Laboratorio al aire libre para estudios biológicos.
Un laboratorio terrestre educativo con jardines de polinizadores, casas para pájaros y huertos dentro de un entorno urbano.
Un laboratorio terrestre es un área de terreno reservada para su uso en estudios biológicos . Por tanto, se trata literalmente de un laboratorio al aire libre asentado en una superficie de terreno.
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 terrestre, o un estudiante avanzado puede estar realizando 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 terrestres dentro de un contexto educativo. Los laboratorios terrestres 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 terrestres es salir e interactuar directamente con el mundo.
Los laboratorios terrestres suelen estar delimitados en parcelas o transectos para realizar estudios. Una parcela puede ser de cualquier tamaño, normalmente delimitada en metros cuadrados. Esto permite estudios más intensivos y delimitados de cambios e inventarios de 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 crecen acelgas y coles.
Los laboratorios terrestres desempeñan un papel importante al brindarles a los estudiantes acceso a un entorno natural para observar plantas y vida silvestre nativas, aplicar conceptos STEM en proyectos prácticos y desarrollar una mejor comprensión de cuán crítica es la biodiversidad para la salud ecológica.
Los proyectos educativos comunes realizados en un laboratorio terrestre a menudo incluyen
Los pollos criados en libertad son una parte importante del ecosistema de un laboratorio terrestre local. Las gallinas comen insectos, verduras y cereales. Producen huevos y estiércol. Su estiércol se utiliza como fertilizante para el jardín.Restaurar antiguas tierras agrícolas a paisajes originales como: humedales , praderas o bosques.
Diseño de senderos y caminos de bajo impacto para que los visitantes exploren el laboratorio terrestre.
Estudiar las necesidades humanas y la sostenibilidad en laboratorios terrestres
Los rodillos de abono se utilizan para producir de forma limpia abono 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 diferentes niveles de carbono y nitrógeno que se requieren para producir compost. Los microbios y los insectos descomponen estos insumos en una rica enmienda del suelo para ayudar a fertilizar las plantas de manera sostenible.
Aprender a producir alimentos, fibra y energía de manera sostenible es una gran oportunidad para estudiantes de todas las edades dentro de los laboratorios terrestres. Los estudiantes pueden explorar la energía de la biomasa, los combustibles de biogás, la energía solar, la permacultura , el compostaje, la jardinería orgánica y muchas otras facetas de la sostenibilidad a través de laboratorios terrestres.
Al diseñar sistemas que imitan los procesos naturales ( biomímesis ), podemos producir alimentos, fibras y energía de maneras más sostenibles para las comunidades locales. Existen numerosos beneficios ambientales y económicos al cultivar alimentos localmente y producir energía localmente. Estos sistemas inspirados en la biomímesis 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 de sistemas circulares, que promueven una economía circular , son una opción natural para los laboratorios terrestres educativos. Los sistemas circulares funcionan garantizando que no se desperdicie nada. Cada salida de un sistema se convierte en una entrada para otro sistema.
Por ejemplo: los restos de comida alimentan a las gallinas, el estiércol de pollo fertiliza el jardín, en el jardín se cultivan más verduras, los restos de comida de las verduras quedan disponibles para alimentar a las gallinas.
Un digestor de metano absorbe desechos de alimentos, agua, estiércol y otra biomasa. Los metanógenos en el agua luego consumen los nutrientes de la suspensión orgánica y se libera gas metano. El gas metano se captura, almacena y presuriza, y luego se utiliza para alimentar una estufa de gas para cocinar. Como subproducto de este proceso se produce fertilizante líquido. Este es un fantástico ejemplo de energía local sostenible.
Los sistemas circulares que son adecuados para laboratorios terrestres incluyen:
Entorno multidisciplinario dentro de los laboratorios terrestres
Los laboratorios terrestres ayudan a formar un ecosistema adecuado para el aprendizaje basado en proyectos a largo plazo . Los estudiantes, maestros y miembros de la comunidad pueden participar en actividades multidisciplinarias que van desde restauración de tierras, cría de animales, jardinería, análisis del clima hasta estudios de arte al aire libre.
Los paneles solares fotovoltaicos proporcionan electricidad limpia a este laboratorio terrestre. El uso de energía local para operar herramientas de jardín, sensores, cámaras y bombas de agua proporciona un gran ejemplo de energía sostenible para los estudiantes.
El contexto multidisciplinario dentro de un laboratorio terrestre es perfecto para la educación interdisciplinaria. Las siguientes disciplinas y materias pueden vincularse a las actividades del laboratorio terrestre de forma integrada:
Ecología : estudios de la naturaleza, aumento de la biodiversidad, estudio del ciclo del agua.
Biología : jardinería, proyectos de agrociencias, botánica.
Artes culinarias : cocinar productos de la huerta 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 producida localmente, esta pequeña casa sobre ruedas brinda a los estudiantes una idea de cómo es un sistema vivo integrado en energía solar, recolección de agua de lluvia y servicios públicos sustentables.Artes multimedia: diseño de paisajes de polinizadores, casas para pájaros, casas para murciélagos , murales.
Pintura: estudios de la naturaleza, murales.
Cerámica: regaderas, maceteros.
Trabajo de la madera: casas de polinizadores, gallinero.
Objetivos y resultados de las experiencias educativas en laboratorios terrestres
Larvas de mosca soldado negra (BSF) tal como se criaron en este contenedor. A medida que maduran, las larvas suben y caen en el cubo de cosecha. Las BSF son una fuente de alimento rica en proteínas y grasas para pollos, peces y aves silvestres. BSF se puede alimentar con posos de café, restos/desperdicios de comida e incluso estiércol. Las BSF son una materia prima para insectos sostenible.
Los laboratorios terrestres existen como proyectos educativos perpetuos que pueden abarcar años, décadas o más. Los objetivos comunes dentro de un laboratorio terrestre suelen ser:
Producir alimentos saludables para las comunidades locales.
Producir energía local para impulsar las operaciones del laboratorio terrestre.
Inspirar a los jóvenes a preocuparse por la biodiversidad, la agricultura y la naturaleza
Desarrollar habilidades STEM prácticas y de la vida real 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 los placeres simples que se encuentran en la jardinería.
En estos parterres elevados de metal crecen cebollas verdes y ajos. Los canteros elevados son una gran adición a un laboratorio terrestre, 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 se pueden diseñar en todas las formas y tamaños. Los atributos clave de un laboratorio terrestre suelen ser los siguientes:
Construir un área de aprendizaje al aire libre designada para estudios interdisciplinarios en un entorno STEM
Establecer un enfoque en aumentar la biodiversidad y restaurar 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 terrestre en tiempo real. Este sensor toma fotografías de plantas en crecimiento, registra la humedad/temperatura/humedad del suelo y los niveles de luz.El fertilizante líquido orgánico se puede producir agregando biomasa verde a tanques de agua, agregando moho de hojas y luego permitiendo que ocurra la fermentación anaeróbica y la descomposición. Los microbios descomponen los nutrientes de la biomasa que luego pueden utilizarse para fertilizar las plantas del jardín.
Un pequeño laboratorio terrestre podría ser tan pequeño como un patio, un balcón con jardín o un terreno designado fuera de la ventana de un salón de clases. 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 y sistemas circulares diferentes es entre 1/4 de acre y 5 acres.
Soluciones sociales sostenibles provenientes de laboratorios terrestres
Los laboratorios terrestres son entornos de la vida real por diseño. El entorno basado en proyectos anima a los estudiantes, profesores y miembros de la comunidad a experimentar con soluciones ecológicas que pueden implementarse a pequeña escala.
Idealmente, las soluciones y sistemas implementados en un laboratorio terrestre se transfieren más allá del laboratorio terrestre y a la comunidad circundante. El compostaje, la captación de agua de lluvia, el reciclaje de desechos de alimentos con digestores de metano y BSF , la producción local de alimentos, el aprovechamiento de la energía solar y otros sistemas de laboratorio terrestre se pueden implementar en toda una comunidad a varias escalas: residencial, escuelas, jardines comunitarios y empresas locales. .
El propósito de un laboratorio terrestre es permitir a los estudiantes desarrollar, implementar y aprender sobre soluciones prácticas y sostenibles para abordar las cinco necesidades fisiológicas básicas que todos los seres humanos tienen:
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 a los modelos industriales. Los laboratorios terrestres unen estas cinco necesidades humanas básicas en sistemas integrados.
La permacultura es un concepto de integración de estas necesidades humanas en sistemas locales, ecológicos y a escala humana. Los laboratorios terrestres pueden considerarse como un área educativa para promover soluciones creativas para satisfacer estas necesidades, garantizando al mismo tiempo que la tierra y la ecología local se restablezcan en el proceso.
Los laboratorios Land brindan a los estudiantes experiencias del mundo real para ayudarlos a cambiar su comportamiento como consumidores e involucrarlos más en la satisfacción de sus 5 necesidades fisiológicas.
Los laboratorios terrestres se centran en la producción y no sólo en el consumo. La cultura de consumo occidental hace que la satisfacción de nuestras cinco necesidades fisiológicas básicas sea muy abstracta y alejada de la vida diaria 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 de salud mental para los estudiantes que están al aire libre
En este barril de doble combustión se produce biochar (carbón vegetal). Se colocan trozos de biomasa leñosa dentro de un barril interior, se coloca materia prima para "cocer" 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 modificar el abono. Esto secuestra carbono y proporciona un buen hogar para más microbios en el suelo. Algunas unidades avanzadas de biocarbón 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 tiene lugar enteramente detrás de una pantalla o dentro de un aula.
Los laboratorios terrestres ayudan a los estudiantes a salir del entorno digital brindándoles el tiempo que tanto necesitan al aire libre. Los estudios han demostrado que a medida que nuestro panorama digital de las redes sociales ha ganado popularidad, la depresión y las luchas mentales han aumentado dramáticamente en 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]
Flujos de residuos utilizados en laboratorios terrestres
El agua de lluvia se recoge del tejado de una casa pequeña y luego se desvía a dos contenedores IBC de 275 galones. Esta es una forma asequible de capturar agua para los jardines, el ganado y otros usos de los laboratorios terrestres.
Se pueden utilizar múltiples tipos de flujos de "residuos" locales, que a menudo se pueden obtener libremente, para suministrar a un laboratorio terrestre las materias primas para construir suelo, generar energía, cultivar alimentos y restaurar la biodiversidad.
Astillas de madera : se utilizan para senderos de jardín, mantillo, compostaje y biocarbón. A menudo, está disponible de forma gratuita en las empresas forestales locales o en los municipios.
Recortes de césped : se utilizan para abono y mantillo. Disponible de vecinos y en el sitio.
Hojas: se utilizan para abono y mantillo. Disponible de vecinos y en el sitio.
Café molido : utilizado para compostaje y producción de BSF.
Palets (sin tratar): se utilizan para hacer camas elevadas, biocarbón, contenedores de compostaje y otras estructuras.
Totes 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 abono.
Troncos: se utilizan para hábitats de polinizadores . Disponible gratuitamente en muchas empresas de árboles.
Madera recuperada (no tratada): se utiliza para camas elevadas, biocarbón y pequeños proyectos de construcción.
Lonas para vallas publicitarias: se utilizan para captación de agua de lluvia, techos y telas de sombra. Disponible gratuitamente en empresas de vallas publicitarias.
Parte del proceso de construcción de un laboratorio terrestre es desarrollar relaciones con empresas, vecinos, restaurantes y miembros de la comunidad locales para comenzar a reciclar estos desechos y convertirlos en los materiales y sistemas necesarios dentro de un laboratorio terrestre. Muchas personas desean ayudar a los estudiantes que están trabajando duro en un proyecto comunitario significativo. Gran parte de los materiales enumerados anteriormente se pueden obtener por poco o ningún costo a medida que se establecen 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, Cecilia G.; Shelley, Steven P.; Sachs, Naomi A. (2020). "Dosis de tiempo mínima en la naturaleza para impactar positivamente la salud mental de los estudiantes en edad universitaria y cómo medirla: una revisión del alcance". Fronteras en Psicología . 10 : 2942. doi : 10.3389/fpsyg.2019.02942 . ISSN 1664-1078. PMC 6970969 . PMID 31993007.
