Costruire una Carbon Smart Community con i Lego

di Andrew Himes, Carbon Leadership Forum
Cosa può dirci un team di studenti della 6a elementare di Redmond, Washington, sul cambiamento climatico, sulle emissioni di carbonio incarnate dalla costruzione di edifici e sul potenziale di duro lavoro e pensiero innovativo per trasformare un'industria?

Molto, si scopre! Un gruppo di amici - tre ragazze e tre ragazzi - ha presentato il proprio progetto per una Carbon Smart Community al concorso regionale della First Lego League il 15 dicembre 2019 presso la Chinook Middle School di Bellevue, Washington.

Il team di Auto Bots, da sinistra a destra: Vrinda Sankarakumar, Ridhi Rao Gundapuneni, Karthik Abhinav Javvadi, Sanvi Agarwal, Aidan Francis, Naythan Saldanha

I sei giovani hanno sentito parlare di un nuovo strumento software, l'EC3, o Embodied Carbon in Construction Calculator, utilizzato per ridurre drasticamente le emissioni di anidride carbonica associate ai materiali e alla costruzione in 17 nuovi edifici Microsoft in costruzione vicino alle loro case. Katie Ross ed Esther Christoffersen di Microsoft hanno aiutato il team con una dimostrazione del nuovo progetto di modernizzazione del campus, hanno spiegato gli sforzi di sostenibilità di Microsoft e li hanno anche introdotti allo strumento EC3. Lo strumento EC3 è un'iniziativa del Carbon Leadership Forum e la Charles Pankow Foundation ha convocato quasi cinquanta organizzazioni per supportare lo sviluppo di questa risorsa non proprietaria.

17 nuovi edifici nel rinnovato campus Microsoft a Redmond, WA

I sei amici hanno formato una squadra per competere nella First Lego League, un concorso globale in cui gli studenti creano un progetto che utilizza la scienza, la matematica e la tecnologia per risolvere le sfide del mondo reale, creando fiducia, accrescendo le loro conoscenze e sviluppando abitudini di apprendimento . I team competono per un Global Innovation Award che mette in mostra le loro soluzioni innovative.

Gli Auto Bot - come hanno chiamato gli amici il loro team - si sono concentrati su come gli edifici stanno contribuendo alle emissioni globali di carbonio e hanno rivolto la loro attenzione alle soluzioni ai cambiamenti climatici. KD Hallman, un ambientalista ed ex VP di Microsoft, ha fornito loro informazioni sui problemi causati dal cambiamento climatico e indicazioni su diversi modi per affrontarli.

Ridhi Gundapuneni

Ridhi Gundapuneni, 11 anni, scuola media di Tyee: “Dobbiamo trovare soluzioni al cambiamento climatico perché questo sta influenzando gravemente il mondo. Utilizzando più combustibili fossili, generiamo più gas serra e inquinanti. In questo modo, influenziamo il riscaldamento globale. Questo riscaldamento globale può essere dannoso per noi, le nostre piante e l'intero ecosistema, inclusi animali innocenti, che non hanno avuto alcun ruolo in questo. Ho deciso di far parte di una squadra della First Lego League perché volevo aiutare le persone e abbracciare il mio lato creativo, per trovare soluzioni che potessero essere utilizzate nella vita reale. Tutti i giorni incontriamo problemi, ma non pensiamo mai a come risolverli. Di tanto in tanto, un'idea potrebbe venire alla nostra mente, ma la maggior parte di noi è semplicemente troppo pigra per cercare di trovare soluzioni ai propri problemi. FLL ci dà la soddisfazione di risolvere noi stessi questi problemi quotidiani e di renderci orgogliosi ".

Il team ha deciso di concentrare il proprio progetto sul carbonio incarnato nei materiali da costruzione e nella costruzione perché aveva appreso dell'enorme impatto che la produzione e il trasporto di materiali ha sull'impronta di carbonio complessiva degli edifici, inclusi anche edifici nuovi di zecca prima che le persone iniziassero a vivere e lavorare in loro.

Vrinda Sankarakumar

Vrinda Sankarakumar, 12 anni, scuola media di Kirkland: “Il carbonio incorporato è il carbonio emesso durante la fabbricazione di materiali da costruzione e il loro trasporto. Ad esempio, molta energia viene utilizzata per produrre acciaio e cemento. Se i combustibili fossili vengono bruciati per produrre questa energia, si ottengono emissioni di carbonio. Se il calcestruzzo viene trasportato utilizzando un camion, aumenta anche le emissioni di carbonio. Il 11% delle emissioni globali di carbonio è dovuto al carbonio incorporato dagli edifici. Man mano che la popolazione continua ad aumentare, verranno costruiti più edifici e questo porterà a più emissioni di carbonio. Dobbiamo ridurre il carbonio incorporato in modo che le emissioni totali di carbonio diminuiranno ".

Il team ha appreso dello strumento Embodied Carbon in Construction Calculator (EC3), un'iniziativa del Carbon Leadership Forum presso l'Università di Washington, guidato dalla professoressa Kate Somonen. Lo strumento EC3 è uno strumento gratuito e facile da usare che consente il benchmarking, la valutazione e la riduzione del carbonio incorporato, incentrato sulle emissioni iniziali della catena di approvvigionamento dei materiali da costruzione. Lo strumento EC3 utilizza quantità di materiale da costruzione da stime di costruzione e / o modelli BIM e un robusto database di dichiarazioni ambientali di prodotto (EPD) digitali verificate da terze parti. Basato su questi dati, lo strumento EC3 può essere utilizzato sia nella fase di progettazione che in quella di approvvigionamento di un progetto di costruzione per esaminare le emissioni complessive di carbonio incorporate di un progetto, consentendo la specifica e l'approvvigionamento delle opzioni a basse emissioni di carbonio.

Naythan Saldanha

Naythan Saldanha, 12 anni, Rose Hill Middle School: Mi piace risolvere i problemi con la mia squadra. Mi piace anche vedere la gentile professionalità mostrata dalle altre squadre. La sfida ci fa pensare a soluzioni innovative ai problemi della vita reale all'interno delle nostre comunità. Lo strumento EC3 ci permetterà di vedere quanto carbonio incorporato è presente nei materiali da costruzione e come possiamo ridurlo apportando modifiche al modo in cui acquistiamo questi materiali. Grazie a questo strumento possiamo portare un cambiamento nel settore edile ".

Piuttosto che limitarsi solo al carbonio incarnato, il team ha progettato un'intera "Carbon Smart Community" progettata per essere sia a basso contenuto di carbonio incorporato che altamente efficiente nel suo uso di energia. Hanno costruito un modello della loro comunità con lo stesso set limitato di blocchi Lego fornito a ogni squadra in modo che tutte le squadre inizino con le stesse risorse. Ogni edificio nella loro Carbon Smart Community ha pannelli solari sul tetto e per progettazione è realizzato con materiali riciclabili.

Modello di una Carbon Smart Community, versione 2.0 del team Auto Bot

Karthik Abhinav Javvadi (Abhi)

Karthik Abhinav Javvadi (Abhi), 12 anni, Rose Hill Middle School: “Ho deciso di far parte di una squadra della First Lego League perché volevo lavorare sui problemi del mondo reale con i miei amici, costruire robot e imparare a programmare. La nostra Carbon Smart Community è una community a zero emissioni di carbonio percorribile e accessibile. Dispone di edifici sostenibili ed efficienti dal punto di vista energetico. Tutti gli edifici sono costruiti con materiali che immagazzinano carbonio come legno massiccio e cemento che immagazzina carbonio ".

Un obiettivo chiave del design della comunità era sposare bellezza e funzionalità. Il team ha progettato una soluzione innovativa per la manutenzione di "tetti verdi" su edifici e case in climi secchi dove c'è meno pioggia. Le case raccolgono e riciclano le piogge per sostenere tetti viventi fatti di erba e altre piante che sono belle mentre riparano gli occupanti delle case, immagazzinano anidride carbonica ed espirano ossigeno.

Sanvi Agarwal

Sanvi Agarwal, 11 anni, Willows Preparatory School: “Ho pensato che la First Lego League fosse una competizione interessante a cui prendere parte e ho pensato che sarebbe stato divertente conoscere il nostro mondo. La nostra Carbon Smart Community è costruita in modo che tutto sia a una distanza percorribile in modo da non dover utilizzare le auto. Inoltre, tutti gli uffici e le fabbriche sono nell'angolo e le case sono al centro, quindi ovunque devi andare è vicino e ci sono anche pannelli solari in cima a tutti gli edifici ".

Come parte della ricerca del team all'inizio del progetto, hanno visitato il vicino campus di Microsoft per comprendere l'enorme quantità di emissioni di carbonio incorporate legate ai moderni materiali da costruzione. Hanno imparato che per ogni tonnellata di cemento Portland prodotto, il processo rilascia una tonnellata equivalente di anidride carbonica nell'atmosfera. Hanno anche appreso nuovi metodi di produzione del calcestruzzo che possono potenzialmente sequestrare, o immagazzinare permanentemente, l'anidride carbonica negli edifici mentre creano calcestruzzo più forte e più resistente.

Aidan Francis

Aidan Francis, 12 anni, Rose Hill Middle School: Ho deciso per la prima volta di far parte di una squadra della First Lego League perché quando ho saputo della League ero ossessionato dai Lego. Questo mi ha ispirato ad andare oltre il mio normale edificio Lego per essere un giocatore di squadra migliore, aiutando a creare una soluzione reale. Penso che sia importante trovare soluzioni al cambiamento climatico perché se continuiamo a utilizzare combustibili fossili, il clima potrebbe peggiorare nel tempo e rendere la Terra un pianeta caldo con gli esseri umani quasi estinti. La cosa migliore di lavorare come membro del nostro team è che puoi imparare cose nuove che diventano parte della tua vita e lo fai con il tuo team e i tuoi amici.

Andrew Himes del Carbon Leadership Forum presso l'Università di Washington ha consigliato il team nella fase di sviluppo del progetto e ha aiutato a guidare la loro ricerca, e la fondatrice e direttrice del Forum, la professoressa Kate Simonen, si è presentata per rivedere il progetto completato e incoraggiare il team al Prima competizione regionale della Lego League il 15 dicembre presso la Chinook Middle School di Bellevue, Washington.

Il team mostra la Carbon Smart Community ad Andrew Himes e Kate Simonen del Carbon Leadership Forum.

La professoressa UW Kate Simonen, fondatrice e direttrice del Carbon Leadership Forum: "Questi ragazzi sono assolutamente fantastici e impressionanti. È stato così impressionante vedere la loro premura, disciplina, duro lavoro e profonda comprensione delle sfide che dobbiamo affrontare con il cambiamento climatico, mentre si concentra anche su soluzioni che possono aiutare a creare un mondo più sostenibile e bello. La loro comprensione del carbonio incarnato supera la conoscenza di molti architetti e ingegneri strutturali. Non vedo l'ora di averli come studenti e colleghi quando saranno pronti per l'università tra pochi anni! "

Andrew Himes impara dagli esperti.