ingegneria per l'ambiente e il territorio

L’insegnamento vuole sviluppare la capacità da parte dello/a studente/ssa di visualizzare un problema usando un approccio geometrico per la soluzione, e di comprendere argomenti logico deduttivi sottolineando il ruolo delle ipotesi, ad esempio, tramite la costruzione di esempi e controesempi. Lo/a studente/ssa acquisisce strumenti e tecniche che permettono di operare con enti geometrici (vettori nel piano e nello spazio, rette, piani, coniche e quadriche) e algebrici (sistemi di equazioni lineari, matrici, polinomi, autovalori, autovettori, spazi vettoriali e loro trasformazioni). Lo/a studentessa acquisisce inoltre la capacità di collegare aspetti geometrici ed algebrici dello stesso problema. Infine egli/ella acquisisce le competenze necessarie per trattare numericamente, anche mediante l’utilizzo di un calcolatore, tutte quelle situazioni in cui i metodi algebrici non sono applicabili con “carta e penna� (ad esempio, risoluzione di un sistema lineare con un numero elevato di incognite ed equazioni). In particolare, lo/a studente/ssa impara a identificare un ente geometrico/algebrico, a riconoscerne le proprietà teoriche e a individuare e applicare il metodo algebrico/numerico più opportuno per il suo trattamento. L’implementazione e l’applicazione dei metodi numerici viene effettuata tramite il software MATLAB, di cui verrà appresa la sintassi di base.

L’insegnamento di Algebra Lineare e Geometria ha due obiettivi principali. Il primo è presentare argomenti di base di algebra lineare e geometria analitica, usando la geometria come motivazione, educando lo studente a pensare in modo geometrico, e quindi sviluppare l'intuizione, e a seguire il ragionamento logico deduttivo utilizzando un linguaggio formale appropriato. Il secondo obiettivo è presentare agli studenti i concetti fondamentali di alcuni metodi numerici di base dell’algebra lineare e la loro implementazione in ambiente Matlab, software numerico ormai ampiamente diffuso nel campo dell’ingegneria. In questo modo si vuole mostrare come gli aspetti teorici, simbolici e numerici interagiscono tra loro.

• Vettori nel piano e nello spazio e loro operazioni. Prodotto scalare, prodotto vettoriale e prodotto misto. Rette e piani nello spazio. Proiezioni ortogonali. • Matrici e loro operazioni. Matrici fortemente ridotte per righe. Sistemi di equazioni in forma matriciale e loro risoluzione con applicazioni geometriche. Equazioni matriciali, calcolo dell’inversa di una matrice. Determinanti. • Spazi vettoriali: definizioni, esempi ed applicazioni. Sottospazi vettoriali. Operazioni notevoli fra sottospazi. • Combinazioni lineari e dipendenza lineare. Metodo degli scarti. Basi di uno spazio vettoriale. Dimensione di uno spazio vettoriale. Dimensione di un sottospazio vettoriale finitamente generato. • Lo spazio vettoriale dei polinomi. La formula di Grassmann. • Applicazioni lineari. Immagine di un’applicazione lineare. Applicazioni lineari iniettive e suriettive. Isomorfismi. • Matrice di un’applicazione lineare. Endomorfismi e matrici quadrate. • Autovalori e autovettori. Autospazi di endomorfismi e di matrici. Polinomio caratteristico e spettro di un endomorfismo. Diagonalizzazione di un endomorfismo. • Basi ortonormali, matrici ortogonali. Algoritmo di Gram-Schmidt. Diagonalizzazione di matrici simmetriche mediante matrici ortogonali. Forme quadratiche e carattere di definizione. • Problemi metrici : distanza punto-retta, punto-piano, retta-retta. • Geometria quadratica: coniche, sfere. Quadriche non-degeneri in forma canonica. Riconoscimento di una quadrica. • Aritmetica di macchina: numeri di macchina, operazioni di macchina, errore di arrotondamento. Condizionamento di un problema numerico. Stabilità di un algoritmo. • Sistemi lineari: condizionamento e metodi numerici diretti. Fattorizzazioni di matrici: PA=LU, Choleski, QR e loro principali applicazioni. • Autovalori di matrici: condizionamento e metodi numerici: potenze, potenze inverse, QR (cenni). Decomposizione ai valori singolari di matrici e sue principali applicazioni.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

Sul portale della didattica sarà disponibile il materiale didattico preparato dai docenti contenente anche esercizi svolti e proposti. Si fornisce una lista di testi di riferimento frequentemente utilizzati. M. Ferrarotti, M. Abrate “Lezioni di Algebra Lineare�, CELID, 2018. M. Ferrarotti, M. Abrate “Lezioni di Geometria�, CELID, 2018. L. Gatto, Lezioni di Algebra lineare e Geometria, CLUT, 2018. S. Greco, P. Valabrega, Lezioni di Geometria, Vol. 1 Algebra lineare, Vol. 2 Geometria Analitica, Ed. Levrotto e Bella, Torino 2009. G. Monegato, Metodi e algoritmi per il Calcolo Numerico, CLUT, 2008. A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio, Scientific Computing with MATLAB and OCTAVE, Springer, 2014. G. Strang, Algebra Lineare, Apogeo, 2008. G. Strang, Introduction to Linear Algebra, Wellesley-Cambridge Press, 2016. E. Carlini, LAG: the written exam v1 and v2, CLUT 2019. E. Carlini, 50 quiz di Geometria CELID 2011. G. Casnati, M.L. Spreafico, Allenamenti di Geometria, Ed. Esculapio, Bologna 2013. J. Cordovez, Chissà chi lo sa?, CLUT 2013. L. Scuderi, Laboratorio di Calcolo Numerico, CLUT, 2005.

Capacità di seguire una catena di ragionamenti logici; comprensione delle proprietà essenziali del calcolo differenziale e integrale per funzioni di una variabile. Acquisizione di una sufficiente manualità di calcolo.

L’insegnamento di Analisi Matematica I costituisce la cerniera tra la scuola media superiore e l’università . Lo scopo principale dell’insegnamento è di abituare gli studenti a seguire la concatenazione di semplici argomentazioni e di insegnare loro gli elementi fondamentali del calcolo differenziale e integrale per le funzioni di una variabile, con applicazioni alle equazioni differenziali ordinarie del primo e del secondo ordine.

Richiami: insiemi, operazioni sugli insiemi e simboli logici. Insiemi numerici, massimi e minimi, estremi. Proprietà di completezza dei numeri reali e sue conseguenze. Funzioni: iniettività e suriettività ; funzioni composte e inverse. Funzioni reali di variabile reale: funzioni elementari, monotonia e inverse delle funzioni elementari. (Circa 15 ore) Limiti e continuità : Limiti di funzioni e successioni; continuità . Teoremi sui limiti: unicità del limite, permanenza del segno e limitatezza locale, teoremi di confronto. Limiti di funzioni monotone. Algebra dei limiti. Forme indeterminate. Confronto locale di funzioni. Simboli di Landau. Infiniti e infinitesimi. Ordine di infinito e di infinitesimo, parte principale rispetto a un campione. Asintoti. Il numero e. Limiti notevoli trigonometrici ed esponenziali. Funzioni continue su un intervallo: esistenza degli zeri e dei massimi e minimi. (Circa 24 ore) Derivate: significato geometrico e fisico. Regole di derivazione. Derivate delle funzioni elementari. Derivate e continuità . Punti di non derivabilità , punti di estremo e punti critici. Teorema di Fermat. Funzioni derivabili su intervalli e teoremi fondamentali del calcolo differenziale (Rolle e Lagrange) e loro conseguenze. Regola di de L'Hôpital. Formula di Taylor e sviluppi di Maclaurin fondamentali. Uso degli sviluppi di Taylor nello studio del comportamento locale delle funzioni: confronto di funzioni, estremi, convessità . Applicazioni allo studio del grafico di funzioni. (Circa 23 ore) Primitive e regole di calcolo delle primitive; primitive di funzioni razionali. Integrale definito. Proprietà dell’integrale. Media integrale, teorema della media e Teorema Fondamentale del Calcolo Integrale. Relazione tra primitive e integrazione definita. Integrali impropri: definizioni e criteri di convergenza. (Circa 21 ore) Numeri complessi ed equazioni differenziali: forma algebrica, forma trigonometrica ed esponenziale dei numeri complessi. Parte reale, parte immaginaria, modulo e argomento. Radici dei numeri complessi. Teorema Fondamentale dell'Algebra. Esponenziale di un numero complesso e formule di Eulero. Equazioni differenziali: il problema di Cauchy. Equazioni differenziali del primo ordine, lineari e a variabili separabili. Equazioni differenziali lineari del secondo ordine a coefficienti costanti. (Circa 17 ore)

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I testi di seguito elencati sono da considerarsi indicativi. Maggiori dettagli verranno forniti dal docente in aula. C. Canuto, A. Tabacco. Analisi Matematica I. Pearson, 2021. S. Lancelotti. Lezioni di Analisi Matematica 1. Celid, 2013. F. Nicola. Analisi Matematica I. Appunti delle lezioni. CLUT, 2018.

Al termine dell’insegnamento lo studente - Sarà in grado di utilizzare un linguaggio tecnico-scientifico appropriato - conoscerà la struttura atomica e le configurazioni elettroniche, comprendendone il ruolo nella determinazione delle proprietà periodiche degli elementi. - Conoscerà le diverse tipologie di legame chimico, sapendone definire le caratteristiche principali (es. energia di legame, lunghezza di legame, ordine di legame). - Saprà ricavare formule di struttura di molecole e ioni. - Sarà in grado di interpretare e bilanciare le reazioni chimiche, comprendendo le relazioni ponderali tra reagenti e prodotti. - Conoscerà struttura e proprietà dei solidi (ionici, covalenti, metallici e molecolari), nonché le proprietà chimiche e fisiche di gas, liquidi e soluzioni. - Saprà interpretare gli aspetti termodinamici e cinetici delle reazioni chimiche - Saprà interpretare gli aspetti energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. - Saprà applicare le conoscenze acquisite alla risoluzione di esercizi di calcolo relativi alle leggi dei gas, alle proprietà colligative delle soluzioni, agli equilibri chimici, alla termochimica, al pH, alle celle galvaniche e ai processi elettrolitici.

L'insegnamento si propone di fornire le basi necessarie per l'interpretazione di fenomeni chimici, per la conoscenza della struttura e delle proprietà dei solidi cristallini e per la comprensione ed il calcolo dei fenomeni energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. L'insegnamento intende fornire allo studente una solida preparazione scientifica, volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione della struttura e delle proprietà della materia, contribuendo, contestualmente agli altri insegnamenti del primo anno, al consolidamento dei fondamenti culturali tecnico-scientifici propri di ogni ingegnere. L’insegnamento di Chimica costituisce pertanto uno strumento efficace per l’accrescimento sia della capacità di ragionamento critico che dell’uso appropriato del linguaggio scientifico.

ATOMO Costituzione del nucleo, struttura dell'atomo di idrogeno e modelli atomici di Bohr e quantistico-ondulatorio. Numeri quantici, principio di esclusione e regola di Hund Forma spaziale degli orbitali s,p,d CLASSIFICAZIONE DEGLI ELEMENTI E TAVOLA PERIODICA Configurazione elettronica degli elementi e periodicità nelle loro proprietà chimiche e fisiche Raggio atomico, energia di ionizzazione ed affinità elettronica. Suddivisione in metalli, nonmetalli e semimetalli. Generalità sui gruppi principali della tavola periodica e su alcuni metalli di transizione. LEGAME CHIMICO Il legame ionico, covalente, metallico. Legame semplice, doppio e triplo. Geometria molecolare, teoria dell'ibridazione e della risonanza. Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari. INTERAZIONI INTERMOLECOLARI Interazioni di van der Waals e legame a idrogeno. NOMENCLATURA, FORMULE E STECHIOMETRIA Massa atomica e molecolare, mole, numero di Avogadro; definizioni ed unità di misura. Reazioni acido-base e formazione di sali. Stato di ossidazione e bilanciamento di reazioni redox. Relazioni ponderali in una reazione, reagente limitante. Reazioni di combustione. STATO GASSOSO Leggi dei gas ideali. Equazione di stato dei gas ideali. Distribuzione statistica delle energie (Boltzmann). Equazione di stato dei gas reali. STATO LIQUIDO Tensione di vapore di liquidi puri. Soluzioni e modi di esprimere la loro concentrazione. Dissociazione elettrolitica e grado di ionizzazione. Proprietà colligative di soluzioni elettrolitiche e non. Definizione di acido e base secondo Arrhenius, Brönsted e Lewis. Prodotto ionico dell'acqua. pH, pOH e idrolisi dei sali. STATO SOLIDO Cella elementare e struttura dei più semplici solidi cristallini. Reticoli cristallini. Classificazione dei solidi. EQUILIBRI TRA FASI Liquefazione dei gas. Diagramma di stato di sostanze pure (acqua e anidride carbonica). CINETICA CHIMICA E CATALISI Velocità e ordine di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi e catalizzatori. EQUILIBRIO CHIMICO Legge di azione di massa. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Principio di le Chatelier ed influenza della temperatura sull'equilibrio. TERMODINAMICA CHIMICA Primo, secondo e terzo Principio. Entalpia di reazione e legge di Hess. Energia libera ed entropia in una reazione. Criterio di spontaneità . ELETTROCHIMICA Potenziale normale ed effettivo di un elettrodo. Celle elettrochimiche ed equazione di Nernst. Forza elettromotrice di una pila. Reattività di metalli con acidi ossidanti e non. Elettrolisi e leggi di Faraday. CHIMICA ORGANICA Nomenclatura e proprietà dei principali composti organici. I gruppi funzionali più comuni e le loro principali reazioni. Isomeria strutturale.

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I testi consigliati, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal Docente titolare dell'insegnamento. ' P. Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli ' Giannoccaro, Doronzo, Elementi di stechiometria, EdiSES ' Manfredotti-Lanfredi, Tiripicchio, Fondamenti di Chimica, Casa Editrice Ambrosiana ' R. Michelin A. Munari, Fondamenti di Chimica per l'ingegneria, Cedam ' Petrucci-Harwood, Chimica generale,Principi e moderne applicazioni,Piccin ' Schiavello, Palmisano, Fondamenti di Chimica, EdiSES ' M.S.Silberberg, Chimica, Mc Graw-Hill Materiale utile si trova anche sul sito della didattica online del Politecnico di Torino o nelle pagine web dei singoli corsi.

• Conoscenza e capacità di comprensione (acquisizione delle basi teoriche e sperimentali della meccanica e della termodinamica e comprensione critica delle loro leggi; avvio alla comprensione del metodo scientifico, della natura e delle modalità della ricerca in Fisica). - Applicazione pratica delle conoscenze acquisite (capacità di identificazione degli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario; capacità di applicazione delle leggi e delle teorie a situazioni concrete mediante la risoluzione di problemi). - Apprendimento delle nozioni propedeutiche agli insegnamenti comuni e di indirizzo dei Corsi di Laurea di riferimento.

L’obiettivo principale dell'Insegnamento di Fisica I è di fornire allo studente una solida preparazione scientifica di base volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione quantitativa delle leggi fondamentali della natura, per quanto principalmente attiene alla meccanica e alla termodinamica. A tale scopo, l'insegnamento mira a dotare gli studenti dei necessari strumenti culturali e metodologici.

INTRODUZIONE I ll metodo sperimentale e le grandezze fisiche. L’operazione di misurazione. Dimensioni delle osservabili fisiche e unità di misura. Tipi di incertezze sperimentali e propagazione delle incertezze. CINEMATICA del punto. Richiami di calcolo vettoriale. Sistemi di riferimento. Posizione e spostamento, velocità , accelerazione in una e più dimensioni. Moto uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto vario. Moto in coordinate polari e cilindriche. Coordinate intrinseche (accelerazione tangenziale e normale). Moto circolare ed altri esempi. Cinematica dei moti relativi: leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni. DINAMICA del punto. Leggi di Newton. Forza e massa. Sistemi di riferimento inerziali. Forze in natura. Forze centrali. Forza di gravità . Forza elastica. Forze vincolari. Attrito statico e dinamico. Attrito viscoso. Sistemi di riferimento non inerziali: forze d’inerzia o apparenti. Lavoro ed energia cinetica: definizione di lavoro, teorema dell’energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell’energia: campi conservativi di forze ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Esempi ed applicazioni. Oscillatore armonico: moto armonico semplice, cenni al moto armonico smorzato e forzato e al concetto di risonanza. Quantità di moto e momento angolare: quantità di moto e teorema dell’impulso. Momento della forza e momento angolare. Il teorema del momento angolare. Legge di gravitazione universale. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione di Newton, massa inerziale e gravitazionale. Principio di sovrapposizione degli effetti. Campo gravitazionale generato da una massa. Linee di campo e flusso. Potenziale gravitazionale. Teorema di Gauss per il campo gravitazionale. Campo generato da una distribuzione di massa a simmetria sferica ed altri esempi. DINAMICA dei Sistemi di più particelle e URTI. Sistemi discreti e continui. Forze interne ed esterne. Centro di massa. Quantità di moto di un sistema di punti materiali. Teorema del centro di massa (I equazione cardinale della dinamica) e conservazione della quantità di moto. Momento angolare di un sistema: Teorema del momento angolare (II equazione cardinale della dinamica) e conservazione del momento angolare. Riferimento del centro di massa e teoremi di Koenig. Urti: quantità di moto ed energia cinetica negli urti. Urti elastici e anelastici di I e II specie. DINAMICA e STATICA del Corpo Rigido. Definizione di corpo rigido. Corpo rigido in pura traslazione. Corpo rigido in rotazione attorno a un asse fisso. Momento di inerzia. Teorema di Huygens-Steiner. Energia cinetica di un corpo rigido. Moto di rotolamento senza e con strisciamento. Leggi di conservazione per il moto di un corpo rigido. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Esempi ed applicazioni. MECCANICA DEI FLUIDI. Pressione. Statica dei fluidi: legge di Stevino. Leggi di Pascal e di Archimede. Dinamica dei fluidi ideali: linee di flusso e tubo di flusso. Portata. Teorema di Bernoulli. Esempi ed applicazioni. Cenni sul moto viscoso. TERMODINAMICA: calorimetria, I principio e gas perfetti. Termometria, trasmissione del calore. Equilibrio termodinamico e variabili di stato. Trasformazioni termodinamiche: reversibili e irreversibili. Trasformazioni adiabatiche, isoterme, isobare e isocore. Primo principio della Termodinamica, energia interna. Calorimetria. Gas perfetti. Cenni alla teoria cinetica dei gas. Calore, lavoro ed energia interna. Applicazioni del I principio ai gas perfetti (relazione di Mayer, trasformazioni isoterme e adiabatiche). TERMODINAMICA: II principio ed entropia. Secondo principio della Termodinamica: enunciati di Kelvin e di Clausius. Macchine termiche e frigorifere. Rendimento ed efficienza. Ciclo di Carnot ed altri cicli. Teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Teorema di Clausius. Entropia.

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P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, vol. I, seconda edizione, EdiSes editore S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa. Fisica generale - Meccanica e Termodinamica, seconda edizione, Casa Editrice Ambrosiana

Lo studente deve acquisire due tipologie fondamentali di conoscenze: (i) la capacità di risolvere problemi concreti mediante programmi da implementare in un linguaggio di programmazione ed eseguire su un calcolatore; (ii) la capacità di comprendere aspetti quantitativi dell’informatica quali prestazioni, capacità di calcolo, rappresentazione dell’informazione, e l’organizzazione degli elaboratori. Queste capacità vengono applicate alla soluzione di problemi di rilevanza pratica.

L’insegnamento, obbligatorio per tutti gli studenti, si propone un duplice obiettivo: da un lato, introdurre gli studenti alle problematiche legate all’informatica sia dal punto di vista “culturale� che da quello tecnologico. Dall’altro, insegnare l’uso di un linguaggio di programmazione per un elaboratore, quale strumento per la soluzione di problemi reali.

o Teoria [8 ore] + Rappresentazione dell’informazione + Architetture dei sistemi di elaborazione + Architettura software o Problem solving e algoritmi [12 ore] + diagrammi di flusso (flow chart), pseudo-codice per la risoluzione di problemi concreti complessi o Linguaggio Python (40 ore) + Tipi di dato primitivi + Variabili e costanti numeriche + Stringhe e metodi per stringhe + Input e Output di dati numerici e di stringhe + Operatori aritmetici elementari, potenze, funzioni matematiche + Variabili booleane e operatori + Costrutti di controllo di flusso (condizionali e iterativi) + Funzioni e passaggio di parametri + Liste, Insiemi, Dizionari + Strutture complesse (dizionari di insiemi e dizionari di liste) + Lettura e scrittura di file di testo + Gestione delle eccezioni

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• Dispense del corso a cura del docente - Concetti di informatica e fondamenti di Python (Seconda edizione), Cay Horstmann Rance D. Necaise, APOGEO, ISBN 9788891635433, http://www.apogeoeducation.com/concetti-di-informatica-e-fondamenti-di-python.html

Conoscenza della lingua inglese, attraverso l’acquisizione della certificazione IELTS 5.0, che sviluppa le quattro abilità Writing – Listening – Speaking - Reading.

Il Politecnico ha inserito la lingua inglese tra gli insegnamenti obbligatori dei corsi di laurea e richiede il superamento dell’esame IELTS con punteggio 5.0 o certificazione sostitutiva (https://didattica.polito.it/cla/it/certificazioni). A tal scopo il Centro Linguistico d’Ateneo offre una serie di percorsi didattici differenziati sulla base del livello di conoscenza iniziale sia in aula con i CEL sia in autoapprendimento.

Il risultato del test di livello attribuisce un percorso didattico: Beginner: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Elementary: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Pre-Intermediate: Lezioni in aula orientate al livello IELTS 5.0 Objective 5 (o video lezioni) Writing Tutorials Speaking Tutorials Reading Tutorials Listening Tutorials Grammar Tutorials Vocabulary Tutorials Speaking Fluency for IELTS 5.0 Intermediate: Corso IELTS Intensive – videolezioni Writing Tutorials Speaking Tutorials Reading Tutorials Listening Tutorials Grammar Tutorials Vocabulary Tutorials Speaking Fluency for IELTS 5.0 Le attività didattiche sono proposte ciclicamente in corso d’anno. I link di iscrizione sono presenti sul tab Lingue della pagina personale del Portale della Didattica quando il corso/attività è disponibile. Le videolezioni sono accessibili dalla sezione Materiale Propedeutico della pagina personale del Portale della Didattica.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... Il Politecnico organizza una sessione IELTS al mese (escluso agosto). Per tutte le informazioni sulle sessioni IELTS per gli studenti del Politecnico: https://didattica.polito.it/cla/it/ielts

Beginner: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Elementary: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Pre-Intermediate: Complete IELTS Bands 4 – 5 (Student’s book with answers & CD ROM) Cambridge University Press ISBN 978 0 521 179560 Intermediate: IELTS Trainer Six Practice Tests with answers Cambridge University Press

Gli studenti/le studentesse acquisiranno conoscenze e competenze di dominio relative all’interazione uomo-ambiente: il concetto di sostenibilità e i “sustainable development goals� delle Nazoni Unite, il concetto di rischio e di resilienza; basi di analisi statistica di dati e di modellazione matematica dei sistemi ambientali, implementazione di modelli e loro applicazione con dati sperimentali. Gli studenti/le studentesse sapranno mappare gli SDG per problemi complessi, sapranno analizzare soluzioni dal punto di vista della loro sostenibilità applicando analisi qualitative tipo SWAT e qualitative di LCA e costi-benefici semplificate, sapranno analizzare dati sperimentali con strumenti statistici per estrarre informazioni e fare proiezioni, usando tecniche lineari e non. Sapranno anche implementare semplici modelli matematici relativi a fenomeni complessi, per imparare a prevedere e analizzare gli scenari possibili e così indirizzare le necessarie decisioni. Inoltre, l’insegnamento ha lo scopo di sviluppare competenze trasversali: gli studenti/le studentesse apprenderanno metodi di lavoro in team, apprenderanno come reperire dati ed informazioni e validare le fonti, svilupperanno capacità di pensiero sistemico e di comunicazione dei risultati, acquisiranno consapevolezza sui valori della sostenibilità .

L’insegnamento introduce i temi e le sfide dell’ingegneria ambientale partendo dalla storia delle interazioni uomo-ambiente e dagli obiettivi definiti dagli organismi internazionali (Nazioni Unite, Unione Europea, IPCC) e analizza il ruolo dei modelli e dei dati nell’affrontare in modo quantitativo la soluzione dei problemi, particolarmente complessi, che sono tipici dell’ingegneria ambientale. L’insegnamento è svolto con limitata didattica frontale e una predominante attività pratica basata sul learning by doing.

La storia dell’ambiente a partire da 65 milioni di anni fa e delle sue interazioni con l’uomo: le componenti ambientali, le risorse naturali, la biodiversità , i dati storici e le misure, le retroazioni positive e negative. Il concetto di sostenibilità e di sviluppo sostenibile e i “sustainable development goals� delle Nazioni Unite. I concetti di rischio e resilienza. Le sfide dell’ingegneria ambientale (il cambiamento climatico, la riduzione dell’inquinamento, le città sostenibili, lo sfruttamento sostenibile delle risorse naturali, la mitigazione dei rischi naturali – ogni anno viene approfondito uno di questi temi anche grazie alla partecipazione di un esperto esterno) Le basi della modellazione matematica dei sistemi ambientali; il loro utilizzo nella interpretazione dei dati e nelle previsioni/proiezioni degli sviluppi futuri dei possibili diversi scenari (compresa le tecnica nota come ANOVA). Implementazione e analisi di specifici, seppur elementari, modelli matematici in casi concreti con dati sperimentali. Fra questi, modelli di paleo-clima, di crescita di aree verdi, di dinamica delle popolazioni (cooperativi, competitivi e preda predatore), epidemiologia. Prevedibilità e caos. Basi di analisi qualitativa e quantitativa di soluzioni a problemi ambientali: analisi SWAT e fondamenti di LCA e analisi costi benefici.

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group project;
... In presenza L’esame orale consiste in domande aperte ed esercizi e fornisce un massimo di 15 punti. Il punteggio minimo per superare l’esame orale è 8. La prova orale viene svolta senza consultare materiale didattico ed è volta a verificare l'apprendimento dei concetti sviluppati a lezione e degli aspetti teorici di base dei modelli matematici utilizzati. La valutazione degli elaborati delle tre serie di esercitazioni fornisce un massimo di 15 punti che vengono sommati a quelli dell’esame orale. La valutazione delle esercitazioni è volta a verificare lo sviluppo di competenze trasversali legate al reperimento e all'analisi critica di informazioni, al lavoro in team, alle capacità di problem setting e problem solving, alla capacità di comunicare opportunamente i risultati del lavoro.

Slide delle lezioni, documentazione di supporto (compresi i documenti istituzionali relativi agli SDG, al concetto di sviluppo sostenibile, alle politiche ambientali dell UE) e articoli scientifici verranno forniti dai docenti. Qualora gli studenti/le studentesse volessero approfondire le tematiche trattate (in particolare utilizzando il buono cultura) possono fare riferimento ai seguenti testi (in parte reperibili anche in forma digitale nella biblioteca di ateneo. Due testi che potrebbero essere utili come manuali di base anche negli anni successivi sono per gli aspetti più strettamente legati all'ingegneria ambientale sono: Environmental Engineering Principles and Practice Richard O. Mines, Jr. Wiley, Fundamentals of Environmental and Toxicological Chemistry, Stanley E. Manahan, CRC Press Un libro che può essere di ispirazione è: L'economia della ciambella. Sette mosse per pensare come un economista del XXI secolo by Kate Raworth Per quanto riguarda la parte di modellazione invece: Elementi di statistica di Franco Pellerey, CELID Aspetti elementari della complessità Lamberto Rondoni - Roberto Livi pubblicato da CLUT (se esaurito, verrà messo a disposizione il pdf) Poi due letture divertenti e profonde: Luca Gammaitoni - Angelo Vulpiani. Perché è difficile prevedere il futuro. Dedalo Caso, probabilità e complessità Angelo Vulpiani pubblicato da Ediesse e anche dal Corriere della Sera

Comprensione degli argomenti trattati e relativa abilità di calcolo. Capacità di riconoscere ed utilizzare adeguati strumenti matematici nelle discipline ingegneristiche.

Nell'ambito di questo insegnamento si completa la teoria delle funzioni di una variabile e si introducono gli argomenti di base dell’analisi delle funzioni di più variabili. Lo scopo è quello di contribuire alla conoscenza degli strumenti matematici di base che vengono utilizzati in fisica e in discipline ingegneristiche. Vengono sviluppati gli argomenti prima da un punto di vista teorico, poi con l'illustrazione di esempi e controesempi, ed infine con lo svolgimento di esercizi che permettono di familiarizzare con gli strumenti matematici e utilizzarli.

Richiami sui vettori. Cenni di topologia di R^n. Funzioni di più variabili, campi vettoriali. Limiti e continuità . Derivate parziali e direzionali, matrice Jacobiana. Differenziabilità , gradiente e piano tangente al grafico. Derivate seconde, matrice Hessiana. Polinomio di Taylor. Punti critici, massimi e minimi liberi e vincolati. (3cfu) Integrali doppi e tripli, baricentri. Lunghezza di una curva e area di una superficie cartesiana. Integrali curvilinei e di superficie (solo superfici cartesiane), circuitazione e flusso di un campo vettoriale. Campi conservativi. Teoremi di Green, della divergenza (Gauss) e del rotore (Stokes). (2cfu) Definizioni e criteri di convergenza per le serie numeriche. Serie di potenze. Serie di Fourier. (2cfu) Equazioni differenziali e sistemi lineari a coefficienti costanti. (1cfu)

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Il testo consigliato è: C. Canuto, A. Tabacco, Analisi matematica 2, Pearson Ulteriore materiale sarà reso disponibile sul Portale della Didattica.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)Lo studente deve acquisire la capacità di lettura autonoma e interpretazione di misure e dati ambientali e gli strumenti di base propedeutici per un'ottimale fruizione di successivi corsi del curriculum di studio. Deve inoltre saper applicare le conoscenze acquisite per la comprensione e valutazione dei fenomeni e delle criticità derivanti dall'interazione tra attività antropiche e matrici ambientali.Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Ecologia applicata all'ingegneria)Lo studente deve acquisire la capacità di lettura autonoma ed interpretazione elementare di misure e dati ambientali e gli strumenti di base propedeutici per un'ottimale fruizione di successivi corsi del curriculum di studio. Deve inoltre saper applicare le conoscenze acquisite per la comprensione e valutazione dei fenomeni e delle criticità derivanti dall'interazione tra attività antropiche e matrici ambientali.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)L'insegnamento si propone come obiettivo generale quello di fornire un quadro d'insieme - di tipo interdisciplinare - degli aspetti chimici, chimico-fisici, biologici ed ecologici per la descrizione dei comparti ambientali la cui conoscenza è basilare per comprendere ed interpretare fenomeni ambientali più complessi di inquinamento o interazione antropica. Più nello specifico l'insegnamento si propone anche di approfondire o sviluppare quegli argomenti di tipo chimico e/o biologico che sono alla base dei processi tecnologici propri dell'ingegneria per la mitigazione degli impatti, la tutela ambientale, la gestione delle risorse naturali. Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Ecologia applicata all'ingegneria)Il corso si propone come obiettivo generale quello di fornire un quadro d'insieme - di tipo interdisciplinare - degli aspetti chimici, chimico-fisici, biologici ed ecologici per la descrizione dei comparti ambientali la cui conoscenza è basilare per comprendere ed interpretare fenomeni ambientali più complessi di inquinamento o interazione antropica. Più nello specifico il corso si propone anche di approfondire o sviluppare quegli argomenti di tipo chimico e/o biologico che sono alla base dei processi tecnologici propri dell'ingegneria per la mitigazione degli impatti, la tutela ambientale, la gestione delle risorse naturali. Inoltre gli studenti saranno stimolati nell’apprendimento grazie all’intervento di relatori esterni di riconosciuta fama.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)Modulo di Chimica Ambientale (6 CFU) Concetti generali: il campo di indagine della Chimica Ambientale, i comparti ambientali e l’inquinamento. La distribuzione degli elementi e la circolazione della materia tra i comparti ambientali. Il destino dei contaminanti nell’ambiente: distribuzione, mobilità e reattività nei comparti ambientali. Reattività chimica, biodegradabilità , solubilità in acqua, ripartizione. Volatilità , adsorbimento. Idrosfera: caratteristiche delle acque naturali. Contenuto di solidi, gas disciolti, ossigeno disciolto come indicatore di qualità ambientale, capacità auto depurativa di un corpo idrico, inquinamento termico. BOD, COD, ThOD, ORP, pH. Sistema CO2/acido carbonico/carbonati. Carbonio inorganico, alcalinità , durezza, CE, TOC, specie inorganiche (metalli, cloruri, speciazione di zolfo, azoto e fosforo). Reazioni di ossidoriduzione, Ecological redox sequence. Comportamento dei metalli in fase acquosa. L’inquinamento dell’idrosfera: contaminanti inorganici, metalli, sostanze acide, alcaline e saline, agenti ossidanti/riducenti, contaminanti organici, radionuclidi, microplastiche. Geosfera: concetti generali. Il terreno: caratteristiche fisiche, idrogeologiche, mineralogiche, chimiche. I fenomeni di ritardo: interazioni all’interfaccia suolo/acqua che coinvolgono contaminanti organici e inorganici. Adsorbimento e absorbimento. Interazioni all’interfaccia suolo/acqua/aria che coinvolgono contaminanti organici e inorganici. Atmosfera: concetti generali, caratteristiche fisiche (temperatura, pressione, densità ), profilo della temperatura e composizione in funzione della quota, caratteristiche dimensionali, ottiche, chimiche. Speciazione chimica dell’ossigeno. Inquinamento dell’atmosfera: concetti generali. Effetto di scala, inquinanti primari e secondari. Reazioni di combustione. Materiale particolato, gas inorganici, NOx, SOx, contaminanti organici. Ciclo fotochimico degli NOx, smog fotochimico, diminuzione dell’ozono, reazioni acido/base e piogge acide, gas serra e riscaldamento globale, inquinamento indoor.Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Ecologia applicata all'ingegneria)Modulo di Ecologia applicata (6 CFU) Ecologia di base: Ambiente fisico, clima, adattamento all'ambiente, resistenza ambientale, resistenza ecosistemica, capacità portante del territorio. Le popolazioni: conservazione. Modelli matematici per lo studio della dinamica di popolazione. Concetto di popolazione minima vitale. Crescita densità -dipendente. Struttura e dinamica delle comunità . Competizione. Interazione tra specie, dinamiche. Predazione. Parassitismo. Mutualismo. Le successioni ecologiche. Biodiversità . Habitat. Nicchia ecologica. Reti alimentari e catene trofiche. Produttori e Consumatori. Produttività . Biomassa. Microorganismi. Ecologia degli Ecosistemi: 1) il Suolo: la matrice suolo. Fattori fisici, biologici, chimici. Gli orizzonti del suolo. La fauna del suolo: ruolo ecologico. Decomposizione e ciclo dei nutrienti. L’erosione del suolo. Effetti della perdita di materia organica; la desertificazione, cause e conseguenze. 2)- Degradazione della Sostanza organica. 3) Cicli biogeochimici. 4) Ecosistemi acquatici:lacustre e fluviale. L’eutrofizzazione 5) Agro-ecosistema, 6) Ecosistema urbano Ecologia Umana: interazione tra organismi e ambiente. Conseguenze dell’inquinamento, della crescita delle popolazioni, della perdita di suolo, dei cambiamenti climatici e della scarsità dell’acqua sui bisogni umani. Bioaccumulo, biomagnificazione, curve dosa risposta. Ecologia applicata: facendo riferimento a casi di studio, si affronteranno temi su: conservazione e recupero degli ecosistemi; gestione dell’ambiente secondo un approccio sistemico. Saranno discussi temi innovativi dell’ Ecological Engineering ad esempio: fitodepurazione, microalgae: produzione, raccolta e uso, produzione di biogas da scarti dell’agricoltura, educazione ambientale. Relatori esterni: nazionali e internazionali, verranno invitati per approfondire temi specifici dando la possibilità agli studenti di ampliare le proprie conoscenze e fornendo uno stimolo maggiore all’apprendimento.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Ecologia applicata all'ingegneria)Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)Exam: Written test; Optional oral exam; Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Ecologia applicata all'ingegneria)Exam: Written test;
... Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)L'accertamento delle conoscenze avverrà attraverso una prova scritta (durata 2 ore) con 10 domande aperte ed esercizi con punteggio variabile tra 2 e 5 punti ciascuno + un esame orale opzionale (3 domande). Le prove scritte saranno costituite da domande aperte ed esercizi di difficoltà variabile e punteggio indicato sul testo di esame. Non sarà consentito l'uso del materiale didattico durante le prove. La valutazione finale terrà conto delle prove scritte e dell'orale. Il voto finale sarà la media (non rigorosamente matematica) dei diversi accertamenti.Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Ecologia applicata all'ingegneria)L'accertamento delle conoscenze avverrà attraverso 2 prove scritte relative ai due diversi moduli, vincolanti per l'accesso all'esame orale (opzionale). La valutazione finale terrà conto delle prove scritte e dell'orale. Il voto finale sarà la media (non rigorosamente matematica) dei diversi accertamenti. Inoltre per il modulo di Ecologia applicata all'ingegneria verranno forniti agli studenti temi di ricerca che, a scelta e in gruppo, svilupperanno sia durante le ore di esercitazioni in aula che di studio. Il lavoro verrà consegnato in forma di relazione e presentato di fronte all'intera classe, ai collaboratori e a coloro che, in qualche modo, sono stati coinvolti nelle attività didattiche.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)Materiale didattico: slide e dispense saranno messe a disposizione degli studenti iscritti all’insegnamento sul portale della didattica (le slide in anticipo rispetto alle lezioni; le dispense a fine semestre). Testi di riferimento: Baird, Cann - Chimica Ambientale. ed Zanichelli.Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Ecologia applicata all'ingegneria)Materiale didattico (slide) messo a disposizione degli studenti iscritti all’insegnamento sul portale della didattica Modulo di Ecologia Applicata: Testi consigliati: - T.H. Smith, R.L. Smith, Elementi di Ecologia, VIII edizione, 2013, Pearson - Galassi S., Ferrari I., Viaroli., Introduzione all’Ecologia applicata, Ed. Città Studi 2014

Capacità critica, individuale, di selezionare i più opportuni metodi e tecniche di rappresentazione e abilità operativa nel loro impiego, condotta attraverso metodologie digitali e non, a supporto delle attività di rilievo, progettazione e realizzazione costruttiva di opere e lavori in campo ambientale e territoriale. Capacità di instaurare comportamenti di natura collaborativa nei lavori di gruppo, verificati attraverso la corretta organizzazione delle attività operative più complesse, che si deve riflettere nella qualità dei risultati concretamente raggiunti. Tali competenze e abilità , corrispondenti agli obiettivi dichiarati nella sezione Presentazione, ed espresse per esteso nei contenuti dei moduli del Programma e nelle sezioni successive, sono anche funzionali agli altri insegnamenti del corso di Laurea in Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio.

L'insegnamento offre un percorso didattico capace di presentare come complementari le diverse espressioni tecniche della rappresentazione, in gran parte derivanti dal linguaggio di base del disegno e del disegno tecnico, e di contestualizzare in un quadro conoscitivo storico e metodologico la rassegna critica delle differenti elaborazioni. Una particolare attenzione verrà posta all'impiego di strumentazioni e tecnologie informatiche per la gestione del processo progettuale per l'ingegneria per l'Ambiente e il Territorio e della documentazione tecnica. Gli approfondimenti teorici (sapere) sono accompagnati da attività di esercizio pratico (saper fare), condotte individualmente o in gruppo (saper collaborare). I contenuti disciplinari sono scelti in funzione delle esigenze per la formazione di ingegneri operanti nell'ambito ambientale e territoriale definito dal curriculum didattico dei corsi di studio, mantenuti in stretta relazione e aggiornati con le inerenti prassi professionali.

Il programma delle lezioni è articolato in temi e gruppi di argomenti. Informazione tecnica e rappresentazione: ruolo del disegno, delle tecniche grafiche e delle elaborazioni digitali nella gestione e progettazione di opere di ingegneria e del sistema ambientale-territoriale che le ospita; cenni storici sulle prassi in uso e sugli sviluppi in corso; metodi e sistemi tradizionali e/o innovativi per il trattamento dei dati e per l'elaborazione della documentazione tecnica dei diversi settori. Linguaggi specialistici dell'ingegneria: basi scientifiche della rappresentazione e metodi di rappresentazione (genesi delle proiezioni parallele e centrali); il disegno tecnico e il trattamento dei dati geometrici, dallo spazio a tre dimensioni alla rappresentazione sul piano; proiezioni ortogonali, proiezioni ortogonali quotate, sezioni, profili; metodi assonometrici (genesi e tipi derivati da proiezioni ortogonali e da proiezioni oblique); cenni sulle rappresentazioni centrali prospettiche; il disegno tecnico tra linguaggio e comunicazione, codifiche nazionali e internazionali; scritturazioni tecniche unificate; simbologie grafiche e redazionali, scale di rappresentazione; metodi per la notifica e il controllo dei valori dimensionali secondo sistemi normati. Analisi del ruolo della rappresentazione per la gestione del rilievo e del progetto dalla fase di ideazione a quella di realizzazione e comunicazione, alcune applicazioni: rassegna delle documentazioni di base e di alcune tematiche utili per la gestione dei sistemi interessati (per esempio: fonti documentali e loro analisi e trattamento, analisi di opere di infrastrutturazione territoriale, di opere complesse, analisi dei sistemi di rappresentazione nei diversi livelli di progettazione). Ruolo del disegno a mano libera nelle diverse fasi dell'iter progettuale. I Disegni e rappresentazioni orientati verso il tema della sicurezza (il caso specifico della rappresentazione di un cantiere e la dinamica temporale). Cenni sulla rappresentazione di processi complessi: mappe concettuali, diagrammi di flusso. Campi di applicazione e simbologie standardizzate. Tecnologie digitali per il trattamento delle informazioni con finalità di integrazioni rappresentative: inquadramento storico, tendenze e prospettive; redazione di elaborazioni per il rilievo e per il progetto; il disegno assistito dall'elaboratore elettronico, organizzazione di lavoro e potenzialità operative; presentazione di alcune tecnologie digitali per l'acquisizione, la rappresentazione, e la comunicazione dei dati, controllo del progetto, dall'impostazione dei dati geometrici alla previsione e all'interpretazione dei risultati; metodologie e strumenti di Computer Aided Design in ambiente 2D e 3D, metodologie connesse ai sistemi informativi di tipo geografico (GIS/webGIS/mobileGIS) e strumenti per il geodesign con riferimento al settore dell'ingegneria ambientale e territoriale. Accessibilità alle fonti documentarie prodotte e gestite da enti e istituzioni: fonti ufficiali, ufficiose, procedure di consultazione diretta e/o remota attraverso siti della rete internet.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato grafico individuale; Elaborato grafico prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Optional oral exam; Individual graphic design project; Group graphic design project;
... Concorrono alla valutazione finale dell’esame, con diverso peso: - la valutazione del lavoro svolto durante il Corso (esercitazioni grafiche e lavoro di gruppo sui temi assegnati); - il voto di una prova scritta obbligatoria; - il voto di una prova orale facoltativa (da svolgersi successivamente alla prova scritta); Si ricorda che per accedere alla prova scritta occorre avere tutte le tavole valutate positivamente; per accedere alla prova orale facoltativa occorre aver superato la prova scritta. Per il calcolo del voto finale si procederà come segue: - sulla base della media delle valutazioni delle esercitazioni grafiche (che dovranno essere tutte positive) e tenendo conto del voto della prova scritta (che dovrà essere almeno pari a 18/30), si calcolerà un valore, ponderato (circa 1/3 esercitazioni e 2/3 prova scritta); - il valore sopra calcolato verrà pesato con il voto della eventuale prova orale; nel caso in cui si decida di non sostenere la prova orale, il voto massimo registrabile è pari a 27/30; se risulta voto tavole + prova scritta) > 27/30, il voto registrabile sarà comunque pari a 27/30, salvo procedere alla prova orale facoltativa che può condurre a un innalzamento del voto. Gli appelli d’esame si tengono ESCLUSIVAMENTE nelle sessioni ufficiali. L’iscrizione online all’appello è obbligatoria. Ammissibilità alla prova scritta: Possono presentarsi alla prova scritta gli allievi regolarmente iscritti all’appello d’esame e che abbiano conseguito la valutazione positiva di tutte le tavole di esercitazione, così come sarà riportato nel file di valutazione caricato nella sezione Materiale. Prestare attenzione a rispettare le scadenze per la prenotazione; non saranno ammessi studenti non iscritti regolarmente all’esame. Per poter sostenere la prova scritta occorrerà presentarsi nel corridoio antistante l’ingresso dell’aula, all’ora indicata. Per questioni logistiche non verranno accettati candidati dopo l’ora prevista per l’appello. Materiale per la prova scritta: i candidati dovranno presentare il tesserino di riconoscimento e un documento di riconoscimento (Carta d’Identità , Patente di guida o Passaporto). Per sostenere la prova i candidati dovranno essere muniti di matite, penne, gomma, squadre, compasso, un paio di fogli A4. Durante la prova ciascuno dovrà essere dotato del materiale necessario, non sarà concesso il prestito di materiale tra i candidati. Non sono ammessi appunti, libri di testo, cellulari o altri dispositivi. PROVA SCRITTA La prova scritta prevede: - elaborazioni grafiche relative a convenzioni e norme grafiche per il disegno tecnico; - elaborazioni grafiche relative ad applicazioni di proiezioni parallele; - domande su argomenti di natura teorica, affrontati durante lezioni ed esercitazioni; - domande ed esercizi tesi a valutare competenze e abilità CAD e GIS/webGIS/mobileGIS acquisite. PROVA ORALE La prova orale, facoltativa, verterà sugli argomenti trattati durante l’intero insegnamento. Chiunque risulti con valutazione sufficiente (≥ 25/30) nella valutazione dell’esame scritto può, facoltativamente, accedere alla prova orale. Il voto massimo registrabile senza aver sostenuto la prova orale è pari a 27/30. Per definire il voto finale, il voto della prova orale è mediato ponderalmente con la valutazione precedentemente maturata. Una prova orale con esito negativo (<18/30) non consente il superamento dell’esame. Occorre presentarsi alla prova orale con tutti i materiali elaborati durante il corso, esercitazioni, fascicoli e appunti presi a lezione (da non riscrivere, quelli presi durante le ore dell'Insegnamento).

Riferimenti bibliografici specifici sono segnalati durante le diverse attività didattiche, in relazione ai temi affrontati. Il contenuto delle unita didattiche di lezione è riportato o riassunto in dispense e schede di approfondimento, come documentazione a disposizione e diffusa in rete attraverso il portale dell'insegnamento che, per lo svolgimento delle esercitazioni, rimanda anche a modelli di riferimento. Tali schede sono integrate da esempi di elaborazioni redatte dagli allievi degli anni precedenti e comprendono alcune tracce di prove scritte di esame. Per particolari argomenti sul portale sono presenti collegamenti a siti web, con funzione di antologia continuamente aggiornata. Alcuni degli argomenti possono essere approfonditi consultando i seguenti testi: Norme per il disegno tecnico/Norme generali, Ente nazionale italiano di unificazione, Milano, 1990 e succ. Bocconcino M. , Osello A. , Vernizzi C. , Il disegno e l'ingegnere. Disegno e geometria, Levrotto & Bella, Torino, 2006. Bocconcino M. , Osello A. , Vernizzi C. , Zerbi A. , Il disegno e l'ingegnere. Il disegno del territorio, della città e dell'architettura: applicazioni per allievi ingegneri e architetti, Levrotto & Bella, Torino, 2010. Garzino G. (a cura di), Disegno (e) in_formazione. Disegno politecnico, Maggioli, 2011. Osello A. , Il futuro del disegno con il BIM per ingegneri e architetti, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2012. Osello A. (a cura di), BIM GIS AR, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2016.

Conoscenza dei principi base dell'elettromagnetismo, delle onde elettromagnetiche e dell'ottica. Capacità di comprensione delle principali applicazioni ingegneristiche e tecnologiche connesse con i fenomeni elettromagnetici. Capacità di applicare i principi fisici trattati in problemi di elettromagnetismo e propagazione delle onde elettromagnetiche.

Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze di base per la comprensione e l'interpretazione dei fenomeni elettromagnetici, della propagazione delle onde elettromagnetiche e dell’ottica, nonché per un ragionamento di tipo scientifico che miri all'integrazione dei concetti acquisiti con problemi fisici e tecnologici reali. A tal fine, particolare enfasi verrà devoluta alle possibili applicazioni tecnologiche connesse con le tematiche svolte.

Elettrostatica e corrente elettrica (18 ore) Richiami su: legge di Coulomb, campo elettrico, potenziale elettrico, moto di una carica in un campo elettrico uniforme. Distribuzioni discrete e continue di carica. Il dipolo elettrico, forza e coppia su un dipolo elettrico in un campo elettrico uniforme. Legge di Gauss per il campo elettrico, applicazioni. Condensatori e capacità . Densità di energia del campo elettrico. Dielettrici, polarizzazione della materia. Conduzione. Intensità e densità di corrente. Corrente continua. Resistenza. Legge di Ohm. Resistività e conducibilità . Potenza elettrica. Effetto Joule. Forza elettromotrice. Circuiti RC. Campi magnetici stazionari (12 ore) Campi magnetostatici e loro generazione. Forza agente su una carica in moto all’interno di un campo magnetico. Forza agente su un conduttore percorso da corrente immerso in un campo magnetico. Campo magnetico prodotto da una corrente: legge di Laplace ed applicazioni. Campo magnetico di una spira circolare percorsa da corrente. Dipolo magnetico. Momento meccanico ed energia potenziale di un dipolo magnetico in un campo magnetico applicato. Forza tra conduttori paralleli percorsi da corrente. Legge di Ampère e sue applicazioni. Campi magnetici nella materia: diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo. Campi elettromagnetici dipendenti dal tempo (12 ore) Legge dell'induzione di Faraday-Henry-Lenz e sue applicazioni. Induttanza e autoinduzione. Circuiti RL. Circuiti accoppiati, mutua induzione. Energia immagazzinata nel campo magnetico di una corrente. Densità di energia del campo magnetico. Legge di Ampère-Maxwell. Principio di conservazione della carica elettrica. Equazioni di Maxwell in forma differenziale ed integrale. Onde elettromagnetiche (8 ore) Propagazione delle onde. Onde elettromagnetiche piane, loro deduzione dalle equazioni di Maxwell. Energia e quantità di moto delle onde elettromagnetiche piane, vettore di Poynting. Pressione di radiazione, polarizzazione delle onde elettromagnetiche, radiazione elettromagnetica di un dipolo elettrico oscillante. Spettro delle onde elettromagnetiche. Fenomeni di propagazione delle onde (10 ore) Riflessione e rifrazione delle onde, indice di rifrazione, riflessione totale. Interferenza: somma di onde, sorgenti coerenti e incoerenti, l’esperimento a doppia fenditura di Young, sorgenti coerenti allineate. Fenomeni di diffrazione di Fraunhofer. Reticoli di diffrazione. Fotoni. Applicazioni tecnologiche.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... L'esame comprende uno scritto ed è finalizzato ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma, con la comprensione delle connesse applicazioni tecnologiche, e la capacità di elaborare le nozioni teoriche acquisite per la soluzione di problemi di elettromagnetismo. Lo scritto consiste in 2-3 problemi simbolici/numerici e in 2-3 domande di teoria a risposta aperta su tutto il programma, al fine di accertare la capacità di risoluzione di quesiti e calcoli, di verificare un’adeguata conoscenza dei fenomeni elettromagnetici e dell’ottica. Il tempo complessivamente assegnato per la prova è di 2h e per superare lo scritto occorre ottenere un punteggio pari a 18/30 nelle domande di teoria e un punteggio pari a 18/30 nelle per la parte degli esercizi. Il voto finale dell'esame è la media aritmetica dei due punteggi ottenuti nelle due parti dello scritto. il punteggio massimo conseguibile è pari a 30/30 e Lode. Durante lo scritto non si possono portare in aula libri di alcun tipo o appunti del corso. Può essere consentito l’uso di una calcolatrice non programmabile se gli esercizi richiedono calcoli numerici. La correzione dello scritto avviene in presenza dello studente e il docente può chiedere chiarimenti allo studente riguardo allo svolgimento dello scritto.

• Mazzoldi, Nigro, Voci, Elementi di Fisica, vol. 2, Elettromagnetismo e Onde, Edizione II, Edises - Serway, Jewett, Fisica per Scienze ed Ingegneria, vol. 2, Edizione IV, Edises - Dispense con esercizi svolti e temi d’esame inserite sul portale della didattica.

L'insegnamento si propone l'obiettivo generale di fornire allo studente una formazione di base sui materiali capace di coniugare sinergicamente aspetti scientifici ad aspetti tecnologici, fornendo linee-guida per la traduzione di conoscenze di base in strumenti sfruttabili nella progettazione. Quindi al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: - conoscere la dipendenza delle proprietà macroscopiche dei materiali da aspetti di livello atomico e microstrutturale; - conoscere come applicare queste conoscenze di base alla verifica delle proprietà del materiale, al fine di ottimizzarlo per la specifica applicazione; - avere consapevolezza dell'importanza della selezione dei materiali in modo che essi rispondano adeguatamente ai requisiti di progetto; - conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese.

I materiali rivestono un ruolo di grande rilievo nella progettazione e l'insegnamento di Scienza e Tecnologia dei Materiali si propone di fornire una cultura ingegneristica di base sui materiali, con particolare enfasi alle correlazioni esistenti tra struttura, microstruttura e prestazione del materiale, sottolineando quindi le potenzialità di progettazione con materiali tradizionali ed innovativi attraverso un controllo delle loro caratteristiche microstrutturali. La trattazione è pertanto finalizzata alla comprensione di come le proprietà di un materiale possano significativamente condizionare la fase di scelta, nell'ambito del processo progettuale di un sistema complesso. Accanto agli approfondimenti teorici, si dedica spazio ad esempi illustrativi che consentano allo studente di riflettere su come tali proprietà costituiscano una informazione indispensabile per l'adozione di una corretta procedura di selezione e progettazione, anche in considerazione delle modalità disponibili per la loro modifica: particolare enfasi è quindi posta sui concetti tipici della tecnologia dei materiali, di spiccata utilità ingegneristica, mantenendo un legame logico ed esplicativo con gli aspetti di base della scienza dei materiali.

Gli insegnamenti di Scienza e Tecnologia dei Materiali presentano contenuti comuni alla formazione dell'Ingegnere, riassumibili nei punti seguenti: Legame chimico e influenza sulle proprietà dei materiali. Struttura dei materiali cristallini e amorfi. Difetti reticolari. Correlazione struttura-comportamento elastico dei materiali. Correlazione struttura-comportamento plastico dei materiali. Caratterizzazione meccanica dei materiali. Correlazione struttura-altre proprietà dei materiali (chimiche, fisiche). Modificazione delle proprietà dei materiali: costituenti microstrutturali dei materiali (soluzioni solide, fasi intermedie,...), trasformazioni di stato e relativi diagrammi (fusione/solidificazione, rafforzamento per precipitazione), fondamenti dei trattamenti termici, evoluzione microstrutturale e conseguenze sulle proprietà . Energia incorporata nei materiali ed emissioni di CO2 correlate alla produzione dei materiali. Generalità sulle principali classi di materiali di interesse ingegneristici (metallici, ceramici, polimerici), con esempi specifici sui principali materiali di interesse. I leganti aerei: gesso e calce e relative applicazioni in edilizia. Introduzione al cemento e descrizione della norma UNI-EN 197-1. Il clinker di Portland: fabbricazione e costituenti mineralogici. Idratazione del cemento e prodotti di idratazione. Introduzione allo sviluppo delle caratteristiche meccaniche. Componenti (aggregati, additivi) e proprietà dei calcestruzzi (lavorabilità , rapporto acqua-cemento, stagionatura). Introduzione al degrado nel calcestruzzo: cause chimiche, fisiche e meccaniche. Le ghise e gli acciai, loro processi produttivi e proprietà . I principali trattamenti termici degli acciai. Il legno e i materiali compositi artificiali. Tali argomenti saranno trattati durante le 48 ore di lezioni frontali. Le rimanenti 12 ore saranno invece dedicate alle esercitazioni in aula il cui contenuto viene di seguito descritto.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;
... La prova scritta consisterà in: una prova scritta di 10/13 tra domande a risposta multipla e domande aperte ed esercizi (tipicamente 9/10 domande e 3 esercizi, durata 90 min). Le risposte alle domande saranno valutate a seconda della loro pertinenza, completezza e accuratezza, per dare la valutazione finale. Per gli esercizi, si richiede il dettaglio dei calcoli e il risultato numerico. L'esame ha l'obiettivo di verificare il grado di preparazione dello studente in merito a tutti gli argomenti trattati a lezione: - la relazione tra proprietà macroscopiche dei materiali e la microstruttura; - le modalità di valutazione delle proprietà dei materiali; - le proprietà e le possibili applicazioni delle principali classi dei materiali; - i fenomeni fisico-chimici alla base del comportamento dei materiali. Durante la prova scritta non è consentito utilizzare materiale di supporto (libri, appunti, dispositivi elettronici, ecc.). E' invece autorizzato l'uso della calcolatrice per svolgere gli esercizi. A ogni domanda a risposta multipla viene assegnato un punteggio variabile da 1 a 2/30, a seconda della complessità /rilevanza della domanda. Alle domande che prevedono la possibilità di più risposte corrette viene assegnato un punteggio parziale positivo a ciascuna risposta corretta e un punteggio parziale negativo a ciascuna risposta errata. Per le risposte aperte non è previsto un punteggio negativo, viene richiesta una risposta esaustiva e sintetica e può essere assegnato un punteggio variabile da 3 a 5/30, a seconda della complessità /rilevanza della domanda. Il voto finale è dato dalla somma dei punteggi parziali totalizzati per ogni risposta. La prova scritta non prevederà domande in lingua inglese, ma potranno essere richiesti termini tecnici in lingua inglese. Un facsimile della prova d’esame viene reso disponibile e, su richiesta, commentato dal docente in aula.

William Callister, Materiali per l'Ingegneria Civile ed Industriale, IIa edizione, Edises oppure Donald Askeland, Scienza e Tecnologia dei Materiali, Città Studi edizioni. Luca Bertolini, Materiali da Costruzione, primo volume, Città Studi edizioni. Mario Collepardi, Il nuovo calcestruzzo, Tintoretto editore. Mario Collepardi, Dizionario Enciclopedico del Calcestruzzo, Tintoretto editore. Saranno messi a disposizione dal docente sul portale della didattica i lucidi proiettati a lezione.

Al termine dell'insegnamento lo studente, per quanto attiene alle questioni generali, sarà in grado di comprendere e di esprimere in modo quantitativo come i flussi di energia siano insieme causa ed effetto di tutte le trasformazioni che si constatano nel modo fisico, e come si propaghino nello spazio e nel tempo in forma di calore per conduzione nei solidi, convezione nei liquidi e negli aeriformi e per onde elettromagnetiche nei mezzi trasparenti. Per quanto attiene le conoscenze tecnologiche e peculiari dell'ingegnere, egli saprà distinguere gli elementi fondamentali e calcolare le prestazioni fondamentali dei principali dispositivi per la produzione di energia meccanica - motori a combustione interna e macchine a vapore - e per la refrigerazione - frigoriferi e pompe di calore, e per i più diffusi e importanti tipi di scambiatori di calore, svolgendo calcoli di dimensionamento prima approssimazione.

L'insegnamento è diviso in due parti, in ognuna delle quali si trattano prima i metodi e le questioni di carattere generale e quindi le applicazioni. Nella prima parte gli studenti sono guidati a comprendere come i cambiamenti nei corpi materiali siano legati e determinati dalla scambi con altri corpi di energia in forma di calore e lavoro. Si introducono le definizioni e i concetti fondamentali, le leggi fenomenologiche e i principi generali che governano questi fenomeni insieme con le loro rappresentazioni matematiche. Successivamente si descrivono le principali tecnologie per la conversione di calore in lavoro e viceversa nei motori e nelle macchine frigorifere, e per controllare il comportamento di miscele di gas, specialmente quelle di aria e vapore acqueo, insieme ai relativi metodi di calcolo. Nella seconda parte si sviluppa dal punto di vista fenomenologico e dei calcoli l'analisi dei meccanismi attraverso i quali si trasferisce l'energia nello spazio e nel tempo come la conduzione di calore, la convezione e la radiazione. Tra le applicazioni fondamentali si studiano gli scambiatori di calore e il trasferimento di calore nelle superfici estese, come le alette di raffreddamento.

TERMODINAMICA APPLICATA (46-52 ore) Definizione di grandezze e concetti fondamentali: Sistema e stato termodinamico; equilibrio, processi e trasformazioni. Temperatura, calore, lavoro. Proprietà di corpi omogenei: Trasformazioni fondamentali: Isocora, Isobara, Isoterma, Adiabatica, Politropica. Comprimibilità isoterma e adiabatica. I gas ideali. Il lavoro: Lavoro delle forze esterne e delle forze interne. Il lavoro di attrito nei fluidi. L'equazione dell'energia cinetica e il teorema di Bernoulli. Primo principio: Enunciato generale. Energia interna, entalpia, calori specifici: Bilanci di energia. Secondo principio: Macchine termiche. Enunciato generale. entropia, reversibilità e irreversibilità . Ciclo ideale di Carnot. Il teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Le sostanze pure: cambiamenti di stato, equazioni di stato dei gas, gas ideali, equazione di Clapeyron per i vapori, proprietà delle miscele di liquido e vapore. Sistemi aperti o a deflusso: Definizioni e rappresentazioni. Le equazioni fondamentali per i sistemi aperti: conservazione della massa e dell'energia meccanica, primo e secondo principio della termodinamica. Equazione dell'energia utilizzabile per sistemi aperti in condizioni stazionarie e concetto di exergia Concetto di macchina motrice e operatrice. I cicli dei motori a gas. I cicli dei motori a vapore. I cicli inversi a vapore. Miscele di gas e psicrometria: Proprietà delle miscele di gas ideali. Miscele di gas con fluidi incondensabili. Grandezze psicrometriche diagrammi termodinamici dell'aria umida. Trasformazioni psicrometriche. TRASMISSIONE DEL CALORE (28-34 ore) Introduzione ai modi di trasmissione del calore: Conduzione, convezione e irraggiamento. La conduzione: Equazione generale. La legge di Fourier. Fenomenologia e conduttività termica. Applicazioni: Soluzione di problemi in regime stazionario monodimensionale con e senza generazione di calore La convezione: Proprietà dei fluidi. I tipi di deflusso. Strati limite delle velocità e delle temperature. La legge di Newton nella convezione. Convezione termica, forzata e naturale, nel deflusso interno ed esterno. I principali numeri adimensionali e loro significato fisico. Le principali correlazioni tra numeri adimensionali. Applicazioni a problemi conduttivi-conduttivi: Soluzione del transitorio termico con corpo a zero dimensioni. Raggio critico di isolamento. Superfici estese ed alette: tipologie, analisi alette a sezione costante; efficacia e rendimenti di un'aletta e di un banco alettato Scambiatori di calore: Tipologie. Calcolo dell'andamento della temperatura dei fluidi. Efficienza. I metodi di dimensionamento della differenza di temperatura media logaritmica ed efficienza-NTU. Irraggiamento: Proprietà energetiche della radiazione elettromagnetica. Grandezze caratteristiche, Interazione tra radiazione e superfici, coefficienti di assorbimento, riflessione e trasmissione. Il corpo nero. Corpi grigi. Emissività . Scambio di energia per irraggiamento tra corpi neri e grigi, fattori di forma; reti di resistenze equivalenti.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... Le competenze acquisite saranno verificate attraverso una prova scritta dove sono proposti quesiti rispondendo ai quali il candidato deve dimostrare di: -saper analizzare il problema descritto, -individuare una soluzione analitica e arrivare, quando richiesto, al risultato numerico corretto e corredato dalle coerenti unità di misura. I quesiti riguardano tutto il programma svolto durante l’insegnamento e possono richiedere di saper usare in modo appropriato equazioni, tabelle e diagrammi termodinamici. Il candidato deve anche essere in grado di: - tracciare schemi impiantistici, - disegnare le trasformazioni sui diagrammi termodinamici, - saper scrivere e applicare correttamente le leggi generali della termodinamica e della trasmissione del calore. Per partecipare a un dato appello d'esame e’ indispensabile prenotarsi attraverso la procedura della propria pagina del portale Per lo svolgimento dei calcoli è necessaria una calcolatrice scientifica; se il compito richiedesse l’uso di tabelle o di diagrammi in scala questi verranno allegati al testo della prova. Non è consentito usare altro materiale (cellulare, libri, appunti, ecc.) I quesiti dello scritto potranno essere 3 o 4 e ogni quesito avrà un peso commisurato al numero di richieste. In base alla lunghezza dei calcoli richiesti la durata potrà variare da un minimo di 1,5 h ad un massimo di 2 h. Il tempo complessivo sarà comunicato all’inizio della prova. Si intende superata la prova scritta se e solo se si consegue un punteggio non inferiore a 18/30; in caso inferiore si viene respinti; Il voto massimo conseguibile sarà pari a 32 (corrispondente a 30 e lode). L'accettazione o il rifiuto del voto potranno essere esercitati secondo le modalità operative stabilite a livello centrale dall'Ateneo. Tutte le informazioni utili per l’esame quali date, orari, aule, avvisi, risultati degli esami, ecc., verranno comunicate attraverso il portale della didattica.

• Calì M, Torchio M F, ELEMENTI DI TERMODINAMICA TECNICA, Clut Editore, Torino • Cavallini A, Mattarolo L, TERMODINAMICA APPLICATA, Cleup Editore, Padova. • Cavallini A, Bonacina C, Mattarolo L., TRASMISSIONE DEL CALORE, Cleup Editore, Padova. • Collana Create, APPLICAZIONI DI TERMODINAMICA E TRASMISSIONE DEL CALORE, Edizione 2023, McGraw-Hill Editore. • Torchio M F, ESERCIZI SVOLTI DI TERMODINAMICA PER INGEGNERI, Clut Editore, Torino. • Torchio M F, TABELLE E DIAGRAMMI DI TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE. Clut Editore, Torino, ISBN 9788879924948 Si consiglia di integrare il proprio apprendimento anche attraverso uno o più testi. Ulteriori indicazioni sui testi preferenzialmente usati per le varie parti dell'insegnamento saranno fornite attraverso il portale della didattica dal docente titolare attraverso il portale della didattica.

Conoscenza dei principali sistemi di riferimento e di coordinate utilizzati in tutto il mondo per la descrizione e la rappresentazione della superficie terrestre, tecniche di misura per il rilevamento terrestre e metodi di calcolo per l'elaborazione delle stesse in modo statisticamente rigoroso. Lo studente sarà in grado di: - utilizzare le strumentazioni topografiche per operazioni di livellazione geometrica (i livelli) e per il rilievo di reti planimetriche e di dettaglio (stazioni totali), - effettuare i calcoli di compensazione mediante software commerciale, - analizzare in termini critici i risultati ottenuti. Le esercitazioni pratiche comportano una valutazione personale dell'intero processo di rilievo dalla misura alla rappresentazione permettendo autonome analisi critiche delle varie fasi. L’insegnamento comporta la definizione di un vocabolario sufficientemente completo per la trattazione di tematiche inerenti la geomatica, l'uso di queste conoscenze viene applicato sul campo mediante il lavoro di gruppo nell'esecuzione delle esercitazioni e nella stesura delle relazioni descrittive. Questo insegnamento costituisce la base per gli insegnamenti di geomatica e per tutte le discipline che richiedono la conoscenza metrica del territorio e degli oggetti su di esso presenti.

È un insegnamento di base dell’ingegneria nel quale si analizzano e si applicano le moderne tecniche del rilevamento e della sua rappresentazione metrica. Il rilevamento topografico e la rappresentazione cartografica sono strumenti essenziali per ogni intervento di progettazione, conoscenza e pianificazione territoriale, restauro e ristrutturazione in un contesto urbano, in quanto permettono di determinare, con requisiti di precisione controllati, la geometria degli edifici, le infrastrutture e tutte le altre entità presenti sul territorio.

Geodesia: sistemi e superfici di riferimento (geoide, sferoide, ellissoide), sistemi di coordinate globali e locali, le geodetiche, le sezioni normali, teoremi della geodesia operativa, campo geodetico e campo topografico Cartografia, il problema cartografico, le proiezioni e le rappresentazioni analitiche, i moduli di deformazione, le equazioni differenziali delle carte conformi, la carta di Gauss, angoli e distanze sul piano di Gauss, la cartografia ufficiale italiana. Trattamento delle osservazioni: la misura di una grandezza, errori di misura, la misura come variabile casuale, la stima campionaria, il principio di massima verosimiglianza e il principio dei minimi quadrati, la misura diretta e indiretta di una grandezza, la misura indiretta di più grandezze mediante misure esuberanti (caso lineare, caso non lineare) Strumenti di misura: La misura di dislivelli, angoli e distanze, strumenti moderni per il rilevamento, principi sul posizionamento GPS. Metodi di rilevamento terrestre. Il rilievo d'inquadramento (le reti planimetriche, le reti altimetriche, equazioni alle osservazioni, compensazione, analisi dei risultati). Il rilievo di raffittimento e di dettaglio moderno. Cenni sulle tecniche di rilievo fotogrammetrico e scansione laser

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;
Exam: Compulsory oral exam;
... L'esame ha la finalita' di verificare l'individuale raggiungimento dell'obiettivo fondamentale dell'insegnamento, la capacita' di sviluppare un percorso di progettazione nel quale conoscenza e proposta progettuale siano collegate in ogni fase. Prima di accedere alla prova orale occorre rispondere a un test di dieci domande casuali su argomenti topografici, diverse per ogni candidato, con tre possibili risposte già stampate. Il test si intende superato se le risposte esatte sono almeno 6 su 10. (Non in laboratorio) La prova orale inizia controllando il lavoro sviluppato durante le esercitazioni che è verificato individualmente dal commento degli elaborati di rilievo. L'autonomia e la maturità del singolo sono verificati richidendo di impostare soluzioni a problemi di rilevamento spiegati durante le lezioni o le esercitazioni..

Si consigliano i seguenti libri di testo: • Manzino A. M. Quaderni di Topografia, (2017) Volume 1 Levrotto e Bella, ISBN 978-88-8218-194-9 • Manzino A. M. Quaderni di Topografia, (2019) Volume 2 Levrotto e Bella, ISBN 978-88-8218-202-1 • Manzino, A. M. Esercizi di Topografia svolti in MATLAB® (2013) Ebook Otto Ed. ISBN 9788895285443 • Manzino, A. (2001) – Lezioni di Topografia – Otto Editore. Reperibile in http://ebook.polito.it/pubbl.html Per approfondimenti: • Bellone T. (2006) – Appunti di trattamento delle osservazioni – Torino, Politeko. • Cina, A. (2014) – Dal GPS al GNSS (Global Navigation Satelite System) per la Geomatica – Torino - CELID

Lo studente deve acquisire capacità di lettura autonoma e di interpretazione dei dati relativi agli argomenti trattati nel programma, e di utilizzo degli strumenti di calcolo (analisi di flussi di materia, bilanci energetici, descrizione dei processi attraverso schemi di flusso che includano bilanci di massa e di energia, analisi economica costi-benefici, identificazione di indicatori prestazionali di sostenibilità e di circolarità , valutazione degli impatti ambientali mediante differenti approcci, elaborazione di business model canvas).

Gli obiettivi formativi dell’insegnamento riguardano la conoscenza dei principi dell’Economia Circolare (applicati alle fasi di produzione, uso e fine vita dei prodotti), della Sostenibilità (applicati nel contesto urbano e industriale), e degli aspetti tecnici/economici/ambientali dei processi di valorizzazione dei rifiuti. Le competenze e le abilità da acquisire comprendono l'elaborazione di modelli di business circolare, l'analisi dei flussi di materia e di energia, l’analisi di fattibilità tecnico-economica e la valutazione degli impatti ambientali della gestione dei rifiuti alla piena scala, dalla raccolta al recupero di materie prime secondarie e critiche ed energia.

1. Definizione di Sviluppo Sostenibile. Valutazione quantitativa degli impatti ambientali di processi e prodotti: impronta ecologica, idrica, di carbonio, analisi del ciclo di vita (LCA). Economia Circolare, New Circular Economy Action Plan, European Green Deal. Fonti primarie e secondarie di materie prime, materie prime critiche e settori di applicazione. Applicazione dei principi dell'Economia Circolare e dello Sviluppo Sostenibile nei contesti urbano e industriale (con analisi di casi studio). Identificazione di indicatori prestazionali semi-quantitativi e quantitativi. 1 CFU 2. Indicatori di circolarità applicati a prodotti/processi produttivi (con analisi di casi studio). I principi dell'Economia Circolare applicati alle fasi di produzione e consumo. Business Model Canvas - BMC (con esercizi in aula e in autonomia). Modelli circolari e sostenibili di business (con analisi di casi studio). 2 CFU 3. La gestione dei rifiuti solidi urbani (RSU) e speciali nel contesto italiano ed europeo. Valutazione di aspetti tecnici (schemi di processo, bilanci di massa e di energia), economici e ambientali. Identificazione di indicatori prestazionali quantitativi. La raccolta dei rifiuti (aspetti tecnici/economici/ambientali): progettazione e gestione di sistemi di raccolta sostenibili, con analisi di casi studio. Analisi tecnica/economica/ambientale e mediante BMC dei sistemi di gestione delle diverse frazioni merceologiche dei RSU (plastiche, vetro, carta e cartone, metalli, legno, olii esausti, gomma e pneumatici, organico e altre biomasse di scarto, rifiuti tessili, pile e accumulatori, con analisi di casi studio). Recupero di materie prime secondarie dalle ceneri derivanti dall'incenerimento di RSU. Recupero di materie prime secondarie da varie tipologie di rifiuti speciali (rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche, autoveicoli e pneumatici a fine vita, rifiuti da scavo e demolizione, con analisi di casi studio). Analisi tecnica/economica/ambientale della gestione dei RSU in 10 comuni italiani (5,000-800,000 abitanti). 4 CFU 4. Il ruolo delle bioraffinerie: biomasse, biocombustibili, produzione di prodotti a elevato valore aggiunto e bioenergia (processi biologici e termochimici- gassificazione e pirolisi, con valorizzazione dei prodotti risultanti); valutazioni tecnico-economiche e ambientali relative all'implementazione in piena scala di varie bioraffinerie (con analisi di casi studio). Identificazione di indicatori prestazionali quantitativi. 1 CFU

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

Materiale didattico: le slide saranno messe a disposizione degli studenti iscritti all’insegnamento sul portale della didattica.

L’obiettivo del corso è sviluppare nell’allievo la capacità di approcciarsi a tematiche territoriali con particolare riguardo agli elementi costitutivi dell’ambiente naturale. Si desidera rendere l’allievo edotto delle basilari conoscenze tecniche di analisi della geologia e geofisica applicate nell’ambito di studi che riguardano fenomeni ambientali e territoriali. Si desidera quindi che l’allievo sia in grado di leggere ed estrarre le informazioni utili e necessarie per progettare in modo ottimale interventi sostenibili sul territorio. Quindi al termine dell’insegnamento si chiederà allo studente di: • avere un’adeguata conoscenza tecnico-scientifica dei materiali costituenti la superficie terrestre interessati dalle attività proprie dell’ingegneria ambientale; • avere una conoscenza di base delle forze e delle dinamiche che contribuiscono a modellare il paesaggio; • avere alcune nozioni sulle tecniche geofisiche di analisi non invasiva del sottosuolo. Ai fini dell’autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica si chiederà allo studente di: • conoscere la terminologia tecnico-scientifica di base delle discipline geologiche e geofisiche; • ipotizzare le tecniche geofisiche più idonee allo studio di determinati problemi; • valutare gli effetti delle azioni geodinamiche sulle opere di ingegneria nonché l’impatto di queste ultime sull’ambiente circostante. Queste conoscenze e abilità vengono acquisite attraverso lezioni ed esercitazioni in aula, la presentazione di alcuni casi di studio proposti in quanto esemplari e le esercitazioni sul campo.

Il Corso integrato si svolge nell’ambito del Corso di Laurea in “Ingegneria Ambientale�. Obiettivo del Corso è introdurre lo studente ai concetti ed ai metodi della Geologia e della Geofisica dal punto di vista teorico ed applicato. Il corso si propone quindi di fornire alcuni strumenti e le conoscenze di base per l’analisi del contesto geologico in cui l’ingegnere ambientale si troverà ad operare. Il corso si pone quindi sia come completante la formazione di base per la Laurea in Ingegneria Ambientale sia come propedeutico per gli studi sulla Tutela Ambientale, la Geoingegneria e la Protezione del Territorio erogati per la Laurea Magistrale.

GEOFISICA ELEMENTI DI ACQUISIZIONE E TRATTAMENTO DI DATI SPERIMENTALI Segnali digitali e analogici, campionamento, analisi spettrale, convoluzione, filtri digitali e analogici. ONDE SISMICHE Le equazioni d’onda, soluzioni delle equazioni d’onda , classificazione delle onde sismiche, propagazione delle onde sismiche, velocità delle onde sismiche e parametri meccanici, modelli reologici dei materiali che costituiscono la Terra CAMPI DI POTENZIALE TERRESTRI Il campo magnetico e gravimetrico, anomalia magnetica e gravimetrica; esempi di acquisizione ed elaborazione di dati magnetici e gravimetrici GEOLOGIA APPLICATA CLASSIFICAZIONE DI ROCCE E TERRENI – GEOMORFOLOGIA La composizione geochimica della Terra, I Minerali, Classificazione delle Rocce, Il Ciclo delle Rocce. Ambienti sedimentari (con particolare riguardo a quelli continentali), Alterazione delle rocce, Cenni di geomorfologia. STRATIGRAFIA E TETTONICA Basi teoriche della stratigrafia, principi di stratimetria (inclinazione, direzione e immersione degli strati) realizzazione di profili geologici e Tettonica (Pieghe, Faglie). ELEMENTI DI VULCANISMO E ISOSTASIA I vulcani e l’attività vulcanica. Principi di isostasia. Paleomagnetismo. OROGENESI Teoria della Tettonica delle Placche. Orogenesi (con particolare riferimento alla struttura delle Alpi e dell'Appennino).

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;
Exam: Compulsory oral exam;
... La prova finale sarà orale e consisterà in: • Una domanda su minerali, struttura, tessitura, giacitura e classificazione delle rocce (9 punti) • Una domanda sull’alterazione delle rocce e ambienti sedimentari (9 punti) • Una domanda sulla stratigrafia, tettonica e geologia regionale (9 punti) • Valutazione delle esercitazioni fatte durante il corso (3 punti)

Sintesi degli argomenti trattati e copia delle slide in power point usate durante le lezioni sono disponibili sul portale della didattica. TESTI DI RIFERIMENTO: J.C. SANTAMARINA, 2005, DISCRETE SIGNALS AND INVERSE PROBLEMS. Wiley. H.R. BURGER, A.F. SHEEHAN, C.H. JONES, 2006, INTRODUCTION TO APPLIED GEOPHYSICS - Exploring the shallow subsurface. W. W. Norton & C., NEW YORK. A. PARRIAUX, 2009, GEOLOGY: BASIC FOR ENGINEERS. Taylor & Francis. F. PRESS, R. SIEVER, J. GROTZINGER, T. H. JORDAN, 2006, CAPIRE LA TERRA. Seconda Edizione. Zanichelli.

Tra gli obiettivi dell'insegnamento rientrano l'acquisizione di conoscenze teoriche e lo sviluppo di abilità professionalizzanti. Le conoscenze teoriche rappresentano il fondamento della materia e sono propedeutiche ad applicazioni ingegneristiche, trattate sia nell'insegnamento medesimo che in insegnamenti più avanzati. In particolare, lo studente dovrà : 1. apprendere la ripartizione dello stato di sforzo tra le fasi costituenti (principio degli sforzi efficaci), assimilando il mezzo poroso a continui sovrapposti; 2. imparare la distinzione tra materiali a grana grossa e materiali a grana fine, il significato delle configurazioni drenate e non drenate e le relative implicazioni; 3. inquadrare il comportamento meccanico delle terre nell’ambito della teoria dello stato critico, comprendere il ruolo paritetico degli sforzi efficaci e delle variazioni di volume e assimilare concetti quali resistenza di picco, dilatanza, stato critico; 4. comprendere l’influenza della storia geologica sulla risposta dei materiali naturali; 5. inquadrare i problemi di analisi limite; Per quanto riguarda le abilità professionalizzanti, a fine insegnamento lo studente dovrà essere in grado di: 1. valutare il cedimento a lungo termine indotto dall'applicazione di un carico superficiale; 2. limitatamente alle condizioni monodimensionali, valutare il decorso temporale dei cedimenti e delle sovrappressioni in depositi di terreni a grana fine; 3. interpretare i risultati delle principali prove di laboratorio; 4. verificare la stabilità delle opere di sostegno rigide (muri) e flessibili (paratie, limitatamente al caso senza tiranti e con un ordine di tiranti); 5. dimensionare e verificare il carico limite (capacità portante) di fondazioni superficiali utilizzate nella realizzazione di infrastrutture ed opere ingegneristiche.

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le basi teoriche e applicative della Meccanica delle Terre, con particolare riferimento al comportamento meccanico dei terreni e delle strutture interagenti con il terreno. Nel contesto del Corso di Laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio, questi temi sono essenziali per affrontare i problemi legati alla progettazione e alla verifica delle opere geotecniche, quali fondazioni e opere di sostegno. L’approccio adottato integra aspetti teorici e applicativi, fornendo le conoscenze utili all’analisi del comportamento dei terreni e alla risoluzione dei problemi ingegneristici più ricorrenti.

Parte prima: Descrizione e classificazione dei terreni (circa 0.5 CFU) - Origine, proprietà indice e storia geologica dei terreni. - Fasi e relazioni tra le fasi. - Classi di comportamento: proprietà indice e criteri di classificazione. - Caratteri dei depositi naturali. Parte seconda: idraulica dei terreni (circa 3 CFU) - Filtrazione nei mezzi porosi. - Moti di filtrazione in regime stazionario. - Teoria della consolidazione. Parte terza: Il comportamento dell’elemento di volume (circa 3 CFU) - Comportamento meccanico delle terre. - Tensioni efficaci: definizione e postulato. - Prove edometriche: tensione di preconsolidazione e compressibilità . Applicazione al calcolo del cedimento in condizioni monodimensionali. - Rappresentazione dei percorsi di carico. - Resistenza al taglio e deformabilità . - Teoria dello Stato Critico: interpretazione del fenomeno della dilatanza in campioni di sabbia densa; introduzione della resistenza a taglio non drenata come parametro di modello. Parte quarta: il comportamento al finito (circa 3.5 CFU) - Le verifiche di sicurezza: applicazioni della teoria della plasticità , stati di equilibrio limite attivo e passivo. - I metodi di Rankine, Lancellotta e Coulomb e il calcolo pratico delle spinte. - Dimensionamento di opere di sostegno (muri, paratie non tirantate e paratie con un ordine di tiranti). - Carico limite e dimensionamento delle fondazioni dirette.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... L’esame si compone di una prova scritta e di una prova orale. Entrambe sono obbligatorie. Il voto è determinato dalla somma dei voti maturati nell’arco delle due singole prove. Con la prova scritta si intende valutare la maturità conseguita in termini sia di conoscenze teoriche (principi fondamentali del comportamento idromeccanico delle terre), che di abilità professionalizzanti (dimensionamento di opere di sostegno e fondazioni superficiali). La prova scritta, della durata di due ore, consiste nella soluzione di esercizi: il punteggio massimo della prova è 15, il peso di ogni esercizio è riportato nel testo. Durante la prova scritta è consentita la consultazione di un libro di testo e di un formulario di massimo 4 pagine. Vengono ammesse all'orale le persone che ottengono un punteggio maggiore/uguale a 9. La prova orale è volta a valutare la capacità espositiva, le conoscenze teoriche e le abilità professionalizzanti, ha durata di circa mezzora e comprende sia domande teoriche che piccoli esercizi, con punteggio massimo pari a 15. La lode verrà attribuita se le risposte delle prove, oltre che essere corrette dal punto di vista numerico e dei contenuti, saranno particolarmente chiare e complete nell’esposizione. Durante il semestre verranno assegnati e caricati sulla pagina web tre homework, che potranno essere consegnati per essere corretti e valutati in tre diverse scadenze. Previo raggiungimento della sufficienza in tutti e tre gli homework sarà consentito un esonero parziale dallo scritto (peso 5/15). Qualora non consegnati e valutati durante il semestre, gli homework andranno consegnati all’orale, durante il quale verranno discussi.

Le dispense dell'insegnamento (presentazioni, appunti, esercizi) sono rese disponibili attraverso il portale della didattica. I testi di riferimento sono i seguenti: Lancellotta, R. (2012). Geotecnica. Zanichelli, Bologna. Atkinson, J. (1997). Geotecnica. Meccanica delle terre e fondazioni. McGraw-Hill, Milano. Per approfondimenti possono essere consultati i seguenti testi: Lancellotta, R., Calavera, J. (1999). Fondazioni. McGraw-Hill, Milano. Lancellotta, R., Costanzo, D., Ciancimino A. and Foti, S. (2019). Progettazione geotecnica secondo l’Eurocodice 7 e le Norme Tecniche per le Costruzioni 2018. Hoepli, Milano. Lambe, T.W., Whitman, R.V. (1997). Meccanica dei terreni, D. Flaccovio, Palermo. Berardi, R. (2020) Fondamenti di Geotecnica. Città Studi ed. Tonni, L., Gottardi, G. (2010). Esercizi di geotecnica. Esculapio, Bologna. Tordella, M.L. (1988). Esercizi di geotecnica, Levrotto e Bella, Torino.

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà saper (i) descrivere matematicamente il comportamento dei fluidi in quiete (ii) calcolare le spinte esercitate dai fluidi su superfici piane e curve (iii) descrivere matematicamente il comportamento dinamico di un fluido perfetto (iv) utilizzare la teoria dei fluidi perfetti per modellare, comprendere, quantificare il comportamento idraulico di tipici manufatti e sistemi ingegneristici (v) descrivere matematicamente il comportamento dinamico di un fluido reale Newtoniano (vi) descrivere matematicamente le dinamiche delle correnti in pressione (in moto sia laminare che turbolento) (vii) progettare e verificare semplici sistemi di condotte in pressione (p.es., per la distribuzione/pompaggio di acqua) (viii) descrivere matematicamente le dinamiche delle correnti a superficie libera (ix) modellare quantitativamente il comportamento di canali (valutare condizioni di moto uniforme e tracciare profili di moto permanente) (x) descrivere matematicamente le dinamiche del flusso in mezzi porosi e applicare tali teorie per la soluzione di problemi pratici di moti di filtrazione.

Nell'Ingegneria Ambientale, un gran numero di fenomeni e processi (sia naturali che creati dall'uomo) sono mediati da fluidi. In quest'ottica, l'insegnamento si pone l'obiettivo di fornire i concetti base della meccanica dei fluidi (statica e la dinamica dei fluidi perfetti e reali Newtoniani) e di mostrare come la conoscenza delle dinamiche dei fluidi siano fondamentali in molteplici applicazioni ingegneristiche tipiche dell'Ingegneria Ambientale.

Fluidi e loro caratteristiche. Definizione di fluido; fluido come mezzo continuo; variabili tipiche della meccanica dei fluidi; regimi di moto; deformazioni, celerità di deformazione e tensioni in un mezzo fluido; equazione di stato. Statica dei fluidi. Equazione locale della statica dei fluidi; equazione globale dell’equilibrio statico, statica dei fluidi incomprimibili pesanti; misure di pressione; forze su superfici piane; forze su superfici curve; forze su corpi immersi; stabilità dei galleggianti; equilibrio relativo. Cinematica. Approcci Euleriani e Lagrangiani: velocità e accelerazione; correnti; equazioni di continuità (in forma locale, globale e per una corrente). Dinamica dei fluidi perfetti. Equazioni di Eulero; equazioni globali; teorema di Bernoulli; sue applicazioni ed estensioni. Dinamica dei fluidi reali. Equazioni di Navier-Stokes; equazioni globali per fluidi Newtoniani; numero di Reynolds. Moto laminare. Definizione; equazioni globali; soluzioni analitiche per casi con geometrie semplici. Turbolenza. Esperienza di Reynolds; proprietà generali; concetto di media temporale e media d’insieme; equazioni del moto medio; tensioni di Reynolds; modello della cascata dei vortici; vortex stretching; teorema pi-greco; turbolenza di parete e profilo di velocità . Correnti in pressione. Impostazione empirica; diagramma di Moody; resistenze; leggi pratiche; linee dei carichi piezometrici e totali. Lunghe condotte. Definizione; problemi di verifica e problemi di progetto; casi emblematici. Moto di correnti a superficie libera. Concetti base; equazioni di de Saint Venant; moto uniforme; moto critico; numero di Froude; pendenza critica. Moto permanente di correnti a superficie libera. Equazioni dei profili; integrali generali; risalto idraulico; casi tipici; passaggio su una soglia, stramazzi laterali; curve. Moti a potenziale. Definizione; potenziale e funzione di corrente; relazioni di Chauchy-Riemann; equazioni differenziali dei moti a potenziale; funzione complessa di velocità e sue proprietà ; esempi (moto negli angoli, pozzo-sorgente, vortice; flusso attorno ad un corpo e ad un cilindro); teorema di Blasius; trasformazioni conformi. Moti di filtrazione. Caratteristiche generali e tipi di approccio; Equazione di Darcy; tensore di conducibilità idraulica; alcune soluzioni analitiche per geometrie semplici, in acquiferi freatici e in pressione.

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;
Exam: Compulsory oral exam;
... L'esame si svolge attraverso un colloquio orale sugli argomenti trattati nell'insegnamento . Nel colloquio, della durata di circa 30 minuti, vengono sottoposte dai membri della Commissione esaminatrice alcune domande atte a verificare che il candidato abbia acquisito sensibilità , nozioni e metodi risolutivi di problematiche idrauliche ricorrenti nell'ambito della ingegneria per l'ambiente e il territorio.

Gli argomenti trattati in gran parte dell'insegnamento si ritrovano in vari testi di Idraulica (p.es., Citrini e Noseda, Idraulica, CLUT; Munson et al., Fundamentals of Fluid Mechanics, ecc.) Per appronfondimenti: - Marchi, Rubatta, Meccanica dei Fluidi, UTET - Tritton, Physical Fluid Mechanics - Kundu, Fluid Mechanics,

Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di: - utilizzare equilibri termodinamici ed equazioni cinetiche al fine di prevedere l’evoluzione di sistemi di trasferimento tra fasi e/o di reazione chimica - definire le caratteristiche fondamentali delle tecnologie e dei processi impiegati nel trattamento degli effluenti gassosi, delle acque destinate al consumo umano, delle acque reflue e dei rifiuti - confrontare l’adeguatezza / efficienza teorica di filiere di trattamento utilizzate per il trattamento di flussi inquinati - scrivere bilanci di massa ed energia dei processi utilizzati per il trattamento di flussi inquinati - eseguire il dimensionamento di base di apparecchiature utilizzate per il trattamento di flussi inquinanti

L'insegnamento si prefigge di fornire agli studenti gli elementi necessari per la scelta e per operare un dimensionamento di massima dei processi e delle tecnologie necessarie per il trattamento degli inquinanti presenti in correnti liquide e gassose e per la gestione dei rifiuti. Le condizioni di equilibrio fisico e chimico-fisico, l'impiego delle equazioni di bilancio ed i principi di base sui fenomeni di trasporto costituiscono gli elementi attraverso i quali lo studente è posto in grado di definire e sviluppare il progetto di base dei sistemi di disinquinamento.

Unità di misura delle concentrazioni in fase liquida ed in fase gassosa. Cinetiche chimiche, termodinamica ed equilibrio, energia libera di Gibbs. Equilibri chimici in fase gas (0.6 cfu). Tipologie di reattori chimici ed equazioni. Il trasporto di proprietà : elementi per la definizione dell’equazione di trasporto, con particolare riferimento al trasporto di materia e di calore (0.6 cfu). Equilibri fisici: la ripartizione dei componenti fra le fasi; distillazione, assorbimento, adsorbimento, estrazione con solventi, scambio ionico. Le operazioni a stadi: calcolo degli stadi con metodo grafico e analitico; cenni sui sistemi di trattamento (1.2 cfu). Calori di formazione e tonalità termica delle reazioni; combustibili, potere calorifico superiore ed inferiore, aria e fumi stechiometrici, bilancio entalpico, temperatura adiabatica di fiamma, resa (0.3 cfu). Caratteristiche inquinanti delle sostanze e degli effluenti: criteri di misura, caratteristiche di pericolo, definizione di sostanza/preparato pericoloso. Componenti di impatto sull'ambiente - effluenti aeriformi, liquidi, solidi: classificazione, modalità di rilascio, effetti; cenni sulla tossicità delle sostanze (0.3 cfu). Effluenti liquidi - trattamento delle acque primarie e delle acque di scarico (3 cfu): -trattamenti primari: equalizzazione, separazione dei solidi grossolani, sedimentazione, flottazione; -trattamenti chimici: coagulazione, ossidazione, riduzione, flocculazione; -trattamenti biologici: fermentazione aerobica, fermentazione anaerobica, sistemi a biomassa sospesa ed adesa; -trattamenti terziari: nitrificazione, denitrificazione, defosfatazione, adsorbimento, disinfezione, filtrazione. -trattamenti su membrana: osmosi inversa, ultrafiltrazione -trattamento dei fanghi: stabilizzazione, digestione, inertizzazione, trattamenti termici. Effluenti aeriformi (1.2 cfu): -rimozione del particolato: cicloni, filtri meccanici, elettrofiltri, torri di lavaggio; -rimozione dei gas: assorbimento, adsorbimento, ossidazione, biofiltrazione; -trattamenti chimici: conversione catalitica, combustione. Effluenti solidi e rifiuti (0.8 cfu): -recupero di materia: processi di liberazione e separazione per il recupero dei rifiuti; -recupero di energia: incenerimento; -inertizzazione; -processi biologici: compostaggio, fermentazione anaerobica

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
... L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti illustrati nel programma ufficiale dell'insegnamento e la capacità di applicare la teoria ed i relativi metodi di calcolo alla soluzione di esercizi. Le valutazioni sono espresse in trentesimi e l’esame è superato se la votazione riportata è di almeno 18/30. L'esame consiste in una prova scritta di 4 domande a risposta a risposta multipla (per cui, oltre all'individuazione della risposta corretta, è richiesta la correzione/commento delle risposte errate; sono attribuiti 2 punti per ogni risposta corretta e completa), 3/4 domande a risposta aperta (per un totale di 12 punti) e 2 esercizi (per un totale di 10 punti). Un punto supplementare è riservato alla chiarezza notazionale e al rigore espositivo e permette di ottenere la lode. La prova scritta ha lo scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione degli argomenti trattati ed ha una durata di 1.5 ore. Durante lo svolgimento dell'esame non è consentito tenere e consultare quaderni, libri, fogli con esercizi, formulari. E’ invece consentito l’utilizzo di calcolatrici scientifiche non programmabili. I risultati dell’esame vengono comunicati sul portale della didattica, unitamente alla data in cui gli studenti possono visionare il compito, chiedere chiarimenti e sostenere una prova orale facoltativa. La prova orale può essere sostenuta anche dagli studenti che hanno conseguito allo scritto una votazione compresa tra 15 e 17/30, al fine di raggiungere la piena sufficienza. La prova orale consiste preliminarmente nella discussione dell’elaborato prodotto all’esame scritto e, in subordine, nella risposta a due domande, che possono riguardare sia gli argomenti trattati nelle lezioni teoriche sia gli esempi di calcolo. L'orale deve essere sostenuto nello stesso appello della prova scritta e comporta un incremento/penalizzazione del voto dello scritto fino a 3 punti.

Durante l'erogazione dell’insegnamento sono messe a disposizione delle slides che, integrate con gli appunti delle lezioni, costituiscono il materiale di supporto per la preparazione dell'esame. Collivignarelli C., Bertanza G. (2012) Ingegneria Sanitaria-Ambientale D'Antonio G. (2007) Ingegneria Sanitaria Ambientale. Esercizi e commento di esempi numerici

La Prova finale del Corso di laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio ha lo scopo di accertare le capacità dello studente ad approfondire una specifica tematica in modo autonomo, sulla base delle conoscenze acquisite durante il corso di laurea, e di redigere un documento finale, sintetico e completo, del lavoro svolto. Per ogni studente è previsto un Tutore di prova finale con il quale lo studente concorda l’argomento da sviluppare. Il Tutore (e l’argomento) vengono di norma scelti dallo studente liberamente in base ad accordi con i docenti. Gli studenti devono fare la richiesta in modalità on-line attraverso un’apposita procedura disponibile nella propria pagina personale del portale della didattica nella sezione denominata “Richiesta Prova Finale” (sotto il carico didattico), rispettando le scadenze per la sessione di interesse pubblicate sul Manifesto degli studi. La prova finale consiste nella redazione e nella presentazione di un elaborato scritto. L’elaborato della prova finale dovrà essere trasmesso al Tutore, depositando il file nel disco condiviso sul portale della didattica in formato PDF. Il file potrà essere visionabile anche dal Coordinatore del corso di studi. E’ possibile svolgere la prova finale (redazione dell’elaborato e presentazione del lavoro) in lingua inglese. Sarà stabilito un calendario delle presentazioni dei candidati davanti a una Commissione composta dal Tutore di prova finale e da altri due docenti nominati dal Coordinatore. Alcuni giorni prima lo studente deve inviare una copia della tesi ai componenti della commissione, insieme alle slide attraverso le quali verrà fatta la presentazione. L’approvazione della Commissione, insieme al superamento di tutti gli esami, consentirà allo studente la partecipazione alla sessione di laurea di riferimento. La proclamazione, in sessione pubblica, avverrà secondo il calendario predisposto dall’Ateneo.

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;
Exam: Compulsory oral exam;

Oltre a conoscere i concetti teorici elencati nel seguito, questi dovranno essere acquisiti per affrontare i successivi corsi più applicativi e la futura professione di Ingegnere. L’allievo dovrà essere in grado di applicarli nei problemi proposti. Più precisamente, con riferimento ai sistemi isostatici piani di travi, l’allievo dovrà essere in grado di determinare le reazioni vincolari, i diagrammi di sforzo normale, momento flettente e taglio e la linea elastica; di calcolare le tensioni nelle travi sulla base del principio di de Saint Venant; di applicare i criteri di resistenza per gli stati tensionali triassiali; di verificare un pilastro snello caricato di punta. Lo studente dovrà essere indipendente nello svolgimento di queste attività e nella risoluzioni di problemi semplici strutturali.

L’insegnamento si pone come una cerniera tra le materie di base (matematica, fisica e geometria) e le materie più applicative e progettuali dei semestri successivi. Nell'insegnamento vengono presentati quei principi teorici fondamentali che, ove correttamente acquisiti ed applicati, consentono di analizzare il comportamento meccanico dei solidi elastici ed in particolare dei sistemi di travi.

Introduzione all'insegnamento. Classificazione degli elementi strutturali in base al numero delle dimensioni prevalenti, introduzione alle varie tipologie strutturali, illustrazione delle sollecitazioni esterne che possono agire sulle strutture e le reazioni vincolari che ad esse si oppongono. Geometria delle aree: Leggi di trasformazione del vettore dei momenti statici e del tensore dei momenti di inerzia per rototraslazioni del sistema di riferimento; direzioni e momenti principali di inerzia; circoli di Mohr; simmetria assiale e polare. Cinematica e statica dei sistemi di corpi rigidi e dei sistemi di travi; concetto della dualità dal punto di vista algebrico e dal punto di vista grafico; proprietà dei vincoli. Metodi per la determinazione delle reazioni vincolari. Caratteristiche per la sollecitazione delle travi (equazioni indefinite di equilibrio). Tipi principali di sistemi isostatici nella pratica costruttiva: travi Gerber, travature reticolari, archi a tre cerniere. Analisi della deformazione, Analisi della tensione, circoli di Mohr e stato tensionale piano. Equazioni indefinite di equilibrio per il solido elastico tridimensionale (equazioni statiche) e confronto-correlazione tra queste e quelle che definiscono le deformazioni (equazioni cinematiche). Dualità statico-cinematica. Il Principio dei Lavori Virtuali per corpi deformabili. Elasticita’ lineare; potenziale elastico, teorema di Kirchhoff, modulo di Young e coefficiente di Poisson; problema elastico; equazione di Lame’; Teorema di Clapeyron; Teorema di Betti, isotropia, criteri di resistenza (Coulomb, Tresca e Von Mises). Solido di de Saint Venant: ipotesi di base, casi semplici e composti di sollecitazione (sforzo normale, flessione e pressoflessione retta e deviata, taglio retto e deviato, torsione), esempi di calcolo delle tensioni. Verifiche di resistenza; equazione differenziale della linea elastica. Il Principio dei Lavori Virtuali per il calcolo degli Spostamenti e il problema dei sistemi iperstatici di travi. Trattazione del fenomeno dell'instabilità elastica.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... L’esame comprende una prova scritta (2,5 ore) ed una orale obbligatoria. Nelle prove di esame non é consentito l'uso di dispositivi informatici ed elettronici (smartphone, tablet, pc, ecc …) ad esclusione della calcolatrice non programmabile Poiché l'interesse è rivolto a verificare l'abilità di applicare i concetti della materia a semplici problemi professionali, durante la prova scritta è consentito l’uso di formulari forniti dal docente durante il corso esclusivamente cartacei; al contrario, durante la prova orale, che intende verificare comprovate conoscenze teoriche, anche tale uso non è consentito. La prova scritta si intende superata se ha ottenuto una valutazione maggiore o uguale a 18. Essa ha una validità per la sola sessione d’esame in cui è stata sostenuta. Il punteggio della prova scritta prevede la penalità di 1/30 per ogni unità di misura errata o omessa. La prova orale si intende superata se ha ottenuto una valutazione maggiore o uguale a 18.

Testi di Riferimento: - Carpinteri, A. (1992) Scienza delle Costruzioni, Voll. 1 e 2, Pitagora, Bologna. Testi di Approfondimento: - Capurso, M. (1971) Lezioni di Scienza delle Costruzioni, Pitagora, Bologna. - Corradi Dell’Acqua, L. (2010) Meccanica delle Strutture, Voll. 1, 2 e 3, Mc Graw-Hill, Milano. Testi di Esercizi - Viola, E. (1985) Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni, Voll.1 e 2, Pitagora, Bologna. - Beer, F.P., Johnston E.r. jr., DeWolf J.T., Mazurek, D.F. (2010) Meccanica dei solidi - Elementi di Scienza delle Costruzioni, McGraw-Hill.