Ingegneria per L'ambiente e il Territorio

Definire la funzionalità delle opere acquedottistiche e fognarie nell’ambito del Ciclo Idrico Integrato nonché i criteri di dimensionamento, realizzazione e riqualificazione delle stesse.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Durante il corso lo studente sarà in grado di comprendere le modalità con le quali progettare sia un sistema acquedottistico che una rete di drenaggio urbano. Lo studente acquisirà inoltre consapevolezza sugli impatti che delle acque di scarico di troppo pieno sui corpi idrici ricettori e le modalità con le quali mitigare tali effetti.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente svilupperà capacità nell'applicazione di strumenti per la definizione della rete di drenaggio urbana, per la stima della portata di progetto, per la stima dei costi di realizzazione mediante computo metrico, attraverso un percorso di apprendimento che include l'insegnamento convenzionale e la redazione di un progetto.

Normative sulla progettazione e sulle reti acquedottistiche e fognarie. Ciclo idrico integrato. Fonti di approvvigionamento idrico e loro captazione. Sistemi di trasporto e di distribuzione idrica. Organi di regolazione e controllo. Organi di attenuazione del moto vario. Fenomeno della corrosione ed interazione terreno-tubazione. Tecnologie di recupero e riqualificazione delle opere. Periodo di ritorno e curve di probabilità pluviometrica. I sistemi di drenaggio delle acque reflue e pluviali. Coefficienti di diluizione e scaricatori di piena. Modelli per la determinazione delle massime portate pluviali. Manufatti di controllo della qualità e quantità degli scarichi.

La prova orale verterà sul programma del corso e, in particolare, sull’elaborato progettuale predisposto.

• Lucidi forniti dal docente
• Girolamo Ippolito - Appunti di costruzioni idrauliche, Liguori Editore
• Valerio Milano - Acquedotti –Guida alla progettazione, Hoepli AA.VV.
• Sistemi di fognatura –Manuale di progettazione, Hoepli

Fornire la conoscenza dei principi sui cui si basa l'economia circolare e le tecniche di
valorizzazione energetica e/o materica dei rifiuti, unitamente alla conoscenza degli elementi
necessari alla scelta, progettazione ed implementazione dei sistemi di trattamento dei rifiuti.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente conoscerà e comprenderà le modalità di valorizzazione economica e materica dei
rifiuti ed i principi alla base dei trattamenti degli stessi, e saprà discernere tra economia circolare
ed economia lineare.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente saprà applicare le conoscenze acquisite nella implementazione di progetti di
economia circolare, nella scelta dei sistemi più idonei per la valorizzazione energetica e materica
dei rifiuti, nella loro progettazione, realizzazione e gestione.

Economia lineare ed Economia Circolare - Riferimenti Legislativi - Classificazione dei Rifiuti - Ciclo
Integrato dei Rifiuti - Produzione, conferimento, raccolta, trasporto - Valorizzazione energetica dei
rifiuti - Combustione - Pirolisi - Gassificazione - Processi di trasformazione biologica -
Compostaggio - Digestione Anaerobica - Dark e fotofermentazione - Bioraffinerie di prima,
seconda e terza generazione - Produzione di materiali adsorbenti da scarti - Recupero di cellulosa

• Recupero di nylon - Impianti di selezione

verifica conoscenza acquisita

G. d'Antonio, M. Fabbricino
Impianti di Trattamento dei Rifiuti Solidi Urbani: elementi di progettazione e modalità di esercizio
Rogiosi, 2019

Il corso si propone di fornire le conoscenze e le competenze necessarie per operare nel settore energetico. In particolare, introduce i concetti fondamentali relativi all’uso efficiente e intelligente delle fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili, da una prospettiva tecnica, economica e normativa. Gli studenti dovranno acquisire conoscenze e capacità riguardanti:

• Previsione e analisi della domanda energetica di utenti residenziali e industriali.
• Analisi delle prestazioni dei sistemi energetici.
• Misure e strategie per il miglioramento dell’efficienza energetica.
• Uso appropriato delle fonti rinnovabili di energia
  Conoscenza e capacita' di comprensione: Gli studenti acquisiranno una conoscenza approfondita delle principali tecnologie di conversione delle fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili, nonché delle metodologie per valutarne gli impatti energetici, economici e ambientali. Saranno in grado di applicare tali conoscenze e utilizzare strumenti avanzati per sviluppare analisi energetiche, economiche e ambientali relative ad interventi di efficienza energetica in ambito civile e industriale.
  Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Gli studenti saranno in grado di effettuare confronti energetici, economici e ambientali tra sistemi di riferimento e sistemi proposti. Saranno capaci di valutare l’applicabilità delle tecnologie innovative – in particolare quelle rinnovabili – di calcolare i principali parametri economici e di stimare il risparmio di energia primaria e le emissioni climalteranti. Inoltre, sapranno condurre tali analisi considerando il quadro normativo e di mercato energetico attuale

1) Introduzione - Classificazione, disponibilità e impatti ambientali delle fonti energetiche; politiche di mitigazione dei cambiamenti climatici; sviluppo delle fonti rinnovabili e dell’efficienza energetica.
2) Quadro normativo e di mercato - Struttura dei mercati dell’energia elettrica, del gas naturale e dell’efficienza energetica: componenti tariffarie, esempi di calcolo e verifica delle bollette; certificati bianchi ed emission trading; regolamenti e strumenti operativi per la promozione dell’efficienza e delle rinnovabili.
3) Efficienza energetica negli usi finali - Principi di funzionamento, caratteristiche funzionali, criteri di progettazione e analisi di fattibilità tecnica ed economica di sistemi, tecnologie e interventi per l’efficienza energetica: generatori di calore; pompe di calore; macchine frigorifere elettriche e ad assorbimento; sistemi di cogenerazione.
4) Fonti rinnovabili - Principi di funzionamento, caratteristiche funzionali, criteri di progettazione e analisi di fattibilità tecnica ed economica di impianti alimentati da fonti rinnovabili: solare termico, fotovoltaico, solare termodinamico; eolico; biomasse e biogas; idrogeno; geotermico; idroelettrico.
5) Risparmio energetico negli edifici – Cenni su tecnologie e misure per la riduzione dei consumi energetici nel settore edilizio.

Il voto finale è calcolato in parti uguali sulla base della prova scritta e di quella orale. La valutazione positiva della prova scritta è obbligatoria per poter sostenere la prova orale.

Il materiale didattico, comprensivo di dispense, testi di riferimento ed eserciziari, sarà fornito dai docenti attraverso la piattaforma TEAMS e sulle pagine web personali.

L’insegnamento di Idraulica Ambientale intende porsi come elemento finale del percorso di studio del ciclo integrato delle acque (captazione, convogliamento e distribuzione della risorsa idropotabile, raccolta, convogliamento e trattamento delle acque reflue, scarico nel corpo idrico recettore), in quanto ha la finalità di presentare ad un livello approfondito tutti i fenomeni di trasporto ed i processi di trasformazione delle sostanze inquinanti nei corpi idrici superficiali, con particolare attenzione ad i fiumi. A tal fine si propone di far acquisire agli allievi gli aspetti teorici, anche considerando la loro evoluzione storica, e applicativi dei processi di advezione, diffusione turbolenta, dispersione, reazione, scambio alle interfacce ambientali (gas-transfer, transporto in sospensione e di fondo di sedimenti, evoluzione morfologica del fondo, flussi iporeici, correnti in presenza di vegetazione) che, nel loro insieme, determinano la “risposta” del sistema fluviale alla introduzione di sostanze inquinanti di varia natura ed effetto.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente di Idraulica Ambientale deve dimostrare di conoscere i processi di trasporto e trasformazione delle sostanze disciolte, soprattutto inquinanti, e sospese in ambito fluviale. Il
percorso formativo intende fornire allo studente sia le conoscenze teoriche che gli strumenti metodologici avanzati, soprattutto modellistici e previsionali, necessari ad analizzare come tali processi interagiscono con l’ambiente aquatico fluviale individuando le connessioni causali tra lo scarico di sostanze inquinanti e la qualità delle acque del sistema fluviale.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: A partire dalle conoscenze e dalle metodologie presentate nel Corso di Idraulica Ambientale, lo studente sarà in grado di valutare sia qualitativamente che quantitativamente l’interazione fra sostanze disciolte e sospese ed i processi idrodinamici e morfologici nel sistema fluviale individuando gli effetti, soprattutto negativi, sulla qualità ambientale del fiume di una gestione non corretta delle acque di scarico urbane ed industriali. Questa capacità di individuare tale interazione e di prevederne gli eventuali effetti negativi potrà essere trasferita ed applicata in un ambito più ampio di pianificazione e gestione integrata dei corpi idrici superficiali su scala di bacino idrografico o regionale.

1. Introduzione alla Idraulica Ambientale: processi, sostanze, grandezze e metodi dell’Idraulica Ambientale. Cenni alla legislazione sulla qualità dei corpi idrici superficiali. Analisi di scala: mescolamento verticale e trasversale. Analisi dimensionale: legge di parete
2. Cinematica dei Fluidi: approccio euleriano ed approccio lagrangiano, classificazioni del moto, deformazioni in un fluido
3. Leggi di conservazione: teoremi di trasporto, conservazione della massa, della quantità di moto e dell’energia, equazione di Navier-Stokes
4. Turbolenza: caratteristiche della Turbolenza, teoria di Kolmogorov, equazione di Navier-Stokes mediata alla Reynolds, viscosità turbolenta, modelli di turbolenza, Large Eddy Simulation (LES), cenni alla DNS
5. Advezione e diffusione: diffusione molecolare, equazione del trasporto diffusivo, equazione della diffusione advettiva, numero di Peclet, analisi di un processo fickiano
6. Diffusione turbolenta e dispersione: equazione della diffusione turbolenta, approccio non-fickiano, zone di mescolamento in un fiume, dispersione longitudinale secondo Taylor, equazione della dispersione advettiva, coefficiente di dispersione longitudinale
7. Trasformazioni fisiche, chimiche e biologiche nell’Idraulica Ambientale: cinetica delle reazioni, equazione della diffusione advettiva per sostanze reattive
8. Processi di trasporto alle interfacce ambientali: reaerazione e volatilizzazione in un corpo idrico, la curva a sacco, modelli previsionali del coefficiente di reaerazione
9. Trasporto dei sedimenti: proprietà dei sedimenti, erosione del suolo, trasporto di fondo ed in sospensione, numero di Rouse, numero di Shields, equazione di Exner, modellazione del trasporto in sospensione, le soluzioni di Rouse, trasporto dei contaminanti nei sedimenti, forme di fondo in un flusso unidirezionale, regime inferiore e regime superiore, resistenza al moto su forme di fondo
10. Flussi iporeici: definizioni, meccanismi di scambio iporeico, metodologie di analisi
11. Cenni di Eco-Idraulica: interazione corrente-organismi aquatici. Inquinamento da materiale plastico dei fiumi. Correnti in presenza di vegetazione

Il voto finale terrà conto delle competenze acquisite dallo studente nell'ambito delle tematiche affrontate durante il corso, della capacità di organizzare discorsivamente la
conoscenza, della capacità di ragionamento critico sullo studio realizzato. Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18/30.

C.Gualtieri: Appunti di Idraulica Ambientale –CUEN, 2006
Dispense del Corso

Il principale obiettivo formativo dell’insegnamento è quello di fornire agli studenti sia una maggiore conoscenza teorico-metodologico in merito alla complessità dei sistemi urbani e territoriali, che una specifica conoscenza tecnica nella progettazione e nell’implementazione dei sistemi informativi territoriali per poter studiare i fenomeni spaziali e supportare i processi decisionali di governo delle trasformazioni urbane e territoriali.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Gli studenti dovranno dimostrare di aver sviluppato un’adeguata conoscenza nell’utilizzo dei sistemi informativi territoriali in riferimento alla raccolta, all’analisi e alla rappresentazione dei dati relativi ai fenomeni spaziali inerenti al governo delle trasformazioni urbane e territoriali.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: L ’insegnamento è teso ad orientare l’azione del tecnico verso un’integrazione degli strumenti di analisi spaziale di tipo GIS nei processi di governo del territorio.

Il programma dell’insegnamento è suddiviso in due parti. La prima parte comprende tre moduli teorici (Rappresentazione cartografica, Sistemi GIS e Uso di un software GIS), mentre nel corso della seconda parte lo studente applicherà ad alcuni casi studio le conoscenze teoriche acquisite per mettere appunto un elaborato d’anno utile a supportare le attività di governo delle trasformazioni urbane e territoriali.
Modulo 1: Rappresentazione cartografica (15 ore)
Lo studente acquisirà conoscenze in merito alla rappresentazione cartografica, partendo dai fondamenti di geodetica utili e necessari per potere usare i dati in ambiente GIS.
Modulo 2: Sistemi GIS (15 ore)
Lo studente acquisirà conoscenze in merito alle tecnologie di base specifiche per i GIS quali le periferiche specializzate e relativi formati, alle componenti del GIS, al processo di schematizzazione della realtà nei sistemi informativi geografici attraverso un appropriato modello dei dati, al concetto di topologia, all’analisi spaziale applicata ai dati raster ed ai dati vettoriali descriventi campi continui ed entità discrete della realtà.
Modulo 3: Uso dei software GIS (15 ore)
Lo studente acquisirà conoscenze in merito all’utilizzazione dello specifico software QGIS.
Lo studente svilupperà un elaborato, con la messa a punto di una relazione , tavole tematiche e mappe interattive , relative alla conoscenza di un ambito territoriale a scala comunale. In primis , lo studente dovrà raccoglie re , in un database GIS , i dati alfanumerici e spaziali relativi all e caratteristiche urbane (popolazione residente, uso del suolo e servizi urbani , … ) del contesto analizzato, provenienti da fonti istituzionali open access (ISTAT, Geoportale Nazionale, Copernicu s , … ) . Successivamente, tramite l’utilizzo di strumenti di geoprocessing dovr à sviluppare mappe tematiche (formato A3) e mappe interattive (Web GIS) per rappresentate le caratteristiche urbane considerate . In fine, lo studente dovrà redigere una relazione per descrivere tutte le fasi del lavoro svolto .

Colloquio orale sui principali argomenti trattati e simultanea discussione dell’elaborato progettuale messo a punto durante le fasi esercitative. Non sono previste prove scritte, non sono previste prove intercorso. La valutazione finale è singola ed è espressa in trentesimi in ragione dei seguenti criteri:
Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding);
Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding);
Autonomia di giudizio (making judgements); - Abilità comunicative (communication skills);
Capacità di apprendere (learning skills).

Dispense del docente, Diapositive delle lezioni, Bibliografia di articoli scientifici fornita dal docente, documenti e direttive europee e banche dati Open source.

Il corso intende fornire agli allievi le competenze necessarie per operare nel settore delle tecnologie per l’uso razionale ed ecocompatibile delle risorse energetiche convenzionali e rinnovabili (energy management), con riferimento ad aspetti sia tecnico-ingegneristici che normativi ed economico-finanziari. Lo studente deve acquisire conoscenze e capacità di comprensione in merito a: i) previsione e analisi dei fabbisogni energetici di utenze civili e industriali; ii) misura e analisi delle prestazioni di sistemi energetici; iii) tecnologie e soluzioni per l’efficienza energetica; iv) ingegneria delle fonti rinnovabili di energia.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente conoscerà approfonditamente le principali tecnologie di conversione dell’energia sia rinnovabile che non rinnovabile, nonché le metodologie per la valutazione del loro impatto energetico, economico ed ambientale. Egli acquisirà le conoscenze e gli strumenti metodologici approfonditi per lo sviluppo di analisi energetiche, economiche ed ambientali relative a possibili interventi di efficientamento energetico di utenze civili ed industriali.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di sviluppare confronti energetici, economici ed ambientali fra sistemi di riferimento e possibili sistemi proposti. Sarà in grado di valutare l’applicabilità di tecnologie innovative, con particolare riferimento alle rinnovabili, e di calcolare i principali indici di redditività economica dell’investimento, nonché il risparmio di energia primaria e di emissioni di gas climalteranti. Lo studente sarà in grado di realizzare tali analisi considerando il quadro attuale sia normativo che tariffario del mercato dell’energia .

1) Introduzione - Classificazione, disponibilità ed impatto ambientale delle fonti energetiche; politiche per il contrasto ai cambiamenti climatici, lo sviluppo delle fonti rinnovabili e l’efficienza energetica. 2) Quadro normativo e tariffario - Introduzione ai mercati dell’energia elettrica, del gas naturale e dell’efficienza energetica: struttura del mercato, componenti delle tariffe, esempi di calcolo e verifica delle fatture; cenni ai mercati dell’efficienza energetica e dei permessi di emissione; cenni alle normative per l’incentivazione dell’efficienza energetica, lo sviluppo delle fonti rinnovabili e ad altri strumenti operativi a supporto dell’efficienza energetica. 3) Efficienza energetica negli usi finali- Principio di funzionamento, caratteristiche funzionali, criteri progettuali e analisi di fattibilità tecnico - economica di sistemi, tecnologie e interventi per l’efficienza energetica: generatori di calore; pompe di calore e macchine frigorifere elettriche e ad assorbimento; sistemi di cogenerazione. 4) Fonti rinnovabili - Principio di funzionamento, caratteristiche funzionali, criteri progettuali e analisi di fattibilità tecnico - economica di impianti alimentati da fonte rinnovabile: solare termico, fotovoltaico, solare termodinamico; energia eolica; biomasse e biogas; geotermia; idroelettrico. 5) Cenni su risparmio energetico negli edifici.

Lo studente deve essere in grado di identificare le tecnologie idonee a migliorare l’efficienza energetica e di valutarne con accuratezza la redditività economica, nonché il risparmio energetico ed in termini di emissioni di gas climalteranti. L’esame finale prevede una prova scritta ed una prova orale aventi lo stesso peso. Nella parte numerica (prova scritta) si sviluppano analisi di fattibilità relative a possibili interventi di efficientamento energetico. Nella parte orale, invece, si verifica la comprensione delle tecnologie per la conversione dell’energia e del mercato dell’energia. E’ prevista una prova intercorso, che si terrà circa a metà del corso, il cui superamento esonera da una parte della prova scritta, ovvero quella parte concernente gli argomenti del corso trattati fino allo svolgimento della prova intercorso

Il materiale didattico (sia testi di teoria che esercizi numerici) è fornito dal docente tramite canale TEAMS o web docenti.

L’insegnamento di Idraulica Ambientale intende porsi come elemento finale del percorso di studio del ciclo integrato delle acque (captazione, convogliamento e distribuzione della risorsa idropotabile, raccolta, convogliamento e trattamento delle acque reflue, scarico nel corpo idrico recettore), in quanto ha la finalità di presentare ad un livello approfondito tutti i fenomeni di trasporto ed i processi di trasformazione delle sostanze inquinanti nei corpi idrici superficiali, con particolare attenzione ad i fiumi. A tal fine si propone di far acquisire agli allievi gli aspetti teorici, anche considerando la loro evoluzione storica, e applicativi dei processi di advezione, diffusione turbolenta, dispersione, reazione, scambio alle interfacce ambientali (gas-transfer, transporto in sospensione e di fondo di sedimenti, evoluzione morfologica del fondo, flussi iporeici, correnti in presenza di vegetazione) che, nel loro insieme, determinano la “risposta” del sistema fluviale alla introduzione di sostanze inquinanti di varia natura ed effetto.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente di Idraulica Ambientale deve dimostrare di conoscere i processi di trasporto e trasformazione delle sostanze disciolte, soprattutto inquinanti, e sospese in ambito fluviale. Il
percorso formativo intende fornire allo studente sia le conoscenze teoriche che gli strumenti metodologici avanzati, soprattutto modellistici e previsionali, necessari ad analizzare come tali processi interagiscono con l’ambiente aquatico fluviale individuando le connessioni causali tra lo scarico di sostanze inquinanti e la qualità delle acque del sistema fluviale.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: A partire dalle conoscenze e dalle metodologie presentate nel Corso di Idraulica Ambientale, lo studente sarà in grado di valutare sia qualitativamente che quantitativamente l’interazione fra sostanze disciolte e sospese ed i processi idrodinamici e morfologici nel sistema fluviale individuando gli effetti, soprattutto negativi, sulla qualità ambientale del fiume di una gestione non corretta delle acque di scarico urbane ed industriali. Questa capacità di individuare tale interazione e di prevederne gli eventuali effetti negativi potrà essere trasferita ed applicata in un ambito più ampio di pianificazione e gestione integrata dei corpi idrici superficiali su scala di bacino idrografico o regionale.

1. Introduzione alla Idraulica Ambientale: processi, sostanze, grandezze e metodi dell’Idraulica Ambientale. Cenni alla legislazione sulla qualità dei corpi idrici superficiali. Analisi di scala: mescolamento verticale e trasversale. Analisi dimensionale: legge di parete
2. Cinematica dei Fluidi: approccio euleriano ed approccio lagrangiano, classificazioni del moto, deformazioni in un fluido
3. Leggi di conservazione: teoremi di trasporto, conservazione della massa, della quantità di moto e dell’energia, equazione di Navier-Stokes
4. Turbolenza: caratteristiche della Turbolenza, teoria di Kolmogorov, equazione di Navier-Stokes mediata alla Reynolds, viscosità turbolenta, modelli di turbolenza, Large Eddy Simulation (LES), cenni alla DNS
5. Advezione e diffusione: diffusione molecolare, equazione del trasporto diffusivo, equazione della diffusione advettiva, numero di Peclet, analisi di un processo fickiano
6. Diffusione turbolenta e dispersione: equazione della diffusione turbolenta, approccio non-fickiano, zone di mescolamento in un fiume, dispersione longitudinale secondo Taylor, equazione della dispersione advettiva, coefficiente di dispersione longitudinale
7. Trasformazioni fisiche, chimiche e biologiche nell’Idraulica Ambientale: cinetica delle reazioni, equazione della diffusione advettiva per sostanze reattive
8. Processi di trasporto alle interfacce ambientali: reaerazione e volatilizzazione in un corpo idrico, la curva a sacco, modelli previsionali del coefficiente di reaerazione
9. Trasporto dei sedimenti: proprietà dei sedimenti, erosione del suolo, trasporto di fondo ed in sospensione, numero di Rouse, numero di Shields, equazione di Exner, modellazione del trasporto in sospensione, le soluzioni di Rouse, trasporto dei contaminanti nei sedimenti, forme di fondo in un flusso unidirezionale, regime inferiore e regime superiore, resistenza al moto su forme di fondo
10. Flussi iporeici: definizioni, meccanismi di scambio iporeico, metodologie di analisi
11. Cenni di Eco-Idraulica: interazione corrente-organismi aquatici. Inquinamento da materiale plastico dei fiumi. Correnti in presenza di vegetazione

Il voto finale terrà conto delle competenze acquisite dallo studente nell'ambito delle tematiche affrontate durante il corso, della capacità di organizzare discorsivamente la
conoscenza, della capacità di ragionamento critico sullo studio realizzato. Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18/30.

C.Gualtieri: Appunti di Idraulica Ambientale –CUEN, 2006
Dispense del Corso

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti nozioni specialistiche su tematiche di idraulica fluviale allo scopo di affrontare problemi di interesse tecnico relativi al moto delle correnti in alvei e canali, alla progettazione e verifica di manufatti, allo studio della propagazione delle piene, al moto e l’evoluzione morfodinamica negli alvei a fondo mobile, al trasporto di soluti. Sono inoltre forniti gli di strumenti applicativi/numerici per la risoluzione dei problemi affrontati.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le principali problematiche dell’idraulica fluviale: moto delle correnti in alvei e canali, progettazione e verifica di manufatti, studio della propagazione delle piene, moto negli alvei a fondo mobile e l’evoluzione morfodinamica, trasporto di soluti. Il percorso formativo intende fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici specialistici necessari per analizzare problematiche in esame. Lo studente deve inoltre conoscere la terminologia tecnico-scientifica delle discipline idrauliche e sapere redigere relazioni tecniche.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: In sintesi lo studente deve imparare a analizzare e predire il comportamento e l’evoluzione alvei, comprendere e identificare le principali situazioni di rischio ambientale (piene, trasporto di contaminati), progettare gli interventi necessari, come richiesto nella pratica professionale dell'Ingegnere. Lo studente deve dimostrare di essere in grado di risolvere problemi concernenti il moto delle correnti in alvei e canali anche con trasporto di materiale solido, realizzare e verificare manufatti, analizzare la propagazione di soluti in correnti idriche. Il percorso formativo èorientato a trasmettere le capacità e gli strumenti metodologici e operativi necessari per la risoluzione di problemi idraulici e ambientali di interesse per un ingegnere.

1. Moto uniforme nelle correnti a pelo libero. (0.5 CFU) Richiami di moto uniforme. Richiami sul regime turbolento e viscosità cinematica. Leggi di velocità. Scala di deflusso in alvei banchinati e con scabrezza diversa.
2. Correnti a pelo libero in moto permanente. (2 CFU) Richiami sui profili di corrente in moto permanente gradualmente variato. Risalto idraulico. Profili di corrente in alvei con cambio discabrezza e di pendenza. Effetto della presenza di una paratoia. Passaggio di una corrente su una soglia di fondo e tra le pile di un ponte. Venturimetro per canali. Profili a portata variabile. Partitori, scolmatori di piena, sfioratore laterale.
3. Moto vario nelle correnti a pelo libero. (2 CFU) Equazioni differenziali del moto e della continuità (De Saint Venant, DSV). Celerità di propagazione e linee caratteristiche. Propagazione di un’onda di piena. Integrazione numerica delle equazioni DSV. Modelli semplificati: cinematico e parabolico. Fenomeno di Dam break. Modelli bidimensionali mediati sulla verticale.
4. Trasporto di soluti. (1.5 CFU) Concentrazione volumetrica e massica. La diffusione molecolare in un fluido in quiete. Trasporto convettivo- diffusivo. Il trasporto dei soluti in regime turbolento, la diffusione turbolenta e il coefficiente di diffusione turbolenta. La dispersione longitudinale nelle correnti. Il coefficiente di dispersione. Integrazione numerica dell’equazione di dispersione.
5. Correnti in alvei a fondo mobile. (1.5 CFU) Spinta idrodinamica su corpi immersi. Alvei a fondo mobile. Modalità di trasporto. Condizione di inizio trasporto secondo la teoria di Shields. Forme di fondo: descrizione e criteri di esistenza. Resistenze al moto in presenza di forme di fondo e tracciamento della scala di deflusso con il metodo di Engelund. Valutazione della portata solida: le formule di Meyer-Peter Muller e Van Rijn. Trasporto in sospensione. La teoria di Rouse. Il modello De Saint Venant –Exner per la simulazione dei fenomeni di erosione e deposito. I fenomeni di colate detritiche e di fango. Modelli di Fluidi non-newtoniani.
6. Risoluzione numerica mediante integrazione numerica e l’uso del software HEC-RAS. (1.5 CFU) Cenni sull’integrazione numerica delle equazioni differenziali con il metodo delle differenze finite.Derivate upwind, backward e centrate. Metodi upwind e di predizione-correzione alla McCormak Concetti di stabilità, convergenza e congruenza. Numero di Courant. Accuratezza della soluzione e diffusività numerica Introduzione al software HEC-RAS e realizzazione di simulazioni in regime stazionario e di moto vario.

La valutazione dello studente sarà basata sulla sua capacità di esporre i concetti assimilati con linguaggio appropriato e rigore metodologico. La valutazione dell’esame avrà un valore: a) <18/30 se lo studente non ha raggiunto il livello base di competenze, abilità o conoscenze, cioè non è in grado di risolvere problemi semplici o commette errori gravi nella risoluzione o usa una metodologia non adeguata o non èin grado di esporre i concetti basilari con autonomia e rigore logico; b) nell’ intervallo [18, 25] se lo studente comprende e contestualizza problemi semplici in modo adeguato usando le metodologie in modo appropriato, ma limitatamente a situazioni note; c) nell’ intervallo [26,30] se lo studente comprende e contestualizza problemi difficili utilizzando in modo autonomo ed efficace gli strumenti acquisiti ed espone con proprietà di linguaggio e collega consapevolmente le tematiche del corso.

Montuori C. –Complementi di Idraulica, Liguori Napoli
Armanini A. –Idraulica Fluviale, BIOS Ed. Cosenza
Dispense e slides del corso.
Software HEC-RAS. Manuale

Il corso di propone di fornire agli allievi le conoscenze, le metodologie e le competenze specialistiche necessarie: da un lato, per la valutazione, su base probabilistica, delle massime 1 precipitazioni che possono affluire al suolo in intervalli di tempo compresi tra i 10 minuti e le 120 ore; dall’altro, per la valutazione, sempre su base probabilistica, dei massimi annuali delle portate di piena e dei volumi di piena che possono affluire a preassegnate sezioni di un corso d’acqua e che, a causa dell’incapacità, da parte del corso d’acqua a valle, a contenerle, e/o per la presenza di ostacoli (ponti, restringimenti d’alveo, sbarramenti, etc.), possono esondare dall’alveo e provocare fenomeni di inondazione delle aree latistanti e di quelle a valle; dall’altro, per individuare le tipologie di azione più efficaci da intraprendere ai fini della difesa dai fenomeni alluvionali, quali “interventi strutturali” e “non strutturali”, di “difesa attiva” o di “difesa passiva”, e per un loro dimensionamento preliminare. Il corso si inquadra perfettamente tra le attività necessarie per la formazione di figure specialistiche nel campo della “Difesa del Suolo”
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche che sono alla base dei fenomeni alluvionali. In particolare, deve dimostrare di sapere riconoscere i nessi logici che intercorrono tra le cause scatenanti i fenomeni alluvionali (quali: l’intensità e la durata degli eventi meteorici, e la loro eventuale evoluzione a causa dei cambiamenti climatici in atto; la progressiva impermeabilizzazione del suolo; l’incapacità, da parte dell’alveo, di contenere le portate di piena; la presenza, lungo le aste fluviali e torrentizie, di interventi antropici in grado di ostacolare il libero deflusso delle acque; etc.) e gli effetti (misurabili in termini di: area potenzialmente interessata dal fenomeno alluvionale e livelli di pericolosità da assegnare alle sue varie porzioni in relazione ai valori dei tiranti idrici e delle velocità di deflusso; esposizione al rischio di danneggiamento; vulnerabilità del sistema interessato dal fenomeno alluvionale). Il percorso formativo che si andrà a sviluppare intende fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici di base necessari per analizzare, in termini quantitativi, su basi probabilistiche, i fenomeni meteorici ed alluvionali, e consentirà agli studenti di comprendere le connessioni causali che sussistono tra fenomeni meteorologici estremi, le piene che ne conseguono e i danni arrecabili, da tali eventi, a cose e persone nonché gli interventi da attuare e le azioni da intraprendere per la mitigazione di tali fenomeni.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve essere in grado, innanzi tutto, di riconoscere la natura fortemente aleatoria del problema da affrontare e, dunque, la necessità che esso venga affrontato con un approccio probabilistico, in grado di fornire: a ciascun valore delle variabili coinvolte (ad esempio: un valore del massimo annuale della portata di piena), una stima della probabilità con cui quel valore può essere superato, mettendo dunque in crisi il sistema naturale o parzialmente antropizzato preso in esame; oppure, assegnata la probabilità di superamento della variabile di interesse (ad esempio, di un determinato valore del massimo annuale della portata di piena), oppure il rischio di insufficienza che si vuole correre in un preassegnato numero di anni (ad esempio, quello relativo alla durata tecnico-economica di un intervento di sistemazione idraulica volto alla difesa dai 2 fenomeni alluvionali), individuare quale èil valore della variabile corrispondente a tale probabilità/rischio di insufficienza. A tale scopo, dopo aver richiamato i concetti fondamentali di Probabilità e Statistica necessari per affrontare in modo consapevole tali problematiche, e i principali modelli probabilistici utili ad entrambi gli scopi indicati, il percorso formativo è orientato a informare gli allievi sui dati a disposizione per l’esecuzione di tali tipi di analisi, sugli Enti che li detengono, su come questi ultimi siano andati evolvendo nel tempo e nello spazio sia per motivi organizzativi che in conseguenza di nuovi strumenti per la misura, la trasmissione a distanza, l’archiviazione e la loro analisi preliminare. Parallelamente, lo studente, avvalendosi di alcune conoscenze che avrà modo di acquisire nel campo della teoria dei sistemi (soprattutto, di quelli lineari e stazionari) sarà messo in grado di ricostruire, a partire da un qualsivoglia evento meteorico, l’idrogramma di piena che ne consegue. Egli saprà inoltre applicare tali modelli anche in termini probabilistici, avvalendosi di preventive calibrazioni dei parametri dei vari modelli di trasformazione degli afflussi meteorici in deflussi di piena basate su dati di campo. Le competenze che l’allievo sarà in grado di acquisire gli consentiranno di svolgere, senza problemi, attività di consulenza nel settore dell’Idrologia e della Difesa dalle Piene, e di lavorare all’interno di teams destinati ad occuparsi e a risolvere problemi di sistemazione idraulica dei corsi d’acqua nei riguardi sia di fenomeni alluvionali che erosivi, e ad individuare le caratteristiche pluviografiche di determinate aree o di singoli bacini imbriferi.

Il Corso si sviluppa, in maniera articolata ma armonica, percorrendo due diverse direttici iniziali (rispettivamente, di 3 e 2 CFU) che convergono, poi, all’interno di un filone terminale in cui le competenze acquisite nelle prime fasi, unitamente ad altre via via inserite lungo il percorso, consentono all’allievo di conseguire la concreta e verificata capacità di effettuare una valutazione, su basi probabilistiche, delle massime portate e dei massimi volumi di piena che possono arrivare a una preassegnata sezione posta su un corso d’acqua o lungo una rete artificiale di drenaggio (ad esempio, una rete fognaria meteorica o una rete di bonifica), e di individuare, preliminarmente, le tipologie di azioni (interventi strutturali e non) che possono essere intraprese ai fini della difesa dalle piene.
I Fenomeni alluvionali (3CFU) : posizione del problema; variabili fisiche coinvolte e, dunque, oggetto di studio (quote di pelo libero /tiranti idrici/portate idriche delle correnti defluenti in alveo); necessità di un approccio probabilistico per la valutazione di queste variabili e del passaggio dell’analisi delle variabili di maggiore interesse tecnico (quote di pelo libero e tiranti idrici), alla valutazione delle portate defluenti in alveo. Discussione sulla scarsità dei dati a disposizione per un’analisi probabilistica fondata puramente sui valori di portata misurati in alcune stazioni ubicate sul territorio e conseguente necessità di utilizzazione modelli che, a partire dalle precipitazioni meteoriche che possono realizzarsi su un’area di interesse, siano in grado, attraverso sub-moduli (rispettivamente: di intercettazione; di riempimento delle depressioni superficiali; di infiltrazione; di ruscellamento superficiale e sub-superficiale; dei fenomeni di moto vario nelle reti di drenaggio) di trasformare tali afflussi in deflussi di piena, fornendo la possibilità di individuare le massime portate istantanee e i massimi volumi di piena che possono pervenire in una sezione di interesse 3 ubicata su un corso d’acqua o lungo una rete di drenaggio artificiale. Misure a disposizione ed Istituzioni deputate a raccoglierle in modo sistematico e a pubblicarle periodicamente. Richiami di
Probabilità e Statistica (2CFU): Definizione di esperimento aleatorio e di variabile aleatoria; variabili aleatorie discrete, continue e miste; funzioni massa di probabilità, di ripartizione, densità di probabilità e di distribuzione cumulata: loro significato fisico, loro utilità pratica e loro rappresentazione grafica; Momenti di ordine “r” rispetto all’origine degli assi e all’asse baricentrico: definizione e loro significato fisico; definizione di media, frattile (o percentile), mediana e moda; definizione di varianza, di scarto quadratico, di coefficiente di variazione, di coefficiente di asimmetria e dei curtosi, e loro significato fisico; principali modelli probabilistici: Distribuzione geometrica; Distribuzione Binomiale; Distribuzione di Poisson, Distribuzione Esponenziale; Distribuzioni del valore Estremo (Gumbel, Frechet, EV3): loro parametri; significato fisico di tali parametri. Stima dei parametri: metodi di stima, stimatori, stime, aleatorietà delle stime e loro distribuzione di probabilità. Proprietà delle stime: distorsione, precisione, efficienza e robustezza delle stime; Individuazione dei migliori stimatori della media; della varianza, del coefficiente di variazione e del coefficiente di asimmetria. Stima dei parametri del Modello di Gumbel: metodo dei momenti e metodo della massima verosimiglianza; test di adattamento: di Kolmogorf-Smirnof, del Chi-quadrato; sul coefficiente di asimmetria, sul massimo valore osservato.
Applicazione delle procedure volte all’individuazione delle massime portate e dei massimi volumi di piena che possono affluire a preassegnate sezioni di un corso d’acqua o di una rete di drenaggio naturale o artificiale (4 CFU): Definizione di altezza di pioggia affluita in un determinato intervallo di tempo e relativi strumenti di misura: pluviometri, pluviografi, pluviometri registratori, disdrometri, radar meteorologici, acquisizione mediante acquisizione ed elaborazione di immagini. Definizione di altezza di pioggia giornaliera, settimanale, mensile e annuale; definizione ed individuazione del massimo annuale dell’altezza di pioggia in uno o più giorni consecutivi; definizione ed individuazione del massimo annuale dell’altezza di pioggia in una preassegnata durata “d” (con d compresa tra pochi minuti e le 24-120 ore); Enti preposti alla raccolta dei dati di pioggia, loro organizzazione territoriale e loro evoluzione nel tempo; Annali Idrologici: loro logica e dati riportati al loro interno; Elaborazione dei dati a disposizione ai fini della individuazione delle curve di probabilità pluviometriche relative a un determinato punto o ad un’intera area; zone e sottozone pluviometriche omogenee: loro definizione e modalità di individuazione; espressioni monomie e tri-parametriche: analisi dei parametri inseriti in tali espressioni e del loro significato fisico; vantaggi/svantaggi nell’uso delle espressioni bi- e tri parametriche: tracciamento delle curve di probabilità pluviometrica con riferimento al caso in cui, nel punto in esame, siano disponibili misure dirette di altezze di pioggia; tracciamento delle curve di probabilità pluviometrica nel caso in cui, nello specifico punto preso in esame, non sono disponibili misure dirette di precipitazione e, equivalentemente, nel caso in cui interessi una intera area (ad esempio, un intero bacino imbrifero). Modelli di trasformazione degli afflussi meteorici in deflussi di piena: Modelli a scala sinottica, a scala di bacino o idraulici; Modelli continui o di evento (ad esempio: modelli di piena); Modelli a simulazione particolareggiata o concettuali; Modelli a parametri concentrati, oppure distribuiti o semi-distribuiti; Modelli lineari e non lineari; modelli stazionari e non lineari; Definizione di “Spettro di risposta” e di IUH per sistemi lineari e stazionari; la risposta di un sistema lineare e stazionario ad un ingresso variabile nel tempo: l’Integrale di 4 convoluzione. Principali modelli lineari e stazionari: Metodo della Corrivazione e sue possibili semplificazioni; Metodo dell’Invaso Lineare; Modello di Nash a “n” serbatoi lineari e stazionari disposti in serie per una singola stazione. Applicazione di uno o più di tali metodi ad uno specifico caso di studio, affrontato a livello di esercitazioni di gruppo. Cenno sui fenomeni di intercettazione e di infiltrazione, e sui principali modelli utilizzati in campo tecnico-scientifico per descriverli e valutarne gli effetti. Approcci “variazionale” o “massimizzante” per la valutazione, su base statistica, a partire dalle curve di probabilità pluviometriche, delle medie dei massimi annuali delle portate al colmo di piena e, rispettivamente, dei massimi volumi di piena che possono giungere ad una preassegnata sezione di un corso d’acqua o di una rete di drenaggio. Applicazione della procedura massimizzate allo specifico caso di studio affrontato, in ambito esercitativo, a livello di gruppo. Individuazione, a partire da tali medie, dei valori della massima portata istantanea annuale e del massimo volume di piena in una preassegnata durata D che possono essere superati, mediamente, ogni T anni (essendo T il periodo di ritorno). Cenni sui tipi di interventi disponibili per la difesa dalle piene: Interventi strutturali (che prevedono, cioè, la realizzazione di opere) e non strutturali (che prevedono, viceversa, l’emanazione di norme e/o vincoli, la predisposizione di Piani di protezione Civile basati su sistemi di allertamento del tipo “early warning” oppure ancora l’attuazione di politiche assicurative). Interventi strutturali di difesa attiva e passiva dalle piene: Opere di “Difesa attiva” (quali aree di espansione controllata delle piene; casse di espansione, scolmatori, diversivi, etc.); Opere di “Difesa passiva” (quali; arginature, drizzagni, tagli di meandro, restringimenti/allargamenti della sezione, eliminazione di ostacoli al deflusso delle acque, ristrutturazione o ricostruzione di ponti, etc.)

Media tra i risultati della prova orale e della discussione dell'elaborato progettuale.

Appunti del Corso resi disponibili sul sito docenti e/ o durante le lezioni
Ugo Maione e Ugo Moisello: "ELEMENTI DI STATISTICA PER L'IDROLOGIA" - Editore: MEDEA Anno di pubblicazione: 2015 - ISBN: 8866930830
Ugo Moisello: IDROLOGIA TECNICA"- Editore: MEDEA - Anno di pubblicazione: 2014 ISBN:8866930792

Il trattamento degli effluenti aeriformi da impianti industriali è materia complessa per il numero e la tipologia degli inquinanti da trattare, la varietà delle specifiche situazioni di processo, lo svilupparsi di nuovi sistemi di abbattimento, l’evoluzione della normativa. Il corso si prefigge di fornire un quadro d’assieme della problematica, informando gli studenti sui principali aspetti scientifici, tecnologici e normativi da tenere presente nella fase di scelta e di dimensionamento del sistema di trattamento, ed in particolare sui principi di funzionamento, i campi di utilizzo, le variabili chiave e le implicazioni economiche di ciascun sistema.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere le problematiche relative alle emissioni di inquinanti aeriformi. Deve mostrare la conoscenza dei principali sistemi di trattamento, dei suoi principi di funzionamento, delle sue variabili chiave e campi di utilizzo.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve essere in grado di scegliere e dimensionare adeguati sistemi di trattamento degli aeriformi, individuando le soluzioni ottimali in diversi contesti applicativi.

Inquinamento atmosferico: Sorgenti inquinanti. Inquinanti primari e secondari. Tipologia degli inquinanti atmosferici: proprietà fisiche e chimiche e formazione di inquinanti gassosi – Caratteristiche e proprietà di trasporto di aerosol. Misura delle emissioni: campionamento e analisi. Tecnologie per la rimozione degli inquinanti gassosi: Sistemi di controllo delle emissioni e loro dimensionamento. Condensazione: Equilibrio liquido-vapore di miscele gassose - Condensatori e loro funzionamento. Assorbimento: Desolforazione e denitrificazione dei fumi di combustione - Classificazione e analisi dei principali processi sviluppati su scala industriale. Processi per l’abbattimento degli NOx: Processi di riduzione catalitica selettiva (SCR), Processi di riduzione selettiva non-catalitica (SNCR). Adsorbimento: Principi dell'adsorbimento (equilibri gassolido; isoterme di adsorbimento; curve di breakthrough; equazioni di bilancio) - Principali soluzioni impiantistiche. Post-combustione: Impianti e reattori per la post-combustione termica e catalitica con recupero di tipo rigenerativo e non. Tecnologie per la rimozione di particelle solide volanti: Filtrazione: Filtrazione di particolato solido in letti fissi e fluidizzati - Filtrazione di particolato solido mediante monoliti ceramici - Filtri a manica. Precipitazione elettrostatica: Filtri elettrostatici. Separazione meccanica: Camere di calma - Cicloni e multicicloni. Esempi di treni depurativi posti a valle di attività produttive.

La corretta impostazione e risoluzione degli esercizi numerici deve dimostrare la conoscenza del funzionamento delle apparecchiature utilizzate per il trattamento degli aeriformi. La valutazione dipenderà dal grado di dettaglio degli algoritmi che lo studente fornirà a risposta dei temi proposti, In particolare: una valutazione compresa fra (18-24) per aver dimostrato almeno la conoscenza delle nozioni fondamentali relative alle apparecchiature studiate; un voto compreso fra i valori (25-30) se lo studente dimostra la piena conoscenza delle equazioni di progetto di tali apparecchiature.

Dispense dell’insegnamento disponibili nel sito docente,
Libri disponibili nella biblioteca della Scuola Politecnica e delle Scienze di Base:

• J.M. Coulson, J.F. Richardson - Chemical Engineering Volume 2 –Butterworth-Heinemann
• C.D. Cooper, F.C. Alley, Air Pollution Control: a design approach - Waveland Press, Inc
• W.L. Mc Cabe, J.C.Smith - Unit operation of chemical engineering –Mc Graw Hill
• W. Strauss - Industrial Gas Cleaning –Pergamonn Press
• R.C. Flagan J.H.Seinfeeld - Fundamentals of air pollution engineering –Prentice Hall

Acquisire conoscenze specifiche nel settore dell'energia idraulica, considerando anche l'impatto ambientale degli impianti, con particolare riguardo ai seguenti settori: produzione di energia idroelettrica a grande scala; produzione di energia idroelettrica di piccola taglia (pico, micro, mini e small hydro); analisi di fattibilità tecnica–economica
Conoscenza e capacita' di comprensione: Durante il corso lo studente sarà in grado di comprendere le modalità con le quali produrre energia idroelettrica utilizzando le fonti naturali. Lo studente acquisirà inoltre consapevolezza sugli impatti che gli impianti hanno sull’ambiente e sarà informato sulle più recenti modalità di produzione di energia idroelettrica maggiormente sostenibili dal punto di vista ambientale.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente svilupperà capacità nell'applicazione di strumenti per la definizione dei bacini idrografici, per la stima della portata da turbinare in funzione del tipo di impianto, per la scelta ottimale della turbina basata su criteri economici, attraverso un percorso di apprendimento che include l'insegnamento convenzionale e la redazione di un progetto.

Il ruolo dell’energia idraulica in Italia. Quadro normativo europeo, italiano e regionale. Ciclo e Bilancio idrologico. Gli impianti idroelettrici di produzione e pompaggio: tipi fondamentali, schemi funzionali, opere principali. Impianti a deflusso: curve di durata e loro regionalizzazione, curve di utilizzazione. Impianti a serbatoio: curve di possibilità di regolazione. Turbine idrauliche: turbine ad azione e reazione, triangoli di velocità, numero di giri caratteristico, curve di rendimento. Gli impianti idroelettrici di piccola taglia (pico, micro, mini, small hydro): schemi impiantistici. L’impatto ambientale degli impianti idroelettrici. Il Deflusso Minimo Vitale (DMV): cornice legislativa, metodologie di calcolo. Sostenibilità economica di un progetto.

La prova orale verterà sul programma del corso e, in particolare, sull’elaborato progettuale predisposto.

Appunti delle lezioni.
Evangelisti G., Impianti idroelettrici, vol. I, Patron
Evangelisti G., Impianti idroelettrici, vol. II, Patron
Testi di approfondimento: M. Tanzini: Impianti Idroelettrici –Progettazione e Costruzione, Dario Flaccovio Editore. ISBN 978-88-579-0192

Il trattamento degli effluenti aeriformi da impianti industriali èmateria complessa per il numero e la tipologia degli inquinanti da trattare, la varietà delle specifiche situazioni di processo, lo svilupparsi di nuovi sistemi di abbattimento, l’evoluzione della normativa. Il corso si prefigge di fornire un quadro d’assieme della problematica, informando gli studenti sui principali aspetti scientifici, tecnologici e normativi da tenere presente nella fase di scelta e di dimensionamento del sistema di trattamento, ed in particolare sui principi di funzionamento, i campi di utilizzo, le variabili chiave e le implicazioni economiche di ciascun sistema.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere le problematiche relative alle emissioni di inquinanti aeriformi. Deve mostrare la conoscenza dei principali sistemi di trattamento, dei suoi principi di funzionamento, delle sue variabili chiave e campi di utilizzo.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve essere in grado di scegliere e dimensionare adeguati sistemi di trattamento degli aeriformi, individuando le soluzioni ottimali in diversi contesti applicativi.

Inquinamento atmosferico: Sorgenti inquinanti. Inquinanti primari e secondari. Tipologia degli inquinanti atmosferici: proprietà fisiche e chimiche e formazione di inquinanti gassosi –Caratteristiche e proprietà di trasporto di aerosol. Misura delle emissioni: campionamento e analisi. Tecnologie per la rimozione degli inquinanti gassosi: Sistemi di controllo delle emissioni e loro dimensionamento. Condensazione: Equilibrio liquido-vapore di miscele gassose - Condensatori e loro funzionamento. Assorbimento: Desolforazione e denitrificazione dei fumi di combustione - Classificazione e analisi dei principali processi sviluppati su scala industriale. Processi per l’abbattimento degli NOx: Processi di riduzione catalitica selettiva (SCR), Processi di riduzione selettiva non-catalitica (SNCR). Adsorbimento: Principi dell'adsorbimento (equilibri gassolido; isoterme di adsorbimento; curve di breakthrough; equazioni di bilancio) - Principali soluzioni impiantistiche. Post-combustione: Impianti e reattori per la post-combustione termica e catalitica con recupero di tipo rigenerativo e non. Tecnologie per la rimozione di particelle solide volanti: Filtrazione: Filtrazione di particolato solido in letti fissi e fluidizzati - Filtrazione di particolato solido mediante monoliti ceramici - Filtri a manica. Precipitazione elettrostatica: Filtri elettrostatici. Separazione meccanica: Camere di calma - Cicloni e multicicloni. Esempi di treni depurativi posti a valle di attività produttive.

Il campo sarà definito secondo l'aggiornamento delle Linee guida del PQA in corso di predisposizione
The student must demonstrate the knowledge of the operation of the equipment used to treat aeriforms. The exam is considered as passed if the student demonstrates the ability to solve the problems proposed in the written examination paper. The grade will depend on the degree of detail of the algorithms that the student provides in response to the proposed problems, In particular: a grade between (18-24) for demonstrating at least the knowledge of the fundamentals related to the equipment studied; a grade between (25-30) if he/she demonstrates full knowledge of the design equations of such equipment.

Dispense dell’insegnamento disponibili nel sito docente,
Libri disponibili nella biblioteca della Scuola Politecnica e delle Scienze di Base:

• J.M. Coulson, J.F. Richardson - Chemical Engineering Volume 2 –Butterworth-Heinemann
• C.D. Cooper, F.C. Alley, Air Pollution Control: a design approach - Waveland Press, Inc
• W.L. Mc Cabe, J.C.Smith - Unit operation of chemical engineering –Mc Graw Hill
• W. Strauss - Industrial Gas Cleaning –Pergamonn Press
• R.C. Flagan J.H.Seinfeeld - Fundamentals of air pollution engineering –Prentice Hall

L’insegnamento si propone di fornire allo studente le conoscenze necessarie alla valutazione dei pericoli e dei rischi connessi alla manipolazione, stoccaggio e trasformazione di sostanze chimiche.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche di sicurezza che
possono originarsi nella manipolazione, stoccaggio e trasformazione di sostanze chimiche in
ambito industriale.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di individuare, sulla base di conoscenze di
letteratura e dei risultati di opportune indagini sperimentali, condizioni operative idonee a
effettuare uno stoccaggio e/o trasformazioni chimiche sicure per le sostanze di interesse

Modulo 1 Cinetica: Equazioni di velocità per sistemi in regime chimico. Energia di attivazione. Legge di Arrhenius. Costante cinetica. Ordine di reazione. Tempo di dimezzamento. Reazioni di ordine zero, primo e secondo. Metodo differenziale. Metodo Integrale. Reazioni in serie e in parallelo. Ipotesi di stato stazionario. Catalisi. Cinetiche catalitiche omogenee ed eterogenee 1 CFU Struttura e reattività delle molecole organiche : Nomenclatura dei principali composti organici. Ibridazione del carbonio. Acidità-basicità in chimica organica; effetti induttivi e coniugativi. Idrocarburi saturi lineari, ramificati e ciclici. Alcani, alcheni e alchini. Isomeria. Aldeidi e Chetoni. Concetto di risonanza. Acidi carbossilici. Derivati degli acidi carbossilici: esteri, ammidi 2 CFU
Modulo 2 Tipologie incidentali e calorimetria Tipologie incidentali nell’industria chimica e di processo. Stabilità termica delle sostanze ed esplosione termica. Teoria di Semenov. Tecniche calorimetriche per la caratterizzazione termocinetica di sistemi reagenti. (2CFU) Incendi ed esplosioni Incendi ed esplosioni.; Esplosioni omogenee: autoignizione, temperatura di autoignizione. Esplosioni eterogenee: Limiti di infiammabilità, Flash-point, contenuto minimo di ossigeno (MOC), energie minime di innesco. Esplosioni meccaniche: esplosioni di recipienti contenenti gas compressi ed esplosioni di recipienti contenenti liquidi sotto pressione (BLEVE). Stima dei danni dovuti ad incendi ed esplosioni. (3 CFU). Misure preventive e protettive Tossicologia e igiene industriale: identificazione, valutazione e controllo dell’esposizione ad agenti tossici nei luoghi di lavoro. Procedure per la prevenzione di incendi ed esplosioni/protezione dalle esplosioni (inertizzazione di apparecchiature, ventilazione locale e generale, dischi di rottura e valvole di sicurezza, agenti estinguenti). (1CFU)

“Il campo sarà definito secondo l'aggiornamento delle Linee guida del PQA in corso di predisposizione”

• Dispense e slide del corso
• D.A.Crowl and J.F.Louvar, Chemical Process safety: Fundamentals with Applications, 2nd Edition, Prentice Hall PTR.
• J. Steinbach, Safety Assessment for Chemical Processes, Wiley-VCH.

L’insegnamento si propone di fornire allo studente le conoscenze necessarie alla valutazione dei pericoli e dei rischi connessi alla manipolazione, stoccaggio e trasformazione di sostanze chimiche.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche di sicurezza che
possono originarsi nella manipolazione, stoccaggio e trasformazione di sostanze chimiche in
ambito industriale.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di individuare, sulla base di conoscenze di
letteratura e dei risultati di opportune indagini sperimentali, condizioni operative idonee a
effettuare uno stoccaggio e/o trasformazioni chimiche sicure per le sostanze di interesse

Modulo 1 Cinetica: Equazioni di velocità per sistemi in regime chimico. Energia di attivazione. Legge di Arrhenius. Costante cinetica. Ordine di reazione. Tempo di dimezzamento. Reazioni di ordine zero, primo e secondo. Metodo differenziale. Metodo Integrale. Reazioni in serie e in parallelo. Ipotesi di stato stazionario. Catalisi. Cinetiche catalitiche omogenee ed eterogenee 1 CFU Struttura e reattività delle molecole organiche : Nomenclatura dei principali composti organici. Ibridazione del carbonio. Acidità-basicità in chimica organica; effetti induttivi e coniugativi. Idrocarburi saturi lineari, ramificati e ciclici. Alcani, alcheni e alchini. Isomeria. Aldeidi e Chetoni. Concetto di risonanza. Acidi carbossilici. Derivati degli acidi carbossilici: esteri, ammidi 2 CFU
Modulo 2 Tipologie incidentali e calorimetria Tipologie incidentali nell’industria chimica e di processo. Stabilità termica delle sostanze ed esplosione termica. Teoria di Semenov. Tecniche calorimetriche per la caratterizzazione termocinetica di sistemi reagenti. (2CFU) Incendi ed esplosioni Incendi ed esplosioni.; Esplosioni omogenee: autoignizione, temperatura di autoignizione. Esplosioni eterogenee: Limiti di infiammabilità, Flash-point, contenuto minimo di ossigeno (MOC), energie minime di innesco. Esplosioni meccaniche: esplosioni di recipienti contenenti gas compressi ed esplosioni di recipienti contenenti liquidi sotto pressione (BLEVE). Stima dei danni dovuti ad incendi ed esplosioni. (3 CFU). Misure preventive e protettive Tossicologia e igiene industriale: identificazione, valutazione e controllo dell’esposizione ad agenti tossici nei luoghi di lavoro. Procedure per la prevenzione di incendi ed esplosioni/protezione dalle esplosioni (inertizzazione di apparecchiature, ventilazione locale e generale, dischi di rottura e valvole di sicurezza, agenti estinguenti). (1CFU)

“Il campo sarà definito secondo l'aggiornamento delle Linee guida del PQA in corso di predisposizione”

Dispense e slide del corso

Il principale obiettivo formativo dell’insegnamento è quello di fornire agli studenti sia una maggiore conoscenza teorico-metodologico in merito alla complessità dei sistemi urbani e territoriali, che una specifica conoscenza tecnica nella progettazione e nell’implementazione dei sistemi informativi territoriali per poter studiare i fenomeni spaziali e supportare i processi decisionali di governo delle trasformazioni urbane e territoriali.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Gli studenti dovranno dimostrare di aver sviluppato un’adeguata conoscenza nell’utilizzo dei sistemi informativi territoriali in riferimento alla raccolta, all’analisi e alla rappresentazione dei dati relativi ai fenomeni spaziali inerenti al governo delle trasformazioni urbane e territoriali.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: L’insegnamento è teso ad orientare l’azione del tecnico verso un’integrazione degli strumenti di analisi spaziale di tipo GIS nei processi di governo del territorio

Il programma dell’insegnamento è suddiviso in due parti. La prima parte comprende tre moduli teorici (Rappresentazione cartografica, Sistemi GIS e Uso di un software GIS), mentre nel corso della seconda parte lo studente applicherà ad alcuni casi studio le conoscenze teoriche acquisite per mettere appunto un elaborato d’anno utile a supportare le attività di governo delle trasformazioni urbane e territoriali. Modulo 1: Rappresentazione cartografica (15 ore) Lo studente acquisirà conoscenze in merito alla rappresentazione cartografica, partendo dai fondamenti di geodetica utili e necessari per potere usare i dati in ambiente GIS. Modulo 2: Sistemi GIS (15 ore) Lo studente acquisirà conoscenze in merito alle tecnologie di base specifiche per i GIS quali le periferiche specializzate e relativi formati, alle componenti del GIS, al processo di schematizzazione della realtà nei sistemi informativi geografici attraverso un appropriato modello dei dati, al concetto di topologia, all’analisi spaziale applicata ai dati raster ed ai dati vettoriali descriventi campi continui ed entità discrete della realtà. Modulo 3: Uso dei software GIS (15 ore) Lo studente acquisirà conoscenze in merito all’utilizzazione dello specifico software QGIS. Lo studente svilupperà un elaborato, con la messa a punto di una relazione, tavole tematiche e mappe interattive, relative alla conoscenza di un ambito territoriale a scala comunale. In primis, lo studente dovrà raccogliere, in un database GIS, i dati alfanumerici e spaziali relativi alle caratteristiche urbane (popolazione residente, uso del suolo e servizi urbani, …) del contesto analizzato, provenienti da fonti istituzionali open access (ISTAT, Geoportale Nazionale, Copernicu s, …). Successivamente, tramite l’utilizzo di strumenti di geoprocessing dovrà sviluppare mappe tematiche (formato A3) e mappe interattive (Web GIS) per rappresentate le caratteristiche urbane considerate. In fine, lo studente dovrà redigere una relazione per descrivere tutte le fasi del lavoro svolto.

Colloquio orale sui principali argomenti trattati e simultanea discussione dell’elaborato progettuale messo a punto durante le fasi esercitative. Non sono previste prove scritte, non sono previste prove intercorso. La valutazione finale èsingola ed èespressa in trentesimi in ragione dei seguenti criteri:
Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding);
Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding);
Autonomia di giudizio (making judgements);
Abilità comunicative (communication skills);
Capacità di apprendere (learning skills).

Dispense del docente, Diapositive delle lezioni, Bibliografia di articoli scientifici fornita dal docente, documenti e direttive europee e banche dati Open source.

Obiettivo del corso è quello di fornire allo studente conoscenze e strumenti operativi per l’analisi, la progettazione funzionale e la valutazione degli impatti della mobilità elettrica e dei nuovi servizi di mobilità condivisa in ambito urbano.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente acquisirà conoscenze utili all’analisi e alla comprensione della mobilità e della sua transizione verso il paradigma della sostenibilità. Lo studente sarà in grado di elaborare le conoscenze acquisite per la progettazione e valutazione di i) sistemi di mobilità e micromobilità elettrica e ii) sistemi di mobilità condivisa, fra cui sistemi di car-sharing, ride-sharing, car-pooling e ride-hailing.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di effettuare analisi well-to-wheel, calcolare i consumi dei veicoli ibridi ed elettrici, dimensionare i sistemi di ricarica, analizzare dati di esercizio di sistemi di mobilità condivisa, progettare algoritmi per l’esercizio di flotte di veicoli condivisi.

MODULO 1: ELECTRIC MOBILITY
Mobilità sostenibile
Well-to-Tank e Tank-to-Wheel (WTW) analysis
Powertrains di veicoli elettrici e componenti
Rete elettrica ed infrastruttura di ricarica
Modelli di consumo energetico
MODULO 2: SMART MOBILITY
Servizi di mobilità elettrica e smart mobility in ambito urbano
Vehicle-sharing.
Ride-hailing, Ride-sharing e Car-pooling.
Integrazione dei servizi nel sistema della mobilità urbana.
Applicazioni di laboratorio:

• Calcolo dei consumi energetici di un e-Bus in esercizio su linea in sede riservata e promiscua
• Algoritmi per l’esercizio di flotte di veicoli condivisi

Lo studente deve essere in grado di dimostrare conoscenza dei sistemi di mobilità sostenibile, della modellistica richiesta per la loro analisi, progettazione, e valutazione, e la padronanza degli strumenti informatici utilizzati durante il corso. La prova orale consiste nella formulazione di 3 domande.

Slides delle lezioni
Testi consigliati:
MODULO “ELECTRIC MOBILITY”

• Macchine elettriche: Verolino, 2019. Elementi di macchine elettriche. Edises
• Cinematica del veicolo isolato, Equazione della dinamica: Torrieri, 2007. Tecnica ed economia dei trasporti. Manuale introduttivo all'ingegneria dei trasporti. Edizioni Scientifiche Italiane
  MODULO “SMART MOBILITY”
• Modelli di domanda di trasporto: Cascetta, 2009. Transportation Systems Analysis: Models and Applications. Springer
  ENTRAMBI I MODULI
  Matlab: Palm, 2011. Matlab. Un'introduzione per gli ingegneri. McGraw-Hill Education

Il corso ha l’obiettivo di trasferire agli allievi le conoscenze di natura teorica e metodologica necessarie per operare nel campo della stabilità dei pendii (in rocce sciolte e lapidee) e della stabilità delle aree costruite, in cui siano temuti dissesti del sottosuolo capaci di compromettere la stabilità delle costruzioni. In successione il corso mira a conferire agli allievi la capacità di operare in campo applicativo, in modo che essi siano in grado di concepire soluzioni adatte al contesto esaminato, dimensionarle e verificarle sulla base della prassi progettuale, delle soluzioni tecnologiche offerte dal mercato delle costruzioni e della normativa tecnica vigente.
Conoscenza e capacita' di comprensione: A fine corso lo studente deve dimostrare di conoscere e comprendere: · le tecniche di riconoscimento e caratterizzazione idro-meccanica dei terreni naturali e delle rocce e i loro principi di comportamento, · gli strumenti e le tecniche di monitoraggio delle grandezze che influenzano la stabilità dei pendii, · i metodi di analisi comunemente utilizzati per verificare il livello di sicurezza di un pendio, · i possibili effetti dell’interazione fra costruzioni e pendio con ridotto margine di stabilità; · le soluzioni tecniche e tecnologiche per stabilizzare un pendio in ragione della natura dei terreni e della conformazione orografica del sito
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sviluppa abilità per la risoluzione dei problemi di stabilità dei pendii con riferimento: · all’analisi del livello di sicurezza, · al giudizio sulla necessità di intervento per adeguare la sicurezza del pendio alla sua destinazione d’uso, · alla scelta dei possibili interventi di stabilizzazione e soluzioni di mitigazione del rischio, · alla loro progettazione, · alla manutenzione delle opere. In queste procedure lo studente sviluppa la capacità di applicare i metodi di analisi e verifica acquisiti e la normativa tecnica, operando singolarmente o in gruppo.

Caratterizzazione meccanica dei terreni sciolti (richiami): terreni argillosi saturi, terreni parzialmente saturi. Caratterizzazione meccanica delle rocce lapidee. Modellazione geomeccanica di ammassi di rocce fratturate: discontinuità e relativi criteri di resistenza. (1.0 CFU). · Indagini e monitoraggio di grandezze rilevanti nella stabilità dei pendii: pioggia, pressione neutra, suzione, spostamenti. Cause delle frane, interpretazione meccanica. Frane di primo distacco e frane riattivate (pre-esistenza della superficie di scorrimento). (1.0 CFU). · Analisi della filtrazione nei pendii. (0.5 CFU). · Analisi di stabilità 2D e 3D. Metodi dell’equilibrio limite: pendio indefinito, cunei, metodi delle strisce: equazioni di equilibrio ed incognite. Resistenza operativa in frane di primo distacco e riattivate. Metodi delle tensioni (cenni ad analisi FEM). Condizioni di drenaggio a rottura in relazione alle cause della frana. (1.5 CFU). · Pendii artificiali: fronti di scavo, trincee stradali, miniere (cenni), scavi in frana, rilevati, rilevati su corpi di frana, cenni alle condizioni di verifica delle costruzioni di terra (argini di terra, dighe zonate). (1.0 CFU). · Classificazione delle frane (Varnes, 78). Velocità e danni attesi: scala di Varnes. Interazione fra infrastrutture e corpi di frana. Stabilità delle aree costruite; dissesti possibili: subsidenza di grandi aree, cedimenti dei terreni di fondazione per perdite di acquedotti e fognature. Misure di protezione. (0.5 CFU). · Rischio di frana e mitigazione: previsione, prevenzione, emergenza. Principi di funzionamento degli interventi attivi: rimodellamento, drenaggi superficiali e profondi, palificate, chiodi e tiranti, reti di contenimento in aderenza al versante. Principi di funzionamento degli interventi passivi: vasche di raccolta di colate di fango, barriere paramassi. (0.5 CFU). · Progetto di trincee ed aste drenanti. Progetto di pali sotto azioni orizzontali (teoria di Broms e assimilate). (1.5 CFU). · Laboratorio di progettazione: stabilizzazione di un sito in frana (indagine sui terreni, caratterizzazione meccanica, analisi della stabilità, progetto dell’intervento di stabilizzazione). (1.0 CFU). · Cantiere didattico: visite tecniche a cantieri, seminari. (0.5 CFU).

a) Modalità di esame: Risultati di apprendimento che si intende verificare: Lo studente, in fase di verifica, deve dimostrare di: · aver maturato e fatto propri i concetti di base (teorici e metodologici) della disciplina; · aver acquisito spirito critico nell’esame di singoli e specifici casi ed essere in grado di prospettare un iter per l’interpretazione della situazione prospettata e dei provvedimenti da assumere; · essere in grado di applicare tali fondamenti per affrontare problemi progettuali di analisi e stabilizzazione dei pendii. b) Modalità̀ di esame: prova orale con discussione del progetto svolto svolte durante il corso. Durante l’esame viene richiesto allo studente di illustrare: · una parte del progetto svolto durante il corso; · un metodo di analisi delle condizioni idro-meccaniche di un pendio naturale o artificiale e del suo livello di sicurezza; · la tecnologia e il principio di funzionamento di un intervento di stabilizzazione, con particolare riferimento all’iter progettuale per il dimensionamento dello stesso; · una tecnica di indagine o monitoraggio di un pendio in rocce sciolte o fratturate. Ai fini dalla valutazione vengono considerati: · la padronanza dei concetti sotto il profilo idro-meccanico, · la capacità di utilizzare i concetti acquisiti nella soluzione di problemi pratici; · la padronanza di linguaggio tecnico .

Diapositive commentate usate dal docente durante il corso e disponibili sul sito web-docente. · N. Nocilla, G. Urciuoli Stabilità dei pendii in roccia Hevelius Editore, Benevento 1997 · Desideri, S. Miliziano, S. Rampello Drenaggi a gravità per la stabilizzazione dei pendii Hevelius Editore, Benevento 1997 · Airò Farulla I metodi dell'equilibrio limite Hevelius Editore, Benevento 2001 · L. Picarelli Meccanismi di deformazione e rottura dei pendii Hevelius Editore, Benevento 2000

Fornire agli studenti gli strumenti per comprendere, progettare e gestire la bonifica di siti contaminati
Conoscenza e capacita' di comprensione: Conoscenza dell'analisi di rischio e dei principi alla base delle tecniche di bonifica. Capacità di comprendere le situazioni di contaminazione in atto e le modalità di progettazione degli interventi di risanamento.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Scegliere gli interventi di bonifica appropriati ai diversi casi di contaminazione possibili, e progettare e gestire gli impianti di bonifica e messa in sicurezza

Normativa di riferimento. Piano della caratterizzazione. Analisi di rischio. Tipologie di interventi di risanamento. Funzionamento dei processi di: soil vapor extraction, bioventng, air sparging, barrieramento idraulico, incapsulamento, landfarming, stabilizzazione/solidificazione, fitiorimedio, bioaugmentation, biostimulation, barrieramento reattivo, ossidazione avanzata. Criteri di scelta e di progettazione dei diversi interventi di bonifica e messa in sicurezza basati sui processi di cui sopra.

La prova orale a la discussione dell'elaborato progettuale hanno lo stesso peso.

L. Bonomo: Bonifica dei Siti Contaminati. Mac Graw Hill Italia

Il corso si propone di fornire conoscenze approfondite sulla bioeconomia circolare e sulle strategie di transizione ecologica per superare l’attuale modello di economia lineare e garantire in modo sostenibile la produzione di energia, chemicals, mangimi, alimenti e altri prodotti. Inoltre, il corso intende descrivere le principali fonti di inquinamento e le implicazioni antropiche sui cicli biogeochimici naturali fondamentali del carbonio, dell’azoto e del fosforo, che costituiscono la base della bioeconomia. Verranno presentati i principali programmi e direttive nazionali e internazionali che coinvolgono la bioeconomia circolare e la transizione ecologica. Saranno illustrate le principali piattaforme innovative di bioraffineria (ad esempio, digestione/fermentazione anaerobica, conversione aerobica biologica, bioraffinerie a microalghe, processi termochimici) per il trattamento e la valorizzazione dei rifiuti e residui biologici in bioenergia, biocarburanti e altre biocommodities ad alto valore.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Durante il corso, lo studente sarà in grado di comprendere i principi della bioeconomia circolare e le cause antropiche dei cambiamenti climatici e dell’inquinamento ambientale, che spingono la società moderna verso una transizione ecologica. Lo studente acquisirà inoltre consapevolezza sugli impatti antropici sulle diverse matrici ambientali e sarà informato sulle più recenti normative e iniziative volte alla promozione di strategie circolari sostenibili e virtuose nel contesto della mitigazione dei cambiamenti climatici e della transizione ecologica.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente svilupperà la capacità di valutare e proporre tecnologie innovative per promuovere strategie di bioeconomia circolare (ad esempio, piattaforme di cattura e utilizzo del carbonio, trattamento e valorizzazione di rifiuti e residui biologici), attraverso un percorso formativo che combina didattica tradizionale e project work.

Introduzione alla bioeconomia circolare e alla transizione ecologica. La teoria dei limiti planetari sostenibili. I cicli biogeochimici del carbonio, dell’azoto e del fosforo. Principali cause e problematiche legate all’agricoltura industriale. Il modello a farfalla e i principi d’azione dell’economia circolare. La strategia europea per la bioeconomia e il Green Deal dell’UE. La bioeconomia circolare e il suo motore: la bioraffineria. Le diverse generazioni di matrici e bioraffinerie. Bioraffinerie multi-matrice e multi-prodotto: la piramide del valore bio-based. Tecnologie per la cattura e l'utilizzo del carbonio. Tecnologie per il recupero di azoto e fosforo. Caratterizzazione qualitativa e quantitativa delle biomasse. Principi dei processi biologici. Biovalorizzazione dei materiali lignocellulosici. La bioraffineria della digestione anaerobica: bioenergia e biocarburanti. Bioraffinerie anaerobiche: fermentazione del syngas, solventogenesi e allungamento della catena. Bioraffinerie fotosintetiche: processi a base di microalghe per la cattura del carbonio, il recupero di nutrienti, la produzione di biocarburanti e composti ad alto valore aggiunto. Bioraffinerie aerobiche: upcycling di carbonio e azoto in proteine microbiche e altri bioprodotti. Casi studio.

In generale, lo studente dovrà essere in grado di discutere l’attuale situazione climatica e ambientale e proporre strategie per l’implementazione di piattaforme di bioeconomia circolare orientate alla transizione ecologica. In particolare, l’esame orale sarà incentrato su un elaborato pratico in cui lo studente, individualmente o in gruppo, avrà proposto uno schema di bioraffineria per l’attuazione di pratiche di bioeconomia circolare, finalizzate al trattamento e alla valorizzazione di diverse matrici di rifiuti biologici in bioenergia, biocarburanti o bioprodotti ad alto valore aggiunto.

Appunti didattici del corso e articoli scientifici caricati dal docente.

Il corso si pone l'obiettivo di fornire allo studente conoscenze approfondite relative all’uso delle tecnologie più innovative adottate nella progettazione di opere geotecniche, che vanno sotto il generico nome di tecniche di consolidamento. Lo sviluppo tumultuoso della tecnologia nel campo dell’ingegneria civile ha fatto sì che queste tecniche sono diventate estremamente diffuse, sorpassando molto spesso nell’applicazione le tecnologie più tradizionali del settore geotecnico. E’ quindi estremamente utile che un ingegnere civile ne apprenda l’esistenza, ne comprenda gli aspetti tecnologici, ne studi i meccanismi di funzionamento e ne apprenda i metodi di progetto. Il corso ha lo scopo di fornire quindi conoscenze dettagliate su tutti questi aspetti, evidenziando inoltre i limiti e le potenzialità di tutte le tecnologie studiate.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve comprendere la relazione esistente tra i principi della geotecnica e i principi di funzionamento delle tecnologie studiate, per potere acquisire gli strumenti conoscitivi necessari all’applicazione in sito di queste tecnologie innovative.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Grazie alla partecipazione attiva alle esercitazioni, che si svolgono come veri e propri progetti, gli studenti vengono messi di fronte a problemi applicativi non convenzionali ma sempre più diffusi, in cui l’adozione delle tecnologie geotecniche di consolidamento è la scelta più efficace se non, in alcuni casi, l’unica possibile.

INIEZIONI PER PERMEAZIONE: reologia delle miscele, cenni sul moto di filtrazione di fluidi non newtoniani a viscosità variabile nel tempo, proprietà del terreno consolidato, principi di progettazione, limiti della tecnologia. Progetto di un intervento di consolidamento al di sotto di un rilevato. 1 CFU JET GROUTING: tecnologie mono, bi e trifluido; caratteristiche del materiale trattato; stima del diametro medio e dei difetti delle colonne; opere in jet grouting più diffuse: barriere lineari, tamponi di fondo, coronelle di preconsolidamento in galleria; progetto deterministico e progetto probabilistico; il metodo Monte Carlo. Esempi applicativi di problemi esecutivi. Progetto di una barriera lineare di cinturazione di un sito inquinato; progetto di un tampone di fondo. 2 CFU ADDENSAMENTO DEI TERRENI: compattazione dinamica, vibroflottazione, vibrocompattazione, colonne di ghiaia, compaction grouting. 1 CFU DRENI: dreni verticali statici, vacuum preloading, dreni verticali e orizzontali sismici. 1 CFU LA LIQUEFAZIONE, COME PROBLEMA APPLICATIVO: comportamento ciclico dei terreni, liquefazione, metodi semiempirici per la valutazione del rischio di liquefazione. Indicatori integrali. Scelta dell’approccio al progetto. 1 CFU CHIODATURA DEI TERRENI (SOIL NAILING): meccanismo di funzionamento, tecnologia (chiodi tradizionali e chiodi ad elica), metodi di progetto. Progetto del sostegno di uno scavo. 1 CFU DRAGAGGIO: comportamento di terreni sottoconsolidati; cenni alla teoria della consolidazione in grandi spostamenti, la gestione dei sedimenti dragati in cassa di colmata; principi di progettazione. Progetto del consolidamento di materiale dragato in cassa di colmata. 1 CFU CONSOLIDAMENTO DEGLI AMMASSI ROCCIOSI: cenni al comportamento meccanico degli ammassi rocciosi. Criterio di Resistenza di Hoek e Brown per ammassi intensamente fratturati. Criterio di resistenza di Barton per le discontinuità. Cinematica del crollo di un blocco. Reti attive e passive; chiodature, reti paramassi. 1 CFU

Il campo sarà definito secondo l'aggiornamento delle Linee guida del PQA in corso di predisposizione

Dispense del docente, slides proiettate.

L’insegnamento si propone di fornire una panoramica di base dei contaminanti emergenti con particolare attenzione ai composti refrattari ai tradizionali processi di trattamento di acque reflue. Muovendo da tale contesto, obiettivo dell’insegnamento è quello di fornire conoscenze di base e specialistiche sui principali trattamenti di ossidazione avanzata per la rimozione di tali composti, definendone il chimismo, gli aspetti cinetici, economici e progettuali.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche relative all’implementazione di processi di ossidazione avanzata come processi terziari per la rimozione di contaminanti emergenti e tradizionali. A partire dalle nozioni apprese, deve dimostrare di saper individuare i processi più appropriati per la rimozione di contaminanti a partire dalle caratteristiche chimiche e dai parametri cinetici, tenendo conto anche di aspetti economici e progettuali. Dovrà inoltre acquisire le conoscenze e gli strumenti metodologici necessari alla comprensione e l’apprendimento autonomo di processi di ossidazione avanzata non direttamente trattati nel corso, anche attraverso la consultazione di libri di testo e pubblicazioni scientifiche, cogliendone gli aspetti prettamente ingegneristici.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di cercare e raccogliere dalla letteratura le informazioni e i dati necessari all’implementazione di processi di ossidazione avanzata di sostanze target. Sulla base delle conoscenze e metodologie acquisite, dovrà essere in grado di riassumere e presentare i dati rilevanti, nonché di rielaborarli attraverso procedure di calcolo e software per l’individuazione di parametri cinetici e utilizzarli per il progetto e l’implementazione delle tecnologie di ossidazione avanzata.

• Conoscenze di base e propedeutiche: cinetiche chimiche e fotochimiche, assorbimento, legge di Lambert-Beer, definizioni di base relative ad inquinanti e processi chimici ossidativi, catalisi, tempo di degradazione ed ecotossicità dei sottoprodotti.
• Classi di contaminanti emergenti e loro caratteristiche, concentrazioni ambientali e distribuzione geografica.
• Fotolisi diretta e processi UV/H2O2: meccanismi, cinetica, quantum yield, reattori, aspetti economici.
  Processi di Fenton e Foto-Fenton: meccanismi, cinetica, effetto delle variabili operative e del pH, chelanti, aspetti economici.
• Ozonizzazione: meccanismi, cinetiche, uso di perossido di idrogeno e UV, aspetti economici.
• Fotocatalisi: ossidi semiconduttori, accoppiamenti semiconduttore/semiconduttore e semiconduttore/metallo, meccanismi di reazione, aspetti economici.
• Catalytic wet oxidation: motivazioni, catalizzatori, implementazione.
• Processi di trattamento integrati (biologico e chimico)
• Esperienze laboratoriali/software: utilizzo di software di calcolo per l’individuazione di parametri cinetici e fotocinetici, eventuali esperienze laboratoriali (da definire sulla base del numero di studenti).

Modalità 1) prova orale finale;
Modalità 2) Lo studente può decidere autonomamente di sostituire la prova orale finale con la discussione di un elaborato progettuale. Lo studente dovrà preparare un elaborato su un argomento concordato con il docente, approfondendone gli aspetti chimici, cinetici, ed applicativi, anche attraverso l’elaborazione dati tramite software.

• Rakshit Ameta, Suresh C. Ameta: Advanced oxidation processes for wastewater treatment
• Dispense e appunti del corso

L’insegnamento si propone di fornire strumenti conoscitivi e operativi per affrontare problematiche ambientali, quali: i) ricerca, valorizzazione, gestione e protezione delle risorse naturali (geomateriali, risorse idriche sotterranee, risorse energetiche); ii) analisi e valutazione dei rischi geologici (rischio idrogeologico, sismico, sinkhole); iii) vulnerabilità e tutela del territorio anche nel contesto dei cambiamenti climatici, illustrando gli strumenti per il monitoraggio e la gestione del sistema ambiente.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Il percorso formativo intende fornire le conoscenze e gli strumenti metodologici per comprendere le problematiche ambientali legate allo sfruttamento del territorio da parte della società. Tali strumenti consentiranno agli studenti di individuare le metodologie di studio per la risoluzione di problemi geologici applicati alla gestione ed alla tutela del territorio. Lo studente deve dimostrare di conoscere la terminologia tecnico-scientifica e di cogliere le implicazioni dello sfruttamento del territorio.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di applicare le conoscenze e gli strumenti metodologici appresi nel riconoscimento di problematiche ambientali legate allo sfruttamento del territorio da parte della società. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una certa capacità di raccogliere, gestire e interpretare i dati geologici, idrogeologici e meteorologici, anche mediante l’utilizzo di sistemi informativi geografici. Inoltre lo studente deve dimostrare capacità critica nell’applicare la normativa vigente in materia ambientale e le metodologie più idonee per analizzare i rischi del territorio nell’interazione con le attività antropiche. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito la terminologia tecnico-scientifica ed aver maturato una certa capacità espositiva su argomenti concernenti la tutela delle risorse ambientali ed i rischi naturali.

Le risorse geologiche, idriche ed energetiche (2 CFU). Concetti di georisorse e rischi geologici. Richiami di geologia regionale. Richiami di geologia applicata. Aspetti qualitativi e quantitativi delle risorse idriche sotterranee. Cenni sulle risorse energetiche.
Strumenti cartografici e cenni di fotogrammetria (1 CFU). Richiami di cartografia di base. Sistemi di coordinate (geografiche e proiettate). Proiezione cartografica. Cartografia e Sistemi Informativi Territoriali (Geographic Information Systems, GIS). Rappresentazione della realtà. Modelli vettoriali e raster. Banche dati e webGIS. Rilevamento, fotogrammetria e costruzione di modelli virtuali.
La tutela quali-quantitativa delle risorse idriche sotterranee (3 CFU). Monitoraggio quali-quantitativo delle risorse idriche sotterranee. Bilancio idrogeologico: precipitazione, evapotraspirazione, deflusso superficiale e sotterraneo. Criteri e tecniche di acquisizione ed elaborazione dei dati idrogeologici e meteorologici, anche mediante GIS. Impatto dei cambiamenti climatici sulle risorse idriche sotterranee. Contaminazione delle acque sotterranee. Valutazione della vulnerabilità degli acquiferi (porosi, carsici e fratturati). Valutazione del rischio all’inquinamento delle acque sotterranee e normativa di riferimento.
Il rischio idrogeologico e sismico (3 CFU). Concetti di pericolosità, vulnerabilità e rischio. Rischio idrogeologico: alluvioni e frane. La classificazione delle frane e dei processi di intensa erosione. Rapporti tra precipitazioni e fenomeni franosi. Rapporti tra eventi sismici e franosi. Valutazione della suscettibilità e pericolosità da frana. Strumenti di analisi e determinazione delle aree a rischio di frana. Sinkhole naturali e antropici. Rischio sismico. Cenni di microzonazione sismica. Criteri e tecniche di acquisizione ed elaborazione dei dati geologici, anche mediante GIS e modelli virtuali dell’affioramento. Normativa di riferimento.

Il risultato degli elaborati (relazioni scritte) sulle attività svolte durante le esercitazioni incide al 30% sulla votazione finale. La prova orale incide all’ 70% sulla votazione finale.

Libri di testo consigliati (disponibili presso le biblioteche d’Ateneo o online tramite il sito sba.unina.it)
Bell F. G. (2001) Geologia ambientale: teoria e pratica. Zanichelli Ed., Bologna.
Scesi L., Papini M., Gattinoni P., Longoni L. (2015) - Geologia tecnica. Ambrosiana Ed.
Francani V. (2014) – Idrogeologia Ambientale. Casa Editrice Ambrosiana.
Gonzalez de Vallejo L., Ferrer M. (2011) – Geological Engineering. Taylor & Francis Group.
Beretta G.P. (1992) – Idrogeologia per il disinquinamento delle acque sotterranee: tecniche per lo studio e la progettazione degli interventi di prevenzione, controllo, bonifica e recupero. Pitagora Ed.
Articoli scientifici.
Appunti e dispense del corso presenti sul sito docente.

Il Corso ha l’obiettivo di introdurre gli studenti all’analisi e valutazione dei rischi geotecnici in area
urbana finalizzato alla valutazione della sicurezza dell’ambiente costruito.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche relative ai
possibili rischi di natura geotecnica in area urbana. Deve dimostrare di sapere individuare la più adeguata metodologia di valutazione del rischio specifico a partire dalle nozioni apprese
riguardanti i diversi fenomeni e i differenti approcci metodologici. Il percorso formativo intende
fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici di base necessari per valutare le
diverse tipologie di rischio geotecnico in area urbana.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di:

• analizzare le diverse cause di pericolosità associate ai rischi geotecnici in area urbana;
• valutare la pericolosità connessa alle differenti fenomenologie adottando approcci sia qualitativi
  sia quantitativi;
• valutare i possibili effetti connessi a specifici scenari di rischio in area urbana con approcci alla
  scala del territorio urbano;
• produrre mappe sintetiche del rischio in area urbana.

Rischio: definizione (0.5 CFU)

• Valutazione del rischio: pericolosità, vulnerabilità e esposizione: concetti base e esempi.
• L’analisi di rischio: l’approccio gerarchico - Valutazione e mitigazione del rischio.
• Esempi di rischi geotecnici in area urbana.
  Effetti transitori e permanenti indotti dall’azione sismica (3.5 CFU)
• Descrizione: Meccanismi sismogenetici e propagazione delle onde.
• Comportamento meccanico dei terreni sotto azioni sismiche: comportamento non-lineare e
  dissipativo dei terreni; resistenza ciclica.
• Aspetti fenomenologici della propagazione delle onde.
• Analisi: tecniche di misura di sito e di laboratorio delle proprietà meccaniche dei terreni soggetti
  ad azioni cicliche e dinamiche.
• Analisi e valutazione degli effetti transitori del moto (risposta sismica locale) con metodi
  qualitativi e quantitativi.
• Zonazione: Microzonazione sismica con metodi multilivello, le linee guida della microzonazione
  sismica, applicazioni.
  Stabilità dei pendii (2 CFU)
• Descrizione: stati tensionali nei pendii naturali, influenza della falda: classificazione dei
  movimenti franosi inflluenza degli eventi meteorici e impatto degli interventi antropici.
• Stabilità: caratterizzazione dei terreni finalizzata all’analisi di stabilità, metodi semplificati per
  l’analisi di stabilità alla scala urbana. Analisi di stabilità in condizioni sismiche: metodi semplificati.
• Zonazione: database, criteri di zonazione basati sul coefficiente di sicurezza calcolato in
  riferimento a diversi eventi di scenario. Interazione con la pianificazione urbana e con l’ambiente
  costruito.
• Interventi: tecniche di mitigazione e sistemi di allerta.

Lo studente, in fase di verifica, deve dimostrare di:

• aver maturato e fatto propri i concetti di base dell’analisi di rischio;
• essere in grado di valutare la pericolosità di un sito in riferimento ai diversi fenomeni naturali
  analizzati;
• essere in grado di impostare una zonazione del rischio adottando metodologie a crescente grado
  di approfondimento.
  prova orale con discussione delle esercitazioni numeriche svolte durante il corso.
  Durante l’esame viene richiesto allo studente:
• di impostare la valutazione della pericolosità sismica locale adottando metodologia a diverso grado di
  approfondimento (incidenza sulla valutazione fino al 45%);
• di conoscere le metodologie di zonazione degli effetti transitori e permanenti del moto sismico (incidenza sulla
  valutazione fino al 35%);
• di applicare metodologie semplificate per la valutazione del rischio di instabilità alla scala urbana (incidenza
  sulla valutazione fino al 20%).

Kramer S. Geotechnical earthquake engineering –Prentice Hall
Bromhead The stability of slopes –Taylor and Francis

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti concetti fondamentali e nozioni specialistiche sul
ruolo dell’Idraulica nell’ambito del nesso acqua-cibo-energia (water energy food nexus). In
particolare, il corso ha lo scopo di affrontare problemi di interesse tecnico relativi al moto nei mezzi
porosi, alla propagazione di soluti in correnti idriche, all’idro-energetica per la gestione ottimale
integrata della risorsa idrica. Sono inoltre forniti gli di strumenti applicativi/numerici per la
risoluzione dei problemi affrontati.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le principali problematiche
relative al moto nei mezzi porosi, alla propagazione di soluti in correnti idriche, all’idro-energetica.
Il percorso formativo intende fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici
specialistici necessari per analizzare le problematiche in esame. Lo studente deve inoltre
conoscere la terminologia tecnico-scientifica delle discipline idrauliche e sapere redigere relazioni
tecniche.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di risolvere problemi concernenti il moto nei mezzi
porosi, alla propagazione di soluti in correnti idriche, all’idro-energetica. Il percorso formativo
èorientato a trasmettere le capacità e gli strumenti metodologici e operativi necessari la
risoluzione di problemi idraulici e ambientali riguardanti un’efficiente gestione e protezione della
risorsa idrica di particolare interesse per un ingegnere ambientale.

1. Idraulica dei mezzi porosi. (3 CFU)
Mezzi permeabili e caratteristiche del moto di filtrazione. Legge di Darcy, coefficiente di filtrazione
e permeabilità intrinseca. Moti a potenziale: funzione potenziale; condizione di irrotazionalità;
proprietà dei moti a potenziale, equazione di Laplace; linee di flusso ed equipotenziali; reticolato
idrodinamico; proprietà funzioni armoniche. Mezzi isotropi e omogenei. Effetto della variabilità
spaziale del coefficiente di filtrazione. Definizione e tipologia delle falde. Emungimento da falda
artesiana. Principio di sovrapposizione degli effetti. Emungimento da falda in movimento e
emungimento da pozzi multipli. Prove di emungimento in falda artesiana in moto permanente e in
moto vario.. Falda in prossimità del mare.
2. Fenomeni di trasporto. (3 CFU)
Descrizioni dei principali fenomeni di trasporto in soluzione nei mezzi naturali, processo di
advezione, processo di diffusione, processi di reazione, equazioni indefinite di trasporto
turbolento, processo di dispersione, equazione del trasporto monodimensionale, fenomeni di
trasporto negli alvei naturali larghi.
3. Idro-energetica. (3 CFU)
Potenza idraulica di una corrente idrica, funzionamento idraulico di pompe e turbine, tipologia di
pompe e turbine, equazioni di Eulero, similitudine meccanica delle macchine rotanti, equazioni di
Navier-Stokes, modelli numerici risolutivi per le macchine rotanti, curve prestazionali di pompe,
turbine e pompe inverse, collaudi prestazionali, regolazione delle pompe e delle turbine nelle reti
di distribuzione idrica, direttive europee e normative tecniche per la progettazione ecocompatibile
delle pompe e dei gruppi di pompaggio.

La prova di esame si svolge alla fine del corso e consiste in un colloquio finale comprendente
anche la discussione degli elaborati svolti.

Montuori C. – Complementi di Idraulica, Liguori Napoli
Carravetta A., Martino R. –Dispense di Idraulica, Fridericiana Napoli
Dispense e slides del corso.
Software HEC-RAS

Il corso fornisce conoscenze e strumenti per la caratterizzazione, la valutazione, la gestione e la tutela delle risorse idriche sotterranee, nonché per l’analisi delle condizioni idrogeologiche connesse all’utilizzo dell’energia geotermica. Particolare attenzione è dedicata all’integrazione tra assetto geologico, circolazione idrica, caratteristiche idrauliche e composizione chimica delle acque, con l’obiettivo di supportare una progettazione ingegneristica sostenibile.
Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di:

• riconoscere e confrontare i principali sistemi acquiferi, quali acquiferi alluvionali, carbonatici, vulcanici e in mezzi fratturati, descrivendone la geometria, le proprietà idrauliche e il comportamento idrodinamico;
• selezionare e interpretare tecniche dirette e indirette per l’indagine del sottosuolo e degli acquiferi;
• valutare quantitativamente le risorse e le riserve idriche mediante dati piezometrici, prove di emungimento, analisi dei regimi sorgivi e bilanci idrogeologici;
• interpretare dati idrogeochimici e riconoscere le relazioni tra geologia, circolazione sotterranea, qualità delle acque e Valori di Fondo Naturale;
• analizzare i principali processi di contaminazione, stimare la vulnerabilità degli acquiferi e definire criteri per l’individuazione delle aree di salvaguardia delle captazioni;
• progettare, a livello preliminare, opere di captazione e studi idrogeologici per sistemi geotermici a circuito aperto e chiuso, valutandone i potenziali impatti ambientali.
  Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente dovrà conoscere i fondamenti dell’idraulica degli acquiferi, i metodi di caratterizzazione idrogeologica e idrogeochimica, i criteri di valutazione quantitativa e qualitativa delle risorse idriche sotterranee, i processi di contaminazione e i principi dell’utilizzo geotermico del sottosuolo.
  Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente dovrà saper costruire e interpretare carte piezometriche e sezioni idrogeologiche, analizzare prove di emungimento e regimi sorgivi, impostare bilanci idrogeologici, interpretare analisi chimiche e valutare la vulnerabilità degli acquiferi, le opere di captazione e le possibili soluzioni geotermiche in contesti semplici.

1. Proprietà idrauliche e idrodinamica degli acquiferi
Porosità e permeabilità. Conducibilità idraulica, trasmissività, coefficiente di immagazzinamento e diffusività. Legge di Darcy. Carico idraulico, gradienti, portata e velocità. Costruzione e interpretazione di carte piezometriche. Acquiferi liberi, confinati e semiconfinati.
2. Indagini, traccianti e opere di captazione
Tecniche dirette e indirette di indagine. Traccianti naturali e artificiali. Perforazione, completamento e condizionamento dei pozzi. Criteri di progettazione delle opere di captazione. Prove di pozzo e prove di falda in condizioni stazionarie e transitorie.
3. Sorgenti, bilanci e gestione quantitativa
Classificazione e regime delle sorgenti. Curve di esaurimento. Delimitazione del bacino di alimentazione. Valutazione delle risorse e delle riserve. Opere di captazione delle sorgenti. Bilanci idrogeologici. Effetti dei prelievi e subsidenza indotta.
4. Idrogeochimica e acque minerali
Processi che controllano il chimismo delle acque sotterranee. Campionamento e interpretazione delle analisi chimiche. Diagrammi idrogeochimici e carte tematiche, incluse le curve isocone. Acque minerali e termominerali: origine, captazione e principali aspetti normativi. Valori di Fondo Naturale.
5. Inquinamento, vulnerabilità e siti contaminati
Sorgenti e meccanismi di contaminazione delle acque sotterranee. Trasporto degli inquinanti. Valutazione della vulnerabilità intrinseca e specifica. Aree di salvaguardia delle captazioni in mezzi porosi e fratturati. Caratterizzazione idrogeologica dei siti contaminati.
6. Cartografia idrogeologica
Lettura e interpretazione di carte geologiche e idrogeologiche. Elaborazione di carte piezometriche e tematiche. Ricostruzione di sezioni geologiche e idrogeologiche e definizione del modello concettuale.
7. Geotermia
Quadro introduttivo e principali aspetti normativi. Risorse geotermiche da bassa ad alta entalpia. Sistemi a circuito aperto e chiuso. Indagini idrogeologiche per la progettazione. Interazioni con gli acquiferi e valutazione dei potenziali impatti ambientali.

Il livello minimo di sufficienza richiede la conoscenza dei concetti fondamentali e la capacità di interpretare correttamente una situazione idrogeologica semplice. Valutazioni più elevate richiedono padronanza dei metodi, autonomia di giudizio, capacità di integrare dati differenti e un’argomentazione tecnica chiara e rigorosa.
Sezione Geologica

Castany, G. (1986). Principi e metodi dell’Idrogeologia . Flaccovio.
Celico, P. (1986). Prospezioni idrogeologiche . Liguori.
Civita, M. (2005). Idrogeologia applicata e ambientale . Casa Editrice Ambrosiana.
Banks, D. (2008). An Introduction to Thermogeology: Ground Source Heating and Cooling . Blackwell, Oxford.
Budetta, P., Calcaterra, D., Corniello, A., de Riso, R., Ducci, D., Santo, A. Appunti di geologia dell’Appennino meridionale .
Dispense, carte tematiche, esercizi e materiali integrativi resi disponibili dal docente durante il corso.

Il corso introduce alle tematiche della protezione costiera in una prospettiva pratica ed applicativa: esso mira a fornire allo studente gli strumenti necessari alla redazione di un progetto preliminare per salvaguardia di un litorale. Dopo aver discusso i principi che regolano la generazione delle onde e la loro propagazione verso i bassi fondali, con particolare attenzione agli effetti del cambiamento climatico, il corso si concentra sulla circolazione litoranea ed il trasporto solido da essa generato. Vengono illustrati i principi attraverso i quali operano alcuni dei modelli numerici maggiormente impiegati nella pratica professionale. Il corso introduce i fondamenti della progettazione strutturale ed idraulica delle opere di difesa, con particolare attenzione alle soluzioni non convenzionali a basso impatto paesaggistico ed ambientale.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Gli studenti saranno in grado di determinare le azioni idrodinamiche principali responsabili della circolazione costiera. Inoltre, saranno in grado di comprendere quale sia la scala temporale che governa la variazione di configuraziome della spiaggia in relazione alle criticità che interessano una singola area costiera. Infine saranno in grado di comprendere e prevedere le modifiche che subirà un litorale in risposta a diverse strategie progettuali di difesa.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Gli studenti saranno in grado di ricostruire il clima ondoso di un paraggio paraggio, determinare le onde di progetto associate a diverse condizioni di rischio, studiare la propagazione verso i bassi fondali mediante modellazione numerica e determinare, sempre mediante modellazione numerica, le direttrici principali di circolazione costiera. Sarà sviluppata la capacità di calcolare l'intensità di trasporto solido alle diverse scale temporali, mediante adeguati software, e di procedere al progetto strutturale delle opere di difesa. Infine gli strudenti saranno in grado di studiare la risposta temporale di un ripascimento artificiale.

Onde di vento ed onde di mare morto; Descrizione spettrale delle onde di vento; Onda di progetto; Propagazione delle onde e Wave action balance; frangimento. Circolazione costiera e Nearshore Equations. Surf beats. Trasporto solido trasversale; Trasporto solido longitudinale; Sistemi di difesa litoranea attivi e passivi. Soluzioni morbide ed eco-compatibili. Modelli numerici di propagazione spettrale; Modelli per il trasporto solido trasversali concettuali e "process-based". Modelli numerici di trasporto ad una linea.

Il campo sarà definito secondo l'aggiornamento delle Linee guida del PQA in corso di predisposizione.

Robert G Dean, Robert A Dalrymple, 1991. Water Wave Mechanics For Engineers And Scientists. World Scientific.
Rock Manual, 2007. CIRIA C683.
Coastal Engineering Manual (CEM), 2002. US Army Corps of Engineers
Ib. A. Svendsen. Introduction to Nearshore Hydrodynamics. World Scientific 2006.
Paul D. Komar. Beach Processes and Sedimentation.
Dano Roelvink, J. A. Roelvink, Ad Reniers. A Guide to Modeling Coastal Morphology. World Scientific

L’insegnamento di propone di:

• Illustrare la situazione dei cambiamenti climatici a livello planetario
• Fornire le nozioni di base sulla fenomenologia dell’effetto serra
• Descrivere i grandi cicli biogeochimici dei principali elementi (carbonio, azoto e fosforo)
• Descrivere gli impatti dei cambiamenti climatici nei diversi comparti ambientali
• Fornire indicazioni sulle cause di natura antropica dei cambiamenti climatici
• Descrivere i concetti di base delle tecniche di carbon capture, utilization and storage
• Proporre soluzioni tecnologiche per mitigare in modo sostenibile le emissioni e la presenza di gas clima-alteranti in atmosfera e gestire i grandi cicli naturali dei nutrienti e di altri elementi presenti sulla crosta terrestre
• Presentare le misure, gli accordi e i trattati in materia di prevenzione e mitigazione dei cambiamenti climatici a livello nazionale, comunitario e globale
  Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve: a) dimostrare di conoscere e saper comprendere le cause di natura antropica dei cambiamenti climatici e gli impatti dei cambiamenti climatici nei diversi comparti ambientali; b) essere in grado di saper elaborare argomentazioni concernenti i nessi tra alterazioni dei grandi cicli biogeochimici degli elementi e attività antropiche; c) descrivere i meccanismi di cattura del carbonio; d) illustrate le principali tecniche di carbon capture, utilization and storage; e) conoscere le misure e le normative di prevenzione e mitigazione dei cambiamenti climatici.
  Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve: a) risolvere problemi concernenti le emissioni e la presenza eccessiva di gas clima-alteranti in atmosfera e lo squilibrio dei grandi cicli biogeochimici naturali; b) essere capace di proporre e implementare soluzioni tecnologiche e gestionali per la mitigazione dell’impatto dovuto ai cambiamenti climatici in modo sostenibile; c) dimostrare di aver acquisito gli strumenti di simulazione e stima degli effetti dei cambiamenti climatici a scala locale e globale.

Il corso intende offrire una panoramica completa e integrata del problema dei cambiamenti climatici, partendo da un'introduzione generale e un inquadramento a livello globale e planetario. Si analizzeranno le implicazioni sociali ed economiche di questo fenomeno, definendo concetti chiave come mitigazione, adattamento, resilienza, sviluppo sostenibile e sostenibilità ambientale.
Il programma prosegue con l'esame della teoria della quadruplice morsa e degli effetti della pressione antropica, inclusi l'incremento delle concentrazioni di gas clima-alteranti e la perdita degli ecosistemi. Saranno approfondite le definizioni di tipping point, feedback positivo e negativo e regime shift nei sistemi socio-ecologici, inquadrando l'Antropocene come nuova era geologica in cui l'uomo èil principale motore del cambiamento, con considerazioni basate su dati paleoclimatici.
Un argomento centrale è l'introduzione alla teoria dei planetary boundaries (o limiti planetari), con la descrizione e quantificazione dei nove confini, e la loro evoluzione negli aggiornamenti del 2009, 2017 e 2023. Ci si soffermerà in particolare sull'acidificazione degli oceani e sul consumo dello strato di ozono stratosferico. Verranno poi illustrati i dati sul cambiamento climatico e gli scenari di emissione previsti dall'Intergovernamental Panel on Climate Change (IPCC),
analizzando i settori industriali più responsabili e le dinamiche della transizione energetica a livello globale, europeo e italiano, con cenni ai processi per la produzione di energia da rifiuti e biomasse.
Si passerà poi a discutere il bilancio energetico della Terra, i principali gas clima-alteranti e le definizioni di concentrazione di CO2 equivalente e global warming potential. Saranno esaminati gli impatti del cambio d'uso del suolo, come deforestazione, agricoltura e allevamento, sull'intera filiera alimentare, e le strategie della FAO per un'agricoltura sostenibile.
Il corso esplorerà in dettaglio il ciclo biogeochimico del carbonio e dell'azoto, incluse le interazioni tra atmosfera, idrosfera, litosfera e biosfera. Verranno presentate le principali tecniche di carbon capture and utilization (CCU) e carbon capture and storage (CCS), come l'adsorbimento, l'assorbimento, la separazione con membrane e la distillazione criogenica. Si distingueranno le tecniche carbon-neutral da quelle carbon-positive e si esamineranno le applicazioni delle microalghe per la cattura della CO2 e la gestione sostenibile dei nutrienti. Saranno illustrate anche tecniche come la fermentazione del syngas, la biometanazione idrogenotrofa, la carbonatazione minerale, la direct air capture e le strategie basate sulla riforestazione, inclusa l'iniziativa "4 per mille". Particolare attenzione sarà data al ruolo del
biochar e all'utilizzo di tecnologie bioponiche, idroponiche e acquaponiche.
Per quanto riguarda l'azoto, si discuteranno il ciclo naturale e l'influenza antropogenica del processo Haber-Bosch, l'eutrofizzazione e le tecniche di recupero da matrici di scarto (scambio ionico, strippaggio, precipitazione della struvite). Verranno inoltre affrontati il ciclo del fosforo e le tecnologie per il suo recupero, così come le interazioni e la manipolazione ingegnerizzata dei cicli di carbonio e azoto, con un focus sulla produzione di proteine microbiche e il loro utilizzo.
Il programma si concluderà con un'analisi delle materie prime critiche, come i giacimenti di ferro e le terre rare, e del loro ruolo nelle tecnologie verdi, in linea con la lista dei critical raw materials dell'Unione Europea. Si ripercorreranno i principali accordi e protocolli internazionali, dal Protocollo di Montreal a quello di Kyoto, fino all'Accordo di Parigi del 2015. Saranno analizzati anche gli obiettivi di sviluppo sostenibile (SDGs) dell'Agenda ONU 2030, l'European Green Deal, le strategie di "deep decarbonization" e gli strumenti economici come le quote di carbonio e il sistema EU-ETS.

Per superare la prova di esame lo studente deve dimostrare di avere acquisito una conoscenza almeno sufficiente dei principali gas clima-alteranti e delle cause principali di origine antropica dei cambiamenti climatici. Inoltre, deve saper individuare le tecniche di mitigazione più adeguate per il controllo delle emissioni di gas clima-alteranti e il riequilibrio dei principali cicli biogeochimici dei nutrienti.

Dispense del corso, articoli scientifici, assessment reports dell’IPCC (comitato intergovernativo sui cambiamenti climatici) e rapporti della FAO, ENEA, ISPRA e di altre Istituzioni nazionali e sovranazionali opportunamente caricati nel Team del corso.

Obiettivo dell’insegnamento è quello di introdurre i principi fondamentali della modellazione matematica per la formalizzazione e risoluzione di problemi ingegneristici avanzati. L’insegnamento si propone di fornire agli studenti nozioni di base di metodi computazionali, basati sulle differenze finite e sugli elementi finiti per problemi parabolici, iperbolici ed ellittici. La discussione numerica di ogni tipo di equazione sarà sempre preceduta dall’’introduzione/derivazione di modelli meccanicistici. Inoltre, il ruolo delle condizioni iniziali e al contorno sarà evidenziato in funzione della situazione fisica. L’analisi numerica riguarderà lo sviluppo di specifiche applicazioni in ambiente MATLAB.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Conoscenza e capacità di comprensione Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche relative alla modellazione matematica di problemi ingegneristici tipici dell’Ingegneria Ambientale. Nello specifico, i risultati di apprendimento attesi riguarderanno:

• l'acquisizione, da parte dello studente, delle competenze necessarie per tradurre un determinato problema ingegneristico nel corrispettivo problema matematico costituito da equazioni differenziali ordinarie, da equazioni differenziali alle derivate parziali, e dalle relative condizioni iniziali e al contorno;
• la conoscenza di alcuni dei più comuni metodi numerici per la risoluzione di problemi ai valori iniziali e al contorno (e.g. metodi elle differenze finite e metodi agli elementi finiti);
• la capacità di scegliere il metodo computazionale più adatto per un dato problema ingegneristico.
  Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di analizzare e tradurre un problema concreto in un modello matematico e di individuare e utilizzare gli strumenti fisico-matematici appropriati alla sua risoluzione. Il percorso formativo è orientato a trasmettere le capacità e gli strumenti metodologici e operativi necessari ad applicare concretamente le conoscenze apprese negli ambiti disciplinari propri dell’Ingegneria Ambientale.

CONDUZIONE E DIFFUSIONE DEL CALORE
Legge di Fourier, Equazione del calore, Condizioni iniziali e al contorno, Equazione monodimensionale del calore, Conduzione del calore nei mezzi in movimento, Legge di Fick, Diffusione nei mezzi in movimento, Mezzi porosi e legge di Darcy, Fluidi saturi. Problemi di cambiamento di fase. Interludio di Matlab: Creazione di matrici, Sub- matrici, Manipolazioni di matrici, Matrici tridiagonali, Operazioni algebriche, Divisione sinistra e destra, Struttura di controllo del flusso: ciclo for, File di script.
METODO ALLE DIFFERENZE FINITE
Differenze finite, Approssimazione di derivate, Approssimazione centrale, Approssimazioni a tre punti, Funzioni in due variabili, Derivate di ordine superiore, Approssimazioni a derivate miste, Metodo di Eulero diretto, Problema di Dirichlet Introduzione alla stabilità, Convergenza, Consistenza, Problemi al contorno, Problema di Neumann, Problema di Robin, Conduzione del calore in corpi multistrato Metodo di Eulero implicito, Problemi di Neumann e Robin, Consistenza del metodo di Eulero implicito, Equazione del calore non dimensionale, Diffusione allo stato stazionario, Problema di Dirichlet-Robin, Problema di Neumann. Interludio di Matlab: function files, approssimazione centrale, forward e backward, Funzione con più variabili, Strutture di controllo del flusso, Sottofunzioni, Comandi utili per le funzioni. Funzioni anonime, Operatori logici e funzioni logiche, Metodo di Eulero esplicito, Funzioni per problemi stazionari.
EQUAZIONI PARABOLICHE
Metodo di Crank-Nicolson, problema di Dirichlet, problema di Robin per il metodo di Crank-Nicolson. Stabilità di Von Neumann, criterio di Von Neumann. Esempi, Metodo DuFort-Frankel, Metodo Richardson, Metodo DuFort-Frankel, Stabilità, Analisi della consistenza, Forma matriciale del metodo DuFort-Frankel, Stabilità matriciale, Equazione convezione-diffusione, Metodi espliciti, Metodo di Eulero implicito, Metodo implicito di Crank-Nicolson, Diffusione con decadimento Metodo delle linee, Problema di Dirichlet, Problema di Neumann, Equazione convezione-diffusione Coefficienti variabili Equazioni non lineari, Metodo esplicito, Metodo delle linee . Interludio Matlab: Funzione Crank, Funzione Richardson, Funzione Dufort1, Funzione Upwind, Funzione Convezione1, Funzioni Mol, Burgers funzione, funzione non lineare
METODO DEGLI ELEMENTI FINITI
Integrazione numerica, Regola del rettangolo, Regola del trapezio, Regola di Simpson, Integrali multipli Moti assiali delle barre, Forze concentrate, Statica FEM per equazioni differenziali ordinarie, Forma debole, Metodo dei residui pesati, Metodo degli elementi finiti. Metodo di Galerkin, Funzioni di forma, Funzioni a cappello, Problema di Dirichlet, Problema di Dirichlet-Neumann, Problemi di statica delle barre, Problema di Neumann puro, Processo termico allo stato stazionario in un corpo multistrato Funzione delta di Dirac, Funzione di Dirac e forze concentrate, Palla che rimbalza, Funzione di Heaviside Tempo problemi dipendenti, Equazione del calore. Problema di Dirichlet, Problema di Neumann, Equazione d'onda, Problema di Dirichlet, Problema di Neumann Interludio di Matlab, Funzione Simpson, Funzione Simpson2d, Funzioni di Ode, Funzioni di barra, Funzione di palla, Funzioni di calore, Funzioni d'onda
EQUAZIONI ELLITTICHE
Modello storico, Metodo alle differenze finite, Metodo dei cinque punti, Errore di troncamento, Equazione di Poisson, Confine curvo, Metodo dei sette punti Identità di Green. Unicità delle soluzioni, problema di Dirichlet, problema di Neumann. Problema misto, problema di Robin Problema di Neumann: metodo dei cinque punti, FEM al contorno curvo in due dimensioni spaziali, funzioni di base, problema di Dirichlet. Forma debole, problema di Dirichlet-Neumann Interludio Matlab: funzione Fivepoint, funzione curva, funzione Dam1, funzione piramide, funzione Laplace, funzione Neumann, funzione Pilewall, funzione Dam2
EQUAZIONE DELLA TRAVE
Equazione della trave di Eulero-Bernoulli, Condizioni iniziali ed al contorno, Metodi alle differenze finite, Forma della matrice, Metodo delle linee per l'equazione della trave, Risposta dinamica sotto un'azione pulsante, Problemi di statica, Soluzioni all'equazione della trave, Metodi agli elementi finiti, Funzioni di forma, Matrice di rigidezza, Matrice di massa, Matrice di massa concentrata, FEM in statica, Forze concentrate, Elemento trave misto. Interludio Matlab: funzioni della trave, funzioni pulsanti, funzioni per la statica, funzioni per FEM, funzioni miste.
DIFFUSIONE IN DUE E TRE DIMENSIONI DELLO SPAZIO
Equazione del calore, Metodo esplicito 3D, Problema di Dirichlet, Problema di Neumann, Metodi impliciti, Metodo di Crank-Nicolson Equazione del calore in coordinate curvilinee, Coordinate polari, Coordinate cilindriche, Coordinate sferiche, Simmetria circolare, Metodo agli elementi finiti, Metodo 2D di DuFort-Frankel, Metodo delle linee, 3D MOL Equazione convezione-diffusione, Metodi espliciti, Metodi impliciti, Metodi 3D, Equazione convezione-diffusione con decadimento Matlab Interlude: Funzioni Euler2D, Funzione Trench, Funzione Circolare, Funzione Dufort2D, Funzione Upwind2D, Funzione Crank2D
CLASSIFICAZIONE PDE
PDE del secondo ordine, Equazioni del secondo ordine con “n” variabili indipendenti, Sistemi di PDE del primo ordine, Classificazione dei sistemi

L’esame consiste in una prova orale in cui avverrà la verifica dell’apprendimento dei contenuti del corso, e la discussione di un elaborato progettuale che può essere svolto anche in gruppo (max 3 elementi), riguardante l’applicazione delle metodologie studiate ad un problema ingegneristico scelto in accordo con il Docente.
50% prova orale inerente gli argomenti del corso
50% qualità e discussione dell’elaborato progettuale.

1. B D'Acunto, “Matlab per ingegneria”, Maggioli, 2019
2. B D'Acunto, “Matlab for engineering”, World Scientific, 2022
3. B D'Acunto, "Computational Partial Differential Equations for Engineering Science", Nova Science Publishers, 2012.
4. Appunti dalle lezioni.

Il corso si pone l'obiettivo di fornire allo studente conoscenze approfondite relative alla progettazione delle più diffuse opere geotecniche (le fondazioni superficiali e profonde e le opere di sostegno), al fine di metterlo nelle condizioni di progettarle nel rispetto della sicurezza, dell’economia e delle norme esistenti. A tale scopo lo studente dovrà essere in possesso dei principi della meccanica dei terreni e della geotecnica, obbligatoriamente acquisti nel corso della laurea triennale
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve comprendere la relazione esistente tra i principi della meccanica dei terreni e il comportamento delle opere geotecniche più diffuse, attraverso lo studio di modelli teorici e di evidenze sperimentali. Vista la complessità della materia, che richiede la creazione di un modello sulla base di informazioni sperimentali a volte incerte, lo studente deve dimostrare di avere buone conoscenze sia delle tecniche sperimentali di laboratorio, sia delle tecniche sperimentali di sito, mostrando capacità di interpretazione dei risultati per le diverse tipologie di comportamento dei terreni.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Grazie alla partecipazione attiva alle esercitazioni, che si svolgono come veri e propri progetti geotecnici che partono da risultati “bruti” di indagini in sito, lo studente deve dimostrare di essere in grado di operare le corrette scelte di modellazione, e di sapere applicare in modo corretto la normativa vigente, per essere in grado di affrontare correttamente la vita professionale

INDAGINI IN SITO: sondaggi geognostici, campionamento indisturbato, CPT, CPTU, SPT, prove pressiometriche, prove dilatometriche, prove CROSS-HOLE e DOWN-HOLE, definizione del modello geotecnico. 1 CFU RICHIAMI SUI MODELLI COSTITUTIVI PIU’ UTILIZZATI: modello elastico, modello plastico perfetto, modello elasto-plastico. 1 CFU FONDAZIONI SUPERFICIALI: carico limite statico e in condizioni sismiche, calcolo dei cedimenti assoluti e differenziali, interazione terreno-struttura. 2 CFU FONDAZIONI PROFONDE: tecnologia dei pali, carico limite del palo singolo, calcolo dei cedimenti, comportamento di gruppo. 2 CFU SPINTA DELLE TERRE: cerchio di Mohr, definizione delle condizioni di equilibrio limite per piano campagna orizzontale e inclinato, definizione dei coefficienti di spinta attiva e passiva. Teoria di Rankine. Teoria di Coulomb. Spinta delle terre in condizioni sismiche. 1 CFU MURI DI SOSTEGNO E PARATIE: verifiche relative ad un muro a gravità, in condizioni statiche e sismiche; verifiche relative ad una paratia libera o con un livello di ancoraggi, in condizioni statiche e sismiche. 2 CFU

Il campo sarà definito secondo l'aggiornamento delle Linee guida del PQA in corso di predisposizione

Dispense del docente, slides proiettate. Testi di consultazione: Fondazioni, C. Viggiani, Hevelius Ed.

Il corso si propone di fornire conoscenze generali sul processo di pianificazione dei trasporti, considerando le sue diverse fasi, tra cui il riconoscimento degli aspetti critici di un sistema di trasporto, la definizione di obiettivi e target, l'identificazione di diverse soluzioni e scenari e l'esecuzione delle valutazioni. Vengono introdotti, da un punto di vista applicativo, metodi e algoritmi per la simulazione del sistema di trasporto in diversi scenari, trattati teoricamente in altri corsi. Il corso si concentra sugli indicatori principali da stimare per affrontare la valutazione di un progetto e/o di un piano relativamente agli aspetti ambientali e ad altri aspetti "esterni". Le principali tecniche di confronto e valutazione, come l'analisi costi-benefici e l'analisi multicriteri, vengono presentate e applicate a un caso di studio.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Gli studenti acquisiscono conoscenze sulle fasi di pianificazione di un sistema di trasporto, ovvero sui passaggi necessari per definire il processo attraverso il quale possono essere prese decisioni (inclusa la non decisione) considerando gli impatti che queste possono avere sulla comunità, sul territorio e sull'ambiente. Gli interventi da implementare su un sistema di trasporto sono funzionali al raggiungimento di obiettivi prefissati, tenendo conto dei vincoli e dei punti di vista dei decisori e dei soggetti coinvolti (per prendere la decisione migliore). Le decisioni, e i relativi obiettivi e vincoli, possono essere assunti da soggetti pubblici che operano per la comunità o da soggetti operanti in aziende private (punti di vista diversi). Gli studenti dovranno dimostrare di saper trarre le conseguenze di un insieme di informazioni relative ai principi, alle strategie e alle metodologie alla base della pianificazione sostenibile degli interventi (fisici, organizzativi e gestionali) sul trasporto passeggeri e merci del sistema. Agli studenti viene fornita una nuova visione dell'ingegneria dei sistemi di trasporto concepita non più come finalizzata alla sola realizzazione di nuove infrastrutture ma anche come disciplina volta a soddisfare le attuali esigenze di gestione e manutenzione dei sistemi e delle infrastrutture di trasporto. Inoltre, le tematiche affrontate, aggiornate secondo il recente quadro normativo, e le procedure di pianificazione presentate sono applicabili a qualsiasi tipo di pianificazione di opere di pubblica utilità che venga realizzata da privati o dalla pubblica amministrazione.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Students should demonstrate knowledge and understanding of the issues related to transportation system planning. They must demonstrate the ability to develop arguments regarding the new vision of decision-making processes and related interpretative models. The program aims to provide students with the basic knowledge and methodological tools necessary to make decisions regarding transportation system interventions.

• Sistema di trasporto
• Trasporto stradale
• Trasporto ferroviario
• Trasporto aereo
• Trasporto marittimo
• Il processo di pianificazione 3.0
• Public engagement
• Attovità e competenze tecniche
• Regole e documenti di pianificazione
• Impatti
• Impatti ambientali
• Analisi economica e finanziaria e AMC

prova orale

Cartenì, A. (2017); Processi decisionali e Pianificazione dei trasporti, Lulu International. ISBN 978-1-326-46240-6
Slide del corso fornite allo studente

Gli studenti apprendono gli aspetti fondamentali della circolazione costiera e del trasporto solido ad essa associato.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Comprensione dei meccanismi prevalenti che governano la circolazione litoranea in un paraggio assegnato.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Calcolo della portata solida litoranea e del profilo di equilibrio di una spiaggia.

Radiation Stress; Nearshore Circulation; Proprietà dei Sedimenti Costieri; Trasporto solido cross-shore; Trasporto solido longshore.

Il campo sarà definito secondo l'aggiornamento delle Linee guida del PQA in corso di predisposizione.

Robert G Dean, Robert A Dalrymple, 1991. Water Wave Mechanics For Engineers And Scientists. World Scientific.

Il principale obiettivo formativo dell’insegnamento è riconducibile al trasferimento agli studenti di approcci, metodi, tecniche, strumenti, best e bad practices, orientati a descrivere, analizzare ed interpretare il sistema urbano nella sua complessità e a governarne le trasformazioni al fine di migliorarne i livelli di organizzazione, di incrementarne i livelli di resilienza, mitigarne gli impatti dei fenomeni naturali (principalmente riconducibili al climate change), tecnologici, sociali, economici, ecc. che possono verificarsi e adattare i suoi spazi alle nuove necessità, in un’ottica di sostenibilità ambientale.
Conoscenza e capacita' di comprensione: In ragione degli obiettivi dell’insegnamento, orientati ad accrescere la vivibilità e la sostenibilità dei sistemi urbani, gli studenti dovranno dimostrare di aver sviluppato sia conoscenza adeguata dei fenomeni che si verificano nei contesti urbani, sia capacità di comprensione degli effetti indotti da tali fenomeni sui sistemi urbani, sia, infine, capacità di individuare le relazioni tra fenomeni diversi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Il focus dell’insegnamento è teso ad orientare l’azione del tecnico pianificatore verso strategie di mitigazione e di adattamento in linea con i principi di sostenibilità e di resilienza. Nel contesto delle attuali sfide alle quali la città deve dare risposta, la figura del tecnico diviene centrale assumendo un ruolo cerniera di supporto alle decisioni e di amplificatore del consenso da parte delle collettività locali interessate dai processi di trasformazione. A tal fine, i contenuti teorici ed esercitativi, attraverso il supporto dell’illustrazione di best e bad practice, sono finalizzati a sviluppare capacità conoscitiva e progettuale, che riescano a coniugare riferimenti di tipo teorico-metodologico e competenze di tipo tecnico, anche travalicando le specifiche tematiche affrontate nel corso dell’insegnamento

• La conoscenza del fenomeno urbano e territoriale: Modelli di approccio; Città e territorio come sistemi caotici e dinamicamente complessi; La città come sistema prestazionale.
• Concetto di Smartness e sostenibilità urbana: nuove tecnologie ed efficienza organizzativa delle invarianti–comunicazioni, mobilità, partecipazione sociale, efficienza energetica, qualità della vita; lo sviluppo sostenibile come patto intergenerazionale.
• Rischio e vulnerabilità urbana: Componenti del rischio (pericolosità, esposizione, vulnerabilità); Organizzazione urbana e vulnerabilità; Tipologie di rischio.
• Concetto di Entropia Urbana; Concetto di resilienza urbana; Entropia vs Resilienza.
• Dalla pianificazione urbanistica al governo dei sistemi complessi: Pianificazione dei sistemi urbani e territoriali; Governo delle trasformazioni urbane; Ciclo di governo delle trasformazioni urbane.
• Metodi, tecniche e procedure per il governo delle trasformazioni urbane: Metodi, tecniche e procedure per la conoscenza del sistema urbano e territoriale; Tecniche di interpretazione e modellizzazione del sistema urbano e territoriale; Tecniche e procedure di previsione dell’evoluzione del sistema.
• INtelligenza Artificiale e governo delle trasformazioni urbane e territoriali; le nuove fasi del GTT con l’AI, ciclo CDC (Choosing/Connotate-Dialogue-Check) e conoscenza degli LLM.-
• Nuove tecnologie e governo delle trasformazioni territoriali; i GIS per la definizione dell’entropia nei sottosistemi urbani; data-mining e fonti utili al reperimento dei dati per l’analisi delle condizioni di rischio; costruzione dell’ambiente GIS; sviluppo di plug-in con l’ausilio di AI.
• Strumenti per il governo dello sviluppo urbano sostenibile: Strumenti per il governo delle trasformazioni urbane; Strumenti di supporto alle decisioni; Messa a punto di strumenti di supporto alle decisioni per il governo delle trasformazioni urbane sostenibili.
• Esempi di best practices per città smart, sostenibili e resilienti.
  Accanto alle lezioni teoriche, l’insegnamento prevede un ciclo di esercitazioni volto a implementare, su un’area di studio, metodi, interventi e azioni orientati alla riduzione dei livelli di entropia e a rendere una città smart e a incrementarne i livelli di resilienza, in un’ottica di sostenibilità ambientale.

Colloquio orale sui principali argomenti trattati e discussione dell’elaborato progettuale messo a punto durante l’esercitazione. Non sono previste prove scritte, non sono previste prove intercorso.
La valutazione finale è singola ed è espressa in trentesimi, per ciascun discente, in ragione dei seguenti criteri: Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding); Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding); Autonomia di giudizio (making judgements); Abilità comunicative (communication skills); Capacità di apprendere (learning skills)

Documenti, Dispense e Slide delle lezioni disponibili su spazio TeAMS del corso appositamente creato con indicazioni bibliografiche e articoli scientifici forniti dal docente.

Il corso, di basilare importanza per ingegneri che si occupano di efficienza energetica e di progettazione di impianti energetici innovativi, mira a sviluppare conoscenze sulle tecnologie avanzate per la produzione, la conversione e l’utilizzo dell’energia, in un’ottica di sostenibilità economica ed ambientale, in ambito civile, industriale, dei trasporti anche marittimo. Il corso approfondisce le tecniche per il risparmio energetico e la progettazione di sistemi energetici ad alta efficienza e basati anche su fonti rinnovabili, con riferimento a sistemi complessi caratterizzati da elevata variabilità dei carichi e delle condizioni operative, quali edifici, reti energetiche e impianti industriali, nonché a quelli tipici dei trasporti (anche con applicazioni marine e offshore). Particolare attenzione è dedicata alla simulazione dinamica e all’ottimizzazione dei sistemi energetici, strumenti fondamentali per l’analisi delle prestazioni energetiche, economiche e ambientali in contesti multi-sorgente, multi-utenza e multi-obiettivo, quali comunità energetiche, impianti industriali e sistemi energetici di bordo, caratterizzati dall’integrazione di impianti alimentati anche da fonti rinnovabili, sistemi di accumulo e sistemi per la gestione intelligente dell’energia. Al termine del percorso di apprendimento, l’allievo sarà in grado di: i) valutare e selezionare le tecnologie energetiche avanzate più idonee in funzione della destinazione d’uso dei sistemi (civili, industriali, di rete, di trasporto) e degli obiettivi di efficienza energetica, sostenibilità ambientale e convenienza economica; ii) eseguire, anche mediante l’utilizzo di specifici software di simulazione, l’analisi dinamica delle prestazioni energetiche, economiche e dell’impatto ambientale dei sistemi, considerando la variabilità temporale delle risorse energetiche, dei carichi e delle condizioni operative; iii) sviluppare la progettazione di massima di sistemi energetici complessi, attraverso l’ottimizzazione dei principali parametri progettuali e di esercizio, valutando differenti funzioni obiettivo (massimo risparmio energetico, riduzione delle emissioni climalteranti, minimizzazione del tempo di ritorno dell’investimento).
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze di base e di comprendere i principali fenomeni fisici e tecnologici alla base delle tecnologie innovative per la produzione, la conversione, l’accumulo e la distribuzione dell’energia, finalizzate al miglioramento dell’efficienza energetica, all’impiego di fonti energetiche rinnovabili e alla riduzione dell’impatto ambientale associato all’uso dell’energia. Lo studente dovrà inoltre dimostrare la capacità di valutare e selezionare le tecnologie energetiche più opportune in funzione della tipologia di utenza e del contesto applicativo (utenze singole o multiple, sistemi civili, industriali o di rete, sistemi energetici di bordo), nonché di comprenderne l’integrazione all’interno di sistemi energetici complessi, al fine di perseguire obiettivi di sostenibilità energetica, flessibilità della domanda e della produzione e affidabilità del sistema. Infine, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze teoriche e metodologiche relative alle tecniche di modellazione e simulazione dinamica delle prestazioni energetiche, economiche e di impatto ambientale di sistemi energetici innovativi, con particolare riferimento all’analisi di sistemi multi-sorgente e caratterizzati da condizioni operative variabili nel tempo.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Al termine del corso, lo studente, attraverso lo sviluppo di un caso studio assegnato, dovrà essere in grado di modellare, simulare e ottimizzare differenti configurazioni di impianto, analizzandone i risultati (in termini di prestazioni energetiche, economiche e d’impatto ambientale) anche in un’otica di moderna progettazione del sistema. Lo studente, anche attraverso l’uso consapevole di specifici software di simulazione dinamica, dovrà quindi dimostrare la capacità di confrontare diversi layout impiantistici, individuandone la configurazione ottimale in funzione di specifiche funzioni obiettivo, ed effettuando il dimensionamento di massima dei principali componenti del sistema energetico esaminato anche tenendo in considerazione criteri di efficienza energetica, sostenibilità ambientale e convenienza economica.

[2 CFU] TECNOLOGIE PER LA SOSTENIBILITÀ ENERGETICA . Tecnologie e sistemi energetici a basso impatto ambientale basati su fonti energetiche fossili e rinnovabili, per la poligenerazione distribuita e la sostenibilità energetica. Tecnologie per la trasformazione e l’accumulo di energia termica da rinnovabili: tecnologie per il riscaldamento e raffrescamento alimentate da fonti rinnovabili a bassa temperatura, tecnologie per la valorizzazione dei cascami termici. Impianti di dissalazione. Organic Rankine Cycle (ORC) machines. Tecnologie per la produzione e l’accumulo di idrogeno e di vettori energetici ecocompatibili. Tecnologie per il trattamento di biomasse e la relativa trasformazione in vettori energetici ecocompatibili. Tecnologie sostenibili per la produzione e l’accumulo di energia elettrica: celle a combustibile, turbine eoliche e idrauliche anche per la conversione energetica dal mare e dal moto ondoso, sistemi solari ibridi e a concentrazione; applicazioni power to heat and power to gas. Cenni sulle tecnologie per l’“energy harvesting”: sistemi piezoelettrici, elettromagnetici, termoelettrici, termoacustici, microeolici. Principi di funzionamento delle singole tecnologie, indicatori e parametri per il calcolo della relativa efficienza energetica, economica e di impatto ambientale. Principi fondamentali della produzione di energia da fonte nucleare. Fissione e fusione nucleare. Reattori a fissione di IV generazione e il ruolo del nucleare nel sistema energetico.
[2 CFU] STRATEGIE PER L’EFFICIENZA E LA FLESSIBILITA’ ENERGETICA. Strategie di integrazione e gestione dei sistemi energetici complessi, finalizzate al miglioramento dell’efficienza e della flessibilità energetica nel contesto della transizione energetica. Principi di integrazione delle tecnologie in sistemi avanzati, includendo applicazioni quali vehicle-to-X, smart e micro-grid, smart cities e smart mobility. Gestione dei sistemi di generazione e produzione di energia, nonché dei sistemi di accumulo energetico, al fine di ottimizzare l’utilizzo delle risorse energetiche disponibili. Sviluppo e l’analisi di micro-reti, anche in configurazione off-grid, a basso impatto ambientale, e lo studio della flessibilità energetica e della gestione dinamica dei flussi di energia. In tale contesto vengono introdotti i principi di controllo, coordinamento e ottimizzazione dei sistemi energetici complessi, con riferimento a contesti civili, industriali e marittimi.
[2 CFU] LABORATORIO NUMERICO PER LA PROGETTAZIONE PRELIMINARE INTEGRATA. Il laboratorio è dedicato allo sviluppo di casi studio finalizzati alla progettazione preliminare dei sistemi energetici studiati. I casi studio sono assegnati in funzione del percorso formativo di provenienza dello studente, mantenendo invariati gli obiettivi formativi e gli strumenti metodologici del corso. Nello specifico, i casi studio – relativi a sistemi energetici a servizio di edifici, distretti di piccola e media scala, impianti industriali, navi e sistemi energetici avanzati – sono affrontati mediante l’utilizzo di strumenti di simulazione dinamica. Attraverso attività di modellazione, simulazione e ottimizzazione, lo studente valuta le prestazioni energetiche, economiche e di impatto ambientale di diversi scenari di sistemi energetici avanzati, con particolare attenzione a sistemi multi-sorgente e caratterizzati da condizioni operative variabili nel tempo. Sono introdotti e utilizzati ambienti di calcolo per la simulazione e la progettazione preliminare dei sistemi energetici, quali TRNSYS, HOMER e Matlab, con particolare riferimento alla valutazione dei flussi energetici su base dinamica e all’ottimizzazione termo-economica delle soluzioni progettuali.

Il voto è formulato in base all’esito delle prove scritte, alla qualità dell’elaborato progettuale presentato e all’adeguatezza delle risposte fornite dallo studente durante la prova orale.

Appunti del docente (disponibili sul sito docenti).
Testo: i) Nikolai V. Khartchenko, Vadym M. Kharchenko. Advanced Energy Systems, Second Edition. CRC Press (2013).

La sfida globale per uno sviluppo sostenibile dev’essere supportata da uno sfruttamento di fonti di energia fossile a basso impatto ambientale e dal predominante ricorso a nuove fonti alternative in grado di salvaguardare il delicato equilibrio naturale. L’insegnamento fornisce gli strumenti e le competenze tecnologiche per operare in un quadro di sviluppo energetico sostenibile. In epoca di cambiamenti climatici, la limitazione delle emissioni di anidride carbonica può e dev’essere perseguita o attraverso la cattura e stoccaggio del carbonio (CCS) a valle delle fonti di emissioni (principalmente derivanti da produzione di energia da fonti fossili) o attraverso la sostituzione delle fonti energetiche, rivolgendo l’attenzione verso quelle rinnovabili (biogas, biometano,biocombustibili liquidi) ed in particolare quelle prive di carbonio (energia solare, energia eolica, idrogeno). In un quadro di economia circolare, la strategia di cattura e utilizzo di anidride carbonica (CCU) vede quest’ultima come una risorsa per la sua trasformazione in prodotti a valore aggiunto quali combustibili, composti chimici, intermedi di sintesi e plastiche attraverso processi industriali innovativi e a supporto di uno sviluppo tecnologico sostenibile ed eco-compatibile.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere le problematiche ambientali relative ai processi di produzione di energia e le possibili soluzioni adottabili per la loro mitigazione. Deve mostrare di conoscere le principali fonti energetiche rinnovabili ed i principi di produzione ed utilizzo su cui si basa il loro sfruttamento.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve mostrare adeguate competenze tecnologiche per operare in un quadro di sviluppo energetico sostenibile. Deve essere in grado di valutare la possibilità di utilizzare adeguate soluzioni per limitare l'impatto ambientale dei processi di produzione di energia, e di conoscere le alternative esistenti per il processo di transizione energetica, individuando le soluzioni ottimali in diversi contesti.

Impatto ambientale della produzione di energia. Transizione energetica. Energia e combustibili. Schemi di cattura di CO2 per impianti di potenza. Processi di cattura e stoccaggio di anidride carbonica (CCS): Tecnologie di separazione (assorbimento fisico, assorbimento chimico, processi a membrana, adsorbimento con sistemi rigenerativi (TSA, PSA, VPSA), separazione criogenica) - Stoccaggio di CO2: confinamento geologico (Enhanced Oil Recovery), confinamento oceanico, carbonatazione minerale. Applicazioni energetiche di separazione di CO2: upgrading di biogas a biometano, produzione di bio-GNL. Processi di cattura e utilizzo della CO2 (CCU): Conversione diretta (produzione di chemicals, produzione di combustibili, fotocatalisi, fotoelettrocatalisi) - Conversione indiretta (produzione syngas e conversione Fisher-Tropsch, processi elettrolitici, processi elettrochimici, processi termochimici). Fonti di energia per processi di conversione: biocombustibili (es.: biogas, biometano), energia solare (solare termodinamico, fotovoltaico), energia eolica, produzione di idrogeno (e.g. elettrolisi) e uso (celle a combustibile).

L'esame è orale e include la discussione di una tesina mediante una presentazione.

Dispense dell’insegnamento disponibili nel sito docente.
Testi disponibili nella biblioteca della Scuola Politecnica e delle Scienze di Base:

• J.M. Coulson, J.F. Richardson - Chemical Engineering Volume 2 –Butterworth-Heinemann
• W.L. Mc Cabe, J.C.Smith - Unit Operation of Chemical Engineering –Mc Graw Hill
• B. Smit, J.R. Reimer, C.M. Oldenburg, I. C. Bourg, Introduction to Carbon Capture and Storage –Imperial College Press
• S. Rackley, Carbon Capture and Storage - Elsevier
• P. Styring, E.A. Quadrelli, K. Armstrong Eds., Carbon Dioxide Utilisation –Closing the Carbon Cycle - Elsevier

Entro il 2040, due terzi della popolazione mondiale potrebbero affrontare gravi carenze idriche. Il corso prepara gli allievi ad affrontare questa sfida, fornendo gli strumenti per diventare protagonisti della transizione idrica globale : non solo imparano a trattare l'acqua, ma a produrla da fonti non convenzionali come la dissalazione dell'acqua di mare e il riutilizzo dei reflui, garantendo sempre gli standard di qualità richiesti per il consumo umano. Particolare rilievo è dedicato ai processi a membrana – microfiltrazione, ultrafiltrazione, nanofiltrazione e osmosi inversa – che rappresentano la frontiera tecnologica per il trattamento avanzato e la produzione di acqua potabile da fonti alternative.
L'obiettivo è fornire una visione olistica e integrata della progettazione degli impianti di trattamento delle acque di approvvigionamento destinate alla produzione di acqua potabile, con approfondimento sui trattamenti chimico-fisici (coagulazione, flocculazione, adsorbimento, scambio ionico) e sui processi a membrana. Per ciascuna tecnologia vengono illustrati i principi di funzionamento, esaminate le configurazioni impiantistiche e definite le metodologie di verifica e dimensionamento. Gli studenti impareranno a combinare i diversi processi – integrando sinergicamente trattamenti chimico-fisici e sistemi a membrana – per progettare schemi di trattamento sicuri e affidabili, in grado di rispettare i sempre più stringenti limiti normativi per i parametri chimici e microbiologici, sviluppando al contempo la mentalità critica necessaria per esplorare soluzioni innovative alle necessità future.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Al termine del corso, lo studente avrà acquisito solide conoscenze sui principi di funzionamento delle tecnologie per il trattamento delle acque di approvvigionamento, con particolare riferimento ai processi fisici, chimici e a membrana. Comprenderà le implicazioni della caratterizzazione avanzata delle acque, il ruolo della Materia Organica Naturale (NOM) e le sfide poste dai contaminanti emergenti come PFAS e microplastiche, nonché il quadro normativo di riferimento (D.Lgs. 102/2025).
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di selezionare, combinare e dimensionare le diverse unità di processo per la progettazione di schemi di trattamento complessi, applicando il concetto di barriera multipla e valutando l'affidabilità dei processi attraverso i crediti di rimozione logaritmica (LRV). Saprà inoltre interpretare criticamente pubblicazioni scientifiche e utilizzare software dedicati per il design di processi a membrana.

Frontiere della Qualità e Sfide Globali

• Caratterizzazione di acque convenzionali (fiumi, laghi, sotterranee) e non convenzionali (saline, riuso).
• Materia Organica Naturale (NOM) e indicatori avanzati (TOC/DOC, AOC).
• Contaminanti emergenti: PFAS (0,10 µg/L) e TFA (10 µg/L) – D.Lgs. 102/2025. Prevenzione microplastiche.
• Normativa acque potabili e da potabilizzare.
  Unità di Processo – I "Mattoni" del Trattamento
• Opere di presa da falda, fiumi, laghi e mare.
• Sistemi classici: Aerazione, Coagulazione, Flocculazione, DAF, Sedimentazione, Filtrazione.
• Processi a membrana: MF, UF, NF, Osmosi Inversa (RO) per potabilizzazione e dissalazione.
• Adsorbimento e Scambio Ionico: GAC, PAC, resine selettive.
• Disinfezione avanzata: UV, Ozono, inattivazione di Cryptosporidium e controllo sottoprodotti (DBP).
  Affidabilità e Innovazione
• Barriera Multipla: integrazione processi e crediti logaritmici di rimozione (LRV).
• Biofilm nei sistemi idrici.
• Tecnologie emergenti e analisi critica della ricerca scientifica.

L'esame finale consiste in un colloquio orale volto ad accertare la comprensione dei principi teorici e delle tecnologie trattate. Il colloquio è integrato da:

• Discussione delle presentazioni del progetto di gruppo sviluppato durante le esercitazioni (dimensionamento di un impianto per casi reali come fiumi in piena o laghi eutrofici).
• Analisi critica di pubblicazioni scientifiche per dimostrare capacità di immersione nella ricerca di frontiera.
  La valutazione finale terrà conto della padronanza dei contenuti, della capacità di applicarli a problemi concreti e delle abilità critiche e progettuali dimostrate.

• Appunti e slide delle lezioni del docente.
• Articoli scientifici selezionati (formato IMRAD) per approfondire le tematiche più innovative.
• Guide pratiche alla ricerca bibliografica (Scopus, Google Scholar) e software per il design di processi a membrana.
• Testi di riferimento consigliati:
• MWH, "Water Treatment: Principles and Design"
• Van Dijk et al., "Drinking Water: Principles and Practices"

Fornire agli allievi gli strumenti per la progettazione degli impianti di trattamento delle acque reflue. Per ciascuna tecnica all’uopo utilizzata vengono: illustrati i principi su cui essa si fonda; esaminate le configurazioni impiantistiche; definite le metodologie di verifica e dimensionamento. Parte rilevante del corso viene rivolta alle esercitazioni, che riguardano l’elaborazione, numerica e grafica, del progetto di un impianto di depurazione.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche relative alla depurazione delle acque reflue. Il percorso formativo intende fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici di base necessari per analizzare il recupero di risorse dalle acque reflue. Tali strumenti consentiranno agli studenti di comprendere le principali relazioni che sussistono tra le caratteristiche delle acque reflue e le possibilità di valorizzazione delle stesse.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di risolvere problemi concernenti il trattamento e la valorizzazione delle acque reflue. Il percorso formativo è orientato a trasmettere le capacità e gli strumenti metodologici e operativi necessari ad applicare concretamente le conoscenze alla progettazione degli impianti di depurazione .

• Caratterizzazione quali-quantitativa delle acque reflue urbane e industriali.
• Normativa sugli scarichi idrici e sul riutilizzo delle acque reflue.
• Trattamenti fisici (grigliatura, rototrituratura, dissabbiamento, disoleatura, flottazione, sedimentazione), chimici (coagulazione e flocculazione; disinfezione, ossidazione) e biologici (cinetiche di crescita dei microrganismi e di consumo dei substrati, fattori che influenzano i processi biologici, sistemi a colture adese, sistemi a colture sospese, sistemi aerobici e anaerobici, applicazione alla rimozione della sostanza organica e di composti dell’azoto, del fosforo e dello zolfo) delle acque reflue.
• Sistemi di depurazione biologica innovativi (reattori biologici a membrana, biofiltri, reattori biologici a letto fisso e mobile).
• Trattamenti del fango di depurazione (ispessimento, stabilizzazione chimica, digestione, condizionamento e disidratazione, essiccamento, incenerimento).
• Sistemi di sollevamento delle acque reflue.
• Schemi di funzionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue.
• Profilo idraulico degli impianti di trattamento delle acque.
• Impianti di depurazione per piccole comunità.
• Recupero di risorse dalle acque reflue.

Il campo sarà definito secondo l'aggiornamento delle Linee guida del PQA in corso di predisposizione.

Appunti e slides delle lezioni;
L. Bonomo (2008). Trattamenti delle Acque Reflue, Mc-Graw-Hill;
Metcalf & Eddy (2003). Wastewater Engineering – Treatment and Reuse, Mc-Graw-Hill.

Obiettivo dell’insegnamento è fornire agli allievi ingegneri nozioni specialistiche in materia di valutazione dell’impatto ambientale di progetti, piani, programmi e processi di diverso tipo, nonché di autorizzazioni ambientali. L’insegnamento, in particolare, mira a fornire le conoscenze specialistiche necessarie per provvedere, nel rispetto delle normative vigenti, a: i) la redazione di studi per la valutazione di impatto ambientale (VIA), per la valutazione di incidenza (VI) e per la valutazione ambientale strategica (VAS); ii) messa a punto dei documenti per l’autorizzazione integrata ambientale (AIA) e per l’autorizzazione unica ambientale (AUA); iii) esecuzione di analisi del ciclo di vita (LCA).
Conoscenza e capacita' di comprensione: L’allievo ingegnere dovrà dimostrare di possedere conoscenze metodologiche e operative per la valutazione dell’impatto ambientale di progetti, piani e programmi. Dovrà conoscere i principali strumenti di valutazione degli impatti, distinguendone le peculiarità e il campo di applicazione. L’allievo ingegnere dovrà, altresì, conoscere i diversi iter di autorizzazione ambientale in relazione alla tipologia di attività produttiva. Dovrà, infine, conoscere gli strumenti di certificazione ambientale volontaria e saperne illustrare caratteristiche, limiti e potenzialità.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: L’allievo ingegnere dovrà saper affrontare l’iter tecnico-amministrativo di valutazione della compatibilità ambientale di progetti, piani e programmi in coerenza con la normativa vigente, dovrà saper approcciare la redazione di uno studio di impatto ambientale, definendone struttura e contenuti e dovrà saper utilizzare le tecniche di identificazione e valutazione degli impatti di progetti, piani e programmi sull’ambiente. L’allievo ingegnere dovrà, inoltre, saper utilizzare gli strumenti metodologici acquisiti per analizzare il ciclo di vita di un processo/prodotto, anche tramite l’ausilio di software dedicati. Dovrà, infine, saper gestire un iter di autorizzazione ambientale e implementare un sistema di gestione ambientale ai sensi delle norme tecniche di settore.

• Introduzione all’impatto ambientale e alla valutazione di impatto ambientale.
• Quadro di riferimento normativo in materia di valutazione di impatto ambientale (VIA) e provvedimento unico autorizzativo.
• Analisi delle alternative e tecniche di ponderazione.
• Procedure e tecniche di individuazione e valutazione degli impatti ambientali.
• La caratterizzazione dei fattori ambientali (popolazione e salute umana, biodiversità, territorio, suolo e acqua, aria e clima, beni materiali e patrimonio culturale, clima acustico e radiazioni).
• La valutazione ambientale strategica (VAS).
• Il monitoraggio ambientale.
• Life Cycle Assessment: generalità, definizione di obiettivi e campo di applicazione, analisi di inventario e analisi degli impatti, interpretazione dei risultati.
• Autorizzazioni Ambientali.
• Green Public Procurement e Criteri Ambientali Minimi.
• Certificazioni ambientali volontarie.

Dispense e appunti del corso.
Sistema Nazionale per la Protezione dell’Ambiente, “Valutazione di impatto ambientale. Norme tecniche per la redazione degli studi di impatto ambientale”.
H. Baumann and A. M. Tillman, “The Hitch Hiker’s Guide to LCA: An Orientation in Life Cycle Assessment Methodology and Application,” Studentlitteratur, Lund, 2004.