes (SCC). Estábamos emocionados porque pensamos que nuestro proyecto podría educar a los estudiantes en general sobre el carbono incorporado, la construcción y los gases de efecto invernadero, al mismo tiempo que hace que el problema sea personal y cercano al enfocarse en sus escuelas.

Imaginamos a los estudiantes caminando por su escuela, tomando medidas y viendo su escuela de una manera nueva. También queríamos que obtuvieran datos y números sobre el carbono incorporado en su escuela del SCC para empoderarlos con información cuando hablaran con adultos sobre el tema. Finalmente, queríamos que la calculadora brindara a los estudiantes formas específicas de mejorar la huella de carbono de sus edificios escolares.

Con la ayuda de Suzanne Strahl-Cooper, una desarrolladora web experta que también es la madre de Owen, comenzamos a codificar nuestra idea en realidad. Necesitábamos integrar algunos datos clave, incluidos los valores de las emisiones de carbono incorporadas de los materiales de construcción típicos. Nos sentimos muy aliviados cuando los miembros del equipo, Collin y Chris, llegaron corriendo a nuestro espacio de trabajo, extasiados de haber encontrado el 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.

En la semana entre los dos torneos, nos reunimos con Sam Hoyo, director de ciencias del sistema escolar de Arlington. Ella nos ayudó a identificar cómo un plan de estudios basado en el SCC podría encajar en los Marcos de Educación de Massachusetts, las pautas para los cursos en las escuelas públicas de Massachusetts. Luego nos ayudó a elaborar el esquema para un plan de estudios de aprendizaje basado en proyectos de 30 días sobre carbono incorporado utilizando nuestro SCC. Lo hicimos justo a tiempo para dirigirnos a Newton.

puramente decorativo

Owen y Chris preparan nuestro robot en los campeonatos estatales. (Foto cortesía de LigerBots)

El día del Torneo Estatal fue emocionante pero intenso, y todos estábamos nerviosos. Afortunadamente, obtuvimos un récord mundial de 600 puntos en la parte del juego de robots de la competencia, lo hicimos muy bien en el Juicio del Proyecto de Innovación relacionado con el SCC, lo que resultó en que ganáramos la competencia y obtuvimos el derecho a ir al PRIMER Campeonato Mundial. 29 de abril al 2 de mayo en Detroit.

Los jueces llamaron a nuestro Proyecto de Innovación "una solución innovadora que marcará la diferencia".

Desde nuestra victoria en el Campeonato Estatal, hemos tenido casi cinco meses para prepararnos para el FIRST World Championship en Detroit, Worlds, por lo que sabíamos que teníamos tiempo para convertir nuestro esquema en un plan de estudios completo. Comenzamos el complicado (y tedioso) proceso de completar el formulario de 60 páginas para una clase de ciencia y tecnología de aprendizaje basado en proyectos.

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.

Por lo que sabemos, el carbono incorporado no ha sido una materia que enseñen las escuelas. Eso es emocionante, porque significa que probablemente seamos uno de los primeros en crear un plan de estudios sobre el tema.

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.

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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.

Después de muchas horas de arduo trabajo, enviamos el primer borrador de nuestro plan de estudios para que Mike Hanna lo criticara, y le pedimos a uno de los maestros de la escuela Waring que ejecutara una versión condensada de nuestro plan de estudios en su clase de ciencias de octavo grado. ¡Pensamos que sería mejor probarlo!

Fue una experiencia increíble ver a mis compañeros de equipo enseñar un tema sobre el que sabían mucho y para el que habían pasado tantas horas preparándose. Estaba muy orgulloso de ellos.

Soy el único estudiante de octavo grado en nuestro equipo de FLL, así que estaba emocionado pero nervioso por ser un estudiante en una clase para la cual había ayudado a crear el plan de estudios. Sabía que también sería un poco extraño, porque el profesor invitó a algunos de mis compañeros de equipo a dar la clase.

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.

Chris Douglas, uno de mis compañeros de equipo que ayudó a impartir la clase, dijo: “Después de poner todo este trabajo en la creación de un plan de estudios, fue realmente sorprendente ver que pasaba de ser algo teórico a ser utilizado para ayudar a educar a los estudiantes y tener un impacto positivo . La perspectiva de enseñar un curso a personas que conoces que son menos de un año más jóvenes que tú parecía bastante absurda al principio, especialmente porque nunca había enseñado antes ".

El profesor de ciencias cuya clase utilizó el SCC dijo que “Me pareció asombroso ver a los estudiantes del equipo pasar de la investigación a la enseñanza. Vi su experiencia, conocimiento y confianza; simplemente muestra que cuando los niños estudian profundamente algo, pueden tener una experiencia real. Fue divertido ver a Chris y Olive negociar como expertos y al mismo tiempo ser solo un año mayores ". Matt, un compañero de estudios de mi clase de ciencias, dijo: "El SCC es un gran programa que ayudará a las personas a aprender sobre el carbono incorporado".

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!

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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.

Esperamos que la próxima vez que los miembros de nuestro equipo asistan a una huelga climática, veamos a los estudiantes que han tomado nuestro curso y están empoderados por lo que han aprendido sobre el cambio climático y, en particular, el papel importante, pero subestimado, del carbono incorporado. Esperamos escucharlos hablar armados con datos e información específicos para que los adultos se vean obligados a escuchar.

El Carbon Leadership Forum ahora está revisando nuestro plan de estudios para su posible publicación en el sitio web de CLF. Para obtener más información sobre nuestro equipo, visite el sitio web de nuestro equipo y el sitio web de nuestra escuela.

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