Non capita spesso che nei laboratori di un liceo si senta parlare di una vera e propria “invenzione”, specie quando si ha a che fare con sensori, microcontrollori e architetture elettroniche complesse, il tutto racchiuso nelle dimensioni di una semplice lattina di Coca-Cola; è proprio quello che è accaduto nei laboratori del Liceo Scientifico di Tropea, guidato dal dirigente scolastico Nicolantonio Cutuli.
Qui, sei ragazzi, con tutta la loro passione, hanno imparato a lavorare sul campo e hanno concretizzato l’idea del loro professore Giuseppe Fiamingo, docente di matematica e fisica. Sotto la sua preziosa guida, e vivendo a pieno questo percorso di apprendimento pratico, il team di studenti ha sviluppato una nuova tecnologia. In particolare, la sperimentazione ufficiale a Torino ieri, 29 maggio e oggi 30 maggio.
In questa innovativa ed esclusiva attività, sono stati coinvolti gli alunni: Greta Fiamingo, Francesco Dicosta, Nicola Sorrentino, Michele Cuppari, Giuseppe Paparatto e Vanessa Carlino. Prezioso è stato anche il supporto di Antonio Siciliano, collega del docente Fiamingo. Quest’ultimo, insieme a Fiamingo, ha favorito il perfetto funzionamento hardware e software dell’apparato sperimentale.
La sfida all’inquinamento atmosferico
Un’invenzione che nasce da un reale ed importante concetto: il monitoraggio della qualità dell’aria, infatti, rappresenta oggi una delle sfide più importanti ed urgenti per la tutela dell’ambiente e della salute pubblica. «Comprendere l’aria che respiriamo ogni giorno – spiegano i creatori del progetto – significa non solamente sviluppare una profonda consapevolezza scientifica e una spiccata sensibilità ecologica, ma anche acquisire competenze tecnologiche, sempre più necessarie nel mondo del lavoro di domani».
Il debutto nell’Aula Magna tra scienza e medicina
La presentazione ufficiale del progetto si è svolta mercoledì 27 maggio, presso l’aula magna del Liceo Scientifico di Tropea. L’evento ha richiamato l’attenzione di una platea di assoluto prestigio, davanti a degli ospiti eccellenti e con un programma di altissimo profilo.
I lavori si sono aperti con i saluti istituzionali e degli ospiti. Successivamente, sono state esposte le due relazioni tecniche del professor Giuseppe Fiamingo e del cardiologo Giuseppe Carullo, testimoniando come la tutela dell’ambiente e della salute pubblica camminino di pari passo.
In collegamento si sono alternati Luisa Pegoraro dell’Infn – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Legnano, Antonella Del Rosso del Cern di Ginevra, l’ispettore Francesco Sicolo (presidente della sezione di Bari della Mathesis – società italiana di scienze matematiche e fisiche), l’ispettore Giuseppe Marucci del Ministero dell’Istruzione e del Merito da Roma.
Tutti i luminari, in maniera unanime, hanno tributato ed elogiato il docente Fiamingo, evidenziando la sua caratura internazionale e la sua capacità di creare qualcosa di straordinario per l’Istituto Superiore di Tropea. Un lavoro che ha reso questa realtà una “scuola modello” per le discipline Stem e anche per l’applicazione dell’Intelligenza Artificiale. Un meritato plauso è stato rivolto anche al dirigente scolastico Cutuli, il quale ha creduto da sempre nel valore di questo specifico ambito.
Subito dopo, la parola è passata ai veri protagonisti della giornata: i ragazzi. Con grande maturità, gli studenti hanno esposto le proprie emozioni ai propri compagni e agli ospiti presenti, nonché il complesso percorso di ricerca intrapreso, per poi illustrare il funzionamento pratico dell’apparato sperimentale, da loro stessi realizzato. Un plauso unanime è andato a questi giovani scienziati che, proprio da Tropea, hanno dimostrato come la scuola italiana possa essere una vera e propria fucina di innovazione, ma anche un ponte solido verso il futuro della ricerca scientifica.
Il discorso e il workflow dei ragazzi
Il momento culminante della presentazione, è arrivato poi con una dimostrazione pratica. Il mini-satellite, basato su Arduino, è stato attivato in tempo reale. Collegati con i propri smartphone, i ragazzi hanno iniziato a scorrere i dati live sui loro display, relativi alle particelle Pm3.5, Pm10 e ai composti organici volatili (Voc) trasmessi tramite tecnologia radio LoRa. Sullo schermo centrale, il Sense Hat del microcomputer Raspberry Pi, brillava di una rassicurante luce verde ed era accompagnato dalla frase “Aria Pulita”.
Inoltre, per simulare una contaminazione ambientale improvvisa, il docente Fiamingo ha spruzzato un deodorante spray vicino ai sensori. In una frazione di secondo, i calcolatori hanno elaborato i dati. Il display del Sense Hat si è tinto prima di giallo e poi di un rosso vivo e allarmante. L’algoritmo matematico Icrr (sviluppato dal team per il calcolo predittivo) ha lanciato il verdetto sullo schermo: “Aria tossica”. In quel preciso istante, l’Aula Magna del Liceo Scientifico è letteralmente esplosa. Un urlo di gioia spontaneo è arrivato da parte degli studenti delle terze e quarte classi del liceo. La teoria era diventata realtà davanti ai loro occhi.
Cos’è il vertical CanSat AIr
Il cervello del progetto è un complesso apparato sperimentale, formato da arduino nesso n1. Si tratta di un microcontrollore che è costituito da un kit di sviluppo iot “all-in-one” compatto e al contempo preassemblato, basato su esp32-c6. Integrato a dei sensori di alta precisione, il sensore di particolato sensirion sps30 è un dispositivo ottico compatto e basato sulla diffusione laser, ideale per svolgere il monitoraggio della qualità dell’aria.
Attraverso il suo utilizzo, si contano quante particelle ci sono in un volume d’aria (pm1.0, pm2.5). Il bosch bme680, invece, è un sensore ambientale integrato, in grado di misurare con alta precisione la temperatura, l’umidità, la pressione barometrica e i composti organici volatili (gas voc) presenti nell’aria.
Tutto è trasportato a una stazione di terra da una telemetria lora con un microcontrolore esp32. È un dispositivo davvero potente e che combina la ricezione radio a lungo raggio (lora) con la facilità di connessione al pc tramite usb (type-c). Il sistema di telemetria si basa su un’architettura point-to-point lora a 868 mhz. L’unità di bordo (arduino nesso n1) funge da nodo trasmittente, mentre la stazione di terra (basata su esp32 sx1276) riceve i pacchetti serializzandoli verso una workstation per l’analisi dinamica dei dati, tramite l’algoritmo icrr. In più, grazie ad una connessione ssh, un raspberry pi funge da semaforo e segnala in tempo reale la qualità dell’aria. Una luce verde entra in funzione per condizioni ottimali, una luce rossa per allertare su un alto rischio sanitario.
I ringraziamenti del docente: un successo di squadra
A margine dell’esperimento, il docente Fiamingo ha voluto esprimere tutta la sua gratitudine per la perfetta riuscita della giornata e del percorso progettuale.
In tal senso, a tutti i presenti ha dichiarato: «Voglio rivolgere un ringraziamento dal profondo del cuore prima di tutto ai miei straordinari ragazzi, che hanno lavorato con un impegno e una maturità fuori dal comune, superando ogni aspettativa. La mia gratitudine va agli illustri relatori che con i loro interventi hanno dato un prestigio immenso a questa presentazione, e un grazie speciale va al collega Antonio Siciliano per il sostegno e al dirigente scolastico, Nicolantonio Cutuli, il cui supporto costante e la cui lungimiranza hanno permesso di trasformare questa visione in una splendida realtà».
A Torino, dunque, approda la determinazione e lo straordinario talento di una generazione di studenti, guidata da un docente di valore mondiale. E Tropea, fiera, tifa per i suoi piccoli grandi scienziati.
