I Polmoni

In questo laboratorio, gli studenti simuleranno la respirazione polmonare utilizzando materiali semplici e facilmente reperibili. Questo progetto incoraggia l'apprendimento pratico e stimola la creatività.

Materiali Necessari

• Bottiglia rigida (preferibilmente di acqua frizzante o soda)

• Due cannucce flessibili

• Due palloncini piccoli (per rappresentare i polmoni)

• Un palloncino più grande (per simulare il diaframma)

• Colla a caldo

• Scotch

• Forbici

• Seghetto

Procedura

1. Preparazione della Bottiglia:

   • Utilizzare il seghetto per tagliare la parte superiore della bottiglia, creando una struttura che simuli la gabbia toracica.

2. Fissaggio dei Palloncini:

   • Posizionare un palloncino alla base della bottiglia come primo polmone e bloccarlo con dello scotch per evitare perdite d’aria.

   • Ripetere l'operazione con l'altro palloncino.

3. Creazione della Trachea:

   • Utilizzare le cannucce per simulare la trachea.

   • Fare dei fori nel tappo della bottiglia per inserire le cannucce e sigillare con colla a caldo per evitare perdite d’aria.

4. Montaggio del Diaframma:

   • Inserire il palloncino più grande o un guanto di lattice alla base della bottiglia per creare un diaframma.

   • Questo elemento è fondamentale per simulare il movimento di espansione e contrazione durante la respirazione.

5. Test del Sistema:

   • Tirando e rilasciando il diaframma, osservare il gonfiarsi e sgonfiarsi dei palloncini, simulando il funzionamento dei polmoni.

   • Ripetere il processo per dimostrare la frequenza respiratoria normale.

Riflessioni e Domande di Verifica

1. Cosa hai osservato quando il diaframma si alzava e si abbassava?

2. Perché è importante che i polmoni si gonfino e si sgonfino?

3. Come pensi che questo modello rappresenti il sistema respiratorio umano?

Valutazione

• Gli studenti possono essere valutati su:

  • La creatività e l'accuratezza del loro modello.

  • La loro capacità di rispondere alle domande di riflessione.

  • La partecipazione attiva durante l'esperimento.

Conclusione
Questo laboratorio finale porta alla creazione di un polmone artificiale trasportabile, utile per dimostrazioni didattiche. Gli studenti sono incoraggiati a sperimentare con i materiali e a costruire la loro versione del modello polmonare.

Anatomia e Fisiologia correlata

1. I polmoni: Sono organi elastici situati nella cavità toracica. Nel modello, i piccoli palloncini simulano i polmoni, che si gonfiano e sgonfiano in risposta ai movimenti del diaframma.

2. La trachea: Il tubo rigido che porta l'aria ai bronchi è rappresentato dalle cannucce. La sigillatura dei fori con colla a caldo garantisce che l'aria fluisca solo all'interno del sistema simulato.

3. Il diaframma: Questo muscolo piatto e cupoliforme alla base dei polmoni si contrae e si abbassa durante l'inspirazione, aumentando il volume toracico e riducendo la pressione. Nel modello, il palloncino grande simula il diaframma: il suo movimento riproduce la variazione volumetrica che consente ai polmoni di gonfiarsi e sgonfiarsi.

Principi fisici coinvolti

La respirazione si basa sulla relazione tra pressione e volume (legge di Boyle):

• Durante l'inspirazione, il diaframma si contrae e si abbassa, aumentando il volume toracico. Questo crea una pressione negativa nei polmoni rispetto all'ambiente, aspirando aria al loro interno.

• Durante l'espirazione, il diaframma si rilassa e si alza, riducendo il volume toracico e aumentando la pressione nei polmoni, espellendo così l'aria.

Finalità didattica

• Rendere visibile l'invisibile: Attraverso il modello, concetti astratti come pressione e volume diventano facilmente comprensibili e visibili.

• Collegamento tra scienza e realtà: Questo laboratorio aiuta a comprendere non solo la meccanica della respirazione, ma anche come condizioni patologiche (es. asma o enfisema) possano influenzare il funzionamento del sistema respiratorio.

• Pensiero critico: Domande riflessive stimolano gli studenti a pensare al legame tra il modello e il corpo umano, nonché alle possibili limitazioni del modello stesso.

Approfondimenti aggiuntivi

• Similitudini e differenze: Spiega che, nel corpo umano, i polmoni non sono attaccati al diaframma, ma sono avvolti in una membrana chiamata pleura. La pressione all'interno della cavità pleurica è fondamentale per il movimento dei polmoni.

• L'importanza della ventilazione: Collega l'esperimento al ruolo della ventilazione meccanica in campo medico, soprattutto per comprendere come i respiratori artificiali aiutino a regolare il flusso d'aria nei pazienti.