ISTITUTO PROFESSIONALE PER L INDUSTRIA E L ARTIGIANATO GUSPINI ANNO SCOLASTICO 2013/2014 PIANO DI LAVORO MATERIA TECNOLOGIE E TECNICHE DI INSTALLAZIONE E MANUTENZIONE CLASSE INDIRIZZO DOCENTI III^B (Qualifica Elettrica-Meccanica) M.A.T. MELIS ANTONIO (5h) FONNESU SALVATORE (2h) GUSPINI 20/11/2013 1
La classe 3^ B MAT è composta da 20 (venti) alunni, 2 (due) provenienti da altri istituti e 2 (due) ragazzi usufruiscono del sostegno. All inizio dell anno scolastico, ho cercato di fare un analisi della situazione generale degli alunni e dei livelli di partenza per valutare le caratteristiche della classe. Da questo primo e sommario esame, il grado di preparazione e le capacità di base riscontrate sono risultate globalmente insufficienti. Le carenze più evidenti riscontrate in alcuni ragazzi, sono le notevoli difficoltà di espressione orale e scritta, che si manifestano nel non saper organizzare con chiarezza il proprio pensiero, e la mancanza di un metodo di studio adeguato. Nonostante questi limiti si evidenzia una buona partecipazione e un ottima volontà e impegno. Il comportamento generale della classe è ottimo sono molto educati e rispettosi delle regole comportamentali previste nell ambiente scolastico, ciò rende il lavoro didattico molto proficuo. Tale situazione si manifesta per l atteggiamento corretto di tutti gli alunni, motivati e responsabili ai doveri scolastici. Coerentemente alle finalità educative, gli obiettivi fondamentali consistono nel far raggiungere comportamenti concreti, conoscenze organizzate e abilità strumentali e vengono suddivisi in due categorie: Obiettivi cognitivi (sapere) Obiettivi operativi (saper fare) Obiettivi Cognitivi 1) Conoscenza: a) dei contenuti trattati b) della terminologia specifica 2) Comprensione: lo studente deve essere in grado di riprodurre il messaggio, di interpretare e spiegare una comunicazione in forma diversa da quella data, andare oltre il contenuto per determinare effetti e conseguenze. 3) Applicazione: lo studente deve essere in grado di applicare le conoscenze di concetti, principi, teorie, leggi a situazioni nuove. 4) Analisi: lo studente deve essere in grado, all interno di un fenomeno, di distinguere gli elementi che lo caratterizzano, di identificare le relazioni tra gli elementi e di individuare i rapporti di causa ed effetto. 5) Sintesi: lo studente deve essere in grado di rappresentare, attraverso schemi riassuntivi, leggi, teorie e fatti particolarmente importanti. 6) Valutazione: lo studente deve essere in grado di valutare, esprimere opinioni soggettive e giudizi motivati su quanto appreso. Obiettivi Operativi Descrivere ed interpretare un fenomeno attraverso l osservazione di grafici, diagrammi, illustrazioni, carte, diapositive. Organizzare dati, costruire tabelle e grafici. Usare strumenti di misura in laboratorio. Livelli Minimi I livelli minimi accettabili riferiti ad ogni obiettivo indicato sono i seguenti: 1) Conoscenza: completa anche se non approfondita. 2) Comprensione: autonomia nella comprensione e nell organizzazione delle informazioni. 3) Applicazione: saper applicare le conoscenze in modo autonomo e, se guidato, saper collegare gli argomenti. 4) Analisi: saper effettuare un analisi completa, anche se non approfondita. 5) Sintesi: saper sintetizzare le conoscenze, se guidato. 6) Valutazione saper valutare quanto appreso. Indicazioni Metodologiche Si cercherà di migliorare le loro capacità di analisi e sintesi con un adeguato programma mirato verso l aspetto non solo teorico ma anche pratico della materia. Nello svolgimento del programma si cercherà comunque di offrire agli allievi un panorama esauriente delle varie tecnologie e tecniche di installazione e manutenzione di più vasta applicazione. Ci si prefigge di perseguire una totale complementarità tra la teoria e la pratica in modo da analizzare gli stessi argomenti da un punto di vista sia teorico sia applicativo tramite esercitazioni in laboratorio. Verranno introdotti diversi temi riguardanti le varie tecnologie e tecniche di installazione e manutenzione in modo da completare il panorama applicativo e di adeguare, per quanto possibile, il programma 2
da svolgere allo sviluppo della tecnica del settore. La metodologia di insegnamento comprenderà lezioni frontali, discussioni guidate, letture guidate, lavori di gruppo e attività sperimentali e di progettazione elettrico elettronico. Mezzi e strumenti Si ritiene opportuno l uso dei seguenti materiali: computer e programmi dedicati alle varie tecnologie e tecniche di installazione e manutenzione, strumenti di misura elettrico - elettroniche - meccaniche, libri di testo ed altri, mezzi audiovisivi, visite guidate, incontri con esperti. Modalità di valutazione. Saranno effettuate verifiche formative nel corso della trattazione dei diversi moduli, come domande flash e risoluzione di esercizi a scelta multipla e problem solving. Le verifiche sommative saranno effettuate tramite: interrogazioni, prove scritte/pratiche di progettazione, test oggettivi a risposta multipla, questionari a risposte aperte, simulazioni informatiche guidate, relazioni orali e scritte. Il tipo di verifiche sarà scelto in relazione al modulo trattato e nell ottica di offrire ad ogni alunno la possibilità di esprimersi nella maniera a lui più congeniale. La valutazione degli alunni, sarà improntata ad una continua verifica, giorno per giorno, di coloro che con costanza e non con sforzi finali, si saranno applicati maggiormente. Nella valutazione finale sarà quindi tenuto in considerazione, oltre al profitto, anche la continua applicazione, la frequenza e l'impegno. Modalità di recupero L attività di recupero potrà essere attuata in forme diverse a seconda delle esigenze: ritornando sugli stessi argomenti per tutta la classe con modalità diverse; organizzando specifiche attività per gruppi di studenti; assegnando esercizi per casa agli studenti in difficoltà. Articolazione dei contenuti Gli argomenti trattati saranno: 3
Modulo 1-2 Unità di Misura Legislazione per il settore Elettrico e quadro normativo - Fornire le premesse necessarie per facilitare lo studio dei successivi argomenti e dare le indicazioni per una corretta scrittura delle relazioni matematiche; - Conoscere quali sono i principali Enti normatori internazionali, europei, nazionali e la legislazione specifica del settore elettrico-elettronico; - Acquisire il concetto di norma e comprendere la corretta consultazione di una norma CEI; - Distinguere il significato di marcatura e marchio. Unità 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 Unità di misura Convenzioni principali Enti normatori legislazione riguardante il settore elettricoelettronico Norme CEI Marcatura CE e marchi di conformità di un prodotto alle norme. Contenuti: Il sistema internazionale Multipli e sottomultipli delle unità di misura Simboli di grandezza e unità di misura Convenzioni di scrittura Principali enti normatori Legislazione di interesse particolare per il settore elettrico e elettronico Tipologie di norme Criteri di consultazione di una norma CEI Marcatura CE Marchi di conformità di un prodotto alle norme. Modulo 3-4 Disegno elettrico - elettronico Produzione e trasmissione dell energia elettrica - Acquisire le informazioni relative alle norme generali per il disegno tecnico e in particolare gli aspetti normativi che regolano la realizzazione del disegno elettrico- elettronico. - Conoscere i principali segni grafici da utilizzare nell ambito degli schemi e imparare i modi di rappresentazione dei medesimi nel disegno. - Saper classificare le varie tipologie degli schemi e fornire le principali codifiche letterali dei componenti per una corretta stesura e lettura degli schemi stessi. - Conseguire conoscenze generali e adeguata sensibilità relativamente alle problematiche dei consumi elettrici e della produzione della energia elettrica; - Conoscere le caratteristiche delle principali centrali tradizionali per la produzione di energia elettrica nonché le fondamentali tipologie di fonti alternative; - Fornire nozioni di base sugli impianti fotovoltaici ed eolici; - Analizzare i problemi relativo al trasporto dell energia elettrica dalla produzione all utilizzo, nonché conoscere i limiti di esposizione delle persone ai campi elettromagnetici generati dagli elettrodotti. Unità 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5-4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Norme generali per il disegno tecnico Segni grafici e codici letterali per il settore elettrico elettronico Rappresentazione di segni grafici Norme generali per il disegno elettrico elettronico Tipologie di schemi La disponibilità di energia e le caratteristiche dell energia elettrica Principali centrali tradizionali per la produzione dell energia elettrica Principali tipi di fonti alternative Impianti fotovoltaici Impianti eolici Trasporto dell energia elettrica. 4
Contenuti: Tipi di scala Linee Formato dei fogli : Presentazione di un foglio completo Piegatura dei fogli Segni grafici Principali segni grafici Codici letterali per l identificazione dei componenti Segni grafici generali, distintivi, composti Orientamento dei segni grafici Segni grafici collegati meccanicamente Segni grafici per diversi tipi di schemi Identificazione dei segni grafici tramite codifica Marcatura dei terminali dei contatti Disposizione dei segni grafici negli schemi Individuazione dei morsetti degli apparecchi e delle estremità di conduttori Linee di connessione Incroci e derivazioni Rappresentazione dei circuiti Riferimenti incrociati ( rimandi ) Rappresentazione di diagrammi di sequenza schemi elettrici multi filari, unifilari, funzionali Schemi elettronici schemi planimetrici e di macchina Il problema energetico Fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili L energia elettrica Il diagramma di carico dell energia elettrica La produzione dell energia elettrica Specchio introduttivo delle principali fonti di energia Cenni sulle centrali idroelettriche Piccole centrali idroelettriche Centrali termoelettriche Centrali termoelettriche Centrali a turbogas Centrali a cicli combinati Centrali con motore diesel Gruppi elettrogeni Centrali termonucleari Centrali geotermiche Energia solare Celle a combustibile Energia eolica Biogas La cogenerazione Risparmio energetico Celle fotovoltaiche Tipologie degli impianti fotovoltaici Composizione di un impianto fotovoltaico Cenni all incentivazione economica e allo scambio sul posto Aerogeneratori Centrali eoliche Classificazione dei livelli di tensione Componenti di una rete elettrica Linee elettriche e relative caratteristiche costruttive Aspetti di sicurezza per le linee elettriche aeree Problemi di sicurezza e cautela riguardanti le linee elettriche in generale Funi di guardia e messa a terra dei sostegni Limiti di esposizione ai campi elettromagnetici generati dagli elettrodotti Schemi di produzione, trasmissione e distribuzione dell energia elettrica. Modulo 5-6 Distribuzione e utilizzazione dell energia elettrica Tipologia di impianti elettrici - Acquisire una conoscenza sommaria della cabina elettrica per la distribuzione dell energia; - Conoscere gli aspetti fondamentali degli impianti elettrici di distribuzione in bassa tensione; - Comprendere la pericolosità della corrente elettrica e individuare le misure per la protezione delle persone contro l elettrocuzione; - Acquisire una conoscenza della componentistica fondamentale degli impianti di distribuzione di bassa tensione, in modo da consentire interventi manutentivi di natura ordinaria e straordinaria; - Sapere, infine, riconoscere i dispositivi tipici per la protezione da sovratensione; - Individuare i componenti tipici relativi agli impianti elettrici in ambito civile, nel terziario e industriale; - Conoscere le modalità di posa di detti componenti; - Riconoscere e saper risolvere i problemi di carattere installativo che regolano l esecuzione degli impianti e negli ambienti residenziali, nel terziario, nei cantieri di lavoro e negli ambienti industriali; - Acquisire gli aspetti di carattere normativo alla base degli impianti descritti - Conoscere nelle linee essenziali i contenuti del D.M. 37/08 in materia di installazione degli impianti. Unità 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5-5.6 5.7 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Le cabine di trasformazione MT/BT Le linee elettriche di bassa tensione e le protezioni contro le sovracorrenti Pericolosità della corrente elettrica La protezione contro i contatti diretti e indiretti Il sezionamento e il comando Quadri elettrici di bassa tensione Protezione contro le sovratensioni Componentistica Installazione dei componenti e gradi di protezione degli involucri Impianti elettrici negli edifici residenziali Impianti elettrici nel terziario Impianti elettrici industriali e nei cantieri Il D.M. 37/08. Contenuti: I sistemi di distribuzione dell energia elettrica in bassa tensione Generalità, definizioni e classificazione delle cabine Le cabine di distribuzione pubblica Le cabine di trasformazione private Composizione di una 5
cabina privata Schemi tipici di cabina Conduttori I cavi La conduttura elettrica La portata di un cavo La caduta di tensione di una linea I canali elettrificati La corrente di impiego di una linea La scelta del cavo Le sovracorrenti La protezione delle condutture contro le sovracorrenti Fusibili Interruttori automatici La scelta dell interruttore o del fusibile per la protezione contro le sovracorrenti Effetti della corrente elettrica sul corpo umano Valori di pericolosità della corrente elettrica La curva tensione-tempo Il terreno come conduttore elettrico e la resistenza di terra Impianti di messa a terra Masse e masse estranee Sistemi elettrici e messa a terra del neutro Il contatto diretto La protezione contro i contatti diretti Il contatto indiretto La protezione contro i contatti indiretti: Generalità La protezione contro i contatti indiretti: Interruzione automatica del circuito La protezione contro i contatti indiretti :impiego di apparecchiature elettriche a isolamento doppio o rinforzato La protezione contro i contatti indiretti:bassissima tensione di sicurezza La protezione contro i contati indiretti:separazione dei circuiti La protezione contro i contati indiretti: locali isolanti Generalità Conduttori da sezionare Dispositivi impiegati per il sezionamento Interruzione per manutenzione non elettrica Commando e arresto di emergenza Generalità Costituzioni dei quadri elettrici Apparecchi per il condizionamento climatico dei quadri Sovratensioni Caratteristiche delle sovratensioni Cenni all analisi del rischio delle sovratensioni di origine atmosferica Protezione contro le sovratensioni Tipologie e classi degli SPD Cenni ai criteri di scelta e di montaggio degli SPD Apparecchi di comando Apparecchi di segnalazione Prese e spine Scatole e cassette di derivazione Relè Componenti citofonici.microfono e ricevitore Quote installative dei componenti Gradi di protezione degli involucri L impianto elettrico nelle abitazioni La colonna montante Il centralino (Quadro unita abitativa) Canalizzazioni Il locale bagno Garage, Cantina Impianti di ricezione TV e telefonici Livelli prestazionali Consigli per la posa dei tubi protettivi sotto traccia Impianti sottopavimento e nel controsoffitto Scrivanie elettricamente attrezzate Impianti elettrici industriali Esempio di composizione di un quadro industriale con prese Impianti nei cantieri Contenuti del Decreto Ministeriale Documentazione. Modulo 7-8 Building automation e domotica Illuminotecnica - Fornire una panoramica delle tecnologie proprie della building automation per la rilevazione degli allarmi tecnici e controllo generale dell edificio, sia nei locali destinati ad attività industriali e del terziario sia negli immobili a uso abitativo con i moderni sistemi domotici; conoscere il principio di funzionamento di questi ultimi e le norme relative; familiarizzare con le tecnologie e le problematiche del controllo accessi mediante sistemi di riconoscimento; conoscere i componenti per l installazione dei sistemi TVCC; - Conseguire una conoscenza di base delle principali grandezze illuminotecniche; - Conoscere il principio di funzionamento delle sorgenti luminose artificiali comunemente usate; - Sapere quali sono gli apparecchi illuminanti di più largo uso e saperne leggere i dati di targa; - Comprendere le specifiche illuminotecniche; - Essere in grado di eseguire manualmente piccoli calcoli illuminotecnici; - Conoscere gli strumenti adatti per le verifiche illuminotecniche; - Apprendere suggerimenti pratici per l installazione dei corpi illuminanti e il miglioramento dell illuminazione. Unità 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 Allarmi tecnici Il controllo dell edificio Domotica Controllo accessi Sistemi di televisione a circuito chiuso (TVCC) La luce e le principali grandezze illuminotecniche Sorgenti luminose artificiali e corpi illuminanti Cenni alla progettazione illuminotecnica Suggerimenti pratici Illuminazione emergenza. Contenuti: Inquadramento del problema Rivelazione incendi Antintrusione La rivelazione fuga e gas Protezione 6
contro il rischio di allagamento - Tabella riassuntiva Generalità - Illuminazione di sicurezza Il controllo degli impianti di riscaldamento e di condizionamento Il controllo della potenza assorbita Il controllo del illuminazione Gruppo di continuità Premessa Sistemi tradizionali Sistemi BUS nelle domotica Vantaggi del sistema gomotico Norme relative e sistemi BUS Protocollo sei sistemi BUS Che cosa è il controllo accesi Sistemi di riconoscimento Badge di prossimità Sistema di riferimenti gomotici Identificazione delle impronte digitali - Struttura dei sistemi TVCC Esempi dell istallazione nel residenziale Esempio di installazione nel terziario La luce - Il colore Grandezze fotometriche fondamentali Presentazioni fotometriche richieste a un impianto di illuminazione artificiale Caratteristiche delle sorgenti luminose artificiali e direttiva di riferimento Lampade a incandescenza Lampade alogene Lampade fluorescenti Circuiti di alimentazione delle lampade fluorescenti Lampade a vapori di mercurio a media e alta tensione Lampade a vapori di sodio LED Lampade a induzione Altri tipi di lampade Identificazione delle lampade e porta lampade Apparecchi illuminanti e curve fotometriche Dati di targa degli apparecchi illuminanti Specifiche illuminotecniche Caratteristiche costruttiva e manunttetive dell ambiente da illuminare progetto di un impianto di illuminazione per interni Cenni ai software di progettazione illuminotecnica Cenni alle verifiche illuminotecniche Illuminamento dell illuminazione Particolarità Installative la sicurezza, il rispetto dell ambiento, il risparmio. Modulo 9-10 Climatizzazione degli edifici Sicurezza e salute nei luoghi di lavoro - Fornire un inquadramento fisico qualitativo dei principali aspetti termodinamici coinvolti nei processi di riscaldamento e climatizzazione; - Illustrare gli aspetti essenziali degli impianti di riscaldamento e climatizzazione degli edifici; - Fornire una sintetica panoramica della componentistica relativa ed evidenziare i problemi di sicurezza e di funzionalità connessi all installazione e al funzionamento degli impianti descritti; - Sensibilizzare il lettore sul tema della sicurezza e salute sul luogo di lavoro; - Presentare i concetti fondamentali di pericolo e rischio; - Illustrare i principi generali di sicurezza alla luce della legislazione vigente, con particolare riferimento ai dispositivi di protezione individuale; - Introdurre i principi base nei riguardi dell ergonomia e presentare prospetti della principale segnaletica in uso nei luoghi di lavoro. Unità 9.1 9.2 9.3 9.4 10.1 10.2 10.3 10.4 Produzione del calore e combustibili Generatori di calore e pompe di calore Impianti di riscaldamento a uso civile Climatizzazione degli edifici a uso abitativo e terziario Infortuni e malattie sul luogo di lavoro Pericolo e rischio Legislazione in materia di sicurezza e salute nei luoghi di lavoro Dispositivi di Protezione Individuali (DPI), ergonomia e segnaletica di sicurezza. Contenuti: La produzione del calore (inquadramento fisico) Combustibili Composizione chimica dei combustibili Potere calorifico (inferiore e superiore) Elementi costituenti un generatore di calore Tipologie di caldaie e parametri caratteristici dei generatori di calore Principali parametri caratteristici di un generatore di calore ad acqua Caldaie a condensazione Aspetti di sicurezza connessi ai generatori di calore alimentati a combustibili Manutenzione delle caldaie La centrale termica Pompe di calore L impianto di riscaldamento degli edifici Le caldaie autonome Caldaie per impianti centralizzati L impianto per la distribuzione del calore nell edificio Impianti a radiatori Impianti a ventilconvettori Impianti a pavimento o a soffitto La regolazione dell impianto di riscaldamento Risparmio energetico e aspetti ambientali Che cos è la climatizzazione La ventilazione degli edifici Tipologie di impianti di ventilazione negli edifici del terziario (impianti centralizzati) Sistemi di regolazione, controllo e supervisione per impianti di climatizzazione Infortuni sul lavoro Malattie professionali Definizioni differenza tra pericolo e rischio 7
Salute e sicurezza sul lavoro Struttura del D.Lgs. 81/08 I principi della sicurezza e salute nei luoghi di lavoro (SSL) Soggetti responsabili della sicurezza e salute nel luogo di lavoro Obblighi per: datore di lavoro, dirigenti, preposti, lavoratori Il servizio di prevenzione e protezione aziendale, il rappresentante dei lavoratori per la sicurezza e il medico competente Obblighi per progettisti, fabbricanti, fornitori e installatori Il documento di valutazione dei rischi (DVR) Generalità I dispositivi di Protezione Individuale (DPI) Caratteristiche e categorie dei DPI Tipologie dei DPI Ergonomia Segnaletica di sicurezza. Il Docente 8