L’agricoltura idroponica rappresenta una delle soluzioni più innovative e sostenibili per la coltivazione indoor e in ambienti urbani.
Questo toolkit didattico fornisce alle scuole un percorso pratico e interattivo per la costruzione di un sistema idroponico fai-da-te, utilizzando la stampa 3D e materiali facilmente reperibili. L’obiettivo è avvicinare gli studenti alle nuove tecnologie, alla sostenibilità ambientale e ai principi della coltivazione fuori suolo.
Abbiamo deciso di mettere a punto un sistema per la coltura idroponica di piccoli ortaggi in-house e di rilasciare in open source sia i file di stampa 3D, sia la documentazione relativa al montaggio dell’intera struttura e al sistema di controllo realizzato con Arduino. Questo permette agli studenti di esplorare la combinazione tra tecnologie digitali e agricoltura sostenibile, approfondendo concetti legati all’elettronica e all’automazione.
Negli ultimi anni, l’uso dell’idroponica si è diffuso rapidamente grazie alla sua capacità di ridurre il consumo di acqua, eliminare l’uso del suolo e migliorare l’efficienza produttiva. Con questo progetto, ogni studente potrà costruire un impianto idroponico personalizzato, comprendendo il funzionamento di un sistema di coltivazione fuori suolo e sperimentando in prima persona i benefici dell’innovazione agricola.
Obiettivi Didattici
- Introdurre gli studenti ai concetti di agricoltura idroponica e sostenibilità
- Sviluppare competenze di progettazione e fabbricazione digitale con la stampa 3D
- Promuovere il problem-solving e il lavoro di squadra
- Applicare il metodo scientifico attraverso l’osservazione della crescita delle piante
- Favorire l’integrazione tra scienza, tecnologia e innovazione nel settore agricolo
- Sviluppare competenze base di automazione e programmazione con Arduino
Materiali Necessari
- Stampante 3D
- PLA o PETG per la stampa dei componenti
- Contenitore per la soluzione nutritiva
- Pompa per l’acqua
- Tubicini in silicone
- Pietra porosa per l’ossigenazione
- Soluzione nutritiva per idroponica
- Semi e substrato inerte (argilla espansa, lana di roccia, ecc.)
- Strumenti per il monitoraggio (pH-metro, EC-metro)
- Arduino e sensori per il controllo automatico del sistema
Fasi di Realizzazione
- Progettazione e Stampa 3D: Scarica i file STL disponibili nel toolkit e stampa i componenti per il supporto delle piante e la circolazione dell’acqua.
- Assemblaggio del Sistema: Monta la struttura seguendo le istruzioni dettagliate. Il sistema si compone di una serie di supporti stampati in 3D che ospitano le piante e permettono il corretto ricircolo della soluzione nutritiva.
- Configurazione del Controllo con Arduino: Collega i sensori di umidità, temperatura e pH all’Arduino e programma il sistema per monitorare e regolare automaticamente i parametri di crescita.
- Preparazione della Soluzione Nutritiva: Miscela la soluzione nutritiva nelle proporzioni corrette e verifica il livello di pH ed EC per garantire le condizioni ottimali di crescita.
- Semina e Monitoraggio: Posiziona i semi nei supporti e osserva la loro crescita, regolando i parametri ambientali per ottimizzare lo sviluppo delle piante. Durante questa fase, gli studenti potranno annotare i cambiamenti e comprendere l’impatto dei nutrienti sulla crescita vegetale.
- Analisi e Ottimizzazione: Registra i dati di crescita, confronta diverse variabili e migliora il sistema nel tempo. Gli studenti potranno sperimentare con diverse tipologie di substrato e soluzioni nutritive per valutare le differenze nei risultati.
Download e Risorse
I file di stampa 3D, il codice per Arduino e le istruzioni dettagliate sono disponibili per il download gratuito. Clicca sul bottore per scaricare il manuale ed accedere al materiale.
Conclusione
Questo toolkit permette di integrare la tecnologia della fabbricazione digitale con l’educazione ambientale, fornendo agli studenti un’esperienza pratica e coinvolgente. La possibilità di costruire il proprio sistema idroponico rappresenta un’opportunità per comprendere come l’innovazione possa rispondere alle sfide della sostenibilità e della sicurezza alimentare.
L’idroponica è il futuro dell’agricoltura e permette di ottenere risultati straordinari riducendo l’impatto ambientale. Con questo progetto, vogliamo dare agli studenti gli strumenti per comprendere il legame tra scienza, tecnologia e agricoltura sostenibile, avvicinandoli a una nuova visione dell’innovazione verde.
