Σύμφωνα με τα τελευταίο στοιχεία περισσότερα από 4,4 δισεκατομμύρια άνθρωποι κατοικούνε σε αστικές περιοχές ή το 56% του παγκόσμιου πληθυσμού. Οι εκτιμήσεις των επιστημόνων αναφέρουν ότι μέχρι το 2050 το ποσοστό αυτό θα έχει ανέλθει στο 68%. Η συγκέντρωση του πληθυσμού σε μεγάλα αστικά κέντρα εκτός από τα οφέλη που προσφέρει στους πληθυσμούς αυτούς (επαγγελματικές ευκαιρίες, πρόσβαση σε ποιοτικές υπηρεσίες υγείας κλπ) οδηγεί και σε μία σειρά προβλήματα, κυρίως περιβαλλοντικά:
- Η ατμόσφαιρα στα μεγάλα αστικά κέντρα είναι επιβαρυμένη με ρύπους και αιωρούμενα σωματίδια που επιβαρύνουν την υγεία των κατοίκων και ιδιαίτερα των πιο φτωχών από αυτούς που ζούνε σε επιβαρυμένες περιοχές με έντονη παραγωγική δραστηριότητα και μεγαλύτερη πυκνότητα πληθυσμού (βιομηχανικές περιοχές κλπ)
- Όσο περισσότερο πληθυσμό έχει μια πόλη, τόσο μεγαλύτερη είναι και η απόσταση από την οποία πρέπει να τροφοδοτείται με τρόφιμα και άλλους πόρους (νερό, ενέργεια κλπ) για να καλυφθούν οι ανάγκες των κατοίκων της. Έτσι λοιπόν ενώ θεωρητικά ένας τεράστιος πληθυσμός συγκεντρώνεται σε μία μικρή μόνο έκταση, η επίδραση και η χρήση πόρων γι’ αυτό τον πληθυσμό εξαπλώνεται σε πολύ μεγάλες εκτάσεις καθιστώντας την μεταφορά τους μια πολύ δύσκολη κοστοβόρα και περιβαλλοντικά επιβαρυντική διαδικασία. Σε αρκετές περιπτώσεις οι πόροι που απαιτούνται για την μεταφορά των αγαθών είναι περισσότεροι από ότι για την παραγωγή τους.
- Οι φυσικοί πόροι στα όρια μιας πόλης , όπως το νερό, εξαντλούνται, αλλά και μολύνονται.
- Εξαιτίας των υλικών που κυριαρχούν στο αστικό περιβάλλον (τσιμέντο, άσφαλτος κλπ) η κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη αυξάνεται , ενώ η ύπαρξη τεράστιων κοινόχρηστων κτιρίων οδηγεί σε σπατάλες ενέργειας για τον φωτισμό, τη, θέρμανση κλπ.
Κηπουπόλεις μια σύγχρονη εκδοχή
Κατά την διάρκεια του 20ου αιώνα, η τρομερά κακή ποιότητα ζωής (μολυσμένο περιβάλλον, κακή διατροφή, βρωμιά κλπ) στις μεγάλες πόλεις βρήκε απάντηση στην δημιουργία του κινήματος των “Κηπουπόλεων”. Το κίνημα των Κηπουπόλεων, ήταν ένα κίνημα αστικού σχεδιασμού, το οποίο προωθούσε την δημιουργία οικισμών-“δορυφόρων” γύρω από τις πόλεις, χωρισμένων με ζώνες πρασίνου. Κάθε τέτοιος οικισμός δορυφόρος περιέχει αναλογικά περιοχές κατοικίας, βιομηχανίας, αγροτικών δραστηριοτήτων κλπ. Από τότε η πρόοδος των επιστημών και της τεχνολογίας, δίνουν νέες δυνατότητες, ώστε οι πόλεις μας να γίνουν πιο πράσινες και πιο βιώσιμες και οδηγούν σε νέες τάσεις στον αστικό σχεδιασμό
Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, η ομάδα μας πειραματίστηκε και προσπάθησε να κατασκευάσει λύσεις για κάποια από τα προβλήματα που προκαλεί στο περιβάλλον η ζωή και η εργασία σε αστικά κέντρα. Η πόλη η καρδιά των σύγχρονων οικονομιών, πρέπει να γίνει πιο φιλική προς το περιβάλλον, χτίζοντας την ζωή και την οικονομία της με τρόπο που θα μειώνει αυτές τις επιπτώσεις. Η πρόταση μας λοιπόν είναι μια τέτοια πόλη που το κέντρο της θα είναι περιτριγυρισμένο με “Κηπουπόλεις” και θα ενσωματώνει με την βοήθεια της τεχνολογίας λύσεις όπως η αστική καλλιέργεια λαχανικών σε κάθετους κήπους, τα πράσινα κτίρια, συστήματα για τον έλεγχο της κατανάλωσης νερού, συστήματα για την εξοικονόμηση της κατανάλωσης ενέργειας στα κτίρια, αλλά και μια νέα αρχιτεκτονική για την μείωση των μετακινήσεων και της αύξησης του πράσινου των πόλεων είναι στο επίκεντρο της ομάδας μας.
Οι μαθητές επέλεξαν μέσα από ένα πλήθος λύσεων, αυτές που υλοποιήθηκαν σε κλίμακα μακέτας:
- Κάθετοι λαχανόκηποι σε αστικά κτίρια με την υποστήριξη συστήματος αυτόματου ποτίσματος. Το σύστημα κάνει χρήση κατάλληλων αισθητήρων (υγρασίας εδάφους και φωτεινότητας ) και ελέγχεται από μικροελεγκτή Arduino.
- Συστήματα αποφυγής της άσκοπης χρήσης φωτιστικών σε δημόσια κτίρια και δρόμους, με τη βοήθεια αισθητήρων φωτεινότητας και κίνησης και τον έλεγχο από μικροελεγκτή Arduino η Microbit.
- Παρακολούθηση και έλεγχος της ποιότητας του ατμοσφαιρικού αέρα με την βοήθεια κατάλληλων αισθητήρων.
Για την υλοποίηση των αυτοματισμών χρησιμοποιήθηκαν τα παρακάτω υλικά:
- 4 μικροελεγκτές Arduino Uno
- 4 Breadboard μεσαίου μεγέθους.
- 4 battery holders για μπαταρίες των 9v και 1 battery holder για 4 μπαταρίες των 1,5v (AA).
- Καλώδια διάφορων τύπων (M-M, M-F, F-F)
- Αντιστάσεις διάφορων τύπων (220Ohm και 10Kohm).
- 1 Αισθητήρας υγρασίας εδάφους
- 3 αισθητήρες φωτεινότητας
- 1 αισθητήρας κίνησης PIR
- 4 αισθητήρες υπερήχων
- 1 μίνι αντλία νερού
- 6 λαμπάκια Led.
- 1 αισθητήρας μέτρησης υπεριώδους ακτινοβολίας
- 1 πίνακας LED 8×8 MAX7219
Για τον προγραμματισμό των αυτοματισμών μας χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό mBlock, που βασίζεται στο γνωστό Scratch, έχοντας επιπλέον επεκτάσεις για την υποστήριξη μικροελεγκτών όπως το Arduino, αισθητήρων και ενεργοποιητών.
Στο βίντεο που ακολουθεί μπορείτε να ακούσετε από τα παιδιά πως εργαστήκανε βήμα, βήμα, και στο τέλος υπάρχει και μια σύντομη επίδειξη της λειτουργίας των αυτοματισμών που έκαναν:
Στο αποθετήριο της εργασίας μας μπορείτε να βρείτε, τα αρχεία κώδικα των αυτοματισμών, τα σχεδιαγράμματα καθώς και ξεχωριστά αρχεία για κάθε αυτοματισμό με πλήρεις οδηγίες που δόθηκαν στις ομάδες των μαθητών που τους υλοποίησαν.