Ingegneria industriale green per lo sviluppo sostenibile - Green Industrial Engineering for Sustainable Development (sede di Latina)

The course provides the tools to understand the reality of sustainable business in terms of: distinctive elements, purposes, strategic management, relationships with the environment, organization and internal relationships.

The course provides skills on the issues of innovation and sustainability, in terms of economic-financial, social and environmental analysis; provides training oriented towards the study of business systems and integrated reporting, in order to make economic-financial performance compatible with environmental, social and governance (ESG) indicators.

At the end of the course the student will have the skills to understand the requirements of a sustainable company in terms of: strategic management, strategic planning, internal organization, analysis and construction of the competitive advantage. The student will be able to define a strategic plan through: internal and external analysis, competition assessment, choice of markets, definition of an offer for the various stakeholders in a sustainable approach. Furthermore, the student will have the knowledge of the main methods of certification and measurement of sustainability.

Il corso si propone di introdurre alla conoscenza della Azienda Industriale e degli asset tecnici e produttivi di cui essa si serve, in ottica di Resilienza e di Sostenibilità. Obiettivo generale è dunque lo Studio Tecnico-Economico-Finanziario di una iniziativa industriale rispondente a ben definiti obiettivi di Resilienza e Sostenibilità.

Vengono quindi introdotti i criteri e i metodi di Progettazione degli Impianti Industriali e dei relativi Impianti di Servizio e Facilities, compresi gli aspetti di Sicurezza e Manutenzione degli ambienti di lavoro, delle apparecchiature e degli impianti, in vista del raggiungimento di obiettivi di Resilienza e Sostenibilità.

Particolare enfasi viene data alla Innovazione Tecnologica, in particolare alla luce del paradigma Industria 4.0 e alle relative tecnologie "abilitanti": Big Data, Cloud Computing, Internet of Things, Machine Learning, Tele-manutenzione intelligente.

Il corso si sviluppa attraverso lezioni teoriche ed esercitazioni assistite dal docente finalizzate alla predisposizione di un progetto di gruppo, consistente nello Studio di Fattibilità di un investimento industriale green, orientato alla integrazione di tecnologie innovative ed al perseguimento di obiettivi di Resilienza e Sostenibilità.

A conclusione del corso l’allievo avrà acquisito le seguenti conoscenze:

1. Come è organizzata e gestita una azienda industriale green

2. Come si verifica l’andamento economico e l’efficienza di una azienda industriale

3. Come si verifica la fattibilità di un investimento industriale green

4. Come si progetta un impianto industriale

5. Qualità sicurezza e manutenzione per il perseguimento di obiettivi di Resilienza e di Sostenibilità.

Abilità specifica conseguita dall’allievo a conclusione del corso consisterà nella capacità autonoma di sviluppare lo studio di fattibilità tecnico-economico-finanziario di un investimento industriale green.

Il corso si propone di introdurre alla conoscenza della Azienda Industriale e degli asset tecnici e produttivi di cui essa si serve, in ottica di Resilienza, Antifragilità e di Sostenibilità. Obiettivo generale è dunque lo Studio Tecnico-Economico-Finanziario di una iniziativa industriale rispondente a ben definiti obiettivi di Resilienza e Sostenibilità.

Vengono quindi introdotti i criteri e i metodi di Progettazione degli Impianti Industriali e dei relativi Impianti di Servizio e Facilities, compresi gli aspetti di Sicurezza e Manutenzione degli ambienti di lavoro, delle apparecchiature e degli impianti.

Particolare enfasi viene data alla Innovazione Tecnologica, in particolare alla luce del paradigma Industria 4.0 e alle relative tecnologie "abilitanti": Big Data, Cloud Computing, Internet of Things, Machine Learning, Tele-manutenzione intelligente.

Il corso si sviluppa attraverso lezioni teoriche ed esercitazioni assistite dal docente finalizzate alla predisposizione di un progetto di gruppo, consistente nello Studio di Fattibilità di un investimento industriale green, orientato alla integrazione di tecnologie innovative ed al perseguimento di obiettivi di Resilienza, Antifragilità e Sostenibilità.

A conclusione del corso l’allievo avrà acquisito le seguenti conoscenze:

1. Come è organizzata e gestita una azienda industriale green

2. Come si verifica l’andamento economico e l’efficienza di una azienda industriale

3. Come si verifica la fattibilità di un investimento industriale green

4. Come si progetta un impianto industriale

5. Qualità, sicurezza e manutenzione per il perseguimento di obiettivi di Resilienza, Antifragilità e di Sostenibilità.

Abilità specifica conseguita dall’allievo a conclusione del corso consisterà nella capacità autonoma di sviluppare lo studio di fattibilità tecnico-economico-finanziario di un investimento industriale green.

L'AZIENDA INDUSTRIALE GREEN (15 ore)

Definizioni e terminologia. Impianti di produzione. Impianti id servizio. Caratterizzazione dei processi produttivi. Dimensione di un impianto industriale. Grado di automazione di un impianto industriale. Produzione su commessa. Produzione batch. Produzione continua. Ciclo di vita di un processo produttivo.

Strategie per la sostenibilità ambientale: innovazione tecnologica, efficientamento, riciclo, energie rinnovabili, manutenzione. Modelli per la valutazione dell’impatto ambientale.

Processi produttivi e loro articolazione in sub-processi elementari.

Struttura giuridica (Impresa, Azienda, Società): società di persone, società di capitali. Classificazione delle aree di attività aziendale. Assetto istituzionale e di governo: assetto tecnico; assetto organizzativo; combinazioni economiche. Caratteri distintivi delle combinazioni economiche: unitarietà, estensione e dinamicità delle combinazioni economiche. L’ambiente di riferimento: ambiente socio-istituzionale; ambiente competitivo; il contesto europeo. L’organizzazione: tipi di organizzazione; strutture organizzative (funzionali, divisionali, etc.). Elementi di marketing.

ELEMENTI DI CONTABILITA’ GENERALE E DI CONTABILITA’ INDUSTRIALE (8 ore)

Elementi per la valutazione dell’andamento economico-finanziario di una attività produttiva. Il Bilancio d’Esercizio: Stato Patrimoniale e Conto Economico. La contabilità industriale: criteri e metodi di contabilità industriale.

L’ANALISI DI FATTIBILITA’ DEI PROGETTI DI INVESTIMENTO GREEN (20 ore)

Economia e Finanza. Investimenti e loro finanziamento. Terminologia e classificazione. Analisi di fattibilità. Criteri e metodi di valutazione degli investimenti. Le attività finanziarie nell’economia reale. Concetti di Rischio e Rendimento. Eventi geopolitici ed economia mondiale. Eventi “cigno nero” e Antifragilità. Ruolo delle Materie Prime nell'Economia. Tipi di Strumenti Finanziari: rischi e benefici di ciascun tipo. Strategie per la gestione del rischio. Diversificazione. Analisi di casi di studio reali. Elementi di finanza comportamentale. Analisi degli investimenti industriali. Indagine di mercato.

ELEMENTI DI PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI (10 ore)

Lo studio ubicazionale. Lo studio del prodotto. Il ciclo di vita dei prodotti. Distinta base, tipologie e modalità di rappresentazione. Strumenti per la progettazione in qualità: codesign, quality function deployment, concurrent engineering, etc.. Lo studio del processo produttivo. Matrici prodotto-processo. Economia di scala. Livello di automazione. Mix di produzione. Diagrammi quantitativo e qualitativo. Fogli e cicli di lavorazione, modalità di rappresentazione. Lo studio del layout. Tipologie di layout. Criteri di scelta del layout.

Impianti di servizio. Classificazione degli impianti di servizio. Fattori di scelta. Criteri generali per la progettazione degli impianti di servizio. Impianti di trasporto. Impianti per il trattamento delle acque. Impianti per l’elaborazione di fluidi in pressione. Impianto elettrico. Impianto illuminazione. Impianto antincendio. Impianto per l’aerazione e la climatizzazione. Edifici industriali.

Materiali a domanda dipendente e indipendente. Gestione dei materiali a domanda dipendente. Sistemi MRP (Material Requirement Planning). Gestione dei materiali a domanda indipendente. Modelli di gestione ROC (Re-Order Cycle) e ROL (Re-Order Level). Analisi per valore (ABC).

GESTIONE ECOLOGICA DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI: QUALITA', SICUREZZA E MANUTENZIONE PER LA RESILIENZA E LA SOSTENIBILITA' (15 ore)

Qualità. Approccio per processi. Sistemi di gestione per la qualità. Normativa di riferimento. Principi fondamentali del Total Quality Management (TQM). Principi fondamentali del Just In Time (JIT). Concetto di supply chain. Sistemi ERP (Enterprise Resource Planning).

Analisi comparata della normativa di riferimento per la sicurezza nei sistemi di produzione. Definizione di rischio. Tipologia e classificazione dei rischi industriali. Interventi di prevenzione e protezione. La sicurezza nel ciclo di vita del sistema industriale. Valutazione del rischio e criteri di accettabilità. Valutazioni economiche per la pianificazione della sicurezza. Pianificazione della sicurezza. Il fattore umano. I Sistemi di Gestione per la Sicurezza. Affidabilità di un sistema industriale. Analisi affidabilistica dei sistemi industriali. Tecniche per l'analisi di sistemi complessi. Progettare la manutenzione. Gestire la manutenzione. Organizzazione in-out della manutenzione. Qualificazione dei fornitori di manutenzione. Contrattualistica di manutenzione. Gestione dei piani di manutenzione. L’acquisizione dati e il monitoraggio delle prestazioni. Scheduling di manutenzione. Sistemi informativi per la manutenzione. Tele-manutenzione. Tecniche di soft-computing per la manutenzione.

INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER LA SOSTENIBILITA’ (4 ore)

Innovazione tecnologica e Progresso. Analisi del contesto internazionale e policy makers. Modello di riferimento per l'evoluzione dei sistemi industriali. Internet of Things. Sistemi cloud. Big Data. Tecniche di soft computing. Architetture di comunicazione. Interconnessione. Industria 4.0.

• dal 22/09/2025al 19/12/2025
• Testi di riferimento: Giovedì 14-18 aula 8Venerdì 10-14 aula 8https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=19899

Agli allievi è richiesta la predisposizione di un progetto (Studio di fattibilità tecnico-economica di un investimento industriale con le caratteristiche dell'innovazione e della sostenibilità).

Il progetto è discusso in occasione dell’esame orale, che verte quindi sul progetto e sul programma del Corso.

Richard B. Chase, Nicholas J. Aquilano, Robert Jacobs, Production and Operations Management: Manufacturing and Services, McGraw Hill.

Teaching materials by the professor.

L.Fedele, Progettare e Gestire la Sicurezza, McGraw Hill, 2008.

L.Fedele, L.Furlanetto, D.Saccardi, Progettare e Gestire la Manutenzione, McGraw Hill, 2004.

Al termine del corso Industrial Wastewater Treatment and Gas, lo studente sarà in grado di descrivere e interpretare le caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche delle acque reflue e dei gas industriali, comprendendone origine e composizione.

Sarà in grado di analizzare e valutare le diverse tipologie di reflui, selezionando e applicando i sistemi di trattamento più appropriati in funzione delle loro caratteristiche e delle normative ambientali vigenti.

Lo studente saprà valutare schemi di trattamento sostenibili, integrando principi teorici e tecnici per la riduzione dell’impatto ambientale e l’uso efficiente delle risorse.

Acquisirà inoltre competenze nella prevenzione, minimizzazione e gestione dei rifiuti industriali, dimostrando capacità critica e autonomia nella scelta di soluzioni tecnologiche e gestionali innovative.

Introduzione al corso: il ciclo integrato delle acque, ecosistemi e ambiente; inquinamento da fonti civili e industriali; principali tipologie di inquinanti delle acque.

Microbiologia ambientale: microrganismi patogeni e non patogeni (eterotrofi, autotrofi, aerobi, anaerobi) e il loro ruolo nei fenomeni di inquinamento e nella gestione delle acque reflue.

Quadro normativo: normativa sugli scarichi idrici e sul riutilizzo delle acque reflue.

Caratterizzazione dei rifiuti: produzione, composizione e analisi chimico-fisiche dei reflui industriali.

Trattamenti delle acque reflue: processi fisici, chimici e biologici.

Trattamento delle acque reflue industriali: applicazioni specifiche per distillerie, industrie lattiero-casearie, industrie conserviere, zuccherifici, birrifici, industrie di trasformazione ortofrutticola, industrie carnee e olearie.

Inquinanti gassosi: principali tipologie, classificazione e metodi di trattamento.

Esercitazioni pratiche in laboratorio: applicazione dei concetti teorici tramite prove sperimentali e analisi di campioni utilizzando strumenti analitici quali Gas Chromatography (GC), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) e plasma freddo (cold plasma). Le esercitazioni mirano a sviluppare competenze pratiche nella caratterizzazione dei reflui e nella sperimentazione di trattamenti innovativi.

• Introduzione

al corso: il ciclo integrato delle acque, ecosistemi e ambiente; inquinamento

da fonti civili e industriali; principali tipologie di inquinanti delle acque.

• Microbiologia

ambientale: microrganismi patogeni e non patogeni (eterotrofi, autotrofi,

aerobi, anaerobi) e il loro ruolo nei fenomeni di inquinamento e nella gestione

delle acque reflue.

• Caratterizzazione

dei rifiuti: produzione, composizione e analisi chimico-fisiche dei reflui

industriali.

• Trattamenti

delle acque reflue: processi fisici, chimici e biologici.

• Trattamento

delle acque reflue industriali: applicazioni specifiche per distillerie,

industrie lattiero-casearie, industrie conserviere, zuccherifici, birrifici,

industrie di trasformazione ortofrutticola, industrie carnee e olearie.

• Inquinanti

gassosi: principali tipologie, classificazione e metodi di trattamento.

• Esercitazioni

pratiche in laboratorio: applicazione dei concetti teorici tramite prove

sperimentali e analisi di campioni utilizzando strumenti analitici quali Gas

Chromatography (GC), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier Transform

Infrared Spectroscopy (FTIR) e plasma freddo (cold plasma). Le esercitazioni

mirano a sviluppare competenze pratiche nella caratterizzazione dei reflui e

nella sperimentazione di trattamenti innovativi.

La valutazione dell’apprendimento avviene mediante esame orale, volto a verificare la comprensione dei principi teorici e applicativi relativi ai processi chimico-fisici e biologici di trattamento dei reflui industriali. Durante il colloquio lo studente dovrà dimostrare la capacità di discutere criticamente i temi affrontati a lezione e di collegare gli aspetti teorici alle possibili applicazioni pratiche.

Dispense del docente

Industrial Water Quality, 4th Edition W. Wesley EckenfelderDavis L. FordAndrew J. Englande

Metcalf & Eddy (2003). Wastewater Engineering – Treatment and Reuse, Mc-Graw-Hill

Conoscenze e capacità di comprendere:

Al termine del corso lo studente avrà integrato la sua conoscenza con gli aspetti applicativi tipici della scienza e tecnologia dei materiali e le conoscenze di base sui diversi metodi per la selezione dei materiali; avrà una panoramica completa dei materiali di interesse ingegneristico in relazione alla metodologia per la selezione sistematica di essi, al design e ai metodi di produzione. Avrà inoltre una conoscenza di base sulle prestazioni dei materiali e sui criteri e relazioni per la progettazione e il riciclo.

Competenze:

Alla fine del percorso di studio lo studente avrà sviluppato la capacità di scegliere il materiale migliore per le applicazioni desiderate. Sarà in grado di selezionare la metodologia più opportuna per la selezione del materiale in funzione del processo produttivo per la realizzazione del componente. Sarà in grado anche di mettere in atto gli accorgimenti opportuni per prolungare la vita del materiale e consentirne il riciclo.

Autonomia di giudizio:

Al superamento dell’esame lo studente dovrebbe aver sviluppato la capacità di valutare criticamente i dati analitici del comportamento e la selezione di un materiale per prevederne il comportamento in esercizio.

Capacità comunicative:

Al superamento dell’esame lo studente dovrebbe aver maturato una sufficiente proprietà di linguaggio, quantomeno per quanto attiene alla terminologia tecnica specifica dell’insegnamento.

Programma generale e dettagliato per temi e durata

1. Introduction to materials science and engineering, classification of materials and Processing/Structure/Properties/ Performance Correlations – 16 h

• Metal Alloys
• Ceramics Materials
• Polymer Materials
• Composite Materials

2. Introduction: Materials and Design – 6h

• Materials in Design
• The Design Process
• Types of Design
• Design Tools and Materials Data
• Function, Material, Shape and Process

3. Engineering end Eco Materials and Their Properties – 6h

• The Families of Engineering and Eco Materials
• Materials Information for Design
• Material Properties and Their Units

4. Materials Property Charts – 6h

• Exploring Material Properties
• The Material Property Charts

5. Materials Selection – The Basics – 7h

• The Selection Strategy
• Attribute Limits and Material Indices
• The Selection Procedure
• Computer-Aided Selection
• The Structural Index

6. Processes and Their Effect on Properties – 7h

• Classifying Processes
• The Processes: Shaping, Joining, Finishing
• Process–Property Trajectories

7. Processes Selection and Cost – 8h

• Process Selection: The Strategy
• Implementing the Strategy: Selection Matrices
• Limitations and Quality
• Ranking: Process Cost
• Computer-Aided Process Selection

8. Selection of Material and Shape – 8h

• Shape Factors
• Limits to Shape Efficiency
• Exploring Material-Shape Combinations
• Material Indices That Include Shape
• Graphical Coselecting Using Indices
• Architectured Materials: Microscopic Shape

9. Materials and the Environment – 8h

• The Material Life-Cycle
• Material and Energy-Consuming Systems
• The Eco-Attributes of Materials
• Life-Cycle Assessment, Eco-Audits and Energy Fingerprints
• Eco-Selection

10. Materials and Industrial Design – 8h

• The Requirements Pyramid
• Product Character
• Using Materials and Processes to Create Product Personality

11. Sustainable Response to Forces for Change – 10h

• Market-Pull and Science-Push
• Growing Population and Wealth, and Market Saturation
• Product Liability and Service Provision
• The Information Economy, Critical Materials and Circularity
• Response to Forces for Change: Sustainable Development

La valutazione è basata sugli esiti di un colloquio orale, teso alla verifica dell’acquisizione:

• delle conoscenze su microstruttura, proprietà, progettazione, processi di produzione e trasformazione, impiego, analisi, caratterizzazione, degrado e riciclo dei materiali di interesse ingegneristico industriale;
• della capacità di applicare tali conoscenze per selezionare i materiali idonei alle diverse applicazioni, per riconoscere le condizioni di possibile rischio in esercizio, per scegliere i test più indicati per valutare le prestazioni dei materiali.

Il voto minimo per il superamento dell’esame (18/30) è conseguito solo se lo studente dimostra di saper correttamente classificare e distinguere il comportamento fisico-meccanico delle principali classi di materiali ingegneristici.

Per il voto finale saranno considerati:

• il grado di approfondimento delle conoscenze;
• la capacità di collegare con sicurezza argomenti diversi;
• la capacità di applicare le conoscenze alla soluzione di problemi di limitata complessità nel campo dell’ingegneria dei materiali;
• la capacità di comunicare le conoscenze acquisite e di illustrare le soluzioni tecniche proposte con chiarezza e utilizzando un vocabolario tecnico appropriato.

Per il conseguimento del massimo dei voti (30/30 e lode) lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati nel corso, e di saper applicare tale conoscenza alla soluzione di problemi nel campo dell’ingegneria industriale, proponendo soluzioni originali e dimostrando di aver approfondito individualmente e con contributi personali lo studio della materia.

• Michael F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design 5th Edition, BH, Elsevier
• Michael F. Ashby, Materials and the Environment, Eco-informed Material Choice, 3rd Edition, BH, Elsevier

Obiettivi generali

Il corso ha l’obiettivo di fornire conoscenze e sviluppare competenze relative ai processi di recupero e riciclo dei beni giunti a fine vita per la produzione di materie prime secondarie, in accordo con i principi dell’economia circolare e con gli obiettivi per lo sviluppo sostenibile dell’AGENDA 2030 dell’ONU, con particolare riferimento a SDG11 (Città e comunità sostenibili), SDG12 (Consumo e produzione responsabili), SDG13 (Lotta al cambiamento climatico). In particolare, il corso si propone di illustrare le principali tecnologie e le relative apparecchiature a scala di laboratorio e/o di impianto industriale al fine di effettuare il riconoscimento, la caratterizzazione, la selezione e il trattamento dei materiali da riciclare di diversa natura e provenienza (rifiuti di imballaggi come plastica, vetro, carta e alluminio, scarti da costruzione e demolizione, rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche, veicoli fuori uso, ecc.). Partendo dalla conoscenza delle proprietà dei solidi sarà possibile valutare e definire, per i diversi materiali di scarto, nonché per diverse tipologie di manufatti giunti a fine vita, le tecniche di trattamento fisico-meccanico più idonee al fine di produrre una materia prima secondaria, tenendo presenti gli aspetti tecnici, economici, ambientali e le innovazioni tecnologiche di un settore in rapida evoluzione. Verranno quindi esaminate alcune delle principali filiere di riciclo per la produzione di materie prime secondarie, evidenziando le problematiche esistenti e i fattori chiave di ciascuna di esse.

Obiettivi specifici

Sulla base delle conoscenze acquisite lo studente sarà in grado di definire le operazioni fondamentali, la loro sequenza e le logiche operative al fine di poter progettare un processo finalizzato al riciclo meccanico di materiali e prodotti giunti a fine vita, scegliendo i metodi di separazione più idonei, definiti a partire dalla caratterizzazione dei materiali solidi che costituiscono gli scarti, anche attraverso approcci innovativi. Lo studente svilupperà inoltre la capacità di valutare, selezionare e applicare i metodi per il controllo di qualità relativamente sia ai flussi di alimentazione che ai prodotti in uscita da un impianto di riciclo, al fine di conseguire l’ottimizzazione dei processi, massimizzando il recupero degli scarti e il valore delle materie prime secondarie in un’ottica di economia circolare e di uso efficiente delle risorse.

Una volta superato l’esame gli studenti saranno in grado di:

● Comprendere i principi fondamentali necessari per effettuare in maniera corretta la caratterizzazione dei materiali orientata al riciclo

● Applicare tecniche analitiche sia tradizionali che innovative per il riciclo dei materiali

● Conoscere le tecnologie di riciclo di diversi materiali e/o manufatti giunti a fine vita

● Comprendere e valutare, sia in termini tecnici che economici, i processi di riciclo

● Applicare i principi fondamentali per la separazione dei materiali da riciclare

Gli studenti acquisiranno inoltre le seguenti capacità trasversali:

● Dimostrare una comunicazione efficace con interlocutori specialisti e non specialisti

● Lavorare in gruppo

● Redigere relazioni tecnico-scientifiche

● Organizzare una presentazione e parlare in pubblico

● Approfondire criticamente le problematiche

● Accedere e selezionare le fonti appropriate per aggiornarsi sulle diverse tematiche

Obiettivi generali

Il corso ha l’obiettivo di fornire conoscenze e sviluppare competenze relative ai processi di recupero e riciclo dei beni giunti a fine vita per la produzione di materie prime secondarie in accordo con i principi dell’economia circolare e con gli obiettivi per lo sviluppo sostenibile dell’AGENDA 2030 dell’ONU, con particolare riferimento a SDG11 (Città e comunità sostenibili), SDG12 (Consumo e produzione responsabili), SDG13 (Lotta al cambiamento climatico). In particolare, il corso si propone di illustrare le principali tecnologie e le relative apparecchiature a scala di laboratorio e/o di impianto industriale al fine di effettuare il riconoscimento, la caratterizzazione, la selezione e il trattamento dei materiali da riciclare di diversa natura e provenienza (rifiuti di imballaggi come plastica, vetro, carta e alluminio, scarti da costruzione e demolizione, rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche, veicoli fuori uso, ecc.). Partendo dalla conoscenza delle proprietà dei solidi sarà possibile valutare e definire, per i diversi materiali di scarto, nonché per diverse tipologie di manufatti giunti a fine vita, le tecniche di trattamento fisico-meccanico più idonee al fine di produrre una materia prima secondaria, tenendo presenti gli aspetti tecnici, economici, ambientali e le innovazioni tecnologiche di un settore in rapida evoluzione. Verranno quindi esaminate alcune delle principali filiere di riciclo per la produzione di materie prime secondarie, evidenziando le problematiche esistenti e i fattori chiave di ciascuna di esse.

Obiettivi specifici

Sulla base delle conoscenze acquisite lo studente sarà in grado di definire le operazioni fondamentali, la loro sequenza e le logiche operative al fine di poter progettare un processo finalizzato al riciclo meccanico di materiali e prodotti giunti a fine vita, scegliendo i metodi di separazione più idonei, definiti a partire dalla caratterizzazione dei materiali solidi che costituiscono gli scarti, anche attraverso approcci innovativi. Lo studente svilupperà inoltre la capacità di valutare, selezionare e applicare i metodi per il controllo di qualità relativamente sia ai flussi di alimentazione che ai prodotti in uscita da un impianto di riciclo, al fine di conseguire l’ottimizzazione dei processi, massimizzando il recupero degli scarti e il valore delle materie prime secondarie in un’ottica di economia circolare e di uso efficiente delle risorse.

Una volta superato l’esame gli studenti saranno in grado di:

• Comprendere i principi fondamentali necessari per effettuare in maniera corretta la caratterizzazione dei materiali orientata al riciclo
• Applicare tecniche analitiche sia tradizionali che innovative per il riciclo dei materiali
• Conoscere le tecnologie di riciclo di diversi materiali e/o manufatti giunti a fine vita
• Comprendere e valutare, sia in termini tecnici che economici, i processi di riciclo
• Applicare i principi fondamentali per la separazione dei materiali da riciclare

Gli studenti acquisiranno inoltre le seguenti capacità trasversali:

• Dimostrare una comunicazione efficace con interlocutori specialisti e non specialisti
• Lavorare in gruppo
• Redigere relazioni tecnico-scientifiche
• Organizzare una presentazione e parlare in pubblico
• Approfondire criticamente le problematiche
• Accedere e selezionare le fonti appropriate per aggiornarsi sulle diverse tematiche

• Le materie prime primarie e secondarie:
• Definizioni. Ore mining e Urban mining. Uso sostenibile delle risorse. Le materie prime critiche. Economia lineare ed economia circolare. Da rifiuti a risorse.
• I rifiuti:
• Definizioni. La gerarchia nella gestione dei rifiuti. Riduzione e riuso, preparazione per il riutilizzo, riciclo, recupero di energia, smaltimento. La classificazione dei rifiuti. Il riciclo dei rifiuti di imballaggio.
• Il campionamento
• La liberazione dei costituenti. I concetti di grado di liberazione, recupero e tenore.
• La caratterizzazione dei materiali orientata al riciclo:
• Definizioni e metodi di analisi delle caratteristiche morfologiche, morfometriche, fisiche e chimiche con esempi applicativi relativi al riciclo dei materiali.
• Microscopia ottica ed elettronica. Microfluorescenza a raggi X. Tecniche di analisi d’immagine multi- e iperspettrale.
• Tecnologie di trattamento meccanico:
• Disassemblaggio, apparecchiature e procedure per la comminuzione, la classificazione e la separazione dei materiali da riciclare.
• Tecnologie di sensing applicate al riciclo (Sensor-based sorting)
• Gestione e riciclo degli scarti di diversa natura e provenienza
• plastica, vetro, carta, alluminio, scarti da C&D, RAEE, ecc. con esempi di impianti di trattamento e controllo di qualità dei prodotti.
• argomenti oggetto delle tesine.

Il corso prevede esercitazioni sia in aula che in laboratorio sui diversi argomenti trattati.

Potranno inoltre essere organizzati seminari di approfondimento su specifiche tematiche.

Possibili visite a impianti di riciclo.

E’ prevista la redazione di una tesina su argomenti da concordare da svolgere in gruppi di 2-4 studenti.

• Le materie prime primarie e secondarie. Ore mining e Urban mining. Uso sostenibile delle risorse. Le materie prime critiche. Economia lineare ed economia circolare. Da rifiuti a risorse. (12 ore)
• Testi di riferimento: Materiale fornito dal docente: presentazioni power point delle lezioni, dispense e articoli scientifici selezionati sugli argomenti trattati nel corso.
• Rifiuti e riciclo. La gerarchia nella gestione dei rifiuti. Riduzione e riuso, preparazione per il riutilizzo, riciclo, recupero di energia, smaltimento. La classificazione dei rifiuti. Il riciclo dei rifiuti di imballaggio. (8 ore)
• Testi di riferimento: Materiale fornito dal docente: presentazioni power point delle lezioni, dispense e articoli scientifici selezionati sugli argomenti trattati nel corso.
• Il campionamento. La liberazione dei costituenti. Grado di liberazione, recupero e tenore. La caratterizzazione dei materiali orientata al riciclo: Metodi di analisi delle caratteristiche morfologiche, morfometriche, fisiche e chimiche con esempi applicativi relativi al riciclo dei materiali. Microscopia ottica ed elettronica. Microfluorescenza a raggi X. Tecniche di analisi d’immagine multi- e iperspettrale. (26 ore)
• Testi di riferimento: Materiale fornito dal docente: presentazioni power point delle lezioni, dispense e articoli scientifici selezionati sugli argomenti trattati nel corso.
• Le filiere del riciclo di scarti di diversa natura e provenienza: plastica, vetro, carta, alluminio, scarti da costruzione e demolizione, da apparecchiature elettriche ed elettroniche, veicoli fuori uso, ecc. con esempi di impianti di trattamento e controllo di qualità dei prodotti (20 ore).
• Testi di riferimento: Materiale fornito dal docente: presentazioni power point delle lezioni, dispense e articoli scientifici selezionati sugli argomenti trattati nel corso.
• Tecnologie di trattamento meccanico: Disassemblaggio, comminuzione, classificazione e separazione. Separazione basata su sensori. (24 ore)
• Testi di riferimento: Materiale fornito dal docente: presentazioni power point delle lezioni, dispense e articoli scientifici selezionati sugli argomenti trattati nel corso.

Durante il corso gli studenti saranno divisi in gruppi e a ciascun gruppo sarà assegnato lo studio di una problematica reale relativa al riciclo di un materiale. Il lavoro sarà portato avanti durante il corso con verifiche periodiche attraverso presentazioni power point.

La valutazione sarà effettuata mediante un esame scritto della durata di 3 ore sugli argomenti del corso, contenente 1 esercizio e 3 domande a risposta aperta.

Sarà inoltre valutato il lavoro di gruppo assegnato, che sarà consegnato prima dell’esame in forma di relazione scritta. La relazione sarà valutata in termini di qualità (scrittura, qualità delle figure), completezza dei contenuti, livello di approfondimento e rilevanza dei riferimenti bibliografici.

La valutazione finale sarà data da: 70% voto dello scritto e 30% voto del progetto.

Materiale fornito dal docente: presentazioni power point delle lezioni, dispense e articoli scientifici selezionati sugli argomenti trattati nel corso.

Testi consigliati

Wills B.A and Finch J.A., "Wills' Mineral Processing Technology", Elesiver Ed. 2016

Worrell W.A., Vesilind P.A., Ludwig C. "Solid waste engineering - A global perspective", SJ Edition 3rd Edition, 2016

Goodship V., Stevels AB, Huisman J. "Waste electrical and electronic equipment (WEEE) Handbook", 2nd Ed., Elsevier, 2019

Rhodes M.J. “Principles of powder technology”, Wiley Ed., 450 pp., 1990.

Merkus H.G.“Particle size measurements: Fundamentals, Practice, Quality”, Springer Ed., 533 pp., 2009.

Worrell E. and Reuter M.A. "Handbook of recycling", Elsevier Ed., 581 pp., 2014.

Un corso a scelta dallo studente

Il principale obiettivo del corso è quello di approfondire le tematiche trattate nel corso di idraulica di base e di fornire alcuni strumenti metodologici e di calcolo per risolvere problemi di interesse nell’idraulica ambientale (flusso e trasporto in corpi idrici). Inoltre verranno forniti I concetti principali utili per comprendere I processi di trasporto e mescolamento nei corpi idrici e la loro modellazione matematica. Conoscenza e capacità di comprensione: descrizione approfondita e caratterizzazione del moto dei fluidi e di fenomeni di trasporto e mescolamento nei corpi idrici; Conoscenza e capacità di comprensione applicate: acquisire conoscenza e capacità applicative nella caratterizzazione delle condizioni di pericolosità idraulica attraverso esercitazioni pratiche e laboratori progettuali; Autonomia di giudizio: realizzare esercitazioni ed attività individuali e di gruppo; Abilità comunicative: acquisite nel confronto continuo tra docente e studenti nell'ambito delle esercitazioni e dei laboratori; Capacità di apprendere: questa capacità sarà costantemente verificata dal raggiungimento degli obiettivi perseguiti, nel quadro delle verifiche previste in tutti gli insegnamenti del corso di studi.

RICHIAMI DI MECCANICA DEI FLUIDI; DEFINIZIONI E GRANDEZZE DI INTERESSE E LORO MISURA; SISTEMI DI RIFERIMENTO; PRINCIPI FONDAMENTALI ED EQUAZIONI DI BILANCIO

CENNI DI CINEMATICA: DESCRIZIONE EULERIANA E LAGRANGIANA DEL MOTO; MOTO UNIFORME; MOTO STAZIONARIO E VARIO; REGIMI DI MOTO; CENNI DI TURBOLENZA NUMERI ADIMENSIONALI DI INTERESSE (FROUDE E REYNOLDS)

CORRENTI UNIDIREZIONALI: SCHEMA DI LAVORO E SEMPLIFICAZIONI; LE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA DEFINIZIONI E PROBLEMATICHE CONNESSE; MOTO UNIFORME PER LE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA DEFINIZIONI E RICHIAMI

MOTO UNIFORME PER LE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA: INFLUENZA DELLA GEOMETRIA DELLA SEZIONE TRASVERSALE E SCALA DI DEFLUSSO

CARATTERISTICHE DI RESISTENZA NEGLI ALVEI NATURALI ED ARTIFICIALI: PROBLEMI PRATICI ED ESEMPI DI CALCOLO

MOTO UNIFORME: ESEMPI DI CALCOLO ED APPLICAZIONI; PROBLEMI DI PROGETTO E VERIFICA; PROBLEMI PRATICI

CARATTERISTICHE ENERGETICHE DELLA CORRENTE IN UNA SEZIONE; ENERGIA SPECIFICA E SUO LEGAME CON LA PORTATA ED IL TIRANTE IDRAULICO; PROFONDITÀ CRITICA DI UNA CORRENTE; CORRENTI VELOCI E LENTE: SIGNIFICATO CINEMATICO; ALVEI A DEBOLE PENDENZA FORTE PENDENZA E PENDENZA CRITICA

EQUAZIONI DEL PROFILO DI MOTO PERMANENTE PER ALVEI CILINDRICI: IMPOSTAZIONE TEORICA DEL PROBLEMA; PROFILO DI MOTO PERMANENTE PER ALVEI A DEBOLE PENDENZA E FORTE PENDENZA

TRACCIAMENTO QUALITATIVO E INTEGRAZIONE NUMERICA DEI PROFILI; DATI NECESSARI ED IMPOSTAZIONE DELLE CONDIZIONI AL CONTORNO

IL RISALTO IDRAULICO: DEFINIZIONI, LA FUNZIONE SPINTA TOTALE; IL RISALTO IDRAULICO DIRETTO PER UNA SEZIONE RETTANGOLARE, DISSIPAZIONE DI ENERGIA E DISSIPATORI A RISALTO

ESEMPI APPLICATIVI: RICOSTRUZIONE DEL PROFILO DI MOTO PERMANENTE CON E SENZA ATTRAVERSAMENTO DELLO STATO CRITICO

RICOSTRUZIONE DEL PROFILO DI MOTO PERMANENTE IN PRESENZA DI CAMBI DI PENDENZA E/O SCABREZZA, SOGLIE DI FONDO ALTE E BASSE

RICOSTRUZIONE DEL PROFILO DI MOTO PERMANENTE IN PRESENZA DI TRAVERSE, PONTI, SFIORATORI LATERALI, IMBOCCO-SBOCCO

MOTO VARIO DELLE CORRENTI A SUPERFICIE LIBERA. EQUAZIONI DEL MOTO IN FORMA MONODIMENSIONALE.

MODELLI SEMPLIFICATI PER LO STUDIO DELL’ONDA DI PIENA

TRASPORTO E MESCOLAMENTO NEI CORPI IDRICI (CENNI)

MISURE DI VELOCITÀ E LIVELLO: DISPOSITIVI E POSSIBILI APPLICAZIONI DI CAMPO

L'esame consiste in una prova orale in cui vengono valutate le conoscenze dello studente in merito alla materia e le sue capacità di risolvere un problema pratico.

E. Marchi, A. Rubatta. “Meccanica dei fluidi, principi ed applicazioni idrauliche”. UTET, Torino (1981).

D. Citrini, G. Noseda. "Idraulica". Casa Editrice Ambrosiana, Milano (1982).

P. K. Kundu. "Fluid Mechanics". Academic Press, San Diego (1990).

Tesi finale

Obiettivi generali L’obiettivo principale del corso è fornire agli studenti le conoscenze fondamentali sui metodi geofisici utilizzati per la caratterizzazione, la valutazione e il monitoraggio dei rischi ambientali e industriali. Il corso è finalizzato allo sviluppo della capacità di selezionare e integrare le tecniche geofisiche più appropriate in funzione dello specifico problema, tenendo conto della risoluzione, della profondità di indagine, dell’incertezza interpretativa e della necessità di validazione mediante informazioni dirette. Obiettivi specifici Conoscenza e comprensione: Il corso si propone di fornire le conoscenze teoriche e applicative fondamentali relative ai metodi sismici, acustici, elettrici ed elettromagnetici utilizzati nello studio dei rischi ambientali e industriali. Gli studenti acquisiranno conoscenze sui principi fisici dei diversi metodi, sulle modalità generali di acquisizione e interpretazione dei dati e sulle principali applicazioni alla caratterizzazione di siti contaminati, discariche, versanti instabili, rilevati, acquiferi, infrastrutture interrate e ambienti costieri o subacquei. Saranno inoltre introdotti i principi del monitoraggio geofisico time-lapse e dell’integrazione con dati geologici, idrogeologici, geotecnici e ambientali. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di individuare i metodi geofisici più adatti per affrontare uno specifico scenario di rischio ambientale o industriale e di definire un piano semplificato di indagine. In particolare, saranno in grado di proporre una configurazione di acquisizione coerente con gli obiettivi dell’indagine, valutare qualitativamente la risoluzione e la profondità di investigazione attese, interpretare semplici dataset geofisici e individuare adeguate strategie di validazione e monitoraggio. Le attività pratiche consentiranno inoltre agli studenti di acquisire familiarità con la strumentazione geofisica e con le principali fasi operative di un’indagine sul campo. Capacità critiche e di giudizio: Gli studenti svilupperanno la capacità di confrontare criticamente i diversi metodi geofisici, valutandone potenzialità, limiti, ambiguità interpretative e rapporto tra benefici, costi e complessità operativa. Saranno in grado di riconoscere la differenza tra anomalia geofisica, interpretazione del sottosuolo ed evidenza di rischio ambientale, nonché di valutare la necessità di integrare le informazioni geofisiche con misure dirette. Attraverso l’analisi di casi di studio e lo sviluppo di un progetto, acquisiranno autonomia nella scelta di strategie di caratterizzazione o monitoraggio adeguate allo specifico problema. Abilità comunicative: Gli studenti saranno in grado di descrivere i principi, le applicazioni e i limiti dei principali metodi geofisici utilizzando correttamente il linguaggio tecnico del settore. Saranno inoltre in grado di presentare e motivare una proposta di indagine geofisica, comunicando in modo chiaro gli obiettivi, le scelte metodologiche, i risultati attesi, le incertezze e le principali limitazioni anche a interlocutori con differenti competenze tecniche. Capacità di apprendimento: Le conoscenze teoriche e applicative acquisite forniranno agli studenti gli strumenti necessari per approfondire autonomamente l’impiego dei metodi geofisici nell’ambito della valutazione e gestione dei
rischi ambientali e industriali. Il corso favorirà la capacità di consultare la letteratura tecnica e scientifica, interpretare nuovi casi applicativi e aggiornarsi rispetto agli sviluppi della strumentazione, delle tecniche di acquisizione, dei metodi di elaborazione e delle strategie di monitoraggio.

L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze necessarie per interpretare la sicurezza territoriale oltre la tradizionale nozione tecnica di rischio. L’obiettivo è contribuire alla formazione di una figura capace di redigere studi sulle ricadute territoriali dei paradigmi industriali green, integrando l’analisi dei sistemi complessi con la tutela del paesaggio e la giustizia ambientale. Il corso intende trasmettere i fondamenti dell’approccio territorialista e della bioregione urbana, al fine di orientare le trasformazioni locali verso l’autosostenibilità. Mira inoltre a sviluppare la capacità di analizzare criticamente il rapporto tra rischio reale e rischio percepito, di comprendere i conflitti urbani e territoriali e di promuovere processi partecipativi e di co-progettazione con gli stakeholder. Il percorso promuove infine abilità relazionali e di lavoro di squadra, utili al coordinamento di gruppi interdisciplinari.