Einstieg
Die Schüler:innen stellen Überlegungen zu folgender Frage an: Woher kommt unser Trinkwasser? Die Schüler:innen stellen u. a. fest, dass Trinkwasser aus dem Boden, und zwar aus dem Grundwasser, kommt. Wasser aus einem Fluss oder Gewässer ist leicht erreichbar, aber nicht sofort trinkbar. Im Gegensatz dazu wurde Wasser aus dem Boden bereits durch die verschiedenen Bodenschichten gefiltert und ist als Trinkwasser besser geeignet. Neben dem sich so stets erneuernden Grundwasser gibt es auch fossiles Grundwasser, das im tiefen Untergrund lagert und bis zu viele Millionen Jahren alt ist. Wie kann Wasser aber aus der Erde nach oben befördert werden? Und wie kann es über eine Strecke transportiert werden, ohne dass Wasser „verloren“ geht?
Phase 1 – Aus der Tiefe in die Höhe
Die Schüler:innen sollen Wasser aus der Tiefe nach oben bewegen. Die Teilnehmer:innen erhalten einen Becher mit Wasser und einen Strohhalm. Um das Wasser in die Höhe zu bewegen, muss durch Ansaugen ein Unterdruck erzeugt werden. Das Wasser landet schließlich im Mund und kann getrunken werden.
Varianten
Um den Unterschied zwischen Ansaugen und Hochdrücken von Wasser zu verdeutlichen, kann ein weiteres Experiment mit dem gleichen Aufbau stattfinden. Der Strohhalm ist diesmal mit Wasser gefüllt und steht senkrecht nach oben aus dem Mund. Nach einem Startzeichen soll das Wasser nach oben gepustet werden. ACHTUNG, die Teilnehmer:innen können nass werden.
Phase 2 – Eine lange Leitung
Teams von drei bis vier Teilnehmer:innen erhalten die Aufgabe, aus Strohhalmen und mit den vorhandenen Hilfsmitteln Wasserleitungen von mindestens einem Meter Länge zu konstruieren. Das Wasser soll von einem Becher am Start zu einem Zielbecher transportiert werden, und zwar mit einem möglichst geringen Wasserverlust.
Je nach Vorwissen und vorhandenen Kompetenzen kann Hilfestellung gegeben und die Aufgabenstellung variiert werden. Idealerweise gibt es mehrere Durchläufe, um die Konstruktion zu verbessern.
Hinweis
Zusätzlich oder als Ersatz für Strohhalme können auch „Wasserrutschen“ aus Haushaltsmaterialen (Folie, Tetrapaks etc.) gebaut und verwendet werden. Die Wasserleitungen sind dann eher halb geöffnet statt komplett geschlossen.
Auswertung
Gemeinsam wird mit den Schüler:innen die Erfahrung aus Phase 1 ausgewertet. Für den Ansaugdruck eignet sich ein Verweis auf vorhandene Pumpen und Anwendungen (z. B. Schwengelpumpen in Berlin). Darüber hinaus kann die Wasserförderung aus dem Grundwasser zum Wasserwerk besprochen werden. In Gärten werden stellenweise private Pumpen für die Wasserförderung genutzt, das Wasser ist jedoch noch eisenhaltig und sieht dann braun aus. Wasserwerke fördern keimfreies Wasser aus einer Tiefe zwischen 30 bis 170 Metern, „befreien“ dieses Wasser von Eisen und Mangan und liefern es durch ein Leitungsnetz an die Haushalte. Für Trinkwasser nutzen wir deshalb den Wasserhahn, aber zum Gießen (z. B. von Stadtbäumen) sind Pumpen eine gute Alternative. Eine Sensibilisierung für Pumpen in der Umgebung kann durch eine Exkursion und Bestandsaufnahme von Pumpen in der Schulumgebung erfolgen.
Die Zulieferung von Wasser kann wiederum mit dem Experiment in Phase 2 verdeutlicht werden. Am Ende der Experimentierphase präsentieren die Teams die Ergebnisse der gesamten Klasse und berichten von der Konstruktionsphase. Welchen Herausforderungen mussten sich die einzelnen Teams stellen, um möglichst kein Wasser beim Transport zu verlieren? Mit Beispielen aus anderen Weltregionen (z. B. Namibia und Panama) lassen sich Bezüge zwischen den Konstruktionen und realen Herausforderungen erstellen. Funktionierende und dichte Wasserleitungen sorgen für den sicheren Transport von Wasser in wasserarmen Regionen. Gemeinsam kann überlegt werden, welche Konstruktionen in der Realität umgesetzt werden könnten oder wo noch Verbesserungen stattfinden müssten.
Hinweis
Die Auswertungen sollten nach jedem Experiment erfolgen.
