Attività: misurare i consumi energetici di casa

Attività di indagine domestica in cui gli studenti raccolgono i dati di potenza degli apparecchi elettrici di casa, stimano i tempi d’uso e calcolano il consumo in kilowattora (kWh) e la relativa spesa. L’attività collega il concetto di potenza elettrica a un’esperienza concreta e quotidiana: la bolletta della luce e il risparmio energetico.

Target

Studenti della scuola secondaria di primo grado, indicativamente classe terza, dopo aver trattato l’elettricità e la potenza elettrica. L’attività presuppone che la classe abbia già incontrato i concetti di potenza (W), kilowatt (kW) e kilowattora (kWh). L’attività può essere svolta individualmente oppure in piccoli gruppi di 2-3 studenti.

Durata

Indicativamente 3 fasi distribuite su circa 2 settimane:

• 1 ora in classe (avvio, spiegazione del modello di calcolo, distribuzione della tabella)
• lavoro a casa di raccolta dati (da svolgere nell’arco di una settimana)
• 2 ore in classe (calcolo, confronto dati tra gruppi, restituzione e discussione)

Il compito è pensato per un’attività individuale di circa 4 ore totali (comprensive del lavoro a casa).

Materiali

• Tabella di rilevazione predisposta dall’insegnante con le colonne: apparecchio — potenza (kW) — tempo di utilizzo (h) giorno per giorno — energia consumata (kWh = potenza × tempo) — costo energia consumata (€ = energia consumata × costo medio del kWh).
• Taccuino e penna per annotare le letture a casa.
• Calcolatrice.
• Etichette e targhette degli apparecchi di casa, da cui ricavare la potenza espressa in watt (W) o kilowatt (kW).
• Una bolletta elettrica reale di famiglia (con il consenso della famiglia), dalla quale ricavare il costo medio di 1 kWh di energia alla voce “Costi medi”.
• Eventualmente un foglio di calcolo digitale (Calc o Excel) per le classi più autonome o per la fase di sintesi collettiva. (proposta progettuale)

Prerequisiti

• Sapere che la potenza elettrica si misura in watt (W), con multiplo il kilowatt (kW = 1000 W), e che rappresenta la quantità di energia erogata in un secondo.
• Sapere che il consumo di energia elettrica si ottiene moltiplicando la potenza per il tempo di utilizzo e si misura in kilowattora (kWh): un apparecchio da 1 kW acceso per 1 ora consuma 1 kWh.
• Sapere che sulla bolletta elettrica è indicato il consumo in kWh e il costo unitario in euro/kWh.
• Avere già incontrato il concetto di etichetta energetica (classi da A a G), obbligatoria in Italia dal 1998 e aggiornata in tutta l’UE dal 2010, che informa gli acquirenti sul consumo annuo di energia di ogni elettrodomestico in kWh/anno.

Procedura (fasi)

Fase 1 — Avvio e modello di calcolo (in classe, 1 ora). L’insegnante introduce la domanda-guida: “Quanto pesa ogni apparecchio sulla bolletta della luce?” Si riprende la formula del consumo energetico:

Energia consumata (kWh) = Potenza (kW) × Tempo di utilizzo (h)

Si applica l’esempio concreto riportato in “Come funziona la tecnologia”: una lavastoviglie da 2000 W di potenza che lavora per 2 ore consumerà 4 kWh. Dalla bolletta si ricava il costo medio del kWh e si calcola la spesa. Si illustra la tabella di rilevazione e si distribuisce agli studenti. Si sceglie insieme un insieme rappresentativo di apparecchi da monitorare: lavatrice, lavastoviglie, frigorifero, forno elettrico, ferro da stiro, asciugacapelli (come proposto nel compito di realtà T354 del libro).

Fase 2 — Raccolta dati a casa (una settimana circa). Ogni studente rileva la potenza (in kW) di ciascun apparecchio dall’etichetta/targhetta e registra ogni giorno i tempi di utilizzo nella tabella. L’obiettivo è coprire almeno 3-4 giorni di osservazione per rendere i dati attendibili. Si invita a includere sia apparecchi ad alto consumo (quelli con resistenze: forno, scaldabagno, ferro da stiro, asciugacapelli) sia apparecchi a consumo più contenuto (TV, lampade) per evidenziare le differenze. Il frigorifero, acceso in continuo, va annotato con le ore giornaliere di funzionamento effettivo del compressore (che non coincide con le 24 ore).

Fase 3 — Calcolo, confronto e restituzione (in classe, 2 ore). Per ogni apparecchio e per ogni giorno registrato gli studenti calcolano:

• l’energia consumata: potenza (kW) × tempo (h) = kWh;
• la spesa: kWh consumati × costo medio del kWh (ricavato dalla bolletta).

I risultati vengono condivisi tra i gruppi e si confrontano i consumi medi settimanali. Si identificano gli apparecchi più “energivori”. Si collega il totale calcolato alla bolletta elettrica reale: gli elettrodomestici coprono almeno l’80% della bolletta elettrica di una famiglia. Nella parte finale si discutono le “buone pratiche” di risparmio: lavare a 40-60 °C invece che a temperatura massima, azionare lavatrice e lavastoviglie a pieno carico, non lasciare apparecchi in stand-by, usare lampadine a LED, scegliere elettrodomestici di classe energetica A o superiore.

Prodotto finale

Una scheda di indagine domestica (tabella compilata + breve commento scritto) in cui ogni studente riporta:

• l’elenco degli apparecchi rilevati con la rispettiva potenza in kW;
• la tabella dei consumi giornalieri in kWh e della spesa per ciascun apparecchio, per almeno 3 giorni;
• il totale settimanale e la valutazione degli apparecchi più energivori della propria casa;
• una proposta di almeno tre azioni concrete di risparmio energetico, motivate dai dati raccolti (ad esempio: sostituire lampadine da 100 W con LED da 10 W, azionare la lavatrice a pieno carico, spegnere la luce uscendo da una stanza).

Opzionale per i gruppi più avanzati: la realizzazione di un cartellone o poster di classe con i consigli per il risparmio energetico, da condividere con i compagni o esporre a scuola.

Valutazione

Criterio	Iniziale	Base	Intermedio	Avanzato
Raccolta dati (potenza e tempi d’uso)	Raccoglie pochi dati, con errori nelle unità di misura o apparecchi non individuati	Raccoglie i dati richiesti ma con qualche imprecisione nelle unità di misura	Raccoglie dati completi e corretti per tutti gli apparecchi su più giorni	Raccoglie dati completi, corretti e ben organizzati in tabella, con osservazioni pertinenti
Calcolo del consumo (kWh) e della spesa	Calcola con errori di metodo (non moltiplica potenza × tempo, confonde W e kW)	Applica la formula con qualche errore di conversione (es. non divide per 1000)	Calcola correttamente consumo in kWh e spesa per ogni apparecchio	Calcola correttamente, gestisce le conversioni Wh/kWh con sicurezza e confronta i totali
Lettura della bolletta	Non riconosce le voci principali o non consulta la bolletta	Individua il consumo in kWh e il costo unitario	Riconosce le principali voci di spesa della bolletta	Interpreta la bolletta e la collega ai consumi calcolati, evidenziando le voci maggiori
Proposte di risparmio	Non propone azioni pertinenti o propone azioni generiche non collegate ai dati	Propone azioni generiche (spegnere le luci) senza collegarle ai dati	Propone azioni concrete e motivate, collegate agli apparecchi rilevati	Propone azioni concrete, motivate, collegate ai dati e stima il risparmio ottenibile

Adattamenti inclusivi

BES/DSA

Fornire la tabella di rilevazione già predisposta con le colonne e le unità di misura indicate; mettere a disposizione la formula scritta in modo visibile e ben evidente (consumo = potenza × tempo) con un esempio svolto come modello di riferimento. Consentire l’uso della calcolatrice per tutti i calcoli. Ridurre il numero di apparecchi da rilevare (ad esempio solo 3 anziché 6). Permettere la restituzione orale anziché scritta per il commento finale. (proposta progettuale)

Plusdotati

Proporre l’uso di un foglio di calcolo con formule automatiche per automatizzare i calcoli. Estendere l’analisi al consumo mensile e annuo e confrontare gli stessi apparecchi in classi energetiche diverse (ad esempio frigorifero classe A vs classe B vs classe C) per stimare il risparmio economico reale in un anno. Proporre un approfondimento sulla lettura integrale della bolletta (oneri di sistema, trasporto, gestione contatore, imposte e IVA). (proposta progettuale)

L2

Fornire un glossario illustrato dei termini chiave (potenza, watt, kilowattora, bolletta, consumo, etichetta energetica) con immagini degli apparecchi e delle etichette. Semplificare le consegne in frasi brevi con supporto di icone. Affiancare lo studente in coppia con un compagno tutor. Consentire la compilazione della tabella con numeri e simboli (senza necessità di testo esteso). (proposta progettuale)

Pagine collegate

• forme-e-trasformazioni-dell-energia
• risparmio-energetico-e-efficienza
• fonti-rinnovabili-e-non-rinnovabili
• energia-solare-fotovoltaico-e-termico
• uda-energia-sostenibile
• valutazione-energia
• inclusione-energia

Fonti

• Volume-unico (9788805079292) — compito di realtà T354 “Quanto consumano gli elettrodomestici?” (p. 369): procedura completa con tabella di rilevazione (potenza kW, tempo di utilizzo per 7 giorni, energia consumata kWh, costo energia €), elenco degli apparecchi da monitorare (lavatrice, lavastoviglie, frigorifero, forno elettrico, ferro da stiro, asciugacapelli), lettura della bolletta per ricavare il costo medio del kWh. Questa fonte è il riferimento principale per la struttura della procedura.
• Come funziona la tecnologia (Lattes) — p. 210 e p. 218: definizione di potenza (watt), energia in wattora/kilowattora, esempio di calcolo (lavastoviglie da 2000 W per 2 ore = 4 kWh); tabella dei consumi percentuali per elettrodomestico (scaldabagno 20%, frigorifero 18%, illuminazione 15%, lavatrice 13%); gli elettrodomestici coprono almeno l’80% della bolletta elettrica; etichette energetiche classi A++ / A+ / A; consigli di risparmio (lavare a 40-60 °C, pieno carico, frigorifero lontano da fonti di calore).
• Tecnomedia DIGIT Arduino — Mi-preparo, 9788869170874 (p. 107): la potenza elettrica si misura in watt; la grandezza misurata in kilowattora è l’energia, data dal prodotto potenza × tempo; nell’impianto domestico tutti gli elettrodomestici sono collegati in parallelo; l’etichetta energetica ha la finalità di informare gli acquirenti sul consumo di energia (dalla A, bassi consumi, alla G, alti consumi).
• MyTech Guida docente (0036023_MyTech_Guida), p. 305-307: lesson plan completo sull’argomento “risparmio energetico e consumi domestici”; descrizione delle attività (schema fonti di consumo a casa, dati kWh per elettrodomestico, calcolo consumi settimanali, produzione cartellone); griglia di autovalutazione e rubrica per la valutazione (livelli: Iniziale / Base / Intermedio / Avanzato); competenze: raccolta dati reali, lavoro di gruppo, condivisione e discussione.
• Techno Logics — Didattica inclusiva, 9788847241268 (pp. 161-164): sezione “L’energia elettrica in casa” con descrizione degli elettrodomestici più comuni (forno a microonde, piano a induzione, frigorifero, lavatrice, lavastoviglie, ferro da stiro, asciugacapelli) e sezione “Risparmio energetico”: etichetta energetica obbligatoria in tutta l’UE dal 2010, classificazione da A a G, consumo annuo in kWh/anno sull’etichetta; consigli per evitare sprechi (lampadine a LED, spegnere le luci, non lasciare gli elettrodomestici in stand-by).
• Futura — Corso di tecnologia (9788839564078) — p. 380-381: compito di realtà “Analizza i consumi domestici”: lettura delle bollette di acqua, elettricità e gas per un anno intero, calcolo della spesa media annuale, produzione di grafici comparativi e poster con suggerimenti per risparmiare.

La struttura didattica dell’attività (articolazione delle fasi, adattamenti inclusivi, rubrica di valutazione) è in larga parte proposta progettuale, costruita a partire dai contenuti e dalle indicazioni operative delle fonti sopra citate.