Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio

On the basis of the learning of the proposed solutions and technologies the student will be able to evaluate the impact load that is originated from a specific human activity, and to fix the instruments that must be adopted for the containment, by considering performances, applicability, project criteria, costs, results. The knowledges that must be acquired are directed to the definition of a multi-disciplinar approach to the establishment of solutions for impact limitation, by evaluating for the different tools that could be considered the best use in a perspective of integrated resolution.

Object of the course is the description of the systems that, by using characteristic methodologies of an engineer approach, are able to lead to the environmental sustainability of human processes: on the basis of the knowledge of the origin of the phenomena that must be regulated and also of the evaluation of the tools that can be used, the different solutions able to lead to a containment of impact are presented. In particular the intervention technologies for primary waters and wastewater, for residuals treatment, for limitation of emissions are presented. Also different approaches useful for environmental protection are introduced, with reference to the adoption of prevention policies, the use of economic and financial tools, the fixation of rules. The course is a part of a whole formation way, that is directed to evaluate the possibilities for the technological control of the quality of the environment and the right use of the resources, with particular focus on process and plant aspects.

Economic and normative tools for the realisation of limitation solutions Clean technologies, modification of industrial processes, intervention on raw materials and on the employed resources. Physical, biological and chemical processes applied to solid, liquid and gaseous residues Formation of urban solid wastes, prevention, different collection systems, reuse and recycle Treatment of urban solid wastes: separations, composting, anaerobic digestion, thermal utilisation, landfill Treatment of industrial wastes, valorisation, destruction, segregation Principles for atmospheric emissions limitation, planning solutions, scenarios for modification of processes and plants Global water cycle Selection of primary sources, characteristics for water supply Primary water treatment: aeration, sedimentation, filtration, disinfection, adsorption, chemical treatments Hypothesis for reuse and recycle for non-drinking water Treatment of wastewater: physical, physico-chemical, chemical, thermal operations Generation of residuals and sludges in primary and waste waters Principles and operating conditions for biological oxidation and nutrients removal Generation, treatment and final destination for sludges deriving from biological operations

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Optional oral exam; Group essay;
... In order to verify the apprehension of the presented arguments and the capacity to arrive to practical applications, a traditional exam in written and oral form is used. In general to the student in the written exam two main arguments are proposed, and as concerns these arguments some questions concerning theoretical basis for the technologies or possibilities of application are asked in order to verify the maturity level that from the student has been obtained. The written exam lasts 75 minutes and the maximum mark is 30. The oral is facultative and consists in one question on the topics examined during the lessons. By means of the oral it is possible to add/decrease until 3 points. The final mark takes into account also the group works performed during the lesson period. An excellent judgement in the group work may add until 2 points to the final mark. Without the existence of the group work it is not possible to give the exam. The final evaluation is based on the apprehension capacity that has been demonstrated, on the quality of presentation, on the demonstration of the acquired capacity to apply to specific practical cases the general indications that are introduced.

In account of the quite low complexity of the arguments that are introduced during the course, and from the other side by considering the high application meaning and the constant technological evolution of the presented schemes, it doesn’t seem convenient to indicate a specific textbook, able to be a specific reference basis for the exam preparation. In order to know more, for all the presented arguments there is a very large bibliography, with different level of deepening and different treated arguments; this bibliography can be suggested to the students for an higher comprehension or a more extended analysis of the arguments that are introduced during the lessons or the exercises.

The student will be able to define and obtain the main geomechanical properties of a rock material and of a rock mass as well. These elements contribute to understand the behavior of rock masses and materials: behaviour and technology are fundamental for the solution of the practical problems in the geoengineering field, aspect that is also developed in the course. The main competence for the student will therefore be related to stability assessment in the excavation engineering problems.

The course represents a link between the rock mechanics fundamentals and the rock engineering application. The course is based on the characterisation of rock materials and masses and on the solution of some typical conditions for surface-underground excavations, while the monitoring of natural - artificial structures is presented as a part of the design methodology in geomechanics. The content of the lessons represents a useful basis for other engineering oriented courses such as Tunnelling, Rock and soil reinforcing, Mining methods, Underground excavations, Landslides and slope stability.

Fundamentals of elasticity in rock mechanics; stress and strain. Rock materials and rock masses. Geotechnical characterization in lab and in field. Strength criteria and behavior of rock materials. Geotechnical characterization of natural formations and behaviour of rock masses; geomechanical classifications. Design methods in rock engineering. Stereographic projections. Analyses of some basic geotechnical problems, such as the stability of underground excavation, surface excavation, application of limit equilibrium method, remedial works, mining problems, in order to focus and understand the theory. Monitoring issues for rock engineering. Classworks.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... During the course period, two written tests will be carried out (half of the course and end of the course) aimed to student self verification (1,5+1,5 h); min score 18, max score 30. No didactical material is permitted during these tests. The official exam during the exam sessions is in written form, with 3 exercises (for example: stereonet, testing of specimen, Mohr's circle, kinematic of blocks); then correction and 3 oral questions about theory of the program. Oral part is compulsory. Min score for admittance of written part 18/30, max score 30/30 (+L) for each part; final mark is the average of scores. Duration: written part about 90’, oral part 30'. Criteria to pass the exam: 1) solve in correct mode the exercises 2) demonstrate the ability to understand the interaction between natural and excavated structures and to solve basic analytic problems. 3) The exam is based on the didactical material loaded on the website and developed during the lessons. 4) The evaluation of the student skills is based on the ability to understand the key points to solve practical and common geo - engineering problems presented during the oral part of the exam..

The presentations of the lessons are loaded on the website and they follow the program. Class notes taken directly during lessons are fundamental for the student. Reference textbooks are presented (and available in the DIATI library) for details. Among the others: Hoek E. Practical Rock Engineering, Rocscience; Brady B.H.G. Brown E.T. Rock Mechanics for Underground Mining.

Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Applied hydrology)At the end of the course the students will be able to: -Evaluate the catchment water balance at different temporal scales -Use statistical methods for quantifying design storm and flood of a given probability of exceedance -Prepare a professional hydrological report on flood risk or water resources assessment Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Environmental fluid mechanics)At the end of the course the students will be able to: - Identify and critically assess transport processes in aquatic and atmospheric environments - Describe and quantify turbulence properties of open channel flows and atmopsheric boundary layers. - Apply and manipulate equations describing the transport of contaminants in the environment - Model simple morphodynamic processes in riverine environments - Apply models to simulate the fate of contaminants in rivers and atmospheric flows

Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Applied hydrology)The applied hydrology part of the course offers to the students a basic understanding of the processes that regulate the water cycle at the catchment scale, from the annual water balance to the dynamics of surface outflows in river networks and their extremes. Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Environmental fluid mechanics)The course is a brief introduction to mixing and transport processes occurring in aquatic environments and atmospheric boundary layers. Despite having a fairly rich theoretical basis, the course will be taught by introducing equations and concepts within the context of specific applications that are of interest to Environmental and Civil engineers.

Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Applied hydrology)-Water balance at annual and seasonal time scales Competition between water and energy (Budyko curve) Climate variability and the effect on the water balance Water storage in the catchment: snowpack, lakes, soils and groundwater Seasonality of water and energy – in phase and out of phase -Water balance at daily time scales Statistical description of rainfall sequences Fast and slow streamflow response Conceptual model of water balance partitioning Flow duration curves -Water balance at event time scale Variability of rainfall intensity within an event Physical models of the infiltration process at the point scale Runoff generation: infiltration excess and saturation excess runoff, SCS Curve Number method Runoff routing: hillslope and channel routing, unit hydrograph -Flood frequency analysis Propagation of probabilities from rainfall to floods Flood frequency estimation from streamflow observations Intensity, duration and frequency of extreme rainfall Design storm method Flood frequency and water balance at multiple time scales (effects of antecedent soil moisture, seasonality and long term variability of climate) Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Environmental fluid mechanics)- Introductory concepts Water and air quality issues (also within the context of climate change); an overview of transport processes occurring in the aquatic and atmospheric environment; Approaches to environmental management; basic definitions (concentration, flux, dimensional analysis and the pi-theorem); - Molecular diffusion Fick’s law; basic diffusion equation; fundamental solution and its mathematical properties; Solutions of the Diffusion Equation for Various Initial and Boundary Conditions; effects of boundaries; advective diffusion equation and applications; effects of chemical reactions. - Turbulence and turbulent diffusion Definition of turbulence; Reynolds experiment; Reynolds number; statistical description of turbulence: Reynolds decomposition and definition of ensemble/ temporal averaging; Conservation of momentum and physical meaning of the Reynolds stress tensor components; Conservation equations for Turbulent and Mean Kinetic Energy; the problem of closure; turbulence phenomenology: energy cascade, Kolmogorov length and velocity scales; Kolmogorov spectrum; wall turbulence; Taylor’s theory of turbulent diffusion; turbulent diffusion equation. - Shear flow dispersion Taylor’s theory of shear dispersion for laminar and turbulent flows. - Scalar and particles transport in rivers Vertical, transverse and longitudinal mixing: idealised cases and effects from complicating factors; computation of the full-mixing length; longitudinal dispersion: Elder’s solution vs real cases; transverse-shear effects; Hyporheic transport; basics concepts of sediment transport in rivers: sediment characterization, Shields’ incipient motion theory, slope effects, flow resistance and bed-forms; suspended, bed-load and total sediment transport formulae. - The atmospheric boundary layer Virtual potential temperature; Boundary layer structure and growth; concept of stability; effects of temperature on wall turbulence: characteristic velocity and length scales of the atmospheric Boundary layer; Monin-Obukhov Similarity theory; Fundamentals of atmospheric dispersion modelling.

Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Applied hydrology)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale in gruppo; Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Environmental fluid mechanics)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Applied hydrology)Exam: Written test; Group project; Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Environmental fluid mechanics)Exam: Written test; Group essay;
... Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Applied hydrology)Type of exam: 2 written tests (80% weight) and an oral Power Point presentation (20% weight) The written exam of Environmental Fluid Mechanics lasts for two Hours and consists of three questions which may include numerical problems as well as theoretical questions (these include derivations). Each question is worth 10 points so that the maximum score is 30. The students can bring to the exam only their pen and a calculator. They will be given a formulae-sheet in support of the solutions of numerical problems. The evaluation of the exam-scripts will take into account the correctness of the solutions and the clarity of the presentation. The written exam of Applied Hydrology (2 hours duration) is aimed at verifying the achievement of a sufficient autonomy in facing a typical problem of hydrological evaluation of extremes or water resources. The exam script contains 2-3 exercises, one or two open questions and some multiple-choice questions. The exercises will be solved without the use of laptops and the questions will focus on the topics covered in class. The evaluation of the exam will take into account the resolution methods, the correctness of the numerical solutions, the demonstrated knowledge and the clarity of the presentation. The maximum evaluation for the written exams is 30.Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Environmental fluid mechanics)The final exam include: - 2 written tests: one for Hydrology and one for Env. Fluid mechanics. The average of both tests will weight 80% of the final mark - An oral (Power Point) presentation accounting for 20% of the final mark. The written exam of Environmental Fluid Mechanics lasts for two Hours and consists of three questions which may include numerical problems as well as theoretical questions (these include derivations). Each question is worth 10 points so that the maximum score is 30. The students can bring to the exam only their pen and a calculator. They will be given a formulae-sheet in support of the solutions of numerical problems. The evaluation of the exam-scripts will take into account the correctness of the solutions and the clarity of the presentation. The written exam of Applied Hydrology (2 hours duration) is aimed at verifying the achievement of a sufficient autonomy in facing a typical problem of hydrological evaluation of extremes or water resources. The exam script contains 2-3 exercises, one or two open questions and some multiple-choice questions. The exercises will be solved without the use of laptops and the questions will focus on the topics covered in class. The evaluation of the exam will take into account the resolution methods, the correctness of the numerical solutions, the demonstrated knowledge and the clarity of the presentation. The oral presentation lasts for 20 minutes and will be targeting a topic covering aspects of both Applied Hydrology and Environmental Fluid Mechanics. The topic will be given to the students half way through the course. This presentation will reflect the work done by groups of 4 students and will be evaluated on the basis of its rigour and clarity.

Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Applied hydrology)The slides of the curse will be made available on the Polito Teaching Portal https://didattica.polito.it Suggested books (for deepening the knowledge on the topics): - Ven Te Chow (2010), Applied Hydrology, Tata McGraw-Hill Education, 572 pages, ISBN: 007070242X, 9780070702424 - David R. Maidment (1993,1st ed.), Handbook of Hydrology, McGraw-Hill Education, 1424 pages, ISBN: 0070397325, 978-0070397323 - Wilfried Brutsaert (2005) Hydrology: An Introduction, Cambridge University Press, 618 pages, ISBN: 0521824796, 978-0521824798 - Nathabandu T. Kottegoda and Renzo Rosso (2008, 2nd ed.) Applied Statistics for Civil and Environmental Engineers, Blackwell Pub, 718 pages, ISBN: 1405179171, 978-1405179171Applied hydrology/Environmental fluid mechanics (Environmental fluid mechanics)HB Fischer et al "mixing in inland and Coastal waters" Tennekes and Lumley "a first course in turbulence" S. Pope "Turbulent flows" R.B. Stull "An introduction to Boundary layer meteorology" JC Kaimal and J J. Finnigan "Atmospheric boundary layer flows" The lecturer will also provide some further material in the form of lecture notes.

The aim of the course is to supply the correct elements in order to evaluate the effectiveness and the applicability of the actions in order to limit the magnitude or rate of long – term global warming and its related effects.

Climate Change Mitigation refers to efforts to reduce or prevent emission of greenhouse gases. Mitigation can mean using new technologies and renewable energies, making older equipment more energy efficient, or changing management practices or consumer behavior.

The issue of climate change mitigation is treated under policy and technological perspectives. The course is organized into three main modules: A) Greenhouse gas emissions (classes: 12 h) Gases that trap heat in the atmosphere are called greenhouse gases. This module provides information on emissions inventories and relations between emissions and concentrations of the main greenhouse gases. The following topics will be addressed: o Emissions inventories from the different economic sectors (energy, transports, agriculture, building, etc.) o Relations between emissions and CO2 concentration B) Policy initiatives toward climate change mitigation (classes: 15 h) In pursuing the objectives of climate change mitigation, governments around the world have adopted policies and measuree to reduce their emissions of GHGs. This module shows the main policies adopted. The following topics will be addressed: o The UNFCCC, the IPCC, the Kyoto protocol and the Paris Agreement o Climate Change mitigation policies in selected OECD countries – Trade and Development implications for developing countries o GHG Minimization through circular economy initiatives (MSW recovery and reuse, mobility sector, food sector, built environment) C) Technology-based climate change mitigation (classes: 20 h, lab activities: 13 h) In this module technologies that have the potential to make significant contributions to reducing greenhouse gas emissions are analized. In some cases they offer the only known way to reduce emissions in a given sector. The following topics will be addressed: o Analysis of the GHG Minimization Technologies (industrial sector, advanced biofuel supply, energy storage) o GHG Minimization Technologies: case studies (concerning the MSW management, the energy planning and the quantification of carbon and water footprint) and lab activities (analysis of the CO2 reduction using micro – algae realized in the Laboratorio biologico - DIATI 3) o Analysis of the most consolidated Negative Emissions Technologies (Direct Air Capture, Lime-Soda process, Biochar, CCS, BECCS, etc) and evaluation of the environmental compatibility (with tool such as mass and energy balance, LCA, performance index, etc) o Analysis of the possible GHG minimization with the use of recycled material instead to the natural resources (using the tool of the LCA) o Analysis of the possible GHG minimization with the water reuse. Wastewater treatment/water potabilization: evaluation of the treatment modifications as a function of the climate change o Evaluation of Joint technique for reduce primary pollutants and GHG emissions

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Group essay;
... The final exam consists on: • Written test with 5 questions (time 2 h) (score until 28 pt). The use of material (books, notes, reports, etc) is not permitted • Report on laboratory activities (score until 2 pt) to be delivered a week before the written test

The slides presented during lectures will be periodically uploaded on the web site of the course

Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Climatologia e idrologia)Al termine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado di: - riconoscere gli elementi di base della caratterizzazione climatica di una regione, - utilizzare semplici metodi di valutazione del bilancio energetico e di vapore su un'area - Conoscere le potenzialità di osservazioni climatiche grigliate e prodotti di rianalisi per il confronto con dati di modelli climatici globali. - Valutare quantitativamente il bilancio idrico del bacino idrografico a diverse scale temporali - Utilizzare semplici metodi statistici per analizzare la severità di piogge e piene osservate - Preparare una sintetica relazione su bilancio idrico ed analisi di un evento alluvionale.Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Idraulica ambientale)Al termine dell’insegnamento le/gli studentesse/studenti saranno in grado di: - Analizzare i dati provenienti da misure di grandezze turbolente e dedurre le principali caratteristiche statistiche dei segnali turbolenti - Calcolare le variazioni di profondità e velocità di un corso d’acqua durante la propagazione di una piena mediante approccio monodimensionale - Modellare il trasporto di un inquinante in una corrente e calcolare grandezze quali le concentrazioni, l’estensione della nuvola di inquinante e i tempi di trasporto, al fine di programmare opere e azioni di bonifica e controllo - Determinare le quantità legate al trasporto solido di fondo e in sospensione, rilevando in particolare se un corso d’acqua sia in grado o meno di trasportare sedimenti, la quantità di sedimenti movimentata e la conseguente evoluzione dei processi morfodinamici di erosione/sedimentazione dell'alveo fluviale. Tramite le esercitazioni, lo studio dell'articolo scientifico e la sua esposizione in pubblico, ulteriori obiettivi di apprendimento attesi saranno: - Capacità di approfondire autonomamente un tema legato alla gestione delle acque in ambito ambientale - Capacità di gestire il tempo e le risorse - Capacità di lavorare in squadra - Capacità di presentare in pubblico il proprio lavoro

Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Climatologia e idrologia)La parte dell'insegnamento dedicata alla Climatologia e Idrologia offre agli studenti, in primo luogo, le basi per la comprensione dei principali meccanismi che agiscono nella formazione del sistema climatico terrestre e della sua evoluzione in conseguenza delle alterazioni antropiche; in secondo luogo presenta i processi che regolano le caratteristiche del ciclo dell'acqua a scala di versante e di bacino, usando diverse accezioni del bilancio idrico a differenti scale spaziali e temporali. Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Idraulica ambientale)L’insegnamento completa la preparazione di base delle/degli Ingegnere/Ingegneri Ambientali con concetti e metodologie di fondamento per l'ingegneria delle acque. Il modulo di Idraulica Ambientale consente di comprendere e modellare alcuni dei principali processi che contraddistinguono il moto dei fluidi e il trasporto di soluti e sedimenti nell'ambiente naturale, con particolare riguardo all'ambiente fluviale. Le conoscenze relative a questi processi sono alla base della valutazione dei rischi antropici e naturali derivanti da esondazioni, trasporto di inquinanti e fenomeni erosivi.

Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Climatologia e idrologia)Climatologia: - Struttura verticale dell'atmosfera, gradienti adiabatici, stabilità atmosferica e fenomeni di precipitazione convettiva. Trasformazioni in aria umida, Legge di Clausius-Clapeyron e conseguenze del global warming sulle caratteristiche della precipitazione. - Circolazione atmosferica globale. Centri di alta e bassa pressione. Sistemi frontali (trasporto meridiano di energia, massa e quantità di moto nel sistema climatico) - Formazione e misura delle precipitazioni e relativa distribuzione spaziale. - Introduzione al bilancio energetico globale del sistema climatico. Bilancio radiativo atmosferico. Evaporazione da superficie libera, traspirazione e fattori limitanti della evapotraspirazione. Elementi utili per la quantificazione dei fabbisogni idrici delle colture - Regimi climatici e indicatori semplificati di disponibilità e carenza idrica Idrologia: - Ciclo dell'acqua e caratterizzazione delle risorse idriche. Modelli di bilancio idrico a scala di campo e di bacino: rappresentazioni semplificate, con particolare riferimento ad aree montane. Curve di durata delle portate. - Effetti delle variazioni climatiche sulle precipitazioni, sui deflussi stagionali e sulle portate di piena. Metodi per l'analisi dei trend nelle serie storiche di temperatura e precipitazioni. - Bilancio idrologico di piena - Formazione e dinamica del deflusso superficiale. Simulazione di piena mediante convoluzione con metodi lineari. - Analisi statistica semplificata di eventi osservati di piogge estreme e portate di piena - Caratterizzazione climatologica degli estremi di precipitazione mediante curve IDF. Eventi pluviometrici di progetto Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Idraulica ambientale)1) Introduzione (1.5 ore): il moto dei fluidi negli ambienti naturali e antropizzati, connessioni con i temi propri dell'Ingegneria Ambientale. 2) Turbolenza (10.5 + esercitazione 1). Aspetti introduttivi e ruolo nei processi di trasporto dei fluidi. equazioni fondamentali, aspetti fisici e ricadute ingegneristiche, analisi statistica e teoria di Kolmogorov, turbolenza libera e di parete, analisi numerica 3) Idraulica delle correnti a superficie libera (12 + esercitazione 2). Richiami di teoria delle correnti in moto uniforme e in moto vario. Modelli semplificati di propagazione delle piene. Utilizzo di software per la simulazione numerica della propagazione delle piene nei corsi d’acqua. 4) Processi di trasporto nei fluidi (6 ore + esercitazione 3). Aspetti introduttivi, teoria di Fick, diffusione molecolare, diffusione turbolenta e diffusione per shear, dispersione. 5) Processi di trasporto nei corsi d’acqua (12 ore + esercitazioni 4-5) . Introduzione al problema, valutazione dei coefficienti e problemi di dispersione longitudinale, trasporto di inquinanti, nutrienti e sedimenti, trasporto iporreico, teoria del trasporto solido, processi di erosione e sedimentazione, cenni di morfodinamica fluviale.

Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Climatologia e idrologia)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo; Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Idraulica ambientale)Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Climatologia e idrologia)Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group project; Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Idraulica ambientale)Exam: Compulsory oral exam; Group project;
... Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Climatologia e idrologia)L'esame di Climatologia e Idrologia è composto da una prova scritta ed una discussione orale. L'esame scritto (durata 2 ore) è volto a verificare il raggiungimento di una sufficiente autonomia nell'affrontare un problema tipico di classificazione climatica o di analisi di flussi idrologici. Il testo dell'esame contiene 2 esercizi e 2 domande aperte. Gli esercizi saranno risolti senza l'uso di computer portatili, ma potranno richiedere una calcolatrice tascabile, e le domande saranno incentrate sugli argomenti trattati a lezione. La valutazione dell'esame terrà conto dei metodi di risoluzione, della correttezza delle soluzioni numeriche, delle conoscenze dimostrate e della chiarezza della presentazione. La valutazione massima per gli esami scritti è di 30 punti (7.5 per ogni parte). Almeno uno degli esercizi deve raggiungere la votazione di 4/7.5. I voti rifiutati sono congelati e possono essere riutilizzati se richiesto. La discussione orale, obbligatoria, verterà sul compito scritto e sui contenuti dell'elaborato prodotto, offrendo la possibilità di modificare il punteggio ottenuto nella parte scritta, con una penalizzazione massima di 1 punto o un incremento fino a 4 punti.Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Idraulica ambientale)L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma dell’insegnamento e la capacità di applicare la teoria ed i relativi metodi di calcolo alla soluzione di esercizi coerentemente con quanto indicato nei risultati di apprendimento attesi. La verifica dell'apprendimento si svolgerà in forma di colloquio orale in presenza. Alla/allo studentessa/studente verranno poste domande sul programma svolto in aula, sulle esercitazioni e sul contenuto dell'articolo scientifico scelto.

Climatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Climatologia e idrologia)Note, Dispense e Stampe delle slides utilizzate, rese disponibili sul portale della didattica Ugo Maione (1995), Le piene fluviali - Ed. La Goliardica Pavese David R. Maidment (1993,1st ed.), Handbook of Hydrology, McGraw-Hill EducationClimatologia e idrologia/Idraulica ambientale (Idraulica ambientale)Le slide e il materiale relativo alle esercitazioni verrà reso disponibile mediante il portale della didattica. Testi di approfondimento: - Kundu, Cohen, Fluid Mechanics, Academic Press, 2002. - Jain, Subhash C. Open-Channel Flow. New York: Wiley, 2001. - Chanson, Hubert. Hydraulics of Open Channel Flow. Burlington: Butterworth-Heinemann, 2004. Web. - Pope, Turbulence, Cambridge Univ., 2000. - Fischer et al, Mixing in inland and coastal waters, Academic Press, 1979.

At the end of the course the students will be able to: - Know and understand the basis for a correct analysis of the profitability of an industrial process; - Know and understand the technical aspects of the main general services in an industrial plant; - Know and understand the services of energy, water, refrigeration, storage in the plant; - Know and understand the aspects of handling (piping, pipe expansion, valves, safety valves, regulating valves, insulation, compressed air, vacuum transport, bridge cranes, cable lifters, forced ventilation, conveyor belt, rail transport and road transport) of an industrial plant; - Know and understand auxiliary services such as sewerage and fire prevention; - Know and understand the meaning of a blow-down line; - Know and understand the air conditioning of civil spaces within an establishment. Most of all the students will be able to link all the described outcomes with the most relevant environmental aspects strictly related with energy, water and air management.

The course comes from the need to provide with the knowledge to properly identify and manage the main equipment for the process industry to future environmental engineer. Particular focus will be on the energy and matter exchanges that characterize the main production processes, but a good part of the course will be dedicated to illustrating what are called basic services necessary for the proper functioning of an industrial plant. The course aims to provide the technical and technological knowledge essential for the design of individual devices and their together to form the industrial plant, one of the most complex systems but at the same time more efficient one created by the human mind. The teaching, although not mandatory, is strongly recommended to students of the Protection address, as different topics covered will then be useful in subsequent courses such as Environmental Design.

Teaching is organized to provide a total of 80 hours, of which 60 are lessons and 20 are dedicated to exercises and in-depth studies (visits and seminars). The lesson hours are divided as follows: General and auxiliary services of an industrial establishment: - Profitability of industrial processes; - Energy service; - Water service; - Refrigeration service; - Air service; - Empty service; - Storage and handling service (valves, thermal expansion of pipes, insulation); - Blow-down service; - Air conditioning.

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;
... Access to the exam does not require particular prerequisites; it is a written exam with a maximum score of 30 cum laude, which consists of multiple choice questions, open-ended questions and one or more calculation exercises. The topics on which the exam will focus will be identified among those addressed during the course. The duration of the written assignment is 2 hours. Type of exam questions: relating to the description and tracing of process and plant flow diagrams, to the analysis of methodologies and the functioning of equipment and processes. Furthermore, the purpose of the questions is to ascertain the basic and detailed understanding of the topics, to verify the acquisition of the expected skills and above all to ascertain the ability of the student to know how to apply the acquired knowledge in a practical way. During the written test the use of notes and texts will not be allowed, the sheets will be provided by the teacher, it will be possible to use a calculator.

With regard to the lessons, students are advised to use the material made available in pdf format at the beginning of the lessons, integrated with the notes taken during the lessons. During the course, all the material necessary for carrying out the exercises will be provided. Here are some reference texts: Perry: "Chemical Engineers' Handbook", McGraw-Hill Monte: "Elements of industrial plants", Cortina Library Mc Cabe & Smith: "Unit operations of chemical engineering", Mc Graw-Hill

In this course, the students will learn: • Basic concepts about data acquisition techniques • Basic concepts about statistics • Theory of spatial analysis • Correlation and probability estimation • Interpolation methods • Filtering techniques After attending the course, students will be able to: • Select the appropriate technique for data acquisition according to the selected purposes • Process and interpret the collected data • Describe and characterize one sample with the main statistical parameters • Estimate correlation between variables or parameters • Use the appropriate interpolation method as function of the considered problem • Apply different filtering techniques The lab activities deal with the environmental spatial analysis using climate change, hydraulic/hydrologic and petroleum data.

The aim of the course is to introduce and describe some basic Geomatics techniques for data acquisition and the methodologies in order to develop basic understanding of spatially referenced data analysis and to explore the potential of Geographic Information Systems application in environmental and social studies. The course builds up on the practical skills related to climate change, geospatial data mining and mapping. It also offers more detailed discussion and wider range of geospatial data visualization methods and introduces quantitative analysis of geospatial phenomena. Besides, the course aims at providing both a theoretical understanding and a practical introduction to the use of Geomatics technologies for monitoring and analysis of environmental problems. Students are exposed to the basic techniques and practical skills of extracting relevant information also from digital imagery. Educational Approach: The course consists of computer class-based instructor presentations, supervised in-class exercises, individual consultations and a major individual term project. The course is based on "learn-by-doing" approach: basic approaches and principles presented by instructors during laboratory-based classes will be accompanied by students' extensive individual work. Some outdoor activities will be carried out for improving the practical skill of the students and for applying what they have studied during the lessons.

The program is divided into 5 modules of lectures, for a total duration of 60 hours, and a series of laboratories and outdoor activities. DELIVERY MODES Lessons (30 h): Module 1: How to represent and collect data. The importance of reference systems and why is important to select a proper reference system will be described in order to perform correct analyses from spatial data. Some different Geomatics techniques will be described as possible methods to collect data in a direct way or for extracting secondary information (e.g. the precipitable water vapour from GNSS measurements). Module 2: Basic concepts of theory of observations Definitions of basic concepts on measurement and estimation of a random 1D/2D variable, mean, median, standard deviation, probability density function (PDF), cumulative density function (CDF). In this module, some aspects about the measurement of real objects and statistical interpretation are considered. Moreover, it will focused the attention on correlation, accuracy and precision concepts. Module 3: The interpolation/approximation methods The interpolation methods play a crucial role in environmental spatial analysis. Different interpolation techniques such as IDW, correlogram, variogram, different Kriging (simple, universal, linear, co-Kriging) methods will be deeply analyzed and considered, focusing the attention on different kinds of applications especially related to petroleum and hydrological activities. Module 4: Data visualization and interpretation Basic concepts related to GIS/database Design procedure will be provided. The modelling procedure, external model, conceptual model (Entity/Relationship), logical model (Relational DB), internal model, cardinality, basic rules for data modelling (complex attributes, multi-values fields), 3D GIS support and visualization Digital Terrain model and digital Surface model Definition of DTM and DSM, contents (point cloud, breaklines, dead zone, …), dense model, irregular (TIN) and regular grids, estimation of surface parameters (slope, aspect, contour lines, curvature,…), visibility analysis (line of sight, skyline, viewshade, observer, …) Module 5: Filtering, model building and inversion techniques. In this module, different filtering techniques (e.g. low-pass/high pass filter) and inverse problems will be considered, especially considering hydraulic and petroleum applications. During geological modelling, for instance, it is frequent the use of filtering techniques on well log data in order to identify characteristics of the log electrical signals, improve stratigraphic correlation or remove unwanted parts of the registration. On 2D or 3D datasets (e.g. maps, distributed petrophysical values) filters can be applied in order to identify the contribution of each spatial component of a given property, remove/enhance property features or calculate trends used during petrophysical distribution. During the lesson different filtering techniques are going to be presented and analyzed that are commonly used during well data analysis and 3D geological modelling. Lab activities (30 h): The lab activities take about half of the course and are focused on themes considered during the lessons. Specific applications will be done using Geomatics and GIS software especially for geospatial analysis, focusing on analysis tools, 3D data, working with rasters, projections, and environment variables. The works are carried out in team; finally, a special report must be completed.

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group essay;
... The exam consists of 3 parts: 1. a discussion of exercises on the entire process of environmental spatial analysis with theoretical subjects (vote/30) 2. a discussion of exercises on hydraulic problems made during practical activities (vote/30) 3. a discussion of exercises on petroleum engineering made during practical activities (vote/30). The final grade is a weighted average of the results of the 3 previous evaluations with weights: P1=0.50, P2 =0.25, P3=0.25.

The main text consists of the lecture notes provided by the teacher and slides presented during the classes.

The acquisition of technical skills to perform excavation works in different contexts (open pit, underground, underwater construction sites) is expected, aimed to critically examine the choice of the equipment and the best methods to perform a given work, respecting the constraints and minimizing the environmental pressures. The topics treated have the aim to stimulate research for the best solution among those potentially detectable, based on the criticism of the context. It therefore intends to encourage the independence and the learning ability, stimulating the discussion: the right answers are sometimes more than one, and the discussion is fundamental. Students will be then invited to write technical reports on the cases presented during the lectures, to take a reasoned decision, to estimate the orders of magnitude of the numerical values that the engineer has to manage in the main reference cases, to understand the international terminology.

The course aims to provide the fundamentals on excavation techniques and processing plants, the criteria for the selection of equipment and methods for carrying out the works, the rules for setting the organization and performing such work in a technically correct and safe way. Part of the course is devoted to processing, with the aim of making the excavation/production cycle clear in all its phases. The contents of the course are continuously updated, depending on the requirements of different operating conditions, and therefore they can’t be crystallized into a "static" reality. Many examples are presented, with the intention of stimulating topics of research and personal reflection. The course also aims to provide students with the technical international language.

General principles and definitions; mechanical properties and materials behaviour; specific gravity; abrasivity, hardness; geometry of the stope; organization of the work phases. PART I: Rock excavation by D&B. Chemical and physical data of explosives; explosive reactions; properties of explosives; classification and selection of explosives. Initiation systems: safety fuse; blasting caps; electric blasting caps (instantaneous, long-delay detonators, short-delay detonators); detonating cord; relais; non electric detonators and trunk line delays; NPED and electronic detonators. Blast-holes: definition; mechanics of blasting. Blasts: definition; blasting pattern; powder factor, specific drilling, detonators consumption and related costs; firing line and blasting circuit calculations. Open pit blasts. Bench blasts; single row or multi-row blasts; trench blasts. Contour blasting and unwanted effects. Dynamic splitting. Underground blasts. Tunnelling. Charges’ geometry and initiation sequence; type of cuts; muck-pile geometry. Environmental problems (Vibrations, fly-rocks, dust and air blast). Drilling equipment and tools. Types of machines; drillability of rocks; open pit and underground drilling equipment. Mucking and transportation: systems commonly employed for open pit, underground and underwater excavations. PART II. Mechanical excavation, open pit and underground. General. Equipment, productivity. Description of the most common machines. Hardness and toughness; tools’ material; service life of tools, consumption of tools. Motions of tools. Mechanism of action and types of tools. Theoretical models of the rock-tool interaction. Equipment performance and selection criteria as a function of rock type and purpose of work; prediction of productivity and consumption in terms of specific energy. Dimension stones: cutting techniques; diamond wire saw; chain saw; water jet and other systems. PART III. Moving the earth. Cyclic machines: weight, power and productivity; definitions. Hydraulic shovels. Loaders. Backhoes. Dozers. Graders. Scrapers, drag-scrapers, draglines. Continuous machines. Bucket wheel excavators. Excavation and transportation equipment. Dredges: Cyclical and continuous equipment. PART IV. Exploratory drilling. Introduction and overview. Core drilling. Diamond core drills; drill rods; core barrels (single, double, Wire Line). Drill units. Wire Line Rods. Flush pumps. Drill bits; reaming shells; casing shoes; casing tubes; flushing water recommendations. Casing tubes for overburden drilling; Percussion/Rotary rods; In-the-hole equipment accessories. Special operations. Exploratory drilling for mining and/or geotechnical surveys. Sampling: general principles; core barrels (single, double, triple tube). Interpretation of survey results. PART V: Process plants and separation systems. State-of-the-art on mineral processing plants. Separation process principles and capabilities. Jigging machines. Washing and crushing equipment. Modular mineral processing equipment and uupgraded solutions. Base metal operations and grade control. Key performance indicators (KPI) development to optimize the "mine-to-mill" process. Power plants. Underground ventilation systems. Water supply systems. Underground extraction systems. Haulage and conveyance plants

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto individuale;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Individual essay;
... The exam is aimed at ascertaining knowledge of the topics listed in the official course program and the ability to apply the theory and related calculation methods to solving exercises. The evaluations are expressed out of thirty and the exam is passed if the final mark reported (written and oral) is at least 18/30. The written exam lasts 120 minutes and contains both exercises and theoretical questions on the topics of the course; it has the purpose of verifying the level of knowledge and understanding of the topics covered. A minimum score of 15 points (30 being the maximum) is required to access the oral exam, which consists of a review of the written exam; a discussion of the reports drawn up during the practical part (exercises); an oral investigation of specific problems. During the examination, it is not allowed to keep and consult notebooks, books, or sheets with exercises. The use of a portable calculator is allowed. The results of the exam are communicated on the teaching portal, together with the date on which students can view the assignment and ask for clarification.

Since the topics explained and discussed are a particular synthesis of many aspects of Geo-Engineering, the material is continually updated and made available to students before the beginning of the course through the didactic portal. The available texts are numerous, and these are explicitly referred to in the material provided, as well as expressly suggested for further details. The constant updating of the topics discussed is also suggested by consulting the most recent International Magazines and/or conference papers provided by the teacher. The slides shown during the lectures are the most complete and comprehensive as possible, to facilitate understanding of the concepts contained in the course. Tutorials: Proposed texts, technical sheets, synthesis of manuals and so on, are also available through the portal. The exercises are solved entirely on the board by the teacher or, in any case, their trace is suggested in the classroom.

Conoscenza dei principi teorici su cui si basano le diverse tecniche di misura, progetto ed esecuzione dei rilievi, conoscenza delle tecniche di elaborazione dei dati, analisi dei risultati e loro valutazione con tecniche statistiche. Applicazione delle tecniche geomatiche per il rilievo del territorio, di edifici e opere d’ingegneria, per la cartografia, per il monitoraggio dei movimenti e delle deformazioni, per il tracciamento e la realizzazione di opere d’ingegneria civile e per la protezione del territorio. Capacità di eseguire misure con ricevitori GPS/GNSS, stazioni totali, laser a scansione, sensori inerziali e tecniche di fotogrammetria digitale. Capacità di scelta delle ottimali metodologie di rilievo e capacità di integrare dati provenienti dalle diverse tecniche di misura. Capacità di elaborazione delle misure acquisite sul terreno, o di esempi proposti. Capacità di sviluppo autonomo di procedure di calcolo per problemi di calcolo per le applicazioni geomatiche. Rappresentazione e analisi dei dati rilevati in ambiente GIS.

La geomatica è la scienza che modellizza e analizza dati geografici “georeferenziati�, per produrre e gestire informazioni spaziali. Se si pensa che la maggior parte delle decisioni politiche viene presa in base a considerazioni su dati spaziali territoriali, l’impatto sociale di questa materia è evidente: essa è a supporto di operazioni tecniche, scientifiche, politico amministrative e legali. La conoscenza del territorio attraverso la misura e la rappresentazione, è fondamentale per la sua gestione, per fini protezionistici o per la realizzazione ed il controllo di opere di ingegneria. L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze sui moderni metodi di posizionamento satellitare GNSS, posizionamento inerziale, laser a scansione, fotogrammetria digitale e tecniche integrate, GIS, finalizzate alle applicazioni di rilievo a supporto dell’ingegneria civile e ambientale. Il trattamento statistico dei dati con software noti in ambito scientifico e professionale, sarà finalizzato all’elaborazione delle misure acquisite, alla loro restituzione cartografica, alla gestione delle informazioni con GIS e all’integrazione dei diversi sensori di misura per il rilievo integrato.

Trattamento delle misure: richiami sulla stima minimi quadrati, test minimi quadrati e inferenza, data-snooping affidabilità interna ed esterna. Minimi quadrati sequenziali e sul filtro di Kalman. Posizionamento GNSS: tecniche stand-alone di codice e di fase. Errori spazialmente correlati, dispersivi e non. Posizionamento relativo e differenziale DGPS e RTK. Precise Point Positioning. Reti GNSS, stazioni permanenti e reti NRTK. GNSS e sistemi di riferimento: inerziali, ECEF e loro trasformazioni. GNSS e altimetria. Posizionamento inerziale e rilievo integrato: principi fisici su giroscopi, accelerometri e magnetometri. Piattaforme inerziali e loro tipologie. Calcolo della posizione con IMU e errori sistematici su posizione e velocità . Navigazione inerziale e integrata con GNSS. Rilievi ad alto rendimento con tecniche integrate: Mobile Mapping System (MMS). Tecniche di telerilevamento. Principi di funzionamento del laser a scansione (LiDAR): impulsi e misure di fase, echi e impulsi di ritorno del segnale. LIDAR terrestre, aereo e da drone. Progetto delle scansioni e loro registrazione. Fotogrammetria: principi analitici, equazioni di collinearità , orientamento interno ed esterno. Triangolazione aerea e fotogrammetria diretta. Camere digitali e progetto della presa. Ricerca automatica di punti omologhi: correlazione e cenni su SFM. Visione stereoscopica. Restitutori digitali, raddrizzamento, ortofoto, modelli digitali DTM e DSM. Geographic Information System (GIS): concetti e sistemi di riferimento. Progetto di un GIS, operazioni su dati raster e vettoriali. Utilizzo GIS nel campo dell’ingegneria. Applicazioni ingegneristiche. Tracciamento di opere di ingegneria: problemi geodetici e cartografici, sistemi di riferimento isometrici, tecniche di tracciamento, esempi operativi. Monitoraggio movimenti e deformazioni: tecniche di rilievo, impianto della rete di controllo, vertici indisturbati, rete libera e minimi vincoli. Spostamento dei punti e significatività statistica.

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;
Exam: Compulsory oral exam;
... L'esame ha la finalità di verificare l'individuale raggiungimento dell'obiettivo fondamentale dell'insegnamento, la capacità di sviluppare un percorso di progettazione nel quale conoscenza e proposta progettuale siano collegate in ogni fase. 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 impostando soluzioni a problemi di rilevamento spiegati durante le lezioni o le esercitazioni.

Testi consigliati: • Cina, A. (2002). Trattamento delle misure topografiche. CELID, Torino. ISBN 88-7661-534-2 • Cina, A. (2014) – Dal GPS al GNSS (Global Navigation Satelite System) per la Geomatica – Torino – CELID • Dispense e slides fornite durante l’insegnamento, reperibili sul sito della didattica. Testi di base: • 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 • Sansò, F., Betti, B. Albertella A. (2019): Positioning. Posizionamento classico e satellitare. Milano, Città Studi. • Barzaghi, R., Pinto, L., Pagliari, D. (2023) Elementi di topografia e trattamento delle osservazioni. 3° Edizione. Milano, città Studi, 2023. Testi per approfondimenti: • Kraus, K., 1994. Fotogrammetria. Vol.1 – Teoria e applicazioni. Traduzione di Sergio Dequal. Torino, Levrotto & Bella, 518 pp. • Hofmann-Wellenhof et al (2008) – GNSS Global Navigation Satellite system. Springer – New York. • Leick (2003) - Gps Satellite Surveying - J. Wiley – Canada. III Edizione.

At the end of the course students should be able to: - Evaluate the effect of the the variation of the stability of geostructures with changes in pressure of water in rocks ands soils. - Identify emerging and unexpected risks: hidden natural dangers and human fingerprint dangers. - Identify primary and secondary perils of geostructures under climate change effects - to debias disaster perception and make safe cities, infrastructures, assets, facilities and rural activities, in the framework of a better engineering practice

The course aims at the evaluation of the stability of natural and man-made geostructures (slopes, enmbakments, dams) under the effect of clima change patterns. The first part of the course focuses on the stress strain behavior of soils and rocks, coupled with the effect of water pressure. The second part of the course focuses on: 1) the engineering methods used to analyze the stability of geostructures; 2) the methods of design of man-made geostructures in pre-climate change time, coupled with the analysis of primary and secondary perils; 3) new climate change related approaches for maintenace of manmade geostructures; 4) correlation between the stability of natural slopes and climate change effects: extreme rainfall events, change in temperature, snow melting and glacier retreats.

Primary and secondary perils. Primary perils are generally analyzed with sound methods. Secondary perils can be the consequence of primary perils:

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... The exam is aimed at evaluating knowledge, competences and skills acquired during the course. The student should be able to carry out geomechanical analyses, to select strength parameters and to evaluate the effect of water pressure on geostructures. The student should be able to carry out stability analyses, The exam will be written, closed book, in a classroom of the Politecnico di Torino. The exam comprises 3 main questions. Questions are related to the topics explained in class. Questions consist of discussion of a given topic and/or the solution of a practical exercise.

Reference Books: • Landslides: Investigation and mitigation Transportation Research Board, National Academy Press, Washington, 1996.

Gli obiettivi consistono nel fornire all'allievo le conoscenze teoriche e pratiche relative all'ingegneria degli acquiferi, nello sviluppare le abilità di identificazione di un problema e di risolverlo con un approccio rigoroso e professionale. Al termine dell’insegnamento si richiederà allo studente la capacità affrontare problemi relativi alla caratterizzazione dei sistemi acquiferi, al flusso delle acque di falda, alla propagazione dei contaminanti, alla bonifica degli acquiferi contaminati. Ai fini dell'autonomia di giudizio e della maturazione nello sviluppo della comunicazione tecnica si richiederà la redazione di relazioni tecniche di taglio professionale. Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di: - realizzare ed interpretare una carta piezometrica; - comprendere i meccanismi di flusso nel sottosuolo; - progettare, eseguire ed interpretare una prova di falda; - delineare le aree di salvaguardia di pozzi ad uso idropotabile; - caratterizzare lo stato della contaminazione delle risorse idriche sotterranee; - comprendere i meccanismi di trasporto degli inquinanti nel sottosuolo; - effettuare una analisi di rischio sanitario- ambientale; - valutare un progetto di bonifica delle risorse idriche sotterranee.

L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze necessarie per affrontare in maniera quantitativa le problematiche connesse al flusso delle risorse idriche sotterranee (acque di falda) e alla propagazione dei contaminanti nel sottotuolo ed in particolare nei sistemi acquiferi. Pertanto, dopo aver illustrato le proprietà fondamentali che definiscono la capacità di immagazzinamento, trasporto e rilascio dell'acqua negli acquiferi, vengono presentate le soluzioni analitiche dell'equazione di flusso, che costituiscono lo strumento per l'interpretazione delle prove sperimentali per caratterizzare il comportamento idrodinamico degli acquiferi, la capacità produttiva delle opere di captazione, la delineazione delle aree di salvaguardia dei pozzi (4 CFU). Successivamente, a partire dalla classificazione chimico fisica-tossicologica dei contaminanti usualmente presenti nelle acque di falda, vengono analizzati i meccanismi di propagazione e illustrate le soluzioni analitiche dell'equazione del trasporto di massa. L'ultima parte dell'insegnamento è dedicata alla caratterizzazione e bonifica degli acquiferi contaminati ed all'analisi di rischio sanitario-ambientale(4 CFU).

Nozioni di base (1 CFU): capacità di immagazzinamento e di rilascio, capacità di trasporto di un acquifero. Criteri di classificazione degli acquiferi. L'applicazione della legge di Darcy sul terreno, ricostruzione della superficie piezometrica. Flusso nel sottosuolo e nel sistema acquifero (2 CFU): Fondamenti teorici dell'equazione differenziale di flusso. infiltrazione e flusso nel mezzo non saturo. Soluzioni analitiche dell'equazione differenziale di flusso per una geometria radialpiana: acquiferi confinati, semiconfinati e non confinati. Caratterizzazione di un acquifero: prove di falda in declino, prove di falda in risalita, slug test, altri metodi di determinazione dei parametri caratteristici di un acquifero. Flusso nel mezzo non saturo e modelli di infiltrazione. Caratterizzazione di pozzi e protezione dall'inquinamento (1 CFU): Capacità produttiva ed efficienza idraulica di un pozzo. Ottimizzazione della capacità produttiva di un sistema di approvvigionamento idrico. Vulnerabilità di un acquifero e rischio di inquinamento. Delimitazione delle aree di salvaguardia dei pozzi ad uso potabile. Fenomeni di inquinamento di sistemi acquiferi (2 CFU): Classificazione chimica, fisica e tossicologica dei contaminanti presenti nelle acque sotterranee. Meccanismi di propagazione degli inquinanti in falda: advezione, dispersione idrodinamica, adsorbimento, decadimento radioattivo, biodegradazione, altri processi. Fondamenti teorici dell'equazione differenziale del trasporto di massa. Soluzioni analitiche dell'equazione differenziale del trasporto di massa per soluti conservativi e per soluti reattivi. Propagazione delle sostanze non miscibili con l'acqua di falda. Principi di bonifica di acquiferi contaminati (2 CFU): La normativa italiana in materia di messa in sicurezza, bonifica e ripristino ambientale di siti contaminati. Piano della caratterizzazione: metodologie di campionamento del mezzo saturo e non saturo. L'analisi di rischio sanitario ambientale. Bonifica e messa in sicurezza di acquiferi contaminati (2 CFU).

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Group essay;
... L'esame è volto alla valutazione delle conoscenze acquisite ed alla maturazione di abilità (es. capacità di risoluzione di problemi, dimensionamento di interventi ingegneristici oltre alla capacità di predisporre report professionali). La prova scritta, della durata di 1.5 ore, è composta da 4 domande aperte e 5 brevi esercizi (max 3 punti a domanda). Durante la prova non potranno essere consultati appunti e/o libri di testo. Gli elaborati delle esercitazioni (relazione) potranno essere consegnati durante l’insegnamento in due sottomissioni relative alla parte di flusso (max 2 punti) e di trasporto di inquinanti (max 2 punti). Oppure in un'unica soluzione dopo la fine dell’insegnamento (max 3 punti totali).

a) Testo di riferimento per l’insegnamento : A. Di Molfetta, R.Sethi Ingegneria degli Acquiferi, Springer, 2012. oppure: R.Sethi, A. Di Molfetta. Groundwater Engineering, Springer 2019 ( https://tinyurl.com/yyvw67h7 ) b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione: P.A. Domenico, F.W. Schwartz, Physical and Chemical Hydrogeology, John Wiley & Sons Inc., New York, Second Edition, 1998. V.Bathu, Aquifer Hydraulics, John Wiley & Sons Inc., New York 1998.

L’insegnamento si propone di trasmettere allo studente le conoscenze sulle caratteristiche chimiche e fisiche dell’acqua, nonché le principali classificazioni in relazione agli ioni e ai minerali disciolti. In particolare, dovrà conoscere il ciclo dell’acqua e le caratteristiche dei sistemi acquiferi in rocce lapidee, carbonatiche e carsiche. Si desidera che lo studente sia in grado di individuare e analizzare i principali parametri per la progettazione di un sistema di monitoraggio idrogeologico in relazione alla stabilità di versanti naturali o di scavi. Al termine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado di: 1. analizzare dati di monitoraggio idrogeologico; 2. progettare un sistema di monitoraggio; 3. valutare la qualità e la quantità della risorsa idrica sotterranea; 4. approcciarsi a problemi connessi alla presenza di acqua negli scavi in sotterraneo.

Obiettivo dell’insegnamento è introdurre lo studente ai concetti ed ai metodi dell’Idrogeologia applicati allo studio della stabilità dei versanti. L'insegnamento si propone quindi di fornire le conoscenze di base per l’analisi del contesto idrogeologico in cui l’ingegnere ambientale si troverà ad operare, la capacità di realizzare una rete di monitoraggio, con particolare attenzione ai parametri idrogeologici, e di interpretarne tali dati al fine di avere le basi per la valutazione della stabilità dei versanti. L’insegnamento si pone come completante la formazione dell’ingegnere ambientale. Agli approfondimenti teorici, sarà dato spazio ad esempi pratici ed applicativi in modo da concretizzare i concetti appresi in ottica della futura attività professionale.

A. IDROGEOCHIMICA (3cfu: 13 h Lezioni – 17 h Esercitazioni) [Fiorucci] Caratteristiche chimico fisiche dell’acqua: viscosità , densità , conducibilità elettrica, tensione di vapore. Classificazione e origine delle acque. Processi di mineralizzazione delle acque naturali: dissoluzione dei gas, Legge di Henry; dissoluzione dei solidi in acqua. Solubilità e Prodotto di Solubilità . L’effetto dello Ione Comune. Determinazione dell’Indice di Saturazione con il metodo di Debye-Hückel. L’equilibrio dei carbonati, la reazione acqua – anidride carbonica. Le reazioni acqua-roccia. L’attacco chimico sui minerali non carbonatici. L’effetto del potenziale di ossidoriduzione sulla mineralizzazione delle acque. Le Facies Idrogeochimiche. Fenomeni modificatori della mineralizzazione: dissoluzione, concentrazione, scambio ionico. I metalli pesanti disciolti nelle acque e loro interazione con la salute umana. I diagrammi interpretativi (Piper, Schoeller, Durov, Chebotarev). La qualità delle acque in funzione del loro uso (potabile, irrigazione, industriale). La durezza e l’aggressività dell’acqua. Gli isotopi stabili e radioattivi utilizzati in idrogeologia. Le Terre Rare disciolte nelle acque naturali: applicazioni negli studi idrogeologici. B. IDROGEOLOGIA GENERALE E APPLICATA (3cfu: 27 h Lezioni – 3 h Esercitazioni) [Fiorucci] Il ciclo dell’acqua. Il bilancio idrogeologico, valutazione e misura dei singoli parametri del bilancio. I complessi idrogeologici: definizione e metodi di individuazione. Cenni sul rilevamento idrogeologico. Le carte idrogeologiche, realizzazione delle carte piezometriche a media/grande scala. Realizzazione di piezometri e pozzi. Le misure piezometriche con strumenti manuali e automatici. Interazione tra il reticolo idrografico superficiale e le acque sotterranee. I sistemi acquiferi in rocce lapidee, acquiferi carbonatici e acquiferi carsici. I tipi di alimentazione degli acquiferi alimentanti le sorgenti. I tipi di circolazione sotterranea negli acquiferi carbonatici. Le sorgenti, classificazione generale. Studio delle sorgenti. Analisi degli idrogrammi di una sorgente. Definizione delle aree di salvaguardia delle sorgenti. Monitoraggio degli acquiferi di aree montane e collinari: strumenti e criteri di realizzazione delle reti di monitoraggio in funzione di studi sulla stabilità dei pendii. Analisi comparate degli andamenti delle portate, temperatura e conducibilità elettrica delle acque sotterranee. La vulnerabilità degli acquiferi, metodi di valutazione (DRASTIC, GOD e SINTACS) e realizzazione delle Carte di Vulnerabilità Intrinseca degli Acquiferi. C. IL MONITORAGGIO STRUMENTALE DEI VERSANTI (1cfu: 10h lezione) [Vagnon] Analisi delle principali tecniche di monitoraggio in relazione ai fenomeni franosi con particolare attenzione a quelle proprie dell’Idrogeologia. D. LA CIRCOLAZIONE IDRICA NEL FRATTURATO E IL DEWATERING (1cfu: 10 h Lezioni) [Vagnon] Circolazione idrica nel fratturato: ruolo delle discontinuità e delle sue caratteristiche fisico-meccaniche nella definizione della conducibilità idraulica, idrogeologia nelle zone di faglia, principi di modellazione numerica degli acquiferi fratturati. Dewatering: interferenza tra acque sotterranee e opere in sotterraneo (gallerie, miniere, scavi etc.), effetti dell'acqua sulla stabilità degli scavi, principali tecniche per il dewatering.

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group project;
... Le parti A e B saranno valutate con un colloquio orale attraverso il quale si verificheranno le conoscenze teoriche dello studente e si valuteranno i risultati delle esercitazioni eseguite. Le parti C e D saranno valutate attraverso un lavoro collaborativo di gruppo, con gruppi assegnati dal docente. Gli studenti dovranno analizzare un fenomeno franoso noto e già monitorato, scelto da loro, proponendo un’implementazione del sistema di monitoraggio esistente. La proposta dovrà includere l’installazione di nuovi sensori e un quadro economico sia per la realizzazione ex novo del sistema che per la sua gestione. La valutazione si baserà su una presentazione orale della durata di 12 minuti, seguita da 3 minuti di domande da parte dei docenti, durante la quale il gruppo dovrà motivare criticamente le scelte effettuate. Il lavoro sarà valutato con un voto espresso in trentesimi. Il voto finale sarà determinato dalla media ponderata tra il voto relativo alle parti A e B (peso 6/8) e quello delle parti C e D (peso 2/8)

M. Civita – Idrogeologia applicata e ambientale – Casa Editrice Ambrosiana C.W. Fetter – Applied Hydrogeology 4th Edition – Prentice Hall N. Kresic & Z. Stevanovic – Groundwater hydrology of springs – Elsevier C.A.J. Appelo & D. Postuma – Geochemistry, groundwater and pollution 2nd Edition – CRC Press Ning Lu and Jonathan W. Godt - Hillslope Hydrology and Stability - Cambridge University Press

At the end of the course, students will be expected to: - Knowing and understanding the nature of the physical, physico-chemical and chemical mechanisms that determine the fate of a pollutant after it has been emitted from a source, and along its movement in some environmental systems (atmosphere, surface water bodies, soils and aquifer) . - Knowing and understanding the foundations, potentials, and limitations of the main engineering methodologies and models applied to describe and predict the fate of pollutants. - Analyzing and interpreting the results of engineering methodologies and models for the correct evaluation of their appropriateness and correlating the modeling results with the relevant environmental phenomena. Furthermore, with the aim of fostering the autonomy, scientific soundness, and creativity needed in their future professional life, students are expected to: - Evaluating and applying the conceptual and numerical tools to quantify the transport and concentrations of pollutants introduced into some environmental systems, finding a balance between the complexity of the description and the simplicity of manipulation (balance between information and meaning). - Applying the acquired knowledge to select, compare, dismiss, and verify the engineering methodologies and models for forecasting the distribution of pollutants. - Applying the acquired knowledge to solve practical problems related to the behavior of pollutants introduced into realistic environmental systems.

Anthropogenic emissions, especially from industrial sources, contain pollutants that can alter the equilibrium of the recipient environmental systems, and can represent a risk for the health of humans and ecosystems. The pollutants released into the environment are subjected to transport and transformation mechanisms that influence their fate and distribution. Consistently with the objectives of the Degree Course and in the context of environmental protection and industrial sustainability, this course aims to describe the set of phenomena that determine the fate of pollutants released into different environmental systems (atmosphere, water resources, soils), in order to be able to predict their concentrations and, consequently, the quality of such environmental systems. Particular attention is paid to the understanding of the physical foundation of the engineering models that are frequently used in the evaluation of the transport and transformation of pollutants, in order to be able to use such models with awareness. Alongside the theoretical lectures, these models are applied to solve problems on realistic domain and in problem solving activities, similar to those that will be addressed in the context of professional work.

The course is divided into 4 modules: - Module 1 (about 12 h, including 1 exercise): Flow in ideal and non-ideal reactors used for modeling environmental systems. Reaction and transformation kinetics of substances in ideal and non-ideal reactors. Use of ideal reactors for modeling non-ideal reactors and environmental systems. Approximation of environmental systems with ideal and non-ideal reactors. - Module 2 (about 30-35 h, including 2 exercises): Elements of atmospheric mechanics and hydraulics at the local scale, dynamics of the earth's boundary layer, plume shape. Diffusion and transport of pollutants in the atmosphere, modeling and representation at different spatial and temporal scales. Atmospheric acidity, aerosol formation, dry and wet fallout phenomena. Examples of chemical phenomena of transformation in the troposphere and stratosphere. - Module 3 (about 20-25 hours, including 2 exercises): Basic notions of aquifer engineering: storage and transport capacity of an aquifer, Darcy's law. Solutions of the differential flow equation: confined, semi-confined and unconfined aquifers. Mechanisms of propagation of pollutants in groundwater: advection, hydrodynamic dispersion, adsorption, radioactive decay, biodegradation, other processes. Analytical solutions of the mass transport differential equation. Behavior of pollutants in the unsaturated (vadose) zone. - Module 4 (about 15 h, including + 1 exercise): Dynamics of pollutants introduced into surface water bodies: physical, hydraulic, chemical and biological phenomena. Dissolved oxygen and Streeter-Phelps model in rivers. Dynamics of mixing in lakes and eutrophication.

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

The notions and calculation methodologies covered in class, as well as their application examples, are also discussed in many texts that can be used as a support and complement to the lessons. The use of these texts is not compulsory. Among these texts: - Chemical fate and transport in the environment, 2nd Edition, by Hemond H.F. and Fechner-Levy E.J., Academic Press - Environmental modeling (Fate and transport of pollutants in water, air, and soil), 1996, by Schnoor J.L., Wiley Transportation and processing in reactors: - Water quality engineering: physical/chemical treatment processes, (2013), by Benjamin M.:, Lawler, D., Wiley - Chemical reaction engineering, 3rd Edition (1999), Levenspiel O., Wiley Transport in the atmosphere: - Atmospheric chemistry and physics, 2nd Edition (2006), by Seinfeld J.H. and Pandis S.N., Wiley - Applied contaminant transport modeling, 2nd Edition (2002), by Zheng C. and Bennett G.D., Wiley Underground transport: - R.Sethi, A. Di Molfetta. Groundwater Engineering, Springer 2019 (https://tinyurl.com/yyvw67h7) - PA Dominic, F.W. Schwartz, Physical and Chemical Hydrogeology, John Wiley & Sons Inc., New York, Second Edition, 1998. - V. Bathu, Aquifer Hydraulics, John Wiley & Sons Inc., New York 1998. - Modeling groundwater flow and contaminant transport, (2010), by Bear J. and Cheng A.H.-D., Springer - Contaminant geochemistry: interactions and transport in the subsurface environment, 2nd Edition (2014), by Berkowitz B., Dror I. and Yaron B., Springer

Applied GeophysicsThe student will achieve competences in the context of applications of conventional geophysical surveys to different engineering fields. He/She must demonstrate its ability to plan geophysical surveys in multiple geological and morphological environment, to interpret the results of surveys and to understand the meaning of the geophysical parameters. He/She will also acquire skills in the evaluation of the relationships between geophysical and geotechnical/hydrogeological parameters of soils and rocks. Students will acquire skills on the suitability of geophysical methods to characterise permafrost and glaciers. Remote sensingAt the end of this course, students will be able to: Knowledge and understanding - Demonstrate knowledge of the main theoretical principles underlying remote sensing, including the physical bases of data acquisition from airborne and satellite platforms. - Understand the fundamental algorithms and methodologies for processing remotely sensed data. - Recognize and describe the key procedures for applying remote sensing in different environmental domains. Applying knowledge and understanding - Describe, interpret, and manage remote sensing data in both digital and cartographic formats. - Independently acquire and process remotely sensed data using appropriate tools and methods. - Apply the learned methodologies to extract meaningful environmental information from satellite and aerial imagery. Making judgements - Evaluate the quality, reliability, and limitations of remotely sensed data. - Critically assess the relevance and accuracy of information extracted through remote sensing techniques. Communication skills Use appropriate and technically accurate language to communicate findings and results derived from remote sensing data to both specialist and non-specialist audiences. Learning skills - Demonstrate the ability to independently expand their knowledge of remote sensing topics. - Show initiative in exploring new developments and applications in the field of remote sensing through autonomous study.

Applied GeophysicsThe course focus on the theoretical background of geophysical methods applied to civil and environmental engineering and in study of snow/glacier and permafrost in alpine areas. The course aims to illustrate the data acquisition and interpretation methods of the geophysical parameters.Remote sensingThe course Remote Sensing aims to provide students in Environmental Engineering with a solid theoretical and practical foundation in the principles of remote sensing, focusing on the physical fundamentals, data acquisition systems, and processing techniques of remotely sensed data collected from aerial and satellite platforms. Particular attention is given to the use of multispectral optical remote sensing, especially from freely available satellite data at medium spatial resolution, which is particularly useful for environmental monitoring and analysis at landscape and territorial scales. The course is designed to equip students with key skills for interpreting Earth observation data and applying them to environmental challenges. An innovative teaching model is adopted: instead of synchronous, in-person software exercises, students will follow an asynchronous learning path supported by video lectures, the ENVI software (made available individually), datasets, and structured activities delivered through Moodle. Students will be able to practice and consolidate their skills at their own pace, with the possibility of repeating modules as needed. Throughout the course, mentors will provide support both asynchronously and, when required, through live sessions to help students solve technical problems and clarify methodological aspects. After the asynchronous phase, the course will culminate in an intensive specialist seminar dedicated to an advanced application of remote sensing. Risultati attesi

Applied GeophysicsSeismic Methods: (2 credits) Wave equation and correlation between mechanical parameters and seismic response; Correlation between petrophysical parameters (porosity, water content) and velocity and attenuation of porous media: Willie model, Biot-Gassman model; In-hole survey methods: downhole, cross-hole and vertical seismic profile (VSP); Seismic tomography in hole and from surface. Methods of surface waves. Electrical Methods (2 credits) Correlations between petrophysical parameters and electrical resistivity, and induced polarization effects, induced polarization for contaminated site measurements and mining surveys: electrical tomography of resistivity and polarization from surface and in cross-hole modality; examples for hydrogeological and environmental characterization, application of electrical tomography to characterise permafrost. Electromagnetic Methods (2 credits) Methods in frequency and time domain; acquisition mode with low induction Slingram devices; examples for the characterization of contaminated sites; Time domain methods for hydrogeological characterization. Ground penetrating radar: theory, data acquisition and processing, application in geology and hydrogeology, application in permafrost and glaciers. Laboratory works: processing of seismic data for mapping geomechnical properties of soil and rocks; processing of electrical tomographic data in hydrogeological applications; processing of electromagnetic and georadar data for permafrost and glacier investigation.Remote sensingThe course covers the following main topics: - Definition and fundamental principles of remote sensing - Emissivity theory and thermal radiation - Electromagnetic spectrum and blackbody radiation - Interaction between electromagnetic radiation and the atmosphere - Interaction between electromagnetic radiation and terrestrial surfaces - Human visual perception and colorimetry - Characteristics of digital images and remote sensing acquisition systems - Fundamentals of data processing algorithms - Information extraction techniques, including digital filtering and image classification methods - Accuracy assessment of extracted information

Applied GeophysicsModalita di esame: Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Remote sensingModalita di esame: Test informatizzato in laboratorio;
Applied GeophysicsExam: Computer-based written test in class using POLITO platform; Remote sensingExam: Computer lab-based test;
... Applied GeophysicsThe exam consists of an oral test aimed at assessing the theoretical skills and the ability to integrate the results of geophysical surveys into different application contexts. The exam is organized with a question about theoretical aspects and one question about planning and carrying out surveys and interpretation of results. The discussion of the laboratory activities is also part of the exam. The final evaluation is based on the clarity of exposition (5 points), technical skills (5 points), capability to relate the different aspects of the subject (10 points), degree of competence achieved (10 points).Remote sensingEvaluation is based on three complementary components: Asynchronous Moodle module (30%): Students must complete the digital training modules, including exercises and self-assessment activities, in order to demonstrate proficiency in the use of the ENVI software and in basic data processing workflows. The Moodle module can be attempted multiple times until certification is achieved. Specialist seminar (20%): After completion of the Moodle module, students are required to actively participate in the final intensive seminar, which focuses on an advanced application of remote sensing. Attendance of at least two-thirds of the total seminar duration is mandatory. The seminar provides the opportunity to apply the acquired methods to real-world case studies and to demonstrate critical and analytical skills. Written examination (50%): The final oral exam assesses the student’s knowledge of the theoretical and methodological aspects of remote sensing covered in the lectures, as well as the ability to integrate these with the practical experience gained through the Moodle module and the seminar. The final grade is expressed in thirtieths. All three components must be successfully completed in order to pass the course.

Applied GeophysicsThe textbook is: J.M. Reynolds, 1997. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, Wiley Ed., 796 pp. The teacher provides through the portal the material discussed during the lessons, hints for the classroom works and laboratory exercises. Technical documentation and scientific articles are suggested for theoretical insights and made available on-line.Remote sensingSpecific didactic material will be made available in digital format from the beginning of the course. This includes lecture slides, video lessons, datasets, and step-by-step guides for the use of the ENVI software, all accessible through the Moodle platform. Additional reference texts, scientific articles, and freely available satellite data sources will also be suggested to support autonomous learning and further exploration of the topics covered.

The objective of the course is to acquire the fundamental knowledge related to: 1) the structure of the national energy system and on the incentive schemes for the production of energy from renewable sources, 2) the operating principles and the performances provided by wind plants, hydroelectric plants, plants solar and biomass and geothermal plants, 3) processing of available information on wind speed, water flow and solar radiation in order to quantify the energy potential of a site, 4) preliminary sizing of a wind, hydroelectric, biomass plant and geothermal in relation to user requests and the availability of the primary source, 5) independent retrieval of technical specifications and cost data from equipment and component suppliers in order to carry out preliminary sizing and economic analysis of plants powered by renewables.

In response to the rapid expansion that characterizes the renewable energy sector, the course aims to provide a general overview of the main energy sources and some of the technologies, both commercial and under development, that can be employed for their correct use. In the first part of the course the structure of the national energy system and the incentive schemes for the production of energy from renewable sources will be analysed. Synergies and contrasts between Energy, Environment and Development will be evaluated. In the second part of the course, the basic knowledge related to the principles of operation and the performance of wind farms, hydroelectric, solar, biomass and geothermal plants will be provided.

Energy, Environment and Development: synergies and conflicts. The main sources of renewable and non-renewable energy. The national and global energy scenario. Historical evolution, current situation and future developments. National and international strategies for the development and promotion of renewable energies. World protocols and national energy accounts. The total energy requirement and the electricity requirement. The electricity grid, the free market and the actors involved. The role of green energy in the market and its impact on the national electricity grid. A dynamic socio-economic scenario in continuous evolution. HYDROELECTRIC: Water reservoir, dams and flowing water systems. Principles, definitions and examples. Design criteria, main concepts of power and energy. Main types of turbines, flow duration curve and its use in hydroelectric plants. The scheme of a hydroelectric plant, main works, accessories and safety. Main types of dams. Run-of-river power plants. Types of systems, evaluation of energy potential and constituent elements. The mini and micro-hydroelectric, typologies and examples. Incentive mechanisms and development opportunities. The environmental impact of hydroelectric plants and related mitigation. The minimum vital flow, the environmental impact assessment and the administrative procedures for obtaining the hydroelectric concession. WIND ENERGY: Operating principles. The national and European Wind Atlas, Betz theorem and estimation of the wind power on a specific site. Wind analysis and basic design of wind farm. Wind turbines: characteristics and types. Regulatory framework and main applications. Landscape and environmental impact. ENERGY FROM SEA AND OCEANS: Energy from tides. Offshore wind farms. Energy from the waves. Other marine energy sources. Current status, energy potential and future developments. GEOTHERMAL: Classification of geothermal resources and their uses. High enthalpy geothermal plant types: dominant steam, dominant liquid, EGS. Closed circuit geothermal heat pump systems: geothermal poles, horizontal collectors, geothermal probes. Thermal Response Tests. Design methods for geothermal probe systems. Open circuit geothermal systems: hydraulic characterization of the aquifer, numerical simulations and analytical formulas, main management problems. Potential environmental impacts on aquifers. Reduction of polluting emissions. Notes on costs and economic evaluation. BIOMASS SYSTEMS: Biomasses and substrates usable for energy valorisation. Anaerobic digestion: principles, operating conditions, installation methods. Pre-treatments for anaerobic digestion. Mass and heat balances for full scale plants. valorisation of biogas and digestate generated.. Environmental compatibility of the anaerobic digestion process. Reduction of polluting emissions. Notes on costs and economic evaluation.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Group project;
... The exam concerns the concepts covered during the course and the individual work done during the practical exercises. The final mark is formed based on 85% according to the mark obtained in the examination and 15% according to the mark obtained in the Team Project.

No specific texts are required. The teaching material (slides presented in class, articles, lecture notes, short reports) will be made available on the teaching portal.

At the end of the course, students should have acquired specific skills that related to: - major classification and origin of the rocks - main geological phenomena of sedimentary basins genesis and evolution - origin, geochemical composition, migration and trapping of hydrocarbons - fundamental aspects of applied mining geology - fundamental aspects of geological and geo-engineering mapping

The Resources geology course is mainly aimed to provide geological skills for engineers involved in the petroleum and mining industry. The primary objectives of the first part - Introduction to the rock’s classifications and origin – introduction to sedimentology and stratigraphy concept - Sedimentary basins and sequence stratigraphy – sediments transport and deposition – facies and sedimentary environments. The second part is hydrocarbon origin, composition - geological principles and processes and relationships with hydrocarbons generation and accumulation processes. The third part focuses on the Mining Geology aspects. In particular, lessons introduce the fundamentals of the mineral resources generation, general introduction of surface and underground mine, mine mapping and sampling, resource estimation methods. General concepts of geochemical rocks composition. A fourth part regards the basic concepts of structural geology and geological mapping, geological data interpretation and correlation.

The course is subdivided into four main sections. Section I: Introduction to sedimentary concept and sequence stratigraphy (2 CFU) Lectures: Introduction to the rock’s classifications, base concepts of geochemical rocks composition and origin, introduction to sedimentology and sedimentary rocks, sediments transport and deposition, facies and sedimentary environment, sequence stratigraphy. Section II: Hydrocarbons (2 CFU) Lectures: Petroleum origin, Petroleum migration and accumulation, Unconventional hydrocarbons. Section III - Mining Geology (2 CFU) Lectures: Mineral deposits, sampling and mineral resources estimation. Section IV – Geological mapping (2 CFU) Lectures: Introduction of structural geology, fundamentals of mapping, geological survey, data acquisition, correlations, conceptual geological models. This section includes both lectures and practical exercises

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
... The written examination (1 hours) consists of a set of questions, numerically evaluated. If the numerical assessment is sufficient (over 18/30) students can ask for an optional oral exam to improve the final evaluation.

Summary of the main topics and PPT slides are made available on the course web site. Some didactic material on general concepts of basic geology. Main reference texts: - Compton R.R. (1962) Manual of field geology. John Wiley & Sons. - Chapman R.E. (1983) Petroleum Geology. Elsevier. ISBN 0-444-42165-3 - Hyne N.J. (2001) Petroleum Geology, Exploration, Drilling and Production. Pennwell. ISBN 0-87814-823-X - Knut B. (2010) Petroleum Geology. Springer. ISBN: 9783642023316. - Marat A. (2016) Applied Mining Geology. Springer. ISSN 1876-1690 (electronic) - Bustillo Revuelta M. (2018) Mineral Resources. Springer. DOI 10-1007/987-3-319-58760-8-4 Other specific references will be provided during the course.

Al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di - conoscere i modelli deterministici e probabilistici di previsione della pericolosità sismica - conoscere gli standard utilizzati nelle valutazioni di pericolosità sismica a livello nazionale ed internazionale - applicare i modelli di previsione della pericolosità sismica di un territorio - conoscere e saper opportunamente valutare l’influenza delle condizioni stratigrafiche e topografiche locali che incidono sulla trasmissione del moto sismico - conoscere gli elementi per una valutazione quantitativa della vulnerabilità sulla base delle tipologie costruttive più diffuse, sia in relazione al patrimonio edilizio sia a quello infrastrutturale, differenziando le problematiche relative alle nuove costruzioni e al patrimonio costruito esistente. - saper eseguire una valutazione della vulnerabilità di diverse tipologie di costruzioni - conoscere i criteri per la costruzione di una specifica metrica che consenta una valutazione quantitativa dell'esposizione - saper combinare i diversi elementi nell'ambito di una analisi multicriteria per la definizione di opportune matrici di rischio - conoscere gli aspetti di pianificazione che possono consentire la riduzione del rischio (es. studi di microzonazione sismica del territorio).

Il rischio sismico associato a una singola opera o a un ambito territoriale dipende da un insieme di fattori concomitanti che devono essere esplicitamente quantificati in sede di progettazione preliminare o di pianificazione territoriale. Il primo elemento fondamentale è rappresentato dalla stima dell’azione sismica attesa ossia del livello di scuotimento prevedibile in relazione all’arco temporale di interesse e alla localizzazione. La valutazione quantitativa della pericolosità sismica richiede la conoscenza delle potenziali sorgenti sismiche e dei meccanismi di trasmissione delle onde sismiche generate dal terremoto. Il secondo elemento è rappresentato dalla vulnerabilità sismica, ovvero la capacità di resistere, che attiene alla specifica costruzione o al patrimonio costruito di una determinata area. Infine è necessaria la quantificazione degli elementi esposti al rischio che deve tenere conto anche delle possibili conseguenze indirette associate al crollo o danneggiamento (ad esempio rilascio di sostanze tossiche o interruzione di reti di trasporto strategiche per i soccorsi). L'insegnamento si propone di formare le basi per la valutazione quantitativa del rischio sismico dal punto di vista territoriale e delle singole strutture civili ed industriali. Vengono trattati gli elementi fondamenti per la valutazione del rischio: pericolosità attesa, vulnerabilità sismica delle strutture , esposizione. La combinazione di questi consente la definizione di una classe di rischio in accordo ad una specifica analisi multi-parametrica. Infine, si considerano le implicazioni del rischio sismico nelle valutazioni di fattibilità di opere di nuova realizzazione e di adeguatezza del patrimonio esistente, includendo le analisi di microzonazione che consentono la pianificazione urbanistica alla scala territoriale .

• Elementi di sismologia applicata (6h) - Propagazione delle onde ed effetti locali (6h) - Pericolosità sismica (9h) - Vulnerabilità delle costruzioni (15h) - Criteri socio-economici di valutazione dell’esposizione (6h) - Microzonazione sismica del territorio (12h) - Strategie di mitigazione del rischio sismico (6h)

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group project;
... L’esame prevede una esercitazione progettuale da svolgere in gruppo (composto da massimo 4 studenti), che dovrà essere presentata, mediante power point, in aula al termine del periodo didattico e discusso in sede del colloquio finale (prova orale). La redazione dell'elaborato è finalizzata ad acquisire le abilità pratiche relative alla valutazione del rischio sismico, su un singolo manufatto e alla scala territoriale. La presentazione del lavoro progettuale in aula è finalizzata ad accertare la capacità di esporre in maniera chiara e sintetica l’azione progettuale condotta nell’ambito della redazione dell’elaborato. L'esame orale è finalizzato a verificare la comprensione degli argomenti teorici e la piena consapevolezza delle tematiche affrontate nella redazione dell'elaborato. Il voto finale sarà quindi composto per il 35% dalla valutazione in sede di presentazione in aula del lavoro svolto, per il 5% dalla valutazione dell’attiva partecipazione del singolo alla redazione dell’elaborato e dal 65% della valutazione relativa della relazione finale e all'esito del colloquio orale.

Lezioni del docente distribuite sul portale della didattica Testi di approfondimento Bolt B.A.(1986) “I terremoti�, Zanichelli Faccioli E., R. Paolucci (2005) “Elementi di sismologia applicata all’ingegneria�, Pitagora Ed., Bologna Lai C.G., Foti S., Rota M. (2009) “Input sismico e stabilità geotecnica dei siti di costruzione�, Collana di manuali di progettazione antisismica, vol. 6, IUSS Press, Pavia, 312 pp.

Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Misure geofisiche e meteorologiche)Al termine dell’insegnamento, gli studenti e le studentesse avranno una buona conoscenza dei fondamenti di teoria riguardanti le varie metodologie geofisiche/meteorologiche, delle proprietà dei materiali e dei principi fisici coinvolti nei vari metodi d’indagine. Saranno inoltre in grado di: - Selezionare e dimensionare le misure geofisiche/meteorologiche più adatte al contesto applicativo richiesto; - Elaborare i dati derivanti dalle diverse misure geofisiche/meteorologiche con apposite metodologie, software e/o codici sviluppati durante le lezioni/esercitazioni; - Interpretare i risultati per le diverse problematiche ambientali, a supporto di interventi di monitoraggio, adattamento e mitigazione dei rischi naturali. Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Telerilevamento e osservazione della Terra)Alla fine di questo insegnamento lo/la studente sarà in grado di: • Conoscere i presupposti teorici legati al telerilevamento e all’osservazione della Terra; • Formulare un giudizio sulla tipologia e qualità dei dati telerilevati; • Individuare la tipologia di dato necessario per uno specifico scopo e flusso di lavoro; • Usare i principali algoritmi per l’elaborazione di immagini satellitari; • Cercare e ottenere immagini multispettrali da piattaforme web open-access; • Interpretare i dati telerilevati ed estrarre informazione ad alto valore aggiunto; • Creare mappe di classificazione e valutarne l’accuratezza.

Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Misure geofisiche e meteorologiche)L’orientamento “Gestione dei rischi naturali� (LM in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio) è volto a formare una figura professionale in grado di analizzare e comprendere i fenomeni naturali e i rischi antropici derivanti da alluvioni, frane, terremoti ed eventi climatici estremi, progettare interventi di adattamento e mitigazione, sistemi di monitoraggio. In questo contesto, l’insegnamento "Misure geofisiche e meteorologiche" tratta i fondamenti teorici e applicativi di metodi geofisici e meteorologici per la caratterizzazione e il monitoraggio di elementi geologici e antropici esposti a rischi naturali e per la previsione e la gestione degli stessi. Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Telerilevamento e osservazione della Terra)L’insegnamento di telerilevamento e osservazione della Terra per Ingegneria Ambientale fornisce le conoscenze teoriche e le competenze operative relativamente ai fenomeni fisici alla base del telerilevamento, ai sistemi di acquisizione dei dati e al trattamento delle immagini acquisite da sensori a bordo di piattaforme aeree e satellitari. Particolare attenzione verrà posta al telerilevamento ottico multispettrale satellitare finalizzato all’analisi territoriale e alla generazione di mappe con tematismi di natura ambientale. Particolare attenzione verrà data alla conoscenza e all’utilizzo di dati satellitari gratuiti a media risoluzione spaziale utili per indagini alla scala territoriale e di paesaggio.

Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Misure geofisiche e meteorologiche)MISURE GEOFISICHE (4 CFU, 40 h) - Introduzione alla geofisica applicata. Richiamo delle proprietà fisiche e meccaniche dei materiali e dei fluidi geologici. Introduzione ai metodi inversi in geofisica (4 h). - Fondamenti di analisi del segnale (4 h). - Metodi sismici attivi e passivi (16 h): richiamo dei fondamenti teorici sulla propagazione delle onde sismiche, sismica a rifrazione, analisi delle onde superficiali, monitoraggio con sismica passiva, leggi petrofisiche, applicazioni dei vari metodi alla caratterizzazione e al monitoraggio di rischi naturali. - Metodi elettrici (8 h): richiamo dei fondamenti teorici, leggi petrofisiche, tomografie di resistività elettrica e applicazione alla caratterizzazione e al monitoraggio dei rischi naturali. - Metodi elettromagnetici (8 h): richiamo dei fondamenti teorici di elettromagnetismo, ground-penetrating radar e applicazioni ai rischi naturali. MISURE METEOROLOGICHE (2 CFU, 20 h) - Introduzione alla meteorologia ed alle principali grandezze meteorologiche (temperatura, pressione, umidità relativa, precipitazione, venti), (4 h). - Metodologie per la misura in-situ di grandezze meteorologiche (sensori per radiosondaggi, stazioni meteorologiche), (4 h). - Fondamenti di telerilevamento: propagazione e backscattering di onde elettromagnetiche (4 h). - Metodi di telerilevamento attivo e passivo di grandezze meteorologiche: tecniche lidar, radar e radiometriche per il profilamento di temperatura, precipitazioni, nubi, venti, umidità (8 h). Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Telerilevamento e osservazione della Terra)• Introduzione al Telerilevamento: definizione, storia, vantaggi e applicazioni. • Energia elettromagnetica: definizione e leggi fisiche fondamentali. • Interazioni tra energia elettromagnetica e atmosfera: finestre atmosferiche e fenomeni di assorbimento e diffusione. • Interazione tra energia elettromagnetica e superfici: riflessione, assorbimento e trasmissione. • Firme spettrali e indici spettrali. • Cenni di percezione visiva e colorimetria. • Caratteristiche dei sistemi di osservazione per l’osservazione della Terra. • Caratteristiche operative dei dati: scala e risoluzione. • I sensori digitali per l’osservazione della Terra: sensori attivi e passivi. • Tipologie di satelliti per l'Osservazione della Terra. • Le immagini e le loro caratteristiche: i pixels, le bande, gli istogrammi di frequenza, gli scatterogrammi. • Fondamenti di fotointerpretazione. • Tecniche di elaborazione delle immagini: miglioramento radiometrico, pre-processamento geometrico e pre-processamento radiometrico. • I programmi satellitari con dati ad accesso libero (Landsat, Copernicus, …). • Classificazione delle immagini: mappa di uso del suolo e valutazione dell’accuratezza.

Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Misure geofisiche e meteorologiche)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Telerilevamento e osservazione della Terra)Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto individuale; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Misure geofisiche e meteorologiche)Exam: Written test; Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Telerilevamento e osservazione della Terra)Exam: Compulsory oral exam; Individual essay; Group essay;
... Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Misure geofisiche e meteorologiche)L’esame prevede una prova scritta volta ad accertare il livello di raggiungimento dei risultati di apprendimento sopra esposti. La prova scritta ha una durata di 2 ore ed è organizzata in 3 esercizi e 2 domande aperte. Gli esercizi riguardano il dimensionamento di indagini geofisiche o meteorologiche, l’elaborazione e l’interpretazione dei dati in maniera analoga a quanto sviluppato nel corso delle esercitazioni (5-7 punti/esercizio). Le domande aperte, una per ogni modulo, sono volte a verificare l’apprendimento dei fondamenti teorici e metodologici trattati nelle lezioni (max 6 punti/domanda). Durante la prova, gli studenti e le studentesse avranno a disposizione un formulario fornito dai docenti che potrà essere liberamente consultato. Il voto finale, espresso in trentesimi, è dato dalla somma dei punti totalizzati negli esercizi e nelle domande aperte della prova scritta. Per la registrazione dell'insegnamento, tale voto verrà infine mediato con il voto finale dell'insegnamento accorpato (Telerilevamento e osservazione della Terra, 6 CFU). Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Telerilevamento e osservazione della Terra)L’esame è finalizzato a verificare le conoscenze nell’affrontare un problema di natura ambientale o territoriale utilizzando tecniche di elaborazione di dati telerilevati di osservazione della Terra, per estrarre informazioni ad alto valore aggiunto. La parte teorica verrà valutata mediante un esame orale (che peserà per il 50% del voto finale), mentre la parte sperimentale verterà sulla produzione e discussione di una relazione (che peserà per il 50% del voto finale) connessa all’elaborazione di immagini telerilevate che analizzino una tematica specifica su un’area liberamente scelta. La scadenza per l'invio dell'elaborato è fissato a 1 settimana prima della data dell'esame.

Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Misure geofisiche e meteorologiche)Il materiale didattico è fornito dai docenti (slide delle lezioni e materiale integrativo, estratti di articoli scientifici riguardanti l'applicazione di metodi geofisici/meteorologici trattati ai rischi naturali in esame). Per approfondimenti e supporto ai contenuti teorici, sono disponibili libri di testo di riferimento presso la biblioteca di dipartimento (DIATI). A titolo di esempio: - W.M. Telford, L.P. Geldart e R.E.Sheriff: Applied geophysics, Cambridge University Press - M.B. Dobrin, C.H. Savit: Introduction to geophysical prospecting, McGraw-Hill Telerilevamento e osservazione della Terra/Misure geofisiche e meteorologiche (Telerilevamento e osservazione della Terra)• “Fundamentals of Remote Sensing�, by Canada Center for Remote Sensing, 2000, https://natural-resources.canada.ca/sites/www.nrcan.gc.ca/files/earthsciences/pdf/resource/tutor/fundam/pdf/fundamentals_e.pdf (obbligatorio) • “Principi e metodi di telerilevamento�, Brivio, Lechi, Zilioli, Città studi editore, 2006, ISBN: 88-251-7293-1 (facoltativo) • “Remote Sensing�, A. J. Knudby, Ecampus Ontario, 2016, https://ecampusontario.pressbooks.pub/remotesensing/ (facoltativo) • “Remote Sensing of the Environment: An Earth Resource Perspective�, J. R. Jensen, Pearson editore, 2006. (facoltativo) • “Telerilevamento - Informazione territoriale mediante immagini da satellite�, Dermanis, Biagi, Zanichelli editore, 2002. (facoltativo) • “Extraction of Geospatial Information from High Resolution Optical Satellite Sensors�, Atti di simposio ISPRS, 2006, https://www.isprs.org/education/tut_goa.aspx (facoltativo) • “Elementi di Geomatica�, M.A. Gomarasca, ASITA editore, 2004. (facoltativo) Sarà reso disponibile il seguente materiale: • Dispense discusse e presentate durante le lezioni. • Dati e materiali per lo svolgimento delle esercitazioni.

The course will provide an understanding of the main physical, chemical and biological mechanisms at work in shaping the Earths’s climate system, its variability and the interactions between its different subsystems. Students will acquire the tools and the knowledge needed to understand how anthropogenic use of resources and the associate climate forcings can drive significant global changes at different spatial and temporal scales and in different components of the climate system. They will acquire familiarity with currently observed climate changes, and an understanding of the approaches used to provide projections of future change. The students will learn basic elements of climate modelling, ranging from the ability to use simple mathematical models of energy balance to an introduction to numerical techniques and modeling approaches for different components of Earth system models. They will be introduced to techniques available for downscaling global climate data to the small scales needed for local application and to gauge associated uncertainties. The course also aims at providing the main instruments for working with gridded climate observations, reanalysis products and global climate model data, including knowledge on available data sources and software tools for manipulating gridded climate data and to be used for analysis.

The course provides the basis for understanding of Earth’s climate system and of the mechanisms, feedbacks and natural and anthropogenic forcings determining its variability and the currently observed and projected global changes. It includes an introduction to climate modeling, through a hierarchy of approaches, from simple energy balance models to global earth-system models.

The course is organized in two parts: A) The global climate system (Classes: 27h, lab activities: 15h) • Introduction to the global climate system and its components; o Global energy balance o Atmospheric radiative transfer, radiative equilibrium and radiative-convective equilibrium o Atmospheric circulation (the role of rotation, primitive equations, thermally driven circulation, baroclinic disturbances, kinetic energy cycle) o Oceanic circulation and dynamics (thermohaline circulation, wind-driven circulation, sea ice) o Land/vegetation/cryosphere o The hydrological cycle • Forcings and feedbacks o Climate forcings (solar activity, orbital forcing, greenhouse gases, ozone, aerosols/cloud effects/volcanic eruptions, land surface changes, role of the ocean, anthropogenic climate forcing) o Climate feedbacks o Biogeochemical cycles and the global carbon cycle • Climate variability at different scales o The coupled system, natural climate variability (teleconnections and other modes of coupled variability at different timescales) o Climate change/Time evolution of the climate system o Paleoclimate, glacial cycles anthropocene/global warming o Evidence of current climate change (from observations and from numerical models). • Seasonal forecasting, decadal /multi-annual prediction, climate projections. • International model intercomparison projects, the IPCC, future scenarios • Climate sensitivity • Climate extremes B) Introduction to climate models (Classes: 27h, lab activities: 15h) • A hierarchy of models o Energy balance models o Box models o Radiative-Convective column models o Models of intermediate complexity o Global climate models o Earth system models • A brief introduction to numerical climate modeling methods (finite differences, spectral methods) • Modeling of Components of the climate system o Atmosphere (radiation, transport, convection parameterizations, clouds/precipitation/microphysics, surface parameterizations) o Ocean o Sea-ice models • Earth system modelling o Cryosphere o Land surface o Dynamic Vegetation o Aerosols/Atmospheric chemistry o Biogeochemical models o Model Coupling o Energy and mass balance in a coupled model • Dynamical downscaling and regional climate modelling • Statistical climate downscaling • Stochastic downscaling methods Lab activities: A) Analysis of gridded climate data (from observations and models) using common state-of-the-art data formats. Retrieval of data from available data sources and using software tools for manipulating gridded climate data. Analysis of model ensembles and evaluation of uncertainty. B) Solution and integration of a simple mathematical energy balance model, a brief introduction to numerical techniques, using a simple model of intermediate complexity and analyzing and interpreting its output. Precipitation downscaling.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Group project;
... The students are expected to demonstrate understanding and knowledge of the topics covered during the course. The final examination will consist of a written examination which may include open questions, multiple-choice questions and exercises on topics from all parts of the program, including the lab exercises. (2 hours)

The climate modelling primer 4th edition, Kendal McGuffie, Ann Henderson-Sellers, John Wiley & Sons, Ltd, ISBN 978-1-119-94336-5 (2014) Global Physical Climatology; Dennis L. Hartmann, Elsevier Science; 2 edition (2016) ISBN 978-0123285317 Climate system modelling, Kevin Trenberth, Cambridge University Press (2010) ISBN 978-0521128377 José P. Peixoto and Abraham H. Oort, Physics of Climate, American Institute of Physics (1992) ISBN 978-0-88318-712-8 Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics: Fundamentals and Large-scale Circulation, Geoffrey K. Vallis, Cambridge University Press; 2 edition (2017) ISBN 978-1107065505 IPCC (2014) Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Stocker, T.F., Qin, D., Plattner, G-K., et al. (eds). https://www.ipcc.ch/assessment-report/ar5/

The students will acquire knowledge of physical processes and technical aspects which are expected to be mostly impacted by climate change. They will also become familiar with official documents, such as those produced by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and the relevant up-to-date scientific literature. Students will practice data analysis, spatial analysis, statistical modelling. They will learn to master software and modelling tools for the assessment of impacts and future projections. They will become familiar with air quality indicators and pollution sources, with non-conventional uses of the underground spaces. Students will learn to quantify changes in river flows, to produce basic risk maps, to manage scarce water resources, to design engineering systems to protect the people and the environment.

Climate change is expected to impact a wide range of natural processes and anthropic activities. Modifications in the atmospheric and earth energy balance, as well as in the water cycle, will likely change the spatial and temporal availability of natural resources, worsen extreme events, impact the environment, challenge food production and urban areas. Most changes will perturb equilibria and exacerbate criticalities and will require societal and technological adaptation. However, evolving situations may also open new opportunities and trigger changes with positive fallouts, that adaptations are expected to consider and capture. The course will illustrate a range of adaptation strategies for the natural and the built environment, to cope with environmental changes and plan anthropic interventions. The course will focusing on different contexts. In each context the processes and governing principles will be illustrated, the changing features will be analyzed, the environmental and socio-economic aspects will be presented and the adaptation solutions will be discussed. Feasibility, efficiency, sustainability of the solutions will also be assessed by socio-economic and environmental points of view. The course will have a quantitative approach and will propose student activities based on data collection and analysis, use of software and modelling tools, analysis of real case studies and possibly some field trips.

Introduction, basic concepts, • Mountain and cold-regions adaptation (15 h) Mountain environment, precipitation and temperature changes, snow-related processes, snow-cover change and permafrost melting, change in hydrologic response, effects on river flows and flood statistics • River and ecosystem adaptation (15 h) Climate change impacts on fluvial systems, intermittent and ephemeral rivers, ecosystems dynamics and conservation, environmental management, protected areas • Food systems adaptation (15 h) Agriculture and food systems, changes and optimization strategies, sustainability in agriculture, water resources and irrigation requirements, water management in scarce conditions, drought statistics, heatwaves • Urban adaptation (15 h) Urban drainage systems, options for sustainable drainage systems, rainfall and pollutants, multi-risk analysis for rainfall events • Air pollution and adaptation (12 h) Principles of air pollution, monitoring, indicators, scientific evidences, adaptation strategies • Underground opportunities for adaptation (8 h)

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Group essay;
... The evaluation is partly based on the written assignment reports prepared along the course (relative weight: 40% of final mark), partly on the oral presentation (relative weight: 10% of final mark) and partly on the final exam (relative weight: 50% of final mark). The written reports focus on the course assignments and should illustrate the development and results obtained and the additional material collected about the adaptive solution proposed. Reports are due 7 days before the exam and will be evaluated considering the correctness, completeness, and relevance of information (maximum mark: 30/30). The group work is going to be presented to the classroom at the end of the course and the quality and effectiveness of presentations will be assessed (maximum mark: 30/30). The reports and presentation marks will be shared by all students in the group. The final exam is written and will last 1.5 hours. The exam will include open questions and short exercises regarding the theoretical and the applicative part of the course program. No supporting material (books, slides, notes) is allowed for use during the exam. The written exam mark will take into account the completeness, maturity, and clarity of answers provided and the maximum mark will be 30/30 cum laudae.

Course slides and reading materials will be distributed during the course. Additional readings will be indicated throughout the course.

Knowledge of the main mandatory environmental legal requirements for companies Ability to identify the key environmental aspects related to a company's activities/products/services Knowledge of voluntary eco-management tools (Environmental Management Systems) and eco-labels Capacity to identify the best options available for the correct management of emissions and residues of a production activity (by-product, waste, discharge) Capacity to analyse industries’ environmental reports

The course aims at providing basic knowledge and tools necessary to properly address the management of the key environmental aspects (emissions to air, discharge to water, waste, etc.) related to the operational environmental management of industrial sites. The environmental management will be considered both in relation to the compliance to authorization procedures (EIA, IEA, etc..) and operational legal requirements (monitoring, reporting, etc.), and to the possible implementation of voluntary tools, such as ISO 14001-EMAS Environmental Management Systems (environmental certification and registration) and eco-labels (EU Ecolabel, Carbon Footprint, etc.).

DPSIR model and Environmental Impact Assessment Environmental authorizations and operational mandatory legal requirements (waste management, discharges, emissions to air, etc.) Environmental Management Systems according to ISO 14001 and EMAS Other environmental certifications and labels: EU Ecolabel, Carbon Footprint, etc.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;

Slides presented during the course and made available in advance on the Portal. The slides contain links to websites where additional (optional) reading material can be found.

Environmental engineering projects involve all stages of planning, from the preliminary project to the executive project, both for the construction of new works and/or recovery or adaptation interventions of existing works. Mitigation or interventions concern the works to restore the environment and the territory changed because of human interventions or natural phenomena. Environmental engineering projects are developed with the support of hydraulic and hydrogeological models, water quality models, diffusion of contaminants in the soil and in the atmosphere, ecological models, noise propagation models. The student will acquire a new skills relating to the methods of designing environmental engineering structures and plants, according to the international regulatory. By making use of the theoretical knowledge gained in the previous courses, they will increase their knowledge relating to the formal and technical path of preparing a project. By putting their calculation and design skills to good use, they will be able to prepare the technical documentation necessary to complete a project.

The course intends to provide the technical and policy guiding elements for the realization of projects in the field of environmental engineering, through an integrated approach between different disciplines and the practical development of a project in all its main phases.

The course will address the following main topics: 1. introduction to the technical standards for design (NTC2018 - "Technical standards for construction, Eurocodes); 2. the main steps and phases of environmental engineering design; 3. from environmental, geological, hydrogeological, geotechnical and geophysical characterization to the project 4a. development of an environmental engineering project, for example a water treatment plant; 5. Drafting of the project according to the Regulations, Laws and Regulations: from the Descriptive Report to the Technical Specifications.

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

Slides presented during the lessons are uploaded on the Portale. Examples of projects of plants will be uploaed on the Portale Eurocodes and Technical regulations should be downloaded from the Net or could be counsulted in the libray according to the requirements of the design Text: Metcalf & Eddy, Inc. Wastewater Engineering Treatment and Reuse (Fourth Edition - 2004)

I risultati attesi sono legati la conoscenze delle caratteristiche tecnologiche dei principali interventi di consolidamento e le loro metodologie progettuali. Gli studenti devono essere in grado di: - analizzare problemi multidisciplinari che coinvolgono conoscenze di base di geologie a geomeccanica e applicarle alle specifiche problematiche dei consolidamenti; - sviluppare e scrive un rapporto tecnico, incluso anche lo sviluppo di un computo metrico; - valutare gli ordini di grandezza dei parametri connessi un interventi di consolidamento; - prendere decisioni progettuali motivandole; - sviluppare una ricerca bibliografica per ottenere i parametri e le metodologie progettuali necessarie nello sviluppo delle esercitazioni.

Il corso discute ed analizza le caratteristiche operative e progettuali delle principali tecniche di consolidamento utilizzate per il miglioramento delle rocce e dei terreni. Le tecnologie vengono approfondite sia a livello tecnologico sia a quello progettuale. Le tecnologie descritte sono utilizzate per la gestione di problemi di frane di interventi idraulici e nella costruzione delle gallerie

Classificazione generale dei consolidamenti Opere per applicare forze stabilizzanti: tiranti aspetti tecnologici ed aspetti progettuali, chiodature e in roccia e soil nailing Compattazione superficiale e profonda Drenaggi Terra armata Geosintetici per il rinforzo dei terreni e per il dimensionamento dei rilevati Iniezioni per permeazione Jet grouting Opere per la difesa da caduta massi Ingegneria naturalistica

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;
Exam: Compulsory oral exam;
... Criteri Conoscenza delle tecnologie che possono essere applicate per il consolidamento dei terreni e delle rocce e delle loro tecniche di progettazione. Conoscenza delle metodologei di progettazione da applicare ala soluzione di specifici problemi che possono essere risolte con le tecniche di consolidamento e di rinforzo dei terreni. Conoscenza delle normative di riferimento. Capacità di sviluppare in percoros logico per affontare un problema specifico che può essere risolto con una delle tecnologie trattate nel corso. Qualità dell'elaborato contenente la soluzione dei problemi progettuali presentati durante il corso. Procedure per l'esame e per la valutazione L'esame è orale con la discussione di non meno di tre quesiti che potranno essere svolti cvon una discussione e/o con semplici calcoli. Le domande potranno affrontare la descrizioen di una tecnologia, di un metodi di calcolo o la soluzione da adottare per la soluzione di uno specifico problema. L'esame ha l'obiettivo di asseverare la conoscenza da parte dello studente dei temi affrontati durante il corso e l'abilità di applicare le teorie e i metodi di calcolo sviluppati. una discussione sull'elaborato contenente la soluzione dei progetti assegnati durante il corso è parte integrate della discussione dell'esame. L'elaborato deve essere consegnato in versione stampata cartacea al docente non più tardi di una settimana dalla data dell'esame e la sua qualità sarà anche valutata per definire il voto dell'esame. la discussione di questo elaborato è una parte fondamentale dell'esame. Il voto massimo dell'esame è 30/30 mentre l'esame è considerato superato se si suparano i 18/30.

Il testo didattico sarà reso disponibile sul sito web del corso integrato con le slide proiettate a lezione. Le indicazioni legislative a cui fare riferimento per l’approfondimento saranno fornite nel corso delle lezioni.

The course aims at providing the knowledge and skills in the field of groundwater engineering, at developping the ability to identify groundwater-related problems and solve them with a rigorous, technical approach. In particular, at the end of the course the student is expected to face problems in the field of the characterization of aquifer systems, groundwater flow, contaminant propagation, remediation of contaminated acquifer systems, XXXXXXXXXXXXX In order to develop critical skills and independent judgement capabilities based on the acquired knowledge, and to promote the development of professional communication skills, the students will be asked to prepare short technical reports.

The course focuses on environmental-relevant flow and transport processes in the subsoil, namely groundwater flow, contaminant transport in aquifer systems and carbon storage in deep porous formations. The course covers both theoretical and practical aspects. At the end of the course, the students will be able to - characterize aquifer systems from the hydrogeological viewpoint; - face a potentially contaminated aquifer system, being able to plan its characterization, build a conceptual model and consider the main remediation technologies available for clean up; - characterize underground formations, whether depleted reservoirs or deep saline aquifers, for carbon storage. More into details, the course faces groundwater flow and contaminant transport problems and carbon storage solutions, with a rigorous, quantitative approach. In the first lectures the structure of the shallow subsoil and the role of groundwater as a source of fresh water is presented, and fundamental properties of porous media are discussed (water flow and storage parameters, dual phase flow); differential equations and their analytical solutions are provided for groundwater flow problems, and applied to the hydrodynamic characterization of aquifer systems; water wells construction and testing fundamentals are presented; analytical solutions are also derived for carbon flow in deep porous formations. To this end, the relevant fluid-rock interaction properties are also introduced. Carbon storage options and trapping mechanisms are discussed. Methods to assess storage capacity and injectivity are also addressed with a quantitative approach; risk assessment connected with underground activities is thoroughly discussed. In the second part of the course groundwater contamination and technical solutions for its remediation are discussed. The contaminant properties, main mechanisms of contaminant transport in groundwater and tools for their quantitative evaluation are presented. Finally, the general approaches for the characterization and remediation of contaminated groundwater are discussed, with a focus on selected remediation technologies.

Nozioni di base: capacità di immagazzinamento e di rilascio, capacità di trasporto di un acquifero. Criteri di classificazione degli acquiferi. L'applicazione della legge di Darcy sul terreno, ricostruzione della superficie piezometrica. Fondamenti teorici dell'equazione differenziale di flusso. Soluzioni analitiche dell'equazione differenziale di flusso per una geometria radialpiana: acquiferi confinati, semiconfinati e non confinati. Caratterizzazione di un acquifero: prove di falda in declino, prove di falda in risalita, slug test, altri metodi di determinazione dei parametri caratteristici di un acquifero. Capacità produttiva ed efficienza idraulica di un pozzo. Ottimizzazione della capacità produttiva di un sistema di approvvigionamento idrico. Vulnerabilità di un acquifero e rischio di inquinamento. Delimitazione delle aree di salvaguardia dei pozzi ad uso potabile. Classificazione chimica, fisica e tossicologica dei contaminanti presenti nelle acque sotterranee. Meccanismi di propagazione degli inquinanti in falda: advezione, dispersione idrodinamica, adsorbimento, decadimento radioattivo, biodegradazione, altri processi. Fondamenti teorici dell'equazione differenziale del trasporto di massa. Soluzioni analitiche dell'equazione differenziale del trasporto di massa per soluti conservativi e per soluti reattivi. Propagazione delle sostanze non miscibili con l'acqua di falda. La normativa italiana in materia di messa in sicurezza, bonifica e ripristino ambientale di siti contaminati. Piano della caratterizzazione: metodologie di campionamento del mezzo saturo e non saturo. L'analisi di rischio sanitario ambientale. Bonifica e messa in sicurezza di acquiferi contaminati.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Optional oral exam; Group essay;
... The onsite exam consists in: - short written reports on the exercises carried out during the course. The reports will be submitted periodically during the semester and include the results of the exercises and a brief discussion. The reports can be individual (one student) or can be prepared jointly by a maximum of 2 students. The report submission is compulsory to take the exam (maximum score is 5/30 if reports are submitted at due time during the semester, maximum score 2/30 if submitted at the end of the course, at least 5 working days before the written exam). - A written exam, including 1 question on dimensional analysis of fundamental parameters and 3 short exercises, duration 45 minutes, to be solved on paper with video surveillance (maximum score is 12/30). The use of personal notes, books, or any other supporting material is not permitted. - A few oral questions on the theory covered in the course (maximum score is 15/30). In the exam is insite for ALL students, also the questions on the theory will be answered in written form (consequently the total duration of the exam will be in this case 1.5 hours with a maximum score of (12+15)/30). Students can take the exam (written + oral) only if the report has been submitted before the exam. The score of the written and oral questions and exercises is attributed taking into account: - The correctness and completeness of the answers with respect to the questions - The ability to elaborate the topics presented and discussed in class for problem-solving - The ability to support the discussion with a correct language and clear form and with graphs (when relevant/required) The final score is calculated as the sum of the written test, oral questions and the individual report results (so the maximum can be 32/30; scores equal to 30.5 or higher result in 30 cum laude).

The course topic are covered in the following books: - R.Sethi, A. Di Molfetta. Groundwater Engineering, Springer 2019 ( https://tinyurl.com/yyvw67h7 ) - XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXx A pdf print of the slides of all lectures will be uploaded in the student portal. Additional material (not compulsory for the final exam) will also be provided on the student portal for further reading on selected topics. The students can also refer to the following books (which are not compulsory, and cover the same topics included in the abovementioned books and in the course slides): - Fetter C. W. (2014), Applied Hydrogeology. Fourth Edition. Pearson Ed. - P.A. Domenico, F.W. Schwartz, Physical and Chemical Hydrogeology, John Wiley & Sons Inc., New York, Second Edition, 1998. - V.Bathu, Aquifer Hydraulics, John Wiley & Sons Inc., New York 1998.

The course aims at providing the knowledge and skills needed to characterize a polluted site, to model the contamination processes and to identify the most suitable remediation approaches. In particular, the student will learn: (i) how to identify the source of contamination with modern and high resolution site characterization approaches, (ii) how to assess the transport/migration of soluble and NAPL contaminants, (iii) the characteristics, applicability conditions, advantages and disadvantages of the available remediation technologies. At the end of the course, the students will be able to select the most appropriate technologies for a specific case; to apply the design criteria for the different remediation technologies; to use advanced modeling tools and to design a groundwater remediation intervention.

The course focuses on the remediation of contaminated sites and aquifers. The topics covered are related to how contaminants may be released, migrate, and be removed from a contaminated site, with a specific focus on industrial contaminations. The course will cover both theoretical and practical aspects (key steps in remediation design, use of the most commonly employed modeling tools, practical examples). Most part of the course will be dedicated to the monitoring and remediation technologies nowadays available for the reclamation of soil and groundwater, including both established and innovative technologies. The main characteristics of the technologies, the design approaches, the applicability constraints, and the criteria to select the most appropriate remediation technologies for specific contaminated sites. Several seminars will be given by national and international experts in the field of characterization and remediation of contaminated sites.

The course will focus on the following topics: - Introduction (3 hours); - Advanced characterization techniques for contaminated soil and groundwater (6 hours) - Basic principles of remediation technologies (8 hours): physical, biological and chemical remediation approaches; classification of remediation treatments: in situ, on site, off site; conceptual models; sustainable remediation. - Remediation technologies for soil and groundwater (21 h). How the contaminants interact with the environmental matrices (in particular, soil and groundwater), how this affects the selection and implementation of the remediation technologies. Technology description and design criteria. - Numerical models as a support for remediation design (21 h): introduction to groundwater numerical modeling; use of numerical models for the design of Pump and Treat and permeable/impermeable barriers; semi-analytical tools for the design of free phase recovery. Distribution of NAPLs in the subsurface. -Criteria for the selection of the most appropriate remediation techniques (6 h), based on site and contaminant properties and remediation targets. -Seminars (15 h) given by national and international experts in the field.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato grafico prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Group graphic design project;

Given the very applicative nature of the course, it doesn’t seem convenient to indicate a specific textbook, able to be a specific reference basis alone for the exam preparation. However, complementary bibliography can be suggested to the students upon request, and for an in-depth study of the course topics.

L’allievo ingegnere, guidato alla comprensione ed organizzazione delle singole componenti che formano il sistema infrastrutturale, sarà in grado di comprendere i requisiti progettuali, costruttivi ed organizzativi del cantiere. Tale obiettivo è basato sulla multidisciplinarietà quale requisito imprescindibile, dato il taglio ingegneristico e applicativo dell'insegnamento. Saranno pertanto affrontati aspetti legati alla caratterizzazione e compatibilità di sito, alla valutazione delle azioni e alla qualificazione dei materiali, alla logistica dei cantieri, alle tecniche reticolari gestionali, ai criteri ambientali minimi, alla organizzazione e conduzione del progetto nelle varie fasi e in base ai ruoli operativi previsti dalle normative. Al termine del corso lo studente saprà : - classificare l'ambito dell’infrastruttura e le sue criticità - classificare l'ambito operativo del cantiere (di scavo, di costruzione infrastrutturale, di bonifica ambientale) - individuare i principali aspetti di procedura tecnica ed amministrativa, di conoscenza delle caratteristiche di mezzi d'opera e dei materiali impiegati - conoscere i fondamenti degli Eurocodici e delle Norme Tecniche per le Costruzioni - gestire gli spazi per scavi e per l'evoluzione della cantierizzazione - fornire un quadro sintetico e motivato di indagini, controlli, collaudi e monitoraggi connesso all'evoluzione del cantiere - costruire un cronoprogramma e un diagramma reticolare delle risorse connesse al cantiere - interpretare i documenti tecnico progettuali del cantiere in relazione al livello di progettazione (elenco prezzi, computo metrico, capitolato, quadro economico, piano di gestione ambientale del cantiere) - riconoscere gli aspetti basilari della sicurezza del cantiere, ivi compresa viabilità e segnaletica. Tali abilità saranno concretizzate grazie allo svolgimento di un'esercitazione pratica di un caso reale assegnato.

Il corso si propone di fornire agli allievi ingegneri modi di valutazione dei contenuti del progetto ed operativi delle fasi di realizzazione di infrastrutture interagenti con il territorio, tenuti in conto i moderni criteri di sicurezza, durabilità , monitoraggio delle prestazioni e resilienza. Seguendo gli aspetti legati alla normativa, alla gestione di mezzi e personale, alla qualificazione tecnica dei materiali, agli impianti ed alle macchine dei cantieri connessi ad opere di scavo, civili ed ambientali, sono esaminati i singoli componenti collegati tra loro dal denominatore della sicurezza in esercizio e della compatibilità territoriale.

L’ambiente naturale e quello costruito: interferenze, vincoli e criticità , con esempi di casi reali. Infrastrutture ed opere: preesistenze e lasciti. L’infrastruttura (cioè il prodotto) ed il cantiere di scavo e costruzione (cioè il processo per ottenere il prodotto): interdipendenza. Esempio di rischio naturale su infrastruttura. I requisiti di durabilità , manutenibilità , resilienza, sicurezza, economicità , funzionalità . Norme tecniche per le costruzioni ed Eurocodici. Vita utile dell’opera e dismissione. Il fattore di sicurezza, le azioni ed i parametri. Le code statistiche delle azioni e delle resistenze. Indicazioni sul rischio connesso al sito, sulla vulnerabilità del territorio circostante e sulla possibilità di collassi strutturali durante la realizzazione. Il rischio ed il monitoraggio per infrastrutture in ambito montano ed urbano. Rischi connessi alle grandi opere. Il concetto di reclamation applicato ad opere ed infrastrutture del territorio. Effetti di una gestione in esercizio non corretta delle opere. La gestione dei cantieri e le controversie. La “social acceptance�. Il piano di gestione ambientale. La sostenibilità ambientale ed i CAM. La gestione del cantiere e dell’infrastruttura nelle condizioni ordinarie e critiche, ambientali e meteoclimatiche. Scala ed ubicazione delle infrastrutture. Effetti indesiderati su falda, ambiente, traffico, subsidenze, vibrazioni. La classificazione dei cantieri (civili, minerari, a giorno, in sotterraneo, concentrati, distribuiti, speciali – montani, per bonifiche, sotto falda, demolizioni, geognostici, di manutenzione, ripristino e adeguamento). La normativa di riferimento: lavori ed opere pubbliche, affidamento, progettazione, esecuzione, controllo dei lavori. I documenti tecnico-progettuali: livelli della progettazione, relazioni di calcolo, elaborati grafici, cronoprogramma, capitolato generale e speciale, elenco prezzi ed analisi prezzi, computo metrico estimativo, quadro economico. Le figure professionali ed i loro ruoli tecnici e contabili nella conduzione del cantiere; avanzamento lavori, riserve, varianti, collaudi in c.o. e finali, la perizia in caso di controversia. La Conferenza dei Servizi. Il Project Management ed il Project Manager. La Qualità nel progetto di un’opera sul territorio: l’esempio del “quality in tunnelling�. La programmazione nel cantiere. Tecniche reticolari (PERT) e lineari (GANTT) Energia, materiali impiegati e condizioni transitorie tipiche dei cantieri durante la realizzazione delle opere. Viabilità di cantiere: caratteristiche geometriche (andamenti planimetrico, livellette, sezione trasversale minima) delle piste e strade di cantiere, sistemazione del fondo stradale (strade bianche). L’accesso al cantiere ed il segnalamento temporaneo. Cenni: la produzione di materie prime ed aggregati; cenni alle cave di prestito per le infrastrutture; cenni alla gestione delle T&R da scavo, degli smarini e loro reimpiego; cenni agli impianti di trattamento inerti: frantumazione, classificazione, separazione. Sostenibilità delle discariche di inerti e smarini. Impianti specifici: consolidamento con miscele, trasporti di torbide, nastri, casseforme. I materiali geosintetici: funzione e applicazioni nella geoingegneria, nelle infrastrutture e nelle discariche Altri materiali da cantiere: conglomerati cementizi e bituminosi. Principali aspetti tecnologici, composizione e mix design, impianti di produzione, betonaggio. I controlli sui materiali, le prove di collaudo, le misurazioni in cantiere. Il monitoraggio geomeccanico ed ambientale dei cantieri (a breve termine) e delle opere infrastrutturali (a lungo termine). Esercitazione su caso reale, a gruppi Esercitazione guidata su opera di protezione di infrastruttura lineare. Visita tecnica

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group project;
... Obiettivi che l'esame intende accertare: criteri per la valutazione della preparazione sono basati sulla ragionata applicazione dei concetti, dei principi e degli esempi descritti nel corso rivolti alla razionale e sicura valutazione della compatibilità dell’infrastruttura dal punto di vista territoriale ed ambinetale, nonché dell’organizzazione dei cantieri di varia tipologia, coerentemente con i risultati di apprendimento attesi. L’esame è scritto (2 ore) con domande aperte che richiedono capacità di ragionamento su aspetti tecnici e ingegneristici, quiz a risposta multipla ed esercizi, senza consultazione di materiale didattico. A seguire, avendo superato lo scritto almeno con 18/30 (max 30), orale obbligatorio di correzione (durata 45'). Durante l'orale vengono posti quesiti inerenti gli argomenti del programma di studio, viene discussa dall'allievo l'esercitazione a squadre svolta durante il corso e presentata la scheda della visita tecnica. L'esercitazione a squadre, assegnata nelle fasi iniziali del corso, tratta una verifica o un progetto di un caso reale, in cui gli studenti svolgono la loro attività come se fossero parte di una squadra di progettazione, di realizzazione o di verifica di un'opera. In dettaglio si porrà una domanda orale sulla parte relativa alle tipologie dei cantieri, ai materiali, alle condizioni di vulnerabilità e sicurezza del sito. Si valuta la capacità di affrontare in modo esaustivo, con proprietà dei termini e con competenza tecnica i punti del programma. Quindi si prosegue con la discussione orale e l' illustrazione , individuale, dell'esercitazione a squadre assegnata durante il corso e relativa a casi reali trattati direttamente dal docente e riproposti agli studenti. Ogni studente illustra quanto svolto e si valuta la coerenza e completezza dell'elaborato presentato. Il voto finale deriva dalla media ponderata dei contributi elencati (da 18/30 a 30/30). Le parti di discussione dell'elaborato concorrono ulteriormente ad incrementare il voto finale (sino al max 30L).

E’ liberamente e gratuitamente disponibile e scaricabile la DISPENSA COMPLETA del corso: questa è la principale referenza del corso. Stante la varietà degli argomenti trattati sono fornite indicazioni sui testi di approfondimento e consultazione direttamente in aula, ed altresì caricati come LINKS sul portale della didattica. Si tratta di manuali di importanti case costruttrici di attrezzature e macchine, linee guida prodotte da organismi governativi e non governativi (ISPRA, Regioni, CNR, Min.Infrastrutture, etc), schede tecniche, normativa tecnica italiana ed europea (Eurocodici, NTC2018, BS, ASTM). Testo di consultazione: A.Muir Wood “Tunnelling, management by design�. E&F Spoon Tutti i link sono forniti nel materiale didattico del corso.

During the course, students will learn: • Innovative and multi-disciplinary data acquisition, validation, processing and interpretation techniques for climate change evaluation, mitigation and adaptation; • How to merge and compare standard and innovative methods; • How to practically face climate change-related tasks, from problem setting and solving to dissemination of the results. After attending the course, students are expected to be able to: • Organize their individual/team work to face climate change-related topics; • Analyze these topics with multi-disciplinary and innovative approaches; • Design and manage a complete workflow to fulfill a task; • Select the most appropriate techniques for data acquisition and processing, according to the final purposes; • Validate and interpret the results and propose innovative solutions; • Return and disseminate their work by means of appropriate approaches and innovative facilities.

The aim of the course is to build up practical skills related to climate change problem setting and solving. Students will face experimental multi-disciplinary activities on data acquisition and processing for climate change evaluation/monitoring, mitigation and adaptation. They will practice with the design of appropriate communication strategies for the obtained results, depending on the final stakeholders, with special attention to social engagement and acceptance topics.

The course is organized in a limited number of introductory lectures (20 h) and a dominant number of practical activities (40 h). Students are required to work in teams to solve a practical task related to one of the three modules of the course, involving lab and field activities. All the teams will eventually contribute to the works of the other groups, by critical discussion of the results and proposal of alternative/innovative solutions. The course structure can be summarized as follows: Task 1 – Climate change evaluation and monitoring • Introduction to multi-disciplinary innovative techniques for climate change evaluation and monitoring. • Case study (team work): Data collection/acquisition, processing, interpretation. Innovation strategies. Merging of multi-methodological results, validation and interpretation. Organization of the work outcomes in a geographic information system and dissemination of the results. Task 2 – Climate change mitigation • Introduction to multi-disciplinary innovative techniques for climate change mitigation. • Case study (team work): Data collection/acquisition, processing, interpretation. Innovation strategies. Merging of multi-methodological results, validation and interpretation. Organization of the work outcomes in a geographic information system and dissemination of the results. Task 3 – Climate change adaptation • Introduction to multi-disciplinary innovative techniques for climate change adaptation. • Case study (team work): Data collection/acquisition, processing, interpretation. Innovation strategies. Merging of multi-methodological results, validation and interpretation. Organization of the work outcomes in a geographic information system and dissemination of the results.

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group project;
... The final examination will consist in an oral interview aimed at evaluating knowledge and skills acquired by the students, with discussion on the group project related to one of the three tasks and on the topics covered during the course. It will be divided in two main parts: 1. discussion on practical team work activities and final group project (vote/30) 2. theoretical questions and discussion on innovative methods for climate change evaluation/monitoring, mitigation and adaptation (vote/30) The final grade is a weighted average of the results of the 2 previous evaluations, with weights: P1=0.50, P2=0.50. In particular, part 1 is aimed at evaluating the ability of the students to organize their team work to face climate-related topics and to critically analyze, process and intepret the available data with proper multi-methodological approaches and methods. Each team will be asked to produce a presentation of the work to be discussed during the exam. Each student of the team will be asked to focus on a specific aspect of the proposed task and will be the presenter and responsible for that part. Part 2 is devoted to the individual evaluation of the acquired theoretical and methodological aspects covered during the introductory lectures (3 questions/students on applied geophysics/geomatics innovative applications for CC monitoring, mitigation and adaptation). The above rules are the same for onsite, online and blended exams.

• Lecture notes and slides presented during classes. • Scientific literature and supplementary material for task solving. • Commentaries on Climate, AGU Commentaries: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/toc/10.1002/(ISSN)1944-9208.COMOC1

Students are asked to: - understand the leading causes of accidents or damage to workers' health in industrial and mining/construction activities; - properly identify the hazards in the working environments; - learn the operational techniques to mitigate the risks of planning operations and activities correctly and safely; - understand the process steps and structure of a safety&health concept (including risk analysis, safety analysis and their implementation).

The course deals with Occupational Safety & Health (OSH) aspects related to industrial and mining/construction activities. The goal is to examine the different workplaces and conditions and learn about the main actions to prevent the hazards. The main risks and hazards are discussed and analyzed, as well as the preparation of a safety & health concept and its meaning on the process of mitigating the risks. Analysis of notable examples and statistics from different workplaces will be carried out in order to ease the learning process.

1. General aspects of Occupational Safety & Health (OSH) 2. The organization of activities; primary sources of risk for workers 3. International legislation on safety in the industrial and mining/construction sector 4. Analysis of occupational risks; causes of accidents and strategies for the containment of accidents in industrial and mining/construction activities 5. Safety and health concept (risk analysis, safety analysis and implementation) 6. Hazard awareness and identification; recognized and foreseeable hazard 7. Hierarchy of controls and its application 8. Emergency action and fire prevention plans 9. Risk assessment and job safety analysis 10. Flammable substances related risks and assessment of hazardous concentrations of flammable substances. The flammability of mixtures. Phenomenology of fire and explosions. ATEX. Dust explosion 11. Behaviour and fate of toxic substances 12. Risks in the industrial and mining/construction sector: dust, asbestos, radiation and electromagnetic pollution 13. Microclimate and basic ergonomics 14. OSHA’s “Fatal Four� (Falls, Caught-In or -Between, Struck-By and Electrocution) 15. Noise and vibration control in the industrial sector 16. Geotechnical risks

Modalita di esame: Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Computer-based written test in class using POLITO platform;
... The exam is oral and requires answering questions regarding the course topics, including possible problem-solving related to actual cases. Students are expected to correctly understand the aspects of designing a safe working environment in different industrial and mining/construction sites and possibly understand and manage the risks associated with these works, in agreement with the expected learning outcomes.

a) Slide presentations and other documents used for classes; b) Reese C.D. (2017). Occupational Safety and Health. Fundamental Principles and Philosophies. CRC Press c) Selected additional readings d) Official reports from International Labour Office and other governing bodies such as OSHA

Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di: - costruire indicatori analitici di rischio climatico (oltre che fisico) su insediamenti e infrastrutture; - riconoscere i fattori climatici di intensificazione da considerare in interventi di prevenzione; - padroneggiare i principi ed i metodi alla base della pianificazione di protezione civile.

Scopo dell'insegnamento è presentare le modalità di valutazione della resilienza delle comunità , degli insediamenti e delle infrastrutture ai rischi collegati all’impatto dei cambiamenti climatici. Policy makers, decisori, imprese, progettisti e cittadini si interrogano su quanto debbano modificarsi le azioni di prevenzione dai rischi naturali, nell’evoluzione climatica attuale, provando ad evidenziare i casi in cui ci si attende un'intensificazione dei fenomeni. Per rispondere a queste esigenze verranno illustrate le modalità attraverso le quali diversi attori nazionali e sovranazionali richiedono esplicite valutazioni dei rischi climatici sugli insediamenti urbani e sugli asset critici delle aziende, anche attraverso Piani di Adattamento ai Cambiamenti Climatici. Verranno quindi presentati diversi metodi di costruzione di indicatori di rischio fisico e climatico, discutendone i rispettivi elementi di approssimazione ed incertezza. Nell’ambito della fondamentale necessità di assicurare protezione alle persone, verranno illustrati i principi cardine della protezione civile e le metodiche di redazione dei piani comunali di emergenza, considerandone l’effettiva attuazione mediante esame di piani attualmente in vigore.

1. Indirizzi normativi e introduzione tecnica. Tassonomia europea e rischi climatici. Dati climatologici e cartografie con carattere di rappresentatività sistematica a scala nazionale. Rischi naturali con rilevante connotazione climatica: siccità e ondate di calore, nubifragi eccezionali e alluvioni urbane, grandine, tempeste di vento, incendi. Piani di Adattamento ai Cambiamenti Climatici. Classificazioni di valore e di vulnerabilità degli asset. 2. Evoluzione dei principi di prevenzione. Determinazione di indicatori climatici di rischio. Curva di Farmer e aggiornamenti degli obiettivi di prevenzione alla luce dei cambiamenti climatici Eventi calamitosi emblematici e connessione con i cambiamenti climatici: alluvioni passate e recenti (sia localizzate che estese), tempeste di vento, eventi in alta montagna, incendi, instabilità diffuse del terreno. Approfondimenti su: a) tematiche di early warning (sistemi di allertamento); b) prevenzione e gestione di incendi boschivi. 3. Protezione dai rischi climatici. Contenuti e finalità di un piano di protezione civile: scenari di evento, scenari di rischio, modello di intervento. Scenari di evento ad elevata scala di dettaglio: allagamenti urbani. Valutazione del danno a supporto della pianificazione d'emergenza. La gestione dell’allertamento nella pianificazione di emergenza. Fasi di redazione di un piano con esercitazione collegiale e confronto con piani vigenti.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Group project;
... La verifica dell'apprendimento si svolgerà in forma di prova scritta, della durata di 2 ore, nella quale saranno proposte domande aperte, finalizzate a valutare la capacità di riassumere gli elementi fondamentali delle tematiche presentate durante l’insegnamento. Alle domande lo studente risponderà in maniera sintetica (una pagina max) descrivendo gli elementi chiave di (ad esempio) una procedura di valutazione di forzanti climatiche di interesse in una certa area geografica, o di procedure di monitoraggio e preavviso nell’ambito di piani di emergenza, ecc. Il voto massimo conseguibile nella prova scritta è 26/30. Non è consentito usare materiale didattico. Alla valutazione dello scritto si somma la valutazione del progetto di gruppo, che può arrivare ad un massimo di 7 punti.

Dispense relative agli argomenti trattati e copia delle slides usate durante le lezioni. Per Protezione Civile: Daniele F. Bignami. Protezione civile e riduzione del rischio disastri. Metodi e strumenti di governo della sicurezza territoriale e ambientale, Maggioli Editore, 2010

The course aims at providing the knowledge and skills needed to characterize a polluted site, to model the contamination processes and to identify the most suitable remediation approaches. In particular, the student will learn: (i) how to identify the source of contamination with modern and high resolution site characterization approaches, (ii) how to assess the transport/migration of soluble and NAPL contaminants, (iii) the characteristics, applicability conditions, advantages and disadvantages of the available remediation technologies. At the end of the course, the students will be able to select the most appropriate technologies for a specific case; to apply the design criteria for the different remediation technologies; to use advanced modeling tools and to design a groundwater remediation intervention.

The course will focus on the following topics: - Introduction (3 hours); - Advanced characterization techniques for contaminated soil and groundwater (6 hours) - Basic principles of remediation technologies (8 hours): physical, biological and chemical remediation approaches; classification of remediation treatments: in situ, on site, off site; conceptual models; sustainable remediation. - Remediation technologies for soil and groundwater (21 h). How the contaminants interact with the environmental matrices (in particular, soil and groundwater), how this affects the selection and implementation of the remediation technologies. Technology description and design criteria. - Numerical models as a support for remediation design (21 h): introduction to groundwater numerical modeling; use of numerical models for the design of Pump and Treat and permeable/impermeable barriers; semi-analytical tools for the design of free phase recovery. Distribution of NAPLs in the subsurface. -Criteria for the selection of the most appropriate remediation techniques (6 h), based on site and contaminant properties and remediation targets. -Seminars (15 h) given by national and international experts in the field.

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

With emphasis on engineering tools that can support Sustainable Development, the student is expected to: • gather basic knowledge about the socio-economic-environmental characterisation of energy and mineral resources; • gain a basic understanding of resource management issues, as well as the analytical tools and evaluation techniques used in environmental, economic, and social assessments related to natural resources and engineering works; • understand what is meant by sustainable development and how sustainability concepts are applied to energy, minerals and in engineering projects; • conduct a life cycle assessment and interpret the results in the context of a more circular and resource efficient economy; • conduct and understand a criticality assessment; • (Geoenergy students) will be able to fix the instruments that must be adopted for the remediation of soil, water and groundwater, by considering performances, applicability, project criteria, costs, results.

The overarching framework for this course is sustainable engineering and industrial ecology, i.e. the theory and practice of engineering within a complex, interconnected world that faces many economic, environmental and social challenges. The objective is to build on basic concepts of market economics as they apply to minerals, energy, the environment, and engineering projects. Students will be taught the skills necessary to understand and evaluate the socio-economic-environmental consequences of energy and mineral production and use, as well as environmental engineering projects, and their relationship to biotic resources and the environment. The course focuses on the role of natural resources in the economic system, the environmental issues connected with the production and use of energy and minerals, and on how resources and engineering can contribute (positively or negatively) to sustainable development, with emphasis on critical raw materials and in the context of a more circular economy. (Geoenergy students) The aim is to provide the main knowledge concerning the possible sources of pollutants in the oil industry taking into account exploration, production and refinement activities that may create an impact on soil, water and groundwater.

•Role of natural resources in the economy and man’s efforts to modify the earth to his needs. Role and evolution of energy and minerals in the economy: past, present and future perspectives. From the birth of the “Environmental debate� to Net-Zero by 2050 pledges. •Sustainable engineering. Engineers need to solve problems in the real world, one that is fast changing, complex, and interconnected. Because the challenges engineers must face today differ from those of prior generations, and because societies are looking for solutions that are consistent with a sustainable future, the course will address how the practice of engineering is fundamentally changing. Basic concepts of sustainable development, from societal and intergovernmental perspectives, and linkage of industrial ecology to sustainability. •Sustainable development as applied to energy and mineral resources and engineering projects. Sustainability and business management in the energy and mineral industries. Recent SD thinking, sustainability assessments, indicators of sustainability, corporate reporting, and codes of conduct. •Mineral economics and policy. Basic microeconomic theory as applied to non-renewable resources. Economic significance of mineral raw materials and the resource industry, including minerals and energy in GDP and national income and product accounts. Principles of minerals economics, including scarcity and resource depletion, the nature of economic rent. Market structure, international aspects, and trade of minerals. EU Raw Materials Policy. Critical Raw Materials and criticality assessments. •Energy resources economics and policy. Primary and secondary energy sources. Demand and supply of energy. Conventional energy sources: oil, gas and coal. Renewable energies. Evolution of the international energy strategies from the birth of OPEC to present days (Net-Zero C). Energy Management and Industrial Energy Analysis. •Environmental economics. Progression from environmental to ecological economic theory; core concepts, including public goods, common property resources, pollution, and externalities. Market and non-market valuation of damages. The internalization of externalities. Environmental policies and public/private instruments. Applications to energy, mineral, and engineering projects. •Circular economy. Core CE concepts and strategies to achieve a higher resource efficiency. The EU action plan(s) for the Circular Economy. The EU Circular Economy monitoring framework. Circular economy indicators. •Life Cycle Assessment (LCA). LCA methodology to evaluate the environmental profile of production and consumption systems. Origin and basic principles of LCA according to ISO 14040 standards. Use of LCA software applications (Simapro, OpenLCA). Basics of green communication and green labelling schemes, with focus on EU Product Environmental Footprint (PEF). Elements of Social LCA. •(Geoenergy students) A particular attention will be devoted to cases concerning oil spill contaminations description and analysis. On the grounds of the assessed contamination the characterization and risk analysis procedures will be developed . The main remediation technologies will be presented concerning the engineering, the potential applicability conditions (kind of pollutants, different geological conditions, kind of pollution source, and so on), the hypothesized efficiency according to the established remediation targets. The treatment of produced water will be examined too.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Group project;
... The final exam consists of a written test (1,5 hours) made of open (essay) questions and short exercises (oral examination not allowed). Examples of written tests from previous years will be distributed via Portale della didattica. The final mark is given 60% according to the mark obtained in the written examination (passmark 16/30) and 40% according to the mark obtained in the Team Project report. In order to attend the final exam it is necessary: -to register via web site of the Politecnico within the deadline; -to submit the Team Project report any time, but not later than 5 days before the written examination. The written examination must be in legible English. The use of teaching material during the exam is not allowed.

Powerpoint Slides available at the Politecnico web site. References: Field, Environmental Economics, Chapters 5 and 6, McGraw-Hill, Irwin, 2009. Gibson, et al., Sustainability Assessment, Chapter 3, Earthscan, 2005. Hacket, Environmental and Natural Resource Economics, Chapters 3 and 4, M.E. Sharpe, 2006. IEA, World Energy Outlook, International Energy Agency. IEA, Renewables Information. International Energy Agency. Tilton, Mineral Economics: an overview of the discipline, 2007. Additional supplementary articles and materials (uploaded in the Politecnico web site)

Al termine dell’insegnamento lo studente conoscerà il contesto normativo vigente in ambito di rischio alluvionale, i processi legati alla formazione delle piene, all’evoluzione della morfologia fluviale e alla dinamica delle inondazioni, oltre agli approcci per la riduzione del rischio. Avrà inoltre sviluppato la capacità di utilizzare strumenti modellistici per rappresentare in maniera quantitativa i fenomeni idrologici e idraulici, e le tecniche di mappatura di pericolosità e rischio alluvionale a cui sono esposte persone e beni. Lo studente utilizzerà i metodi e le tecniche apprese nel corso per identificare in maniera autonoma le criticità esistenti sul territorio e impostare un’analisi quantitativa del rischio alluvionale, compresi il reperimento e la pre-analisi dei dati, la scelta delle specifiche tecniche di modellazione idrologica e idraulica, l’identificazione e la discussione critica delle diverse soluzioni per la riduzione del rischio.

Gli eventi idrologici estremi, come piogge intense e piene fluviali, rappresentano fenomeni avversi che provocano ingenti danni economici e mettono a rischio la vita delle persone. La conoscenza di questi fenomeni e dei processi che li generano consente la pianificazione e la progettazione di interventi per la mitigazione del loro impatto. In questo contesto, l’insegnamento si propone di illustrare gli aspetti fondamentali relativi alla identificazione, quantificazione e mitigazione del rischio alluvionale derivante dagli estremi idrologici. In particolare, verranno illustrati i principi normativi alla base della pianificazione territoriale in materia di rischio alluvionale; le metodologie di analisi idrologica e idraulica per la quantificazione dei fenomeni e del loro impatto sul territorio; le soluzioni progettuali per la riduzione del rischio.

1. Principi introduttivi e quadro normativo a. Fasi della pianificazione b. Concetto di rischio e pericolosità c. Fonti documentali e dati 2. Pericolosità idrologica a. Metodi statistici per stime delle portate di piena in bacini strumentati b. Metodi statistici regionali per stima delle portate di piena in bacini non strumentati c. Valutazione dell’idrogramma di piena d. Stima dell’incertezza 3. Pericolosità idraulica a. Principi di modellazione delle aree allagabili b. Costruzione di un modello idraulico bidimensionale e sua calibrazione c. Costruzione di mappe di pericolosità e rischio 4. Evoluzione morfologica di un alveo in condizioni di piena 5. Opere di mitigazione del rischio alluvionale: caratteristiche e criteri di dimensionamento idraulico 6. Sicurezza idrologica e idraulica delle dighe

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group project;
... L'esame verterà sulla verifica: - della conoscenza della normativa vigente nell'ambito della mitigazione del rischio alluvionale - della conoscenza delle metodologie di idrologia statistica per la la stima delle variabili di progetto in diversi ambiti territoriali - della conoscenza delle metodologie di analisi idraulica per la valutazione delle aree allagabili e per descrivere il comportamento di opere idrauliche in condizioni di piena - della competenza nell'impostare l'analisi territoriale per l'identificazione dei rischio alluvionale - della competenza nella scelta delle metodologie di analisi più appropriate a seconda del contesto e dei dati disponibili - della competenza nell'interpretazione dei risultati delle analisi e proposta di soluzioni tecniche adeguate Le esercitazioni saranno valutate fino a 2 punti e possono essere usati in sede d’esame per valutare la padronanza delle tecniche di analisi utilizzate e la capacità di interpretare i risultati ottenuti.

Le dispense e le slide relative agli argomenti trattati saranno rese disponibili durante il corso sul portale. Ulteriori riferimenti bibliografici saranno segnalati durante il corso.

The main goal of the program is to provide to the students the skill to identify the best procedures and tool for the correct design of a tunnel, to set up a correct risk analysis, to make the choices for the job site management and to be able to develop the design of the first phase lining The knowledge of the technological aspects of most used full face tunnel machines and their working procedures are another skill that will be provided with the course. The student should become able to: - analyse multidisciplinary problems that requires the skills and abilities developed in the disciplines of applied geology, rock mechanics, structural design and to become to apply these abilities to the specific sector of tunnel construction; - to follow and understand a technical speech in English and know the international terminology of the tunnel sector; - to develop and write a technical report; - to take design decision by motivating them; - to evaluate quickly the order of magnitude of the variables and parameters that the engineer should have do deal with when designing a tunnelling or managing a tunnel job site. These skills and abilities will be provided with the class lessons but also with the technical visits and with the analysis of some relevant case histories.

The lectures will provide the fundamental information on the design and technical aspects related to tunnel construction taking into account: the excavation process conventional an mechanized, the stability of voids, the installation, choice and design of linings (both firth phase and final) and the job site managements. The lessons will deal in detail with the design of tunnel with the final goal to construct the works in safety conditions both of the job site, the tunnel surrounding and the surface. Based on the principles of rock mechanics and rock engineering the stability aspects of the underground are analysed and the calculation procedures are presented. The specific ground reinforcing techniques and the structural design procedures of tunnel lining are presented. The excavation methods both for conventional and mechanized tunnelling are analysed and discussed. Due to the natural heterogeneity both lithological and structural of the rock masses and their variable behaviour with reference under different overburden, the tools and methods for monitoring are presented and discussed to clarify their use in the design flow procedure and to explain how to use them for a correct check of the design hypothesis. The program is developed both with class lectures and exercises, discussion of case histories, and with technical visits to tunnel job sites if available during the lesson period.

CONTENTS Module 1 – Design aspects (2 credits) Design of tunnels analysis of the key points. Tunnel layouts. Management of the "geo" data. Surveying for deep tunnels: data collection and management. Geological problems and investigations. Risk analysis. Convergence-confinement method. Basic concepts and its use for the design of linings. Subsidence in urban area: forecast and management by design. Stabilization of the tunnel face with shields and calculation of the counter-pressure. Properties and design of the first phase supports: steel ribs, shotcrete, rock bolts. Use and application of the most common analytical and numerical design tools. The bedded-beam method for the evaluation of the actions inside the structural elements used for tunnel lining. Problems related with the construction of the final lining. Formworks. Technical properties of segmental lining. Water control Design procedure for segmental lining (basic concepts). Module 2 – Ground reinforcing (1 credit) The ground reinforcing used in tunnelling: construction aspects and actions. Permeation grouting, rock bolts, VTR face reinforcement, steel pipe umbrella. Design ground reinforcing techniques. Module 3 – Excavation techniques (2 credits) Drill and blast design. Types of blast rounds and to job site organization. Roadheader, High energy impact hammers. Rock full face machines (TBM – Tunnel Boring Machines). Shield tunnelling (SS, Mixed Shield, EPBS). Soil conditioning for EPB tunnelling

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;
Exam: Compulsory oral exam;
... Assessement criteria Knowlege of the technologies that are used for tunnel construction (excavation &supports) Knowledge of the mechanized excavation techniques and ability to describe the components of a full face machine and of the conventional excavation method Knowledge of the design methodologies and approaches to be used for the tunnel design Ability to construct a logical path of the choices to be developed to face a specific problem that can be encountered during undergound construction Quality of the developed project assignements Grading Criteria The exam is oral with not less three questions that will be developed with a discussion and/or a simple calculation. The question will ask the description of a technology, of a computational method or the solution of a specific problem. The exam has the goal to assess the knowledge of the topic listed in the program and the ability of the student to apply the theory and the computation methods developed during the course A discussion on the design assigments and of the applied solutions is part of the oral discussion of the exam. The design assignements have to be submitted in the printed version one week before the exam and its quality will be evaluated. The discussion of the assignement project document is a fundamental the part of the exam. The max score of the whole exame is 30/30 while the exam is considered passed if the score is 18/30.

Compulsory documentation: The lessons ppt will be made available on Politecnico di Torino web site. Additional information can be obtained from the following books Chapman D., Metje N., Stark A. (2010) Introduction to tunnel construction, Spoon Press Guglielmetti V., Grasso P.G., Mahtab A., Xu S. (2007) Mechanized Tunnelling in Urban Areas, Taylor and Francis Maidl et al. (2008) Hardrock Tunnel Boring Machines, Ernst & Sohn

Il corso si propone di impartire nozioni di base e tecniche pratiche per la pianificazione, progettazione e realizzazione delle principali opere sotterranee. Gli studenti impareranno a dimensionare le opere in sotterraneo e i loro sostegni, in modo da poter assicurare la loro stabilità . Saranno in grado di valutare i mezzi e le tecniche necessarie alla loro realizzazione.

Nel corso sono trattati i temi inerenti la progettazione e la realizzazione di opere sotterranee in terra e in roccia, quali parcheggi sotterranei, passanti stradali e ferroviari in ambito urbano, stazioni di metropolitana, caverne idroelettriche in roccia, cave e miniere sotterranee, pozzi di servizio e accesso alle opere in sotterraneo.

1. Introduzione sulle opere in sotterraneo Cenni allo sviluppo demografico in ambiente urbano. Tipologia ed utilizzo delle opere in sotterraneo. Caratteristiche e problematiche di un'opera in sotterraneo. Vantaggi e svantaggi di un'opera in sotterraneo. La valutazione economica dei benefici ambientali. 2. Statica dei vuoti sotterranei Gli scavi superficiali di sbancamento in terra per ospitare l’opera sotterranea. La stabilità delle pareti laterali dello scavo in assenza di opere di sostegno. L’impiego delle opere di sostegno per la realizzazione delle opere superficiali in terra. Meccanismo di funzionamento dei diaframmi. Le opere di contrasto dei diaframmi. Definizione dei parametri geomeccanici dell'ammasso roccioso a partire dalle classificazioni geomeccaniche. Flusso delle tensioni intorno ad una cavità sotterranea in roccia. Metodi semplificati di analisi delle tensioni intorno alla cavità sotterranea in roccia. Uso di diagrammi e tabelle per la individuazione dello stato tensionale sul contorno della cavità . Analisi di dettaglio dello stato tensionale intorno ad una cavità sotterranea. Il metodo delle curve caratteristiche. Analisi dei carichi indotti sulle opere di sostegno con il metodo delle curve caratteristiche. Influenza delle opere di sostegno e di rinforzo sulla distribuzione delle tensioni. Plasticizzazione nella roccia intorno alle cavità . Influenza dello stato tensionale originario sulla statica di una cavità sotterranea. 3. Metodi costruttivi Le grandi cavità superficiali nei terreni (parcheggi sotterranei e stazioni della metropolitana). Il Metodo Cut and Cover. Metodi costruttivi delle caverne e delle grandi cavità sotterranee. Le caverne in roccia: attacco di calotta e ribassi a gradino diritto. Metodi costruttivi dei pozzi. 4. Metodi di calcolo della stabilità delle opere sotterranee I metodi degli elementi finiti per la simulazione del comportamento dei diaframmi. Il dimensionamento dei diaframmi (spessore ed armatura). Determinazione degli spostamenti indotti sulla superficie del terreno. Effetti sugli edifici adiacenti. Metodi numerici per la verifica della stabilità di un'opera in sotterraneo: metodi del continuo e del discontinuo. Vantaggi e svantaggi. Il metodo degli elementi finiti (FEM) e alle differenze finite (FDM). Fondamenti matematici dei metodi numerici. Procedura per la costruzione di un modello numerico: le condizioni al contorno, la discretizzazione, l'inserimento dei parametri dell'ammasso roccioso, l'inizializzazione delle tensioni litostatiche, la simulazione delle fasi di scavo. 5. Strutture di rinforzo e sostegno Le berlinesi di micropali e di jet-grouting. Aspetti tecnologici e calcoli di dimensionamento. Il concetto della paratia equivalente. L'effetto dei tiranti sul comportamento dei diframmi. I sostegni delle cavità sotterranee. Dimensionamento delle strutture di sostegno in calcestruzzo e in acciaio. Dimensionamento dei bulloni passivi e dei tiranti. Verifiche tensionali all'interno del bullone e allo sfilamento. Dimensionamento del bulbo di ancoraggio e dei trefoli dei tiranti. 6. Cenni alle opere sotterranee di tipo minerario I metodi di coltivazione adottati nelle miniere: metodi per vuoti, per frana, con ripiena. Analisi della stabilità dei vuoti minerari. Le opere esplorative e di tracciamento nelle miniere.

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group essay;
... L'esame è in forma scritta (durata 1,5 ore). Il successivo orale riguarda la presentazione e discussione delle relazioni relative alle esercitazioni svolte dagli studenti in gruppo durante il corso e la presentazione di una relazione di approfondimento su un tema specifico del programma, svolta anch’essa in gruppo. Il voto verrà definito considerando il risultato dell’esame scritto (con peso 65 %), la valutazione delle relazioni sulle esercitazioni e della loro presentazione e discussione (con peso 25 %) e la valutazione della relazione di approfondimento e della sua presentazione (con peso 10 %).

a) Slide delle presentazioni ed altro materiale documentale utilizzato per le lezioni; b) Testi di approfondimento segnalati man mano per ogni argomento trattato, disponibili nella biblioteca del DIATI-Politecnico di Torino o liberamente sulla rete internet.

Al termine dell'insegnamento l'allievo potrà affrontare problemi legati all’analisi e gestione della sicurezza ed in particolare sarà in grado di identificare i fattori di pericolo, quantificare e gestire i rischi per la sicurezza nei luoghi di lavoro, quantificare le conseguenze sulla sicurezza e salute in problemi elementari, analizzare in modo critico scenari incidentali. Il superamento dell’esame consente di ottenere i requisiti per poter operare come Coordinatore per la Progettazione e Coordinatore per la Esecuzione (art. 98 D.Lgs 9/4/08 n.81 e s.m.i.).

La figura professionale dell'ingegnere è caratterizzata da una cultura della sicurezza compenetrata nella propria formazione. Tale base formativa necessita di un implemento specificamente rivolto alla corretta gestione della sicurezza nella fase di realizzazione del progetto; in particolare sono necessari elementi di sicurezza del lavoro quali la prevenzione degli infortuni e delle malattie dei lavoratori sui luoghi di lavoro e il contenimento dell'impatto verso l'esterno delle varie tipologie di attività . Seguendo tale impostazione l'insegnamento nella prima parte fornisce agli allievi ingegneri nozioni finalizzate a renderli in grado di affrontare i problemi di identificazione dei fattori di pericolo, di quantificazione e gestione dei rischi ai fini dell’analisi e costruzione della sicurezza del lavoro. Per quanto specificatamente attiene alle problematiche di igiene industriale, sono impartite nozioni sulle tecniche di quantificazione della concentrazione degli inquinanti e sulla determinazione delle condizioni espositive dei lavoratori mediante misure; sono inoltre discussi gli aspetti di rilevamento e controllo delle emissioni. Le tematiche oggetto dell'insegnamento sono affrontate, oltre che tramite una fase teorica preliminare, anche attraverso esemplificazioni tratte da casi reali e con lo sviluppo di analisi assistite da parte degli allievi. Nella seconda parte vengono approfonditi gli aspetti di sicurezza nei cantieri temporanei e mobili. Gli argomenti trattati sono stati impostati in modo coerente con quanto previsto in art. 98 D.Lgs 9-4-08 n.81 e s.m.i. Coloro che superano l'esame di questo insegnamento ottengono un titolo a poter svolgere il ruolo di coordinatore per la sicurezza in fase di progettazione ed esecuzione dei lavori.

PRIMA PARTE (6 CFU) • Legislazione di base in materia di realizzazione delle opere, di sicurezza e igiene sul lavoro; la normativa contrattuale inerente gli aspetti di sicurezza e salute sul lavoro; il Testo Unico in materia di salute e sicurezza nei luoghi di lavoro; metodologie per l’individuazione, l’analisi e la valutazione dei rischi; normativa sulla sicurezza del territorio e degli insediamenti civili, comparata con la normativa della sicurezza delle aziende e dei cantieri; la disciplina sanzionatoria e le procedure ispettive; • Criteri metodologici di elaborazione dei documenti di sicurezza; La stima dei costi della sicurezza; la manutenzione e il fascicolo tecnico; • Metodologie per l’individuazione, l’analisi e la valutazione dei rischi (scenari di infortuni e malattie professionali lavoro correlati); le malattie professionali e primo soccorso; il rischio elettrico e la protezione contro le scariche atmosferiche; i rischi connessi con l’uso di macchine e attrezzature di lavoro con particolare riferimento agli apparecchi di sollevamento e trasporto; i rischi fisico, chimico e da amianto; i rischi da movimentazione manuale dei carichi; i rischi dovuti al rumore e alla polvere nei luoghi di lavoro; i rischi di incendi ed esplosioni. I dispositivi di protezione individuali e la segnaletica di sicurezza; • Misurazione dei rischi legati ai luoghi di lavoro ed alle varie tipologie di attività ; Statistiche sugli incidenti nei luoghi dei lavoro e sulle malattie professionali; Teorie delle cause degli incidenti; Cause ricorrenti degli indicenti; • Rischi da interferenze nei luoghi di lavoro; Rischi nei cantieri, nelle operazioni di scavo e nelle demolizioni; i rischi connessi all’impiego delle gru; il sostegno delle pareti degli scavi SECONDA PARTE (6 CFU) • La legislazione specifica in materia di salute e sicurezza nei cantieri temporanei o mobili e nei lavori in quota; il Titolo IV del Testo Unico in materia di salute e sicurezza nei luoghi di lavoro con particolare riferimento alle figure interessate alla realizzazione dell’opera: i compiti, gli obblighi, le responsabilità civili e penali; la Legge-Quadro in materia di lavori pubblici ed i principali Decreti attuativi; • Gli obblighi documentali da parte dei committenti, imprese, coordinatori per la sicurezza; • I rischi geotecnici e nelle opere in sotterraneo; la stabilità dei fronti di scavo e delle opere sotterranee; l’effetto del sisma sulla stabilità delle opere in terra e roccia; la stabilità dei cumuli di materiali sciolti; il rischio della caduta di massi su infrastrutture civili • Lo svolgimento delle attività minerarie in cava secondo criteri di sicurezza; contenimento dei rischi sull’ambiente esterno al cantiere • La sicurezza dei cantieri lineari (infrastrutture stradali) • I rischi di caduta dall’alto; ponteggi e opere provvisionali; i rischi nei lavori di montaggio e smontaggio di elementi prefabbricati. • Contenuti minimi dei piani di Sicurezza e Coordinamento e del Piano Operativo di Sicurezza

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group essay;
... L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma ufficiale dell'insegnamento e la capacità di applicare la teoria ed i relativi metodi di calcolo studiati. L'esame è orale e riguarda le due parti principali dell'insegnamento. I principali docenti dell'insegnamento saranno presenti all'esame e porranno domande sugli argomenti trattati a lezione. Nella seconda parte assume un ruolo fondamentale la presentazione e la discussione dei documenti scritti prodotti in gruppo. Al riguardo si terrà conto delle attività svolte durante le esercitazioni, della qualità del documento prodotto e della capacità espositiva e le modalità di risposta alle domande posto durante la presentazione dei lavori. Il voto ottenuto nelle risposte alle domande relative alla seconda parte del corso è mediato con il voto ottenuto per il lavoro svolto in gruppi: la media pesata è ottenuta considerando rispettivamente un peso di 2/3 e di 1/3. Infine il voto finale è determinato come media aritmetica dei due voti ottenuti (quello della prima parte e quello pesato della seconda parte) con eventuale approssimazione all'intero più vicino.

Durante l'insegnamento viene reso disponibile materiale documentale (slide, dispense, riferimenti internet) agli studenti nella sessione dedicata della pagina dell'insegnamento.