Laboratorio al aire libre para estudios biológicos
Un laboratorio educativo con jardines para polinizadores, casas para pájaros y espacio para huertos dentro de un entorno urbano.
Un laboratorio terrestre es una superficie de tierra que se ha reservado para su uso en estudios biológicos . Por lo tanto, es literalmente un laboratorio al aire libre ubicado en una superficie de tierra.
Los estudios pueden ser elementales o avanzados. Por ejemplo, a los estudiantes se les puede asignar simplemente la tarea de identificar todas las especies de árboles en un laboratorio de tierra, o un estudiante avanzado puede estar haciendo un estudio intensivo de las formas de vida microbiana que se encuentran en una muestra de suelo .
El aprendizaje práctico, tangible y basado en proyectos es un aspecto clave de los laboratorios de tierra en un contexto educativo. Los laboratorios de tierra pueden existir en cualquier lugar con acceso al aire libre: campus educativos, vecindarios residenciales, entornos periurbanos , entornos urbanos o incluso un pequeño patio . El principio impulsor detrás de la educación en laboratorios de tierra es salir e interactuar con el mundo directamente.
Los laboratorios terrestres suelen estar delimitados en parcelas o transectos para realizar los estudios. Una parcela puede tener cualquier tamaño, normalmente delimitada en metros cuadrados. Esto permite realizar estudios más intensivos y delimitados de los cambios y los inventarios de la biota . Los transectos son líneas rectas en las que, a intervalos, se toman medidas para obtener un perfil de la comunidad ecológica .
Las bolsas de cultivo proporcionan un entorno de jardinería flexible y móvil para los laboratorios terrestres. En estas bolsas de cultivo se cultivan acelgas y col rizada.
Los laboratorios terrestres cumplen una función importante al brindarles a los estudiantes acceso a un entorno natural para observar plantas y vida silvestre nativas, aplicar conceptos STEM con proyectos prácticos y desarrollar una mejor comprensión de cuán crítica es la biodiversidad para la salud ecológica.
Los proyectos educativos comunes que se llevan a cabo en un laboratorio terrestre a menudo incluyen:
Las gallinas criadas en libertad son una parte importante del ecosistema de un laboratorio local. Las gallinas comen insectos, verduras y cereales. Producen huevos y estiércol, que se utiliza como fertilizante para el jardín.Restaurar antiguas tierras agrícolas para devolverles paisajes originales como: humedales , praderas o bosques.
Compostaje de biomasa para reconstruir suelos sanos
Mantenimiento de colmenas u otros hábitats de polinizadores para polillas, abejas terrestres y otros polinizadores.
Registrar las condiciones meteorológicas para comprender mejor el microclima
Diseño de senderos y caminos de bajo impacto para que los visitantes exploren el laboratorio terrestre.
Estudiando las necesidades humanas y la sostenibilidad en laboratorios terrestres
Los rodillos de compost se utilizan para producir de forma limpia un compost rico y orgánico para jardines sostenibles. Se mezclan desechos de alimentos, restos de verduras, recortes de césped, cartón, biocarbón, hojas y otra biomasa. Estos insumos tienen distintos niveles de carbono y nitrógeno, que son necesarios para producir compost. Los microbios y los insectos descomponen estos insumos en un rico aditivo para el suelo que ayuda a fertilizar las plantas de forma sostenible.
Aprender a producir alimentos, fibras y energía de manera sustentable es una gran oportunidad para estudiantes de todas las edades en los laboratorios terrestres. Los estudiantes pueden explorar la energía de biomasa, los combustibles de biogás, la energía solar, la permacultura , el compostaje, la jardinería orgánica y muchas otras facetas de la sustentabilidad a través de los laboratorios terrestres.
Al diseñar sistemas que imitan los procesos naturales ( biomimetismo ), podemos producir alimentos, fibras y energía de formas más sostenibles para las comunidades locales. Existen numerosos beneficios ambientales y económicos derivados del cultivo de alimentos y la producción de energía a nivel local. Estos sistemas inspirados en el biomimetismo son de naturaleza circular. Nada se desperdicia, ya que los resultados de un sistema circular se convierten en los insumos de otro.
Sistemas circulares en laboratorios terrestres
Los experimentos con sistemas circulares, que promueven una economía circular , son una opción natural para los laboratorios educativos sobre el terreno. Los sistemas circulares funcionan garantizando que nada se desperdicie. Cada resultado de un sistema se convierte en un insumo para otro sistema.
Por ejemplo: los restos de comida alimentan a las gallinas, el estiércol de pollo fertiliza el jardín, el jardín produce más verduras y luego quedan restos de comida de las verduras para alimentar a las gallinas.
Un digestor de metano absorbe desechos de alimentos, agua, estiércol y otra biomasa. Los metanógenos presentes en el agua consumen los nutrientes del lodo orgánico y se libera gas metano. El gas metano se captura, se almacena y se presuriza, y luego se utiliza para alimentar una cocina a gas. Como subproducto de este proceso se produce fertilizante líquido. Este es un fantástico ejemplo de energía local y sostenible.
Los sistemas circulares que son adecuados para los laboratorios terrestres incluyen:
Entorno multidisciplinar dentro de los laboratorios de tierra
Los laboratorios de tierra ayudan a formar un ecosistema adecuado para el aprendizaje basado en proyectos a largo plazo . Los estudiantes, profesores y miembros de la comunidad pueden participar en actividades multidisciplinarias que van desde la restauración de tierras, la cría de animales, la jardinería, el análisis del clima hasta los estudios de arte al aire libre.
Los paneles solares fotovoltaicos proporcionan electricidad limpia a este laboratorio terrestre. El uso de energía local para hacer funcionar herramientas de jardinería, sensores, cámaras y bombas de agua es un excelente ejemplo de energía sustentable para los estudiantes.
El contexto multidisciplinario de un laboratorio de tierras es perfecto para la educación interdisciplinaria. Las siguientes disciplinas y materias pueden vincularse a las actividades del laboratorio de tierras de manera integrada:
Ecología : estudios de la naturaleza, aumento de la biodiversidad, estudio del ciclo del agua.
Biología - jardinería, proyectos de agrociencia, botánica
Artes culinarias : cocinar productos del huerto utilizando energía limpia como biomasa, biogás o energía solar.
Esta pequeña casa sobre ruedas es un buen ejemplo de refugios más sostenibles. Construida con madera de ciprés de producción local, esta pequeña casa sobre ruedas ofrece a los estudiantes una idea de cómo es un sistema vivo integrado con energía solar, recolección de agua de lluvia y servicios públicos sostenibles.Artes multimedia: diseño de paisajes para polinizadores, casas para pájaros, casas para murciélagos y murales.
Pintura - estudios de la naturaleza, murales
Cerámica - regaderas, maceteros
Trabajos en madera: casas para polinizadores, gallineros
Objetivos y resultados de las experiencias educativas en laboratorios de tierras
Larvas de mosca soldado negra (BSF) criadas en este recipiente. A medida que maduran, las larvas trepan y caen en el balde de cosecha. Las BSF son una fuente de alimento rica en proteínas y grasas para pollos, peces y aves silvestres. Las BSF se pueden alimentar con posos de café, restos de comida o desechos e incluso estiércol. Las BSF son una materia prima sostenible para insectos.
Los laboratorios de tierras existen como proyectos educativos permanentes que pueden durar años, décadas o más. Los objetivos comunes de un laboratorio de tierras suelen ser:
Producción de alimentos saludables para las comunidades locales
Producción de energía local para alimentar las operaciones del laboratorio terrestre
Inspirando a los jóvenes a preocuparse por la biodiversidad, la agricultura y la naturaleza
Desarrollar habilidades STEM prácticas y reales para estudiantes y adultos
Construyendo comunidades fuertes en torno a proyectos únicos al aire libre en la naturaleza
Educar a las personas sobre los beneficios y las alegrías simples que se encuentran en la jardinería.
En estos canteros elevados de metal crecen cebollas verdes y ajos. Los canteros elevados son una gran incorporación a un laboratorio de tierra, ya que hacen que la jardinería sea más accesible para personas de todas las edades.
Huellas y tamaños de los laboratorios terrestres
Los laboratorios terrestres pueden diseñarse en todas las formas y tamaños. Los atributos clave de un laboratorio terrestre suelen ser los siguientes:
Construcción de un área de aprendizaje al aire libre designada para estudios intercurriculares en un entorno STEM
Establecer un enfoque en el aumento de la biodiversidad y la restauración de las características ambientales locales
Educar a las personas sobre cómo satisfacer las necesidades humanas de manera sostenible a través de la agricultura, la producción de energía, la vivienda y el saneamiento.
Las cámaras y los sensores ambientales ayudan a los estudiantes y profesores a monitorear las condiciones del laboratorio en tiempo real. Este sensor toma fotografías de las plantas en crecimiento, registra la humedad, la temperatura, la humedad del suelo y los niveles de luz.Se puede producir fertilizante líquido orgánico agregando biomasa verde a tanques de agua, agregando mantillo de hojas y luego permitiendo que se produzca la fermentación anaeróbica y la descomposición. Los microbios descomponen los nutrientes de la biomasa que luego se pueden usar para fertilizar las plantas del jardín.
Un laboratorio terrestre pequeño podría ser tan pequeño como un patio, un jardín en un balcón o un trozo de tierra designado afuera de la ventana de un aula. Por el contrario, un laboratorio terrestre más grande podría abarcar cientos de acres. El tamaño ideal para un espacio de laboratorio terrestre flexible que permita muchas actividades ecológicas diferentes y sistemas circulares es entre 1/4 de acre y 5 acres.
Soluciones sociales sostenibles que surgen de laboratorios territoriales
Los laboratorios terrestres son entornos de la vida real por diseño. El entorno basado en proyectos alienta a los estudiantes, maestros y miembros de la comunidad a experimentar con soluciones ecológicas que se pueden implementar a pequeña escala.
Lo ideal es que las soluciones y los sistemas implementados en un laboratorio de tierras se transfieran más allá del laboratorio y a la comunidad circundante. El compostaje, la captación de agua de lluvia, el reciclaje de desechos alimentarios con digestores de metano y BSF , la producción local de alimentos, el aprovechamiento de la energía solar y otros sistemas de laboratorio de tierras se pueden implementar en toda una comunidad a distintas escalas: residencial, escuelas, jardines comunitarios y empresas locales.
El propósito de un laboratorio terrestre es permitir que los estudiantes desarrollen, implementen y aprendan sobre soluciones prácticas y sostenibles para abordar las cinco necesidades fisiológicas básicas que todos los seres humanos tenemos:
Nuestros sistemas industriales de suministro de alimentos, agua, energía, vivienda y saneamiento tienen debilidades inherentes a sus modelos centralizados. Las largas cadenas de suministro, la dependencia de los combustibles fósiles, el daño ambiental y la producción fragmentada de bienes son rasgos comunes de los modelos industriales. Los laboratorios de tierras unen estas cinco necesidades humanas básicas en sistemas integrados.
La permacultura es un concepto que integra estas necesidades humanas en sistemas ecológicos locales y a escala humana. Los laboratorios de tierra pueden considerarse como un área educativa para promover soluciones creativas para satisfacer estas necesidades, al tiempo que se garantiza que la tierra y la ecología local se restablezcan en el proceso.
Los laboratorios terrestres brindan a los estudiantes experiencias del mundo real para ayudarlos a cambiar su comportamiento como consumidores y hacerlos más involucrados en la satisfacción de sus cinco necesidades fisiológicas.
Los laboratorios terrestres se centran en la producción, no sólo en el consumo. La cultura de consumo occidental hace que la satisfacción de nuestras cinco necesidades fisiológicas básicas sea algo muy abstracto y alejado de la vida cotidiana de la mayoría de las personas.
Cuando estas cinco necesidades básicas se abstraen de los consumidores, es más fácil para los sistemas subyacentes que satisfacen estas necesidades operar sin supervisión para garantizar que sean éticos y sostenibles.
Beneficios para la salud mental de los estudiantes que están al aire libre
El biocarbón (carbón vegetal) se produce en este barril de doble combustión. Se colocan trozos de biomasa leñosa dentro de un barril interior, se coloca la materia prima para "cocinar" la biomasa interior alrededor del barril interior y luego se enciende la materia prima. Esto convierte la biomasa leñosa en carbono casi puro. El biocarbón de carbono se utiliza luego para enmendar el compost. Esto secuestra el carbono y proporciona un buen hogar para más microbios en el suelo. Algunas unidades de biocarbón avanzadas pueden capturar el calor para calentar hogares, agua, aire e incluso producir electricidad con la ayuda de un motor Stirling.
En el mundo digital actual, muchos estudiantes pasan cantidades excesivas de tiempo frente a una pantalla, tanto en casa como en la escuela. Existen límites inherentes al aprendizaje basado en proyectos que se lleva a cabo completamente detrás de una pantalla o dentro de un aula.
Los laboratorios terrestres ayudan a los estudiantes a salir del entorno digital al brindarles el tiempo al aire libre que tanto necesitan. Los estudios han demostrado que, a medida que nuestro panorama digital de redes sociales se ha vuelto cada vez más popular, la depresión y los problemas mentales han aumentado drásticamente entre los estudiantes. [1]
Los estudios también muestran que la salud mental de los estudiantes se beneficia enormemente al estar al aire libre y participar en proyectos prácticos con resultados significativos. [2]
Corrientes de desechos utilizados en laboratorios terrestres
El agua de lluvia se recoge del tejado de una casa diminuta y luego se desvía hacia dos contenedores IBC de 275 galones. Esta es una forma asequible de captar agua para los jardines, el ganado y otros usos del laboratorio terrestre.
Se pueden utilizar diversos tipos de corrientes de "residuos" locales, que a menudo se pueden obtener de forma gratuita, para abastecer a un laboratorio terrestre con las materias primas necesarias para construir suelo, generar energía, cultivar alimentos y restaurar la biodiversidad.
Astillas de madera : se utilizan para caminos de jardín, mantillo, compostaje y biocarbón. Suelen estar disponibles de forma gratuita en empresas forestales locales o en municipios.
Recortes de césped : se utilizan para abono y mantillo. Se pueden conseguir en los vecinos y en el lugar.
Hojas: se utilizan para abono y mantillo. Se consiguen en los vecinos y en el lugar.
Posos de café : se utilizan para compostaje y producción de BSF.
Palets (sin tratar): se utilizan para hacer canteros elevados, biocarbón, contenedores de compostaje y otras estructuras.
Contenedores IBC (grado alimentario): se utilizan para almacenar agua de lluvia y fertilizantes líquidos.
Baldes de 5 galones: se utilizan para recolectar desechos de alimentos y otros flujos de desechos.
Papel triturado: Se utiliza para compostaje.
Cartón triturado: Se utiliza para compostaje.
Periódicos: Se utilizan para compostaje y acolchado.
Troncos: se utilizan para hábitats de polinizadores . Se consiguen de forma gratuita en muchas empresas arbóreas.
Madera recuperada (sin tratar): se utiliza para canteros elevados, biocarbón y pequeños proyectos de construcción.
Lonas para vallas publicitarias: se utilizan para captar agua de lluvia, para cubrir techos y para dar sombra. Se consiguen sin cargo en las empresas que fabrican vallas publicitarias.
Parte del proceso de construcción de un laboratorio de tierra consiste en desarrollar relaciones con empresas locales, vecinos, restaurantes y miembros de la comunidad para comenzar a reciclar estos desechos y convertirlos en los materiales y sistemas necesarios para un laboratorio de tierra. Muchas personas desean ayudar a los estudiantes que están trabajando arduamente en un proyecto comunitario significativo. Muchos de los materiales mencionados anteriormente se pueden obtener por poco o ningún costo a medida que se forjan las relaciones.
Referencias
^ www.braininstitute.pitt.edu https://www.braininstitute.pitt.edu/using-lots-social-media-sites-raises-depression-risk . Consultado el 24 de febrero de 2023 . {{cite web}}: Falta o está vacío |title=( ayuda )
^ Meredith, Genevive R.; Rakow, Donald A.; Eldermire, Erin RB; Madsen, Cecelia G.; Shelley, Steven P.; Sachs, Naomi A. (2020). "Dosis de tiempo mínima en la naturaleza para impactar positivamente la salud mental de los estudiantes universitarios y cómo medirla: una revisión de alcance". Frontiers in Psychology . 10 : 2942. doi : 10.3389/fpsyg.2019.02942 . ISSN 1664-1078. PMC 6970969 . PMID 31993007.
