Aquesta web presenta propostes per utilitzar un dispositiu mòbil de mesurament de la qualitat de l’aire en centres educatius.

Aquests recursos estan pensats perquè un/a professor/a i/o formador/a que disposa d’un o més dispositius BICxO pugui utilitzar-lo per fer aquesta activitat de forma autònoma. Per adquirir o rebre en cessió dispositius BICxO contacteu amb la XOIC de femProcomuns a xoic@femprocomuns.coop
També s’està treballant perquè els Centres de Recursos Pedagògics en puguin tenir.
El disseny del BICxO és obert i també és possible auto-fabricar-lo al centre si es disposa d’algunes eines de fabricació digital i se n’adquireixen els components.
Les propostes «Extra» del final estan pensades per inspirar a professorat que ja treballa amb programació, robòtica i/o electrònica educativa i que podria desenvolupar una proposta didàctica a partir de les idees proposades. També hi hauria l’opció de fer un encàrrec a l’equip de la XOIC perquè les desenvolupi o encarregar-nos que impartim el taller.
L’elaboració d’aquests recursos ha estat possible gràcies a La Ciclona de Granollers.

Què és el BICxO?

BICxO és un dispositiu portable per ser ancorat a bicicletes i altres vehicles de mobilitat activa. Connectat a la xarxa oberta TTN emprant xarxa sense fils LoRaWAN. El dispositiu s’alimenta d’energia solar i és una plataforma multi-sensor personalitzable. En la primera versió es focalitza a mesurar la qualitat de l’aire, però s’hi poden incorporar altres sensors.
+ info: https://xoic.coop/bicxo

Proposta didàctica “Què diu el BICxO de l’aire que respirem” 

Objectius

  • Sensibilitzar sobre la qualitat de l’aire i entendre la manera de mesurar-lo
  • Entendre què són els sensors, la xarxa oberta de transmissió de dades i com aquestes es poden visualitzar
  • Utilitzar el mètode científic formulant hipòtesi per validar-les o refutar-les, amb treball de camp i anàlisi posterior

Estructura de l’activitat 

L’activitat s’ha ideat en tres parts que serien tres sessions de classe diferents. Opcionalment, es podria fer en una sola sessió més llarga escurçant la primera i la tercera part. A continuació es presenten les sessions amb una estimació de durada.

  • A. Introducció: la qualitat de l’aire, què és el BICxO, què mesurarem > 45min
  • B. Treball de camp: sortida al carrer amb un mètode, el BICxO i altres instruments per mesurar > 2 hores
  • C. Anàlisi: tractem les dades obtingudes, validem hipòtesis formulades, fem propostes per millorar la qualitat de l’aire > 45min

Nivells

Aquesta activitat s’ha previst per poder-la fer a l’ESO, però podria ser adaptada a altres nivells educatius. Es proposen dues variants per nivells, que podrien correspondre al primer cicle (1er i 2on) o al segon cicle (3er i 4art) de l’ESO. A partir d’aquestes propostes el professorat pot fer-ne adaptacions, segons l’àrea de coneixement i/o assignatura en què s’inclogui l’activitat, el coneixement previ del grup classe i altres factors. L’activitat encaixa bé per les àrees STEM, tot i que també es pot fer en altres àrees, com podria ser l’Educació física quan tracta sobre mobilitat sostenible (i fer-se en una sortida en bicicleta amb parades en diferents punts, per exemple).

La proposta es presenta conjuntament i s’indica “ Nivell 2” com a possible ampliació quan correspon.

 

A. Introducció

Durada estimada: 45min.

Contingut teòric i hipòtesis. Explicació del professor i/o formador amb suport de material expositiu i mostrant el mateix dispositiu del BICxO. Formulació d’hipòtesis de l’alumnat per la sortida a camp amb fitxes de suport.

Conceptes:

  • Qualitat de l’aire: com es pot mesurar. Quins gasos i partícules.
  • Sensors i actuadors: el que és mesurable i quantificable.
  • Infraestructura: Antenes passarel·la (gateways) / servidor LoRaWAN / explotació de dades
  • Internet de les Coses LoRaWAN: Llarga distància ones de ràdio vs Wifi/5G
  • Xarxa oberta internet de les coses – Programari/Maquinari/Xarxa Lliure
Recursos per a la persona formadora:

Web BICxO: apartats “Com funciona”, “Carcassa” i “Maquinari”

Nivell 2: l’exposició es pot ampliar aprofundint en alguns conceptes:

  • Internet de les coses
  • Espectre electromagnètic i posició de les ones de ràdio que es fan servir amb LoRa.

 

Presentació del BICxO

  • Una carcassa que es pot transportar
  • Electricitat amb placa solar
  • Sensors a l’interior que mesuren gasos i partícules
  • Geolocalitzador
  • Antena que envia les dades a les antenes passarel·la
Recursos per a la persona formadora:
La proposta és que aquest part es faci observant el BICxO mateix, obrint la tapa i observant els diferents elements (amb mitja classe o optativa).
Si el grup és més gran (classe sencera, 22 o 30 alumnes) es pot mostrar projectat en pantalla

Esquema de la carcassa, foto del BICxO amb la placa solar i foto del BICxO ancorat a una bici.

Foto interior del BICxO amb la tapa oberta.

Web BICxO: apartat “Maquinari” (sensors i components)

 Foto d’una antena de LoRaWAN (raval, Barcelona)

 

Preparació del treball de camp

  • Definir el protocol de prendre mesures: de quins aparells de control disposem per contrastar amb el BICxO (termòmetre,…), observació de l’entorn (carrer amb molt trànsit, etc…) i referències (Meteocat)
  • Previsió de cobertura TTN (consultar els mapes de cobertura, fer suposicions a validar)
  • Formulació d’hipòtesis del que trobarem en funció del recorregut previst (compartir-les i que algú les escrigui)
Recursos per a estudiants:

Fitxa de preparació (imprimir còpies a doble cara, una per grup)

 

Recursos per a la persona formadora:

Fitxer editable de la fitxa de preparació (per si cal adaptar-la)

 

Possibles fonts de dades: per contrastar amb les que aporti el treball de camp amb el BICxO, pot servir per validar si algunes dades que es donen poden coincidir o no amb la realitat a peu de carrer.

 

B. Treball de camp

Durada estimada: entre 1:30h i 2h

Preparació abans de sortir

  • Com carregar la bateria del BICxO (deixar el dispositiu una estona amb la placa solar exposada al sol o connectar-lo per USB si és una variant del BICxO que ho permet)
  • Com validar que el BICxO està funcionant i enviant dades (obrir en un navegador la pàgina de Grafana -PENDENT ENLLAÇAR –  i comprovar que el BICxO que tenim – cal conèixer el seu número – hi està enviant dades – comprovar en l’horari actual a la gràfica)
  • Revisió de la fitxa amb les hipòtesis que s’han preparat en la sessió anterior

 

Activitat

Sortida al carrer i recorregut per diferents punts on fer observacions i prendre mesures. Si es disposa de més d’un BICxO es poden crear equips.

  • 1 BICxO per equip.
  • Propostes de recorregut
      1. Al mateix carrer
        1. Mesurar punts en diferent secció del mateix carrer (arran de façana, vorera, mig carrer, a una alçada d’un pis)
        2. Mesurar el mateix carrer en hores diferents (per exemple just en sortir i a la tornada del recorregut)
      2. Diferents carrera
      3. Diferents amplades de carrers
        1. Mesurar carrers amb diferents amplades
        2. Mesurar en carrers amb diferent orientació
        3. Mesurar en carrers amb diferents nivells de trànsit o rodats i per a vianants
        4. Mesurar en carrers amb diferent alçada d’edificis
        5. Mesurar en carrers amb diferent tipus d’arbrat o sense
      4. Tipus d’espai públic
        1. Mesurar en carrers, avingudes, places i parcs
  • Prendre nota d’aquestes diferències i de les altres condicions observades, així com l’hora en la fitxa de treball de camp, si es disposa d’altres aparells prendre anotacions de les mesures en diferents punts.

 

Ruta en bici: si es porta el BICxO en una sortida de ruta en bici es pot tenir en compte:

  • Ancorar bé el/s BICxO a les bicicletes.
  • Aprofitar les aturades, s’en solen fer 3 per fer maniobres.
  • Prendre mesures abans de fer les maniobres. Apuntar l’hora i altres dades. Organitzar bé qui les prendrà abans de sortir i quanta estona s’hi dedicarà.
  • Tenir en compte si es passarà per el mateix punt més d’una vegada.

 

 

Material:

  • BICxO (un o més dispositius)
  • Fitxa de treball de camp
      1. Data i hora
      2. Adreça
      3. Tipus de carrer/plaça/parc
      4. Dades que donen altres aparells (temperatura, humitat, vent, estació meteorològica, etc…)
      5. Observacions: si toca el sol, si plou o ha plogut, si bufa el vent
      6. Nivell de contaminació subjectiva entre 1 (poc) -5 (molt contaminat)
Recursos per a estudiants:

Fitxa de treball de camp (imprimir les còpies que calguin)

 

Recursosa la persona formadora:

Fitxer editable de la fitxa de treball de camp (per si cal adaptar-la)

 

 

C. Anàlisi

Durada estimada: 45 minuts

Activitat

Activitat a classe guiada pel professorat i/o formadors/es:

  • Consultar les dades rebudes a la plataforma Grafana
  • Comparar-les amb les que tenim a la fitxa de camp
  • Extreure’n conclusions sobre les hipòtesis formulades i sobre les mesures per millorar la qualitat de l’aire
Recursos per a la persona formadora:

Guia bàsica per consultar Grafana (en elaboració PENDENT)

 

Nivell 2: l’activitat es pot ampliar fent tractament de dades propi amb conceptes que s’han estudiat a les assignatures STEM

  • Exportar les dades des de Grafana a un full de càlcul per treball individual o per grups.
  • Fer mitjanes i estadístiques amb les fòrmules del full de càlcul: mitjana aritmètica vs geomètrica, variant, valors mínims i màxims.
  • Fer gràfics estadístics de diferents tipologies segons la informació que volem visualitzar (de línia, de barres, de distribució, de formatgets, …)

 

Conclusions

  • Presentació de conclusions de l’activitat que animi la reflexió: s’ha de veure si han coincidit els valors de BICxO amb els anotats a mà, impacte del verd urbà o tipus de carrer en la contaminació, influència del trànsit rodat (molt parat, a alta velocitat,…)
  • Omplir el formulari de Conclusions (formulari online):
    • Quines hipòtesis heu fet abans de sortir?
    • Les heu corroborat? Per què?
    • Les mesures del BICxO han coincidit o tenen una correlació amb les dels altres dispositius de control? Per què?
    • Nivell 2: Quina informació heu descobert amb l’anàlisi en fulls de càlcul i en els gràfics generats?
    • Què us ha sorprès?
    • Repetiríeu l’activitat canviant algun paràmetre (horari, recorregut,…)
    • Quines accions/mesures serien viables/adients per millorar la qualitat de l’aire al recorregut que heu fet
    • Pregunta de retorn de l’activitat: què ha funcionat, què es podria millorar,…
Recursos per a la persona formadora i estudiants:

Formulari de conclusions en línia (en elaboració PENDENT)

 

Extres

Els extres són propostes que poden ampliar l’activitat en funció de les característiques del grup, per exemple:

  • Si tenen coneixements de programació o d’electrònica
  • Si el centre disposa de material d’electrònica i/o robòtica educativa

La proposta bàsica és comparar el que es pot fer a classe i el que fa el BICxO, veure que és una tecnologia molt assequible similar a la que es fa servir amb electrònica educativa.

Propostes per al professorat que vulgui ampliar l’activitat o elaborar-ne variants:

  • Si compteu amb plaques Arduino que els/les estudiants han fet servir… Viatge de la dada del dispositiu fins a la teva pantalla; Arduino, NodeRed, Grafana. Llegir un valor d’un sensor (per exemple temperatura) connectat a un Arduino de classe i mostrar pel port sèrie si és possible pujar-lo a TTN a través de l’antena passarel·la.
  • Si hi ha experiència amb Scratch… Programació per blocs per la internet de les coses; veure similitud amb la programació amb Node-red (per blocs). Entendre una petita seqüència a Node-red que tracti dades de qualitat de l’aire.
  • Si el centre el pot instal·lar o pot disposar d’una instalació de NodeRed i Grafana… Pentinar dades per mostrar-les visualment. Programar amb Node-red per tractar dades en brut i representar les dades a Grafana

Aquest recurs ha estat creat amb el suport de la cooperativa La Ciclona de Granollers i de PENDENT finançadora.